Petróleo y carbón consultar apunte Ing. Serrano

Presentación del tema: "Petróleo y carbón consultar apunte Ing. Serrano"— Transcripción de la presentación:

1 Petróleo y carbón consultar apunte Ing. Serrano
El petróleo en nuestro país está formado por hidrocarburos alifáticos saturados, y por pequeñas cantidades de hidrocarburos aromáticos. Todos los hidrocarburos contienen C e H, unidos entre sí por enlace covalente. En el caso de los alifáticos saturados, entre C y C hay simples enlaces, de tal forma que pueden experimentar reacciones de sustitución pero no de adición. Los hidrocarburos aromáticos tienen como base al anillo bencénico, de 6 C y alternando simples y dobles enlaces. Sin embargo, como los e- estan deslocalizados en el anillo, su reactividad es baja. Nomenclatura, isómeros de posición, de cadena

2 procesamiento El petróleo se originó a partir de restos vegetales y animales que vivieron hace centenares de millones de años. Al quedar sepultados (sin O2), por acción de T, P y microorganismos anaerobios, se descompusieron y formaron petróleo. La destilación consiste en separar distintas fracciones en función de la temperatura de ebullición. La destilación fraccionada separa esencias,kerosene, gas oil y fuel oil. La primera destilación o topping (a Patmosférica) separa: En cada plato, La fase gaseosa y la líquida entran en contacto. Si el vapor condensa, desciende al plato inferior, y si continúa en estado gaseoso, asciende a uno superior.

3 El cracking consiste en la transformación de moléculas más pesadas en otras más livianas, por acción de la presión y del calor, con ayuda de catalizadores: alúmina clorada (soporte), platino (para hidrogenación y deshidrogenación), y cloro (para isomerización). El craqueo produce una reconstrucción molecular con segregación de carbono, que se deposita como COQUE. Se craquea el gas oil a 45 atm y 450 ºC, obteniéndose naftas livianas. El coque producido se usa para la fabricación de electrodos (para uso en metalurgia, p.ej.) . Si los residuos de la destilación están formados por hidrocarburos de más de 20 C, y se necesita nafta ( de 5 a 9 C), se pueden romper (cracking) esas moléculas grandes para transformarlas en nafta. En el cracking se calienta el fuel oil hasta 450º a 500ºC, entre 2 y 3 atm, en presencia de catalizadores (sólidos refractarios finamente divididos) que aumentan la velocidad de reacción. Después del cracking, la nueva mezcla se vuelve a destilar y se obtiene: vapor de nafta de alta calidad e hidrocarburos gaseosos, por la parte superior gasoil catalítico liviano, por el medio gasoil catalíltico pesado, por la parte inferior coque como residuo, que cubre la superficie de los catalizadores.

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5 Propiedades físicas del petróleo ¿porqué no se apaga con agua?
PUNTO DE INFLAMACIÓN: temperatura a la cual el petróleo emite vapores capaces de explotar al acercar una llama. La temperatura de inflamabilidad indica el peligro en su manipulación. PUNTO DE COMBUSTIÓN: temperatura a la cual el petróleo se enciende y se quema en toda su superficie. Generalmente es entre 20º y 60ºC mayor que la temperatura de inflamación. PODER CALORÍFICO: Cantidad de calor, expresada en kilocalorías, que desprende al combustionar 1 kg de petróleo. Se determina experimentalmente usando una bomba calorimétrica, su valor oscila alrededor de kcal/kg.

6 nafta De C5 a C11 Combustión en los motores a partir de una chispa eléctrica. Si se produce a destiempo, produce detonaciones (pistoneo). Los hidrocarburos isoparafínicos y aromáticos tienen mayor poder antidetonante que sus homólogos parafínicos. A mayor ramificación, mayor poder antidetonante Capacidad antidetonante= nº de octano. Cero corresponde al heptano lineal y 100 al isooctano (2,2,4 trimetil pentano, isómero de cadena del octano) Ej: nafta de octanaje 90 se comporta dentro de un motor igual que la mezcla de 90% de isooctano y 10% de n-heptano. .

