Petróleo,
origen y composición quimicamente
hablando
El petróleo es un mineral combustible
líquido y que se encuentra en la envoltura sedimentaria de
la tierra. La palabra proviene del latín petra (piedra) y
olem (aceite). Presenta un calor de combustión
superior al de los minerales sólidos (carbón), y es
de 42 KJ/Kg.
El origen del petróleo ha sido un tópico
de interés para muchos investigadores. Saber su origen es
muy complicado. Una gran mayoría de químicos y
geólogos dicen que tiene un origen orgánico,
mientras que otros científicos piensan que se forman en la
Naturaleza por un método abiógeno. De este
modo tenemos dos teorías:
Teoría orgánica
Teoría inorgánica
(abiógena)
Este método abiógeno considera que las
sustancias inorgánicas, mediante transformaciones
químicas, forman el petróleo. Pero es conocido que
el petróleo tiene sustancias orgánicas. El problema
que se plantea pues es saber que transformaciones dan lugar a
materia orgánica a partir de materia
inorgánica.
La teoría orgánica dice que el
petróleo y el gas se forman a partir de las sustancias
orgánicas de las rocas sedimentarias. Consideramos que el
primer material orgánico que se acumula en las rocas
sedimentarias está formado por residuos muertos de la
microflora y de la microfauna (plancton,…) que se desarrollan
en el agua del mar y a las cuales se añaden restos
animales y vegetales por transporte.
En las capas superiores de las rocas sedimentarias esta
materia orgánica sufre descomposición por
acción de O2 y bacterias. Se desprenden en este proceso
CO2, N2, NH3, CH4, C2H6,… A la vez se forman los primeros
productos líquidos solubles en agua. El material
más estable respecto a la acción química y
bacteriana queda en las zonas sedimentarias.
A medida que pasa el tiempo, las rocas sedimentarias van
quedando enterradas por otras capas que se superponen a lo largo
de mucho tiempo, hasta 1"5-3km de profundidad. Aquí hay un
medio reductor, hay temperaturas más altas (de hasta
200ºC), presiones considerables (10-30Mpa), y además
todo esta masa estará encajonada entre otras rocas, las
cuales pueden tener sustancias que funcionen como catalizadores
de la reacción (arcillas). Esto todo hace que se produzcan
una serie de transformaciones.
La teoría actual considera que es en esta etapa
cuando las sustancias orgánicas, especialmente los
lípidos (grasas, ceras,…), sufren la
descomposición debido a los efectos térmicos y
catalíticos dando lugar a los hidrocarburos constituyentes
del petróleo. Este proceso es largo y complicado, por lo
que los detalles de los mecanismos de este proceso están
todavía sin aclarar. Existen teorías sobre algunas
etapas.
Como el material orgánico inicial del cual
procede el petróleo se encuentra disperso, los productos
resultantes de su transformación (gas o petróleo)
también estarán dispersos en la roca madre
petrolífera, normalmente arcilla.
El petróleo es líquido y el gas es
gas, por lo que tendrán mayor movilidad que el
carbón, igual que el agua que queda como residuo.
Así podrán moverse, de forma que normalmente las
bolsas de petróleo y gas emigran, por lo que no nos las
vamos a encontrar allí donde se formaron. Los
geólogos denominan a este fenómeno
migración, que puede ser primaria o secundaria.
Como resultado de la migración primaria, el
petróleo y el gas se van a colocar en las rocas vecinas,
siempre que sean porosas. Las causas de esto pueden ser un
desalojamiento forzado, difusión (el
petróleo busca otro sitio; los que más se difunden
serán los gases), desplazamiento debido al agua,
presión por causa de los estratos,
filtración por los poros de las rocas
encajonantes, puede viajar como mezcla de gas y vapor cuando hay
grandes temperaturas y presiones.
Esta masa de petróleo y gas va a moverse
posteriormente hacia arriba, en lo que se denomina
migración secundaria, a través de los estratos
porosos y como consecuencia de la gravedad o de la presión
de las placas tectónicas. Emigra hasta llegar a la roca
impermeable que no permite la difusión a través de
ella. Esto se denomina trampa estratigráfica para
la bolsa de petróleo. Hay tres tipos de trampa
estratigráfica:
Anticlinal
Domo salino: la sal va solidificando y hace de
cuña, penetrando hasta la parte
impermeable.Falla: Se produce cuando los estratos rompen,
quedando una capa porosa frente a otra impermeable.
Así frena el paso del petróleo o del gas,
produciéndose una acumulación que crea el
yacimiento.
En un yacimiento siempre tendremos el casquete formado
por gas que está siempre en equilibrio con el
petróleo líquido.
Esta acumulación de gas y petróleo en las
trampas es lo que llamamos depósitos petrolíferos.
Si su cantidad es grande o hay varios depósitos en las
rocas hablaremos de yacimientos de petróleo o gas o de
ambos, según cual sea el mayoritario en cada caso. El
petróleo y el gas se encuentran difundidos en un gran
espacio, y de ahí vienen el nombre que a los yacimientos
se les da como campos petrolíferos. Esto es
así porque más condiciones en las rocas hacen que
el petróleo y el gas llenen los poros de las rocas
encajonantes. Así, cuanto mayor sea el coeficiente de
porosidad de las rocas, más se van a encontrar saturadas
de petróleo. Como consecuencia, las arcillas, y
en particular las húmedas, que
prácticamente no tienen poros, serán buenas rocas
coberteras.
Además de petróleo o gas en un
depósito o yacimiento, también vamos a encontrar
agua, que procede de la materia inicial de la que
procede el petróleo. Esta agua va a ser salada, y el
eliminarla es uno de los primeros problemas que se nos presentan
al tratar un crudo.
Los yacimientos de petróleo se encuentran a
900-2000 m de profundidad, y es raro que el petróleo
aflore a la superficie. En la antigüedad se usaba, por
ejemplo, en Mesopotamia, aprovechando estos afloramientos
superficiales. Un afloramiento superficial puede ser una bolsa
que ha quedado del resto de una migración. Son
pequeños.
Petróleo
crudo. Clasificación y
composición
El petróleo presenta las siguientes propiedades
físicas:
líquido oleoso, fluorescente a la
luzsu color depende del contenido y estructura delas
sustancias resinosas. De este modo tendremos petróleos
negros, oscuros, pardos, claros,
incoloros.
Existen 5 condiciones limitativas para que se pueda
formar petróleo
Tiene que estar asociado con una roca
sedimentariaCasi exclusivamente, todo el petróleo parece
haberse originado en agua marina o salobreNo parece necesario que haya existido una alta
presión en el proceso de formaciónNo se requieren altas temperaturas
Parece que se ha formado en los periodos
cámbrico u ordoviciense.
El petróleo es menos denso que el agua, por lo
que se va a encontrar nadando sobre ella. Este crudo va a estar
formado por elementos hidrocarbonados. Además,
había otros elementos de naturaleza inorgánica que
se habían depositado con la microflora y
microfauna.
La composición del petróleo
dependerá del yacimiento, de la zona donde se haya
formado. Tiene menos cenizas que las puede tener un sólido
fósil. El crudo tiene cantidades apreciables de
sales como ClNa, Ca, Mg,.. Debido a su formación
en aguas marinas o salobres. Esto es un problema, porque los
cloruros van a provocar corrosión, sobre todo los de Mg.
Para ello, al entrar en el proceso de refino se va a realizar
antes de nada un proceso de desalado.
Los compuestos orgánicos del petróleo son
hidrocarburos de diversos tipos. La composición
de un crudo de petróleo es bastante uniforme en cuando al
contenido de C, H, S, N. La composición del gas es
más variable. Dependerá del petróleo del que
proceda, de su composición.
La mayoría de los compuestos del petróleo
son los hidrocarburos (parte orgánica). Existen
toda clase de hidrocarburos en el petróleo: hidrocarburos
parafínico, nafténicos y
aromáticos. Dentro de estos pueden ser
lneales o ramificados.
Parafínicos à alcanos: CnH2n+2: CH4,
C2H6, C3H8, C4H10, C5H12 e isómeros
correspondientesCiclo alcanos
Aromáticos
Dependiendo de la zona donde se forma el crudo tendremos
más proporción de unos compuestos u otros. Es
importante saber la composición del crudo, puesto que
según su composición podremos obtener unos
productos u otros del crudo.
Sin embargo, sea cual sea la procedencia del crudo, se
va a mantener constante el contenido en C y H2, aunque tengan
distintos compuestos hidrocarbonados (siempre dentro de una
familia de crudos).
Los compuestos de naturaleza inorgánica son los
que contienen N, S, O2 y elementos metálicos. Se
encuentran en menores proporciones que, las cuales van a depender
de la naturaleza del crudo. Es interesante conocer la
composición en elementos orgánicos, porque
dependiendo de esta, someteremos al crudo a uno u otro
tratamiento, y obtendremos unos productos u otros.
Algunos ejemplos de compuestos inorgánicos
son:
compuestos sulfurados mercaptano
compuestos de O2
compuestos de N2
compuestos de metales (Li, Na, V, (va unido a
compuestos nitrogenados)
Los crudos de petróleo se pueden clasificar en
base a:
composición
viscosidad
curva de destilación
FACTOR DE CARACTERIZACIÓN KOUP
El factor Kuop, es un valor que permite identificar o
caracterizar el tipo de crudo en cuanto a su composición
química, (base parafinica, mixta, naftenica,
aromática).
