Historia y Origen delPetróleo

Contenido1. OBJETIVO....................................................3

2. Definición de petróleo......................................32.1. Definición de petróleo general..........................3

2.2. Composición.............................................32.3. Características.........................................5

2.4. Derivados...............................................63. Origen del petróleo........................................6

3.1. Teorías sobre la formación del petróleo.................63.1.1. Teoría inorgánica de Mendeleieve.....................6

3.1.2. Teoría orgánica de Engler............................73.1.3. Teoría inorgánica de Thomas Gold.....................7

3.1.4. Teoría Convencionalmente aceptada (orgánica).........74. Historia del petróleo.......................................9

4.1. Primeros usos...........................................94.2. Historia de las refinerías españolas...................10

5. Fuentes de Información.....................................115.1. Páginas webs...........................................11

5.2. Otros..................................................11

1.

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1.OBJETIVO

El objetivo de este trabajo es dar una idea general sobre quees el petróleo y cuál es su composición a grandes rasgos, así como su origen de formación y las diferentes hipótesis que explican su formación. Conocer como se han ido adaptando las tecnologías a la evolución de este, con respecto a su forma y uso; también cual son las demandas actuales.

2.Definición de petróleo

2.1. Definición de petróleo general

El petróleo es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua.

El petróleo ha recibido varios nombres a lo largo de la historia, así del griego πετρέλαιον, "aceite de roca". Piedra (petra) y aceite (oleum) son los dos términos latinos que se encuentra en la etimología de la palabra petróleo.

En Oriente Medio, en las proximidades del Golfo Pérsico se le atribuyen otros nombres como “asfalto”, como prueba el nombre de “Lago Asfaltites”, con el que los romanos conocían elmar Muerto. Otros nombres son los de “betún”, “pez” o, simplemente, “brea”. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo.

2.2. ComposiciónEl aceite petrolífero está constituido por hidrocarburos,

desde el metano C1, según la forma de expresión petrolera, hastaespecies complejas, tipo C40 y aún más altas, que no pueden destilarse sin descomposición. Una composición media elemental puede ser: 85% de carbono, 12% de hidrógeno, 3% de azufre, oxígeno y varios elementos metálicos.

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ELEMENTO C H S O N Metales

%PESO(Aprox) 85% 12% 3% 0,3%

0,9% 0,01%

Tabla 1. Composición en peso del petróleo crudo

A veces el yacimiento sólo contiene gas natural, es decir hidrocarburos gaseosos (C1-C4) con pequeñas cantidades de otros líquidos (C5-C8).

A la parte de hidrocarburada le acompañan, en ocasiones importantes cantidades de otros gases como: SH2, CO2 o N.

Otros yacimientos, generalmente menos profundos, solo contienen hidrocarburos de gran número de átomos de carbono, ya que al aflorar el crudo de forma natral a la superficie se evaporan sus fracciones más ligeras, caso del lago asfáltico en la Isla Trinidad, en las Antillas. Lo más corriente es que los depósitos sean mezclas de líquidos, sólidos y gases.

La identificación de especies es posible en las fracciones más ligeras. A partir del término 8-10 ya es más difícil por la presencia de muchos isómeros y estructuras complejas, puede decirse que se han utilizado todas las técnicas físicas y químicas conocidas para identificar y separar las especies contenidas en el petróleo, pero aun así, algunas estructuras no han sido capaces de ser identificadas.

El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, náfrenos y aromáticos. Junto con cantidades variablesde derivados saturados homólogos del metano (CH4). Su fórmula general es CnH2n+2.

Cicloalcanos o cicloparafinas-naftenos: hidrocarburos cíclicos saturados, derivados del ciclopropano (C3H6) y del ciclohexano (C6H12). Muchos de estos hidrocarburos contienen grupos metilo en contacto con cadenas parafínicas ramificadas. Su fórmula general es CnH2n.

Hidrocarburos aromáticos: hidrocarburos cíclicos insaturados constituidos por el benceno (C6H6) y sus homólogos. Su fórmula general es CnHn.

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Alquenos u olefinas: moléculas lineales o ramificadas quecontienen un enlace doble de carbono (-C=C-). Su fórmula general es CnH2n. Tienen terminación -"eno".

Dienos: Son moléculas lineales o ramificadas que contienen dos enlaces dobles de carbono. Su fórmula general es CnH2n-2.

Alquinos: moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace triple de carbono. Su fórmula general es: CnH2n-2. Tienen terminación "ino".

Además de hidrocarburos, el petróleo contiene otros compuestos orgánicos, entre los que destacan sulfuros orgánicos,compuestos de nitrógeno y de oxígeno. También hay trazas de compuestos metálicos, tales como sodio (Na), hierro (Fe), níquel(Ni), vanadio (V) o plomo (Pb).

Entre los componentes hidrocarburos están representados funcionalmente las siguientes series: parafínicas lineal (parafinas), ramificada (hisopa afinas), ciclada (naftenos), aromática (benceno, naftaleno, etc.) y mixta, en la que se incluyen las especies complejas.

Ilustración 1: Estructura dela molécula petrolífera

La complejidad y enorme número de especies presentes en el petróleo obliga a considerarlo como un conjunto de fracciones, más que de especies, entendiendo por tales las partes en que prácticamente puede dividirse el petróleo en razón de la distinta volatilidad de los diferentes hidrocarburos que lo componen.

Los compuestos oxigenados del petróleo están representados principalmente por fenoles y ácidos alifáticos y, en particular,por funciones ácidas como los ácidos nafténicos (ácidos de

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alcoholcicloparafinas), no se dan en proporciones superiores al 0.06% del petróleo bruto.

Los compuestos nitrogenados existen como máximo en proporción de un 1.7%. Se trata de bases orgánicas, como la piridina y sus análogos derivados.

Los compuestos de azufre son de gran significación, no sólo por su cantidad (de 0,5 a 8%) sino por la corrosividad, olor y otras propiedades indeseables que comunican las fracciones petrolíferas, que obligan a una depuración (refino). Contienen azufre los gases (sulfhídrico), los líquidos (tiofeno,mercaptanos, disulfuros, sulfuros orgánicos) y hasta las fracciones sólidas como los asfaltos y compuestos resinosos de alto peso molecular disueltos en el aceite.

Los compuestos conocidos como asfaltos son en realidad, estructuras complejas de C, H, O y S.

También son complejas las estructuras de los carboides, carbenos, asfaltenos y resinas, que actúan como coloides protectores de otros componentes macromoleculares.

La instauración de las cadenas hidrocarburadas no se da en los componentes más ligeros. Igualmente, el contenido en azufre,nitrógeno y oxígeno aumenta al aumentar el punto de ebullición de la fracción petrolífera considerada.

Las proporciones relativas tanto al contenido de impurezas (no hidrocarburos, como de los tipos de hidrocarburos presentes,varían de uno a otro yacimiento.

2.3. Características

Las características principales por las que se clasifican lostipos de petróleo son las siguientes:

Color : negro, amarillo pálido, tonos rojos, marrón… Olor: en función del contenido de azufre, dulces,

intermedios o ácidos Densidad entre 0,75 g/l a 1,1 g/ml Gravedad API, American Petroleum Institute

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Índice de refracción: hidrocarburos se encuentran entre 1,39 a 1,49

Coeficiente de expansión: entre 0,00036 y 0,00096℃−1

Punto de congelación∈ (−45;15,5)℃ Punto de deflagración∈ (−12;110 )℃ Poder Calorífico: entre 8.500 a 11.350 cal/g ó 15.350 a

22.000 BTU/libra Calor específico: el promedio de la mayoría de los

crudos es 1884 Jkg⋅K

Calor latente de vaporización: para la mayoría de los hidrocarburos parafínicos y metilenos acusa entre 70 a 90 Kcal/kg ó 130 a 160 BTU/libra

Factor de caracterización (FK) e índice de correlación (IC): permite identificar o caracterizar un crudo respecto a su composición.

Viscosidad: es una de las características más importantes; para crudos en el yacimiento oscila entre 0,2 hasta más de 1,0 centipoise. Es muy sensible con la temperatura, podemos diferenciar entre viscosidad relativa y cinemática.

2.4. Derivados

Un derivado del petróleo es un producto procesado en refinerías usando como materia prima el petróleo. Según la composición del crudo y la demanda, las refinerías pueden producir distintos productos derivados del petróleo. Citamos a continuación los más destacados:

Combustibles:o Gasolinao Querosenoo Dieselo Gas naturalo Gas licuado del petróleo

Productos industriales:o Gasolina Blancao Aguarrás Mineral

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o Xileno Industrialo Fuel oilo Asfaltoo Nafta

Productos petroquímicos:o Etilenoo Metanolo Tolueno

3.Origen del petróleo

3.1. Teorías sobre la formación del petróleo

Existe diversidad de opiniones respecto a la formación del petróleo, la más aceptada en la actualidad es la “Teoría Orgánica”.Mencionamos algunas de las teorías.