7 Combustibles gaseosos
Pueden clasificarse en naturales ( gas natural, gas licuado) y artificiales ( gas de hulla, gas de agua, acetileno, hidrógeno) El gas natural proviene de los yacimientos de petróleo, se encuentra por encima del petróleo por su menor densidad. También se encuentra sólo en cuencas gasíferas. Está formado en más del 95% por metano, el resto es etano , CO2, N2. Su poder calorífico es aproximadamente kcal/m3. Se transporta por gasoductos, luego red de distribución domiciliaria. También se utiliza como GNC , combustible que tiene entre octanos. Donde no llegan los gasoductos, la distribución se hace como gas licuado, gas de garrafa o GLP (gas licuado a presión). Está formado por propano y butano en distintas proporciones, de poder calorífico entre y kcal/m3. El gas de hulla se obtiene por destilación del carbón de hulla en ausencia de aire, está formado por H2, metano, y trazas de CO2, N2, CO y O2. De poder calorífico kcal/m3. El gas de agua se obtiene por reacción entre vapor de agua y carbón incandescente, a 1000 ºC C + H2O  CO + H2, su composición es 50% de H2, 36% de CO y el resto N2, CO2, metano. Su poder calorífico es kcal/m3.

8 carbón El carbón aporta casi el 40% de la energía consumida mundialmente. En la actualidad se explotan 4 clases de carbón natural (los carbones más antiguos tienenmayor contenido de carbono) : carbón % de C Poder calorífico kcal/kg antracita 95% Hulla 80-95% Lignito 60-80% turba 60% Artificialmente puede obtenerse Coque: es el residuo sólido que se obtiene cuando se destila en seco, y en ausencia de aire, la hulla. Carbón de leña: por destilación seca, y sin aire, de la leña. Contiene entre 95 y 98% de C y se lo utiliza como agente reductor en metalurgia. Carbón animal: se obtiene por destilación seca, y sin aire, de huesos. Se lo usa como decolorante en varias industrias químicas por su poder de adsorción. Negro de humo: por combustión del gas natural con defecto de oxígeno, constituye el hollín depositado. Tiene 98% de C, se usa para tintas de impresión, pinturas, esmaltes, y en la industria del caucho.

9 polímeros Reacciones de polimerización: a Partir de uno o más tipos de
monómeros, se obtiene un Polímero. Adición (a partir de alquenos) C= C  -C- C- Condensación Reacción que generalmente Libera agua R1-OH + R2-H R1-R2 + H2O

10 Caucho: El caucho natural proviene del árbol del caucho (Hevea brasiliensis). Sin tratamiento, es rígido y frágil a bajas temperaturas y pegajoso a altas temperaturas. Goodyear descubrió que al calentar caucho con azufre (vulcanización) las cadenas de polímeros se estabilizan, siendo menos sensibles a los cambios de temperatura. A partir de 1927, se desarrollaron los cauchos sintéticos: En 1931, Dupont produce el neopreno. A partir de la 2da Guerra, aparecieron las poliamidas como fuente de fibras textiles, los poliésteres, y varios tipos de caucho sintéticos. De los elastómeros sintéticos, el que compite con el caucho para la fabricación de neumáticos es SBR, un copolímero de butadieno (75%) y estireno (25%). Plásticos: Hoy en día, la materia prima de los plásticos son los hidrocarburos obtenidos del petróleo, del gas y del carbón. El primer plástico sintetizado fue el celuloide, a partir de celulosa, alcanfor y etanol. También, a partir de la celulosa, se obtuvo rayón. La baquelita, a partir del fenol y metanal. En orden histórico, se sintetizaron polietileno, poliestireno, nailon, orlón, PVC, teflón, polipropileno, PET.

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12 ¿Destino final del plástico?
Los plásticos son livianos y baratos. Con 42 g de plástico se envasa 1 lt de líquido. Pero como son bastante inertes, no se degradan cuando los desechamos. OPCIONES reciclado mecánico Reciclado químico Consiste en transformar los polímeros en monómeros, para ser reutilizados

13 Sin embargo, muchos plásticos sí pueden quemarse para obtener energía:
Los poliuretanos son muy usados en pinturas sintéticas, adhesivos, y sobre todo espumas (almohadas, colchones, aislantes acústicos). Pero su combustión genera compuestos cianhídricos, letales para los seres humanos. Sin embargo, muchos plásticos sí pueden quemarse para obtener energía: