que es y su s principales usos en la industria

1. FES Aragón. 1
El petróleo.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA
DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ARAGÓN.
Química en ingeniería.
El Petróleo.
Alumnos:
Rivera Barajas Jazmín.
Velazco Martínez Joan.
Fernández Cano Veronico David Ricardo.
Fecha de realización: 14112013.

2. FES Aragón. 2
El petróleo.
El Petróleo.
El petróleo o aceite crudo está formado en su mayoría por hidrocarburos y también
contiene pequeñas cantidades de compuestos orgánicos que tienen nitrógeno, azufre y
oxigeno.
Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también suelen
contener unos pocos compuestos de azufre y de oxigeno; el contenido de azufre varía
entre un 0,1 y un 5%. Dichos hidrocarburos pueden separarse por destilación
fraccionada de la que se obtienen aceites ligeros (gasolina), vaselina, parafina, asfalto
y aceites pesados.
Se presenta en la naturaleza en los tres estados de la materia:
sólido (bitumen natural).
líquido (crudo).
gaseoso (gas natural).
La composición elemental del petróleo normalmente varía entre estos intervalos:
Elemento
Peso %
Carbono
84-87
Hidrógeno
11-14
Azufre
0-2
Nitrógeno
0,2
El petróleo es un líquido insoluble en agua y de menor densidad que ella. Dicha
densidad está comprendida entre 0.75 y 0.95 g/ml.
Hidrocarburos de uno a cuatro átomos de carbono:
Se presentan en estado gaseoso, son inflamables y no tienen color ni olor. Entre
ellos se encuentran:
Es el principal constituyente del gas natural; se
utiliza como combustible en el hogar y en
automóviles. Asimismo, es materia prima en la
producción de amoniaco, formaldehído, dióxido de
carbono, tetracloruro de carbono y cloroformo,
entre otros.

3. FES Aragón. 3
El petróleo.
Es materia prima en la fabricación de
polietileno, óxido de etileno y vinilo que, a su
vez, se utilizan en la producción de envases,
juguetes, tuberías, etcétera.
Se mezcla con el butano (C4H10) para
constituir el gas licuado del petróleo (lo que
se conoce como gas LP), que se emplea en
los hogares para encender la estufa y el
calentador.
También es un combustible para
automóviles y se emplea en sistemas de
aire acondicionado como refrigerante.
Hidrocarburos de cinco a veinte átomos de carbono:
Se presentan en estado líquido y su color va del amarillo claro al pardo.
Grupo
Átomos de
carbono por
molécula
Gasolina
5-9
Combustible para vehículos automotores. En la
industria se utiliza como desengrasante y disolvente.
Kerosina
10-14
Se ocupa para obtener turbosina, el combustible para
los aviones.
Gasóleo
15-18
Generación de diesel; que es el combustible de
tractores, locomotoras, camiones, tráileres y barcos.
Uso
Hidrocarburos de cinco a
Hidrocarburos con más de veinte átomos de carbono:
Tienen una apariencia pastosa e, incluso, pueden llegar a ser sólidos a temperatura
ambiente. Van del color café oscuro al negro.

4. FES Aragón. 4
El petróleo.
Grupo
Átomos de
carbono por
molécula
Lubricantes
20-35
Parafinas
Combustóleo
pesado
Asfaltos
25-35
mayor a 39
Uso
En máquinas de compresión y automóviles.
Fabricación de ceras y velas.
Combustible para calderas de termoeléctricas,
utilizadas en la generación de energía eléctrica.
Pavimentación de calles y carreteras.
El origen del petróleo.
Uno de los supuestos más aceptados acerca del origen del Petróleo lo constituye la
Teoría de Engler, (1911):
 1ª etapa.
Depósitos de organismos de origen vegetal y animal se acumulan en el fondo de mares
y en el subsuelo.
Las bacterias actúan, descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gases y
materias solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depósito.
Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables,
solubles en aceite.
 2da etapa.
A condiciones de alta presión y temperatura, se desprende CO2 de los compuestos con
grupos carboxílicos, y H2O de los ácidos hidroxílicos y de los alcoholes, dejando un
residuo bituminoso.
La continuación de exposiciones a calor y presión provoca un craqueo ligero con
formación de olefinas (protopetróleo).
 3er etapa.
Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales, se polimerizan
y ciclizan para dar origen a hidrocarburos de tipo nafténico y parafínico. Los aromáticos
se forman, presumiblemente, por reacciones de condensación acompañando al craqueo
y ciclización, o durante la descomposición de las proteínas.
Tipos de petróleo.
Se pueden clasificar como:
Arabian Light,
Brent,
Dubai,
West Texas Intermediate (WTI),
Maya,
Istmo y Olmeca

5. FES Aragón. 5
El petróleo.
La referencia que sustenta esta clasificación es la gravedad API (Instituto de Petróleo
Americano), que es una “medida de densidad”. La Gravedad API se basa en la
comparación de la densidad del petróleo con la densidad del agua. A mayor número de
API asignado, mayor calidad y valor de venta.
Las curvas de destilación TBP (del inglés “true boiling point”, temperatura de ebullición
real) distinguen a los diferentes tipos de petróleo y definen los rendimientos que se
pueden obtener de los productos por separación directa. Por ejemplo, mientras que en
el crudo Istmo se obtiene un rendimiento directo de 26% volumétrico de gasolina, en
el Maya sólo se obtiene 15.7%.
La industria mundial de hidrocarburos líquidos clasifica el petróleo de acuerdo con su
densidad API en:
Aceite crudo
Densidad
( g/ cm3)
Densidad
grados API
Extra-pesado
>1.0
10.0
Pesado
1.0 - 0.92
10.0 - 22.3
Mediano
0.92 - 0.87
22.3 - 31.1
Ligero
0.87 - 0.83
31.1 - 39
Súper-ligero
< 0.83
> 39
A mayor gravedad API el petróleo será más liviano. Los petróleos ligeros son los más
requeridos en el mercado y por lo tanto los de mayor precio.
Cotización de los tipos de petróleo
País
Tipo
API
Medio Oriente
Arabian Light
40°
Noruega
Brent
38°
Asia
Dubai
31°
EE.UU.
West Texas Intermediate
(WTI)
39°
Maya (pesado)
México
21.57°
Istmo (ligero)
33.44°
Olmeca (superligero)
38.30°

6. FES Aragón. 6
El petróleo.
Composición de los distintos derivados del petróleo.
Dependiendo del número de átomos de carbono y de la estructura de los hidrocarburos
que integran el petróleo, se tienen diferentes propiedades que los caracterizan y
determinan su comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes.
Además hay hidrocarburos con presencia de azufre, nitrógeno y oxígeno formando
familias bien caracterizadas, y un contenido menor de otros elementos. A continuación
se muestran algunas de las estructuras de derivados del petróleo.
Parafinas
Isoparafinas
Olefinas
Naftenos

7. FES Aragón. 7
El petróleo.
Aromático
Azufre
Nitrógeno
Oxígeno

8. FES Aragón. 8
El petróleo.
Procesos de refinación del petróleo.
Una refinería es un enorme complejo donde ese petróleo
crudo se somete en primer lugar a un proceso de
destilación o separación física y luego a procesos
químicos que permiten extraerle buena parte de la
variedad de componentes que contiene.
Proceso De Topping o Destilación Primaria.
El crudo se calienta a 350°C y se envía a una torre de
fraccionamiento, metálica y de 50 metros de altura, en
cuyo interior hay numerosos "platos de burbujeo". De tal
modo, los gases calientes que ascienden por dentro de la
torre atraviesan el líquido más frío retenido por los
platos. Tan pronto dicho líquido desborda un plato, cae al
inmediato interior.
La temperatura dentro de la torre de fraccionamiento queda progresivamente
graduada desde 350°C en su base, hasta menos de 100°C en su cabeza. Como
funciona continuamente, se prosigue la entrada de crudo caliente mientras que, de
platos ubicados a convenientes alturas, se extraer diversas fracciones. Estas fracciones
reciben nombres genéricos y responden a características bien definidas, pero su
proporción relativa depende de la calidad del crudo destilado, de las dimensiones de la
torre de fraccionamiento y de otros detalles técnicos.
De la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de destilería" recibe el mismo
tratamiento que el de yacimiento y el gas seco se une al gas natural mientras que el

9. FES Aragón. 9
El petróleo.
licuado se expende en garrafas. Las tres fracciones líquidas más importantes son (de
menor a mayor temperatura de destilación):
-Naftas: Estas fracciones son muy livianas (0,75 g/ml) y de baja temperatura de
destilación: menor a 175°C. Están compuestas por hidrocarburos de 5 a 12 átomos de
carbono.
-Kerosenes: Los kerosenes se destilan entre 175°C y 275°C, siendo de densidad
mediana (0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 12 a 18 átomos de
carbono.
-Gas oil: El gas oil es un líquido denso (0,9 g/ml) y aceitoso, que destila entre 275°C y
325°C. Sus hidrocarburos poseen más de 18 átomos de carbono.

