CRAKING DEL PETRLEO

UNIVERSIDAD VERACRUZANACampus Coatzacoalcos

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICASQUIMICA ORGANICAINGENIERIA PETROLERA SECCION 201EQUIPO 1EDGAR ALEJANDRO CORDERO RUIZDANIEL ALEJANDRO ESCRIBANO GONZALEZISABEL LOPEZ HERNANDEZJUAN ARTURO RAMIREZ MANCILLAHAZEL ADRIANA ROMERO DEL MORALJONATHAN ZENTENO ESTRADA

QFB. GRACIELA VIVEROS CUBILLOSIntroduccin al tema del TrabajoEl petrleo es un combustible fsil formado por una mezcla de hidrocarburos de alto peso molecular.El cracking (ruptura) es la descomposicin pirognica (trmica) del petrleo, en la cual se produce el rompimiento de hidrocarburos de alto peso molecular con generacin de otros ms livianos. En esta forma se transforman los llamados aceites pesados del petrleo (fuel oil) en fracciones livianas que tienen mayor valor, tal como la gasolina utilizada en los motores de combustin interna (C4-C11).El rango de temperatura normal en el cracking es de 400 a 600 C; los hidrocarburos menos estables comienzan a romperse a 300C y sobre 400 se inicia un apreciable desprendimiento de hidrgeno. Los factores que determinan la formacin de los diversos productos generados durante el cracking son: la naturaleza o tipo de petrleo, la temperatura, la presin, el tiempo de proceso y los catalizadores.AntecedentesEl mtodo de craqueo trmico (tambin conocido como "proceso de cracking Shjov") fue inventado por el ingeniero