3.1.1. Teoría inorgánica de Mendeleieve.Se basa en que la formación de los aceites minerales se

deberían a la descomposición de carburos metálicos por la accióndel agua. Las aguas de infiltración, en contacto con los carburos metálicos contenidos en las profundidades del suelo, darían hidrocarburos acetilénicos de cadena corta, que se transformarían en hidrocarburos saturados, cada vez más complejos, polimerización y condensación.

Debido a esta teoría, algunos geólogos han asociado la formación de aceites minerales a fenómenos volcánicos.

3.1.2. Teoría orgánica de Engler.

Esta teoría es una de las más aceptadas, se basa en tres etapas. En una primera etapa, se acumulan en los fondos marinos internos, depósitos de organismos de origen vegetal y animal; posteriormente actúan bacterias, las cuales descomponen carbohidratos en gases y materias solubles en agua, de esta manera son desalojados del depósito. Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables, solubles en aceite.

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En la segunda etapa, con 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).

En la última etapa, los compuestos no saturados, en presenciade 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.

3.1.3. Teoría inorgánica de Thomas Gold.

Este científico europeo dice que el gas natural (el metano) que suele encontrarse en grandes cantidades en los yacimientos petroleros, se pudo haber generado a partir de los meteoritos que cayeron durante la formación de la Tierra hace millones de años.

3.1.4. Teoría Convencionalmente aceptada (orgánica).

Ilustración 2: Esquema de la formación de petróleo, según la teoría convencional (orgánica)

Su origen viene a través de la descomposición de organismos animales y vegetales que se sedimentaron en los fondos de los

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mares, lagos y pantanos. Estos elementos depositados en cantidades importantes en los fondos anóxicos de mares y lagos; que son ricos en materia orgánica presentando gran cantidad de sulfuros, amonio, iones de hierro, fruto de la actividad biológica; fueron mezclando y cubriéndose por sucesivas capas desedimentos como lodos, fragmentos de tierra y roca. De esta forma se formaron depósitos sedimentarios denominados rocas generadoras de crudo. La acumulación de otras capas geológicas sobre estos depósitos formó la “roca madre” y generó condicionesde temperatura y presión lo que facilitó la acción de bacterias anaeróbicas para transformar lentamente la materia orgánica de hidrocarburos con pequeñas cantidades de otros elementos.

El petróleo no se encuentra distribuido de manera uniforme enel subsuelo y para que este se acumule deben cumplirse algunas condiciones básicas: debe existir una roca permeable para que, bajo presión, el petróleo pueda moverse a través de los poros microscópicos de la roca y debe existir una roca impermeable dispuesta en forma tal, que evite la fuga del petrólep y el gas natural hacia la superficie.

Esa materia orgánica está compuesta fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton marinos, al igual que por materia vegetal y animal, todo lo cual se depositó en el pasado en el fondo de los grandes lagos y en el lecho de los mares. Junto a esa materia orgánica se depositaron mantos sucesivos de arenas, arcillas, limo y otros sedimentos que arrastran los ríos y el viento, todo lo cual conformó lo que geológicamente se conoce como rocas o mantos sedimentarios, es decir, formaciones hechas de sedimentos.

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Ilustración 3: Esquema de yacimiento petrolífero

4.Historia del petróleo

4.1. Primeros usos El petróleo  se conoce desde la prehistoria. La Biblia lo

menciona como betún, o como asfalto. También los indígenas de laépoca precolombiana en América conocían y usaban el petróleo, que les servía de impermeabilizante para embarcaciones. Durante varios siglos los chinos utilizaron el gas del petróleo para la cocción de alimentos.

Sin embargo, antes de la segunda mitad del siglo XVIII las aplicaciones que se le daban al petróleo eran muy pocas.

Fue el coronel Edwin L. Drake quien perforó el primer pozo petrolero del mundo en 1859, en Estados Unidos, logrando extraerpetróleo de una profundidad de 21 metros.

También fue Drake quien ayudó a crear un mercado para el petróleo al lograr separar la kerosina del mismo. Este producto sustituyó al aceite de ballena empleado en aquella época como combustible en las lámparas, cuyo consumo estaba provocando la desaparición de estos animales.