Este índice tiene unos valores para
parafínicos normales/
isoparafíniconafténicos puros
aromáticos puros
La temperatura volumétrica media, es la
temperatura de ebullición de un componente
hipotético con características equivalente a la
mezcla de hidrocarburos analizada.
K= 13 BASE PARAFINICAK= 12 BASE MIXTAK=
11 BASENAFTENICAK = 10 BASEAROMATICA
Principales
productos obtenidos
El fraccionamiento del crudo de petróleo consiste
en efectuar un proceso mediante el cual, aplicando temperatura a
una fracción del crudo, separemos los distintos
componentes según el punto de ebullición de cada
uno, el cual depende del número de átomo de C que
tenga el componente, junto con su naturaleza.
Una vez que llega el crudo a la refinería hay que
efectuar las siguientes operaciones:
Desalado: se trata de eliminar la mayor parte de sal
posible y a su vez la mayor parte de contenido en
H2O.Introducimos el crudo en la torre de
destilación a presión atmosférica. Por
la cabeza de la torre obtendremos los gases licuados (que son
los más ligeros: naftas ligeras, kerosenos,…).
Después obtenemos los componentes más pesados,
que se denomina residuo
atmosférico.
Ya que a presión atmosférica no
conseguimos separar más componentes distintos por
ebullición, lo que se hace para depurar más el
residuo atmosférico es pasarlo a una torre
atmosférica donde se le va a hacer la destilación a
vacío. Conseguimos separar más componentes de este
modo, puesto que en el vacío bajan los puntos de
ebullición.
A los residuos obtenidos en el vacío es necesario
hacerles posteriormente otros tratamientos.
Los diferentes productos que obtenemos al
sepáralos en los cortes de destilación,
que son los intervalos de temperatura en los cuales, mediante
ebullición, separaremos los diferentes
productos
La importancia
del petróleo en la economía
mundial
El petróleo y su gama casi infinita de productos
derivados le convierten en uno de los factores más
importantes del desarrollo económico y social en todo el
mundo. El petróleo y las decisiones estratégicas
que sobre él se toman por los países productores
influyen en casi todos los componentes de coste de una gran parte
de los productos componentes de coste de una gran parte de los
productos que consumimos. Cuando sube el precio del
petróleo se produce una subida de los costes, de forma
más o menos inmediata, en casi todos los sectores
productivos y, en consecuencia, se nota en los precios de los
bienes de consumo.
La extracción y producción de
petróleo está en manos de unos pocos países
productores y es controlada por los denominados carteles (OPEP),
quienes con sus decisiones influyen en los distintos mercados en
los que se fijan los precios mínimos del crudo. Por todo
ello, es muy importante el impacto del petróleo en la
economía mundial y en las de los diferentes países
que dependen en gran medida de esta materia prima.
Mayores
exportadores del mundo
Los mayores exportadores de petróleo son los
países productores son EE.UU., México, Rusia y
Noruega, además de la OPEP.
Desde el inicio de la explotación y
comercialización del petróleo se distinguen 4
fases. Las dos primeras se caracterizan porque quien controlaba
la producción y el precio del petróleo eran las
"siete hermanas" o siete multinacionales del petróleo.
Este petróleo era barato, el objetivo era eliminar a las
otras fuentes de energía. La 3ª y la 4ª fase va
desde 1973 hasta hoy repartida de la siguiente forma: La 3ª
desde 70 hasta el 83, la 4ª del 83 hasta hoy. La 3ª
fase es cuando es más caro el precio por barril, porque
quien controla la producción y precios es la OPEP. A
partir de la 4ª fase baja el precio del petróleo
porque el precio lo fija la demanda, debido a que aparecen
fuentes de energía, aparece petróleo en zonas no
controladas por la OPEP. Y aparecen motores que consumen menos
energía.
1ª Fase: 1859-1945, el inicio de la
explotación del petróleo comienza en los EE.UU., en
Pensilvana. En 1928 comienza la explotación en Oriente
Medio y en 1928 se crea el cartel del petróleo, las siete
grandes compañías exportadoras de petróleo,
llamadas también "siete hermanas", crean el cartel, cuyo
objetivo es repartirse el mercado y fijar un precio común
del petróleo para evitar la competencia. Este precio es
siempre a la baja para eliminar las otras fuentes de
energía. Un cartel es una asociación de empresas
que se dedican a lo mismo.
2ª Fase: 1945-1973. Los países productores
exigen mayor participación en los beneficios. En 1960 se
crea la OPEP., fue fundada a iniciativa de Venezuela, la sede la
tienen en Viena. Su objetivo era poner fin a la baja de los
precios del petróleo y coordinar la política de los
países exportadores en materia de producción y
precio.