10. FES Aragón. 10
El petróleo.
Queda un residuo que no destila: el fuel oil,
que se extrae de la base de la torre. Es un
líquido negro y viscoso de excelente poder
calorífico: 10000 cal/g. Una alternativa es
utilizarlo como combustible en usinas
termoeléctricas, barcos, fábricas de
cemento y de vidrio, etc. La otra, es
someterlo a una segunda destilación
fraccionada: la destilación conservativa, o
destilación al vacío, que se practica a
presión muy reducida, del orden de pocos
milímetros de mercurio. Con torres de fraccionamiento similares a las descriptas se
separan nuevas fracciones que, en este caso, resultan ser aceites lubricantes, livianos,
medios y pesados, según su densidad y temperaturas de destilación. El residuo final es
el asfalto, imposible de fraccionar.
Destilación Secundaria o Cracking.
Se entiende por cracking a los
procedimientos de calor y presión
que transforman a los
hidrocarburos de alto peso
molecular y punto de ebullición
elevado, en hidrocarburos de
menor peso molecular y punto de
ebullición.
Hidrocarburos de muchos átomos
de carbono, rompen su cadena y
forman hidrocarburos de pocos
átomos de carbono constituyentes
de las naftas. Con el desarrollo de
los motores a explosión, se hizo
necesario aumentar la producción
de las diferentes variedades de
nafta.
Craqueo catalítico con catalizador fluido.
Este craqueo produce naftas de mejor calidad usando menores presiones. Este proceso
se lleva a cabo por medio de una arcilla pulverizada que se comporta como un fluido y
después pasa a la torre fraccionadora de cuya cabeza se extrae nafta de gran poder
octánico (70,80), de la parte media gas-oil que se lleva al cracking térmico y por la
inferior un producto que vuelve al sistema por un reciclo.
El cracking aumenta el porcentaje de petróleo que se convierte en gasolina, como
indica el siguiente cuadro:

11. FES Aragón. 11
El petróleo.
Producto
Gasolina
Fuel-oil
Coque
Kerosene
Aceites lubricantes
Desperdicio
Destilación simple
23%
44%
3%
14%
13%
3%
Craqueo y posterior hidrogenación
44%
36%
8%
6%
3%
3%
Industria petroquímica.
Parte de la nafta que se obtiene del petróleo es transformada por la industria
petroquímica en diferentes productos:
Acetaldehído.
Se utiliza en la fabricación de saborizantes y en perfumería; sirve como solvente para
extraer penicilina y otros antibióticos; asimismo, se emplea como materia prima en la
fabricación de pieles artificiales, tintas, cementos, películas fotográficas y fibras
sintéticas, como: el acetato de celulosa y de vinilo.
Acrilonitrilo.
Se usa, principalmente, en la elaboración de fibras sintéticas; asimismo, sirve como
materia prima para producir hule y acrílico, utilizados en las industrias de pinturas,
textiles, lacas, recubrimientos y como material biomédico para la fabricación de
prótesis dentales.
Alcohol etílico o etanol.
Es el producto básico de las bebidas alcohólicas, como: el brandy, ron, coñac, vino
tinto y blanco, etc.; aunque se obtiene por fermentación de los azucares contenidos en
la caña o de frutas como la uva, en muchos países el mayor volumen de este alcohol
se produce a partir del etileno; también, sirve para usos farmacéuticos, como solvente
industrial, saborizante, cosmético y en la fabricación de detergentes.
Amoniaco.
Se emplea en la fabricación de fertilizantes y productos de limpieza; además, es
materia prima en la producción de explosivos, plásticos, fibras textiles
sintéticas y papel.
Bióxido de carbono.
Se transforma en hielo seco, que se usa como refrigerante en la fabricación de helados
y paletas; también, se utiliza en la fabricación de aguas minerales y refrescos
gaseosos en general; asimismo, se usa para la elaboración de bicarbonato de
sodio (para combatir la acidez estomacal o hacer pasteles).
Cumeno.
Al unir benceno y propileno se obtiene el cumeno, materia prima del fenol (base para
la producción de pegamentos y ácido acetilsalicílico —aspirina—) y la acetona;