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Pero no fue sino hasta 1895, con la aparición de los primerosautomóviles, que se necesitó la gasolina, ese nuevo combustible que en los años posteriores se consumiría en grandes cantidades.En vísperas de la primera Guerra Mundial, antes de 1914, ya existían en el mundo más de un millón de vehículos que usaban gasolina.

Posteriormente se desarrollaron los motores de turbina (jets)empleados hoy en los aviones comerciales, civiles y militares. Estos motores usan el mismo combustible de las lámparas del siglo pasado, pero con bajo contenido de azufre y baja temperatura de congelación, que se llama turbosina.

Desde luego, cuando se introdujeron los aviones de turbina, el uso de la kerosina como combustible de lámparas era casi nulo, debido al descubrimiento de la electricidad, de tal maneraque en 1964 cerca del 80% del consumo total de ésta era para hacer turbosina.

Otra fracción del petróleo crudo que sirve como energético esla de los gasóleos, que antes de 1910 formaba parte de los aceites pesados que constituían los desperdicios de las refinerías. El consumo de los gasóleos como combustible se inició en 1910 cuando el almirante Fisher de la flota británica ordenó que se sustituyera el carbón por el gasóleo en todos sus barcos, debido a superioridad calorífica.

Más tarde se extendió el uso de este energético en la marina mercante, en los generadores de vapor, en los hornos industriales y en la calefacción casera.

El empleo del gasóleo se extendió rápidamente a los motores diesel. A pesar de que Rudolph Diesel inventó el motor que llevasu nombre, poco después de que se desarrolló el motor de combustión interna, su aplicación no tuvo gran éxito pues estabadiseñado originalmente para trabajar con carbón pulverizado. Cuando al fin se logró separar la fracción ligera de los gasóleos, a la que se le llamó diesel, el motor de Rudolph Diesel empezó a encontrar un amplio desarrollo. La principal ventaja de los motores diesel en relación a los motores de combustión interna estriba en el hecho de que son más

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eficientes, ya que producen más trabajo mecánico por cada litro de combustible.

Por lo tanto, estos motores encontraron rápida aplicación en los barcos de la marina militar y mercante, en las locomotoras de los ferrocarriles, en los camiones pesados, y en los tractores agrícolas.

Después de este breve análisis de la historia del desarrollo y uso de los combustibles provenientes del petróleo, vemos claramente que el mayor consumidor de estos energéticos es el automóvil.

4.2. Historia de las refinerías españolas

Hasta el año 1927 la actividad petrolera en España estaba completamente liberalizada. Los derivados petrolíferos en aquella época representaba en torno al 10% de la demanda energética mundial, con una cifra bruta de 600000 Tn/ año, no existían refinerías en España, por tanto todos los productos eran importados directamente. En esta fecha de 1927 es importante, porque es cuando se crea para Baleares y la península un monopolio Estatal de petróleo, cuya admisnistraciónfue adjudicada a CAMPSA.

Las refinerías españolas se fueron implantando conforme aumentaba la demanda y con una lógica derivada del carácter monopolista del mercado.

Año deinstalación Localidad Promot

or

1929Santa Cruz de

Tenerife Cepsa

1949 Cartagena Repesa

1962 Puertollano Encaso

1964 La Coruñapetroliber

1965 Tarragona Asesa

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1967 HuelvaRio

Gullf

1967 Castellón Banesto

1969 Algeciras Cepsa

1969 Bilbao Petronor

1973 Tarragona Entasa Ilustración 4: Tabla de refinerias en España

Ilustración 5:Situación de refinerías españolas

5.Fuentes de Información

5.1. Páginas webs http://www.petroleo.net/

petroleo_que_es_el_petroleo_definicion_del_petroleo.php

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http://peroescribabien.blogspot.com.es/2010/05/el- petroleo-se-conoce-desde-la.htm

http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/buenos_aires/pertoleo- y-gas/html/hp.htm

Wikipedia enciclopedia libre http://www.cores.es/es/cores/miembros-cores http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/

volumen1/ciencia2/39/html/sec_7.html http://www.tecnicasreunidas.es/es/areas-de-negocio/

petroleo-y-gas-natural/

5.2. Otros Clase de introducción al refino de petróleo. Curso de

refino de petróleo, impartido por la “Cátedra Cepsa” Biblioteca digital de la Universidad de Zaragoza,

proyectos fin de carrera

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