El petróleo

1. INTRODUCCIÓN
1.1. EL PETRÓLEO
En nuestros días, la sociedad tecnológica moderna depende totalmente de
una amplia variedad de recursos minerales derivados de la litosfera. Desde
principios del siglo XX dos nuevos recursos geológicos vinieron a sustituir al
carbón como principal fuente de energía: el petróleo y el gas natural. Además el
petróleo proporcionó compuestos hidrocarburos quesirven para sintetizar un
sinfín de compuestos químicos nuevos, los petroquímicos, que constituyen
materiales esenciales en la industria y en la vida actual.
Estos recursos geológicos comprenden el grupo de recursos no
renovables de la tierra, puesto que los procesos geológicos para su formación
requieren millones de años.
La palabra “petróleo” proviene de las voces latinas petra y oleum, quesignifican piedra y aceite, no porque sea aceite de piedra sino por estar
aprisionado entre piedras. Este término general abarca la gama de productos
comprendidos por un lado entre el petróleo bruto y el gas natural, y por el otro,
entre el asfalto y otros hidrocarburos saturados semisólidos emparentados con él.
Se ha sugerido que el petróleo bruto procede fundamentalmente de proteínasanimales y que el gas natural deriva de materia vegetal alterada. Según el
Diccionario Hispánico Universal, la definición es “líquido oleoso más ligero que
el agua y de color oscuro y olor fuerte, que se encuentra nativo en el interior de la
Tierra y a veces forma grandes manantiales. Es una mezcla de carburos de
hidrógeno, que arde con facilidad, y después del refinado tiene diversas
aplicaciones”El petróleo bruto o crudo en estado natural es una mezcla de una gran
variedad de compuestos hidrocarburos, que difieren mucho de unos yacimientos a
otros. En general, los compuestos parafínicos (lineales, ramificados, ciclados,
aromáticos y especies complejas) son los más abundantes, tanto en el petróleo
líquido como en el gas natural. La composición media elemental puede ser de un
85% decarbono, 12% de hidrógeno, 3% de la suma de elementos azufre, oxígeno
y nitrógeno, y varios elementos metálicos.
Tabla 1.1.- Elementos de composición del petróleo típico.
Porcentaje por peso
Elemento Petróleo crudo Asfalto Gas natural
Carbono 82-87 80-85 65-80
Hidrógeno 12-15 8.5-11 1-25
Azufre 0.1-5.5 2-8 Trazas-0.2
Nitrógeno 0.1-1.5 0-2 1-15
Oxígeno 0.1-4.5 - -
Obtenido de “Strahler.Geología Física. Ed. Omega, 1992.”
El contenido de azufre en el crudo varía en los diferentes yacimientos en el
rango de 0.03% en peso a valores superiores al 8%, (Rall y col., 1972), e incluso
hasta el 30%, (Kropp y Fredorak, 1998). Los constituyentes más importantes son
compuestos orgánicos azufrados, pero también hay azufre inorgánico como azufre
elemental, ácido sulfhídrico y piritas,(Tissot y col., 1984).
Han sido identificados en el crudo de petróleo más de 200 compuestos
orgánicos con azufre, incluyendo sulfuros, mercaptanos y tiofenos. La
distribución y cantidad de tales compuestos orgánicos depende de los distintos
yacimientos y de la madurez del crudo, de forma que los más inmaduros
químicamente son ricos en azufre y compuestos azufrados no tiofénicos, mientras
que losaceites maduros contienen una importante proporción de benzotiofenos y
dibenzotiofenos alquilados, de elevado peso molecular.
Debido a la ubicuidad de los derivados benzo- y dibenzotiofenos en todos
los crudos, estos compuestos representan la mayor parte del azufre contenido en
los mismos.
SH
MERCAPTANOS
alquilado
S
dialquilado
DISULFUROS
cíclico
SH
SH
aromático
S
S
S S
cíclicoalquiladoscicloalquilados
TIOFENOS
S
S S
alquil benzo dibenzo
Figura 1.1.- Estructura química de los compuestos orgánicos azufrados en el crudo.
Por otro lado, se distinguen dos tipos de crudo, de base parafínica, cuando
éstas son las que dominan en abundancia, tiene una densidad baja y lo normal es
que dé buenos lubricantes y una elevada proporción de keroseno, y de base
asfáltica, si...