3Fase: 1973-83. Entre la 2ª y 3ª fase se
inicia lo que se conoce con el nombre de la crisis del
petróleo a partir de 1973, la economía mundial
sufre la mayor crisis conocida desde 1929: inflación,
desempleo…etc. Las razones de la crisis es el aumento
rápido de los precios del petróleo, en 1970 un
barril de petróleo costaba menos de dos dólares y
en 1973 subió hasta los 10 dólares. Una crisis
energética, se transforma, por primera vez, en una crisis
económica.
En la 3fase, los países productores
nacionalizaron los pozos de petróleo, de este modo,
controlaron el control de la producción, y marcaron los
precios a la alza, mientras, las multinacionales conservan el
trasporte, el refinado y la distribución.
El primero en subir el precio del petróleo fue
Gadafi (Libia), y le siguieron todos los miembros de la OPEP. Con
la guerra árabe-Israelí (la guerra de los seis
días) vuelve a subir el precio del barril. El
petróleo se utiliza como arma política. Otra gran
subida se produce entre 1979-80, que coincide con la
revolución de Jomeine y la guerra Irán–Irak. El
barril alcanza casi los 30 dólares. Ante esta
situación los países industrializados que no tienen
petróleo pero lo consumen, que son Europa y Japón
toman una serie de medidas para reducir el consumo del
petróleo, estas medidas son:
Buscar motores que utilicen menos
petróleo.Estimular la investigación de fuentes de
energía alternativas.Explorar nuevos campos petrolíferos fuera de
la OPEP.
4Fase: el petróleo se rige por la oferta y la
demanda, debido a, las medidas tomadas ya vistas, por los
países industrializados consumidores de petróleo
que no tienen. En esta última fase la OPEP. Perdió
el control sobre los precios.
EN ESTE GRÁFICO PODEMOS
APRECIAR CUALES SON LAS PRINCIPALES EXPORTACIONES DEL
MUNDO
Precio del
petróleo
A lo largo de la historia, el precio del petróleo
ha sufrido una evolución marcada por distintas
circunstancias sociopolíticas y económicas.
Realizando un recorrido histórico desde el año 1970
hasta hoy en día, se comprueba que los mayores precios del
petróleo han ido acompañados de distintas guerras
que han afectado a los países productores o más
recientemente al atentado terrorista del 11 de Septiembre que dio
lugar a una guerra que aún continúa.
EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL
PETRÓLEO
En este cuadro apreciamos, los cambios en el precio de
petróleo desde 1976 hasta el presente año y podemos
apreciar las dos alzas indiscriminadas del
petróleo
La primera fue entre los años de 70y 80 debido a
la Guerra del Yon Kipur que se produjo en 1973 en Oriente Medio
se produjo un embargo de la OPEP que dejo sin petróleo a
los países
Industrializados .Fue el momento en que la oferta ya no
podía cubrir a la demanda. Tanto las
compañías petroleras como los consumidores buscaban
suministros adicionales no solo para su uso inmediato si no para
almacenarlos en previsión de una futura escasez; las
compras de pánico provocaron una demanda extra y un mayor
aumento del precio.
COMO LO PODEMOS EXPLICAR EL LA SIG
GRÁFICA
AHÍ PODEMOS APRECIAR COMO LA
FUNCIÓN DEMANDA SE DESPLAZA HACIA LA DERECHA GENERANDO QUE
LOS PRECIOS SE ELEVEN
La segunda subida de petróleo mas grande se dio
en el año 2000 después que EE.UU. le declaro la
guerra a Irak. El petróleo se disparo llegando a precios
inimaginables tanto es así que en Enero del 2006 el barril
de petróleo en Londres llego a costar 74
dólares
Mayores
productores de petróleo a nivel mundial
En 1960 los países los países que
tenían la mayor producción de petróleo a
nivel mundial se agruparon creando la Organización de
países productores de petróleo (OPEP).Al comienzo
estaba conformada solo por cinco países (Irak,
Irán, Kuwait, Arabia Saudita y Venezuela), Pero unos
años después se sumaron 7 países mas
Nigeria, Libia, Qatar, Los Emiratos Árabes Unidos, Libia,
Indonesia, Argelia y Gabón.
En las áreas en las que actualmente se localizan
estos países, existieron cuencas en las que se acumularon
restos de reptiles y animales marinos que vivieron hace alrededor
de 200 millones de años. Por eso, muchos yacimientos
petroleros también explotan otro combustible: el gas
natural.
Los países productores de petróleo tienen
también bajos costos de producción.
Otros yacimientos petrolíferos de importancia son
los del Mar del Norte, explotados por Noruega desde los
años 70. En estos casos se utilizan grandes plataformas
flotantes que realizan perforaciones para extraer el
crudo.
Esta modalidad de extracción se conoce como
explotación off shore o fuera de la costa.
Autor:
Griselda Contreras
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