12. FES Aragón. 12
El petróleo.
también, se emplea en la producción de herbicidas y preservadores de la madera.
Dicloroetano.
Es útil en la producción de polímeros para tuberías, así como para recubrimientos y
asientos automotrices, muebles de oficina y materiales de empaque, además de fibras
textiles; también, se emplea para fabricar solventes que desengrasan metales y para
el lavado en seco de la ropa. En el terreno de la medicina, sirve como solvente para la
extracción de esteroides.
Tolueno.
Es usado para condimentar el tabaco y producir pastas dentífricas, como germicida en
medicina e intermediario en la fabricación de plastificantes y resinas; asimismo, se
utiliza como solvente de aceites y resinas; es ingrediente en saborizantes de la
industria alimentaria y en la elaboración de perfumes; además, sirve para
producir penicilina G y otros productos farmacéuticos, como:
anfetaminas y fenobarbital.
Polipropileno.
Debido a su ligereza y dureza, se usa mucho en la industria automotriz. Se emplea en
la fabricación de adornos interiores, revestimiento de los guardafangos (facias),
bastidores del aire acondicionado y de la calefacción, ductos y en las cajas de los
acumuladores; también, se utiliza en la industria textil, donde compite con fibras
naturales, como: yute y henequén. Sirven para tapicería, ropa interior y deportiva,
alfombras y cables para uso marítimo; además, compite con el celofán, que se usa,
principalmente, en envolturas como material de recubrimiento para empaques.
Polietileno.
Es un plástico barato que puede moldearse en casi cualquier forma, extraerse para
hacer fibras o soplarse para formar películas delgadas. Se usa en la fabricación
de pañales desechables, en los recubrimientos de cables y alambres, en la producción
de bolsas y toda clase de envolturas usadas en el comercio, en la fabricación
de juguetes y recipientes alimenticios, así como en las tuberías para el transporte de
productos corrosivos y abrasivos. El polietileno en fibras muy finas, interconectadas
entre sí y formando una red continua, sirve para hacer cubiertas de libros y
carpetas, tapices para muros, etiquetas, batas de laboratorio, mandiles y forros de
sacos para dormir.
Paraxileno.
Se emplea, principalmente, en la industria textil.
Óxido de etileno.
Se usa para madurar las frutas, así como herbicida y fumigante; es uno de los insumos
en la producción de anticongelantes para los radiadores de los automóviles y fibras de
poliéster para confeccionar prendas de vestir y solventes; también, se utiliza en la
elaboración de hule espuma (poliuretanos). Otro uso de sus derivados es la fabricación
de adhesivos y selladores que se emplean para pegar cartón, papel, vidrio, aluminio y
telas.
Ortoxileno.

13. FES Aragón. 13
El petróleo.
Se usa, sobre todo, para la fabricación de policloruro de vinilo PVC.
Estireno.
Es materia prima para hacer plásticos de poliestireno, que se usa para fabricar
artículos para el hogar, como: cubiertas de televisores, licuadoras, aspiradoras,
secadoras de pelo, radios, muebles, juguetes, vasos desechables, etcétera; de igual
forma, se emplea para empaques y materiales de construcción.
Aplicaciones de los derivados del petróleo como combustibles.
Octanaje.
Medida de la resistencia que presenta la gasolina de autoincendiarse, en algunas zonas
de las cámaras de combustión, de forma prematura a la llegada de frente de llama
proveniente del punto de chispa eléctrica (bujía).
El octanaje puede
determinarse por dos técnicas
de laboratorio:
1. Research Octane Number
(RON).
2. Motor Octane Number
(MON).
Estas técnicas simulan
diferentes modalidades de
funcionamiento del motor
mediante condiciones
moderadas y severas.
Kerosén.
Fracción refinada del petróleo crudo de color amarillento y catalogada como aceite
ligero, Utilizada comúnmente para alumbrar, cocinar , calentar, así como combustible
para motores Diesel, cohetes, mecheros, tractores y como base para insecticidas.
Naftas.
Es extraído por destilación directa del petróleo, es utilizado principalmente como
materia prima en la industria petroquímica. La nafta es un combustible muy volátil,
altamente inflamable y es utilizado como combustibles para motores a explosión.
Clasificación.
• Nafta energética: Utilizada para producir gasolina de alto octanaje mediante el
reformado catalítico.
• Nafta ligera: Obtenida de tope a los 80°C a 100°C de temperatura final de destilación
(punto final).

14. FES Aragón. 14
El petróleo.
• Nafta pesada: Obtenida con un punto final de 150°C a 180°C. La nafta total es la
suma de la nafta pesada y la ligera.
BIBLIOGRAFIA.
Umland Bellama. QUIMICA GENERAL 1º Edición Editorial Internacional Thomson, 2000
D. F.
Shriver P. W. Atwins, C.H. Langford. QUIMICA INORGÁNICA. Editorial Reverté, S.A.
Whitten, Davis. Peck. QUIMICA GENERAL 5º Edición Editorial McGraw-Hill
Shelman Alan, Shelman Sharon Russkoff Leonel, CONCEPTOS BÁSICOS DE
QUÍMICA, Compañía editorial Continental SA de CV. 550 pp 1999, México
Raymond Chang. QUÍMICA 6ª. Edición Editorial McGraw-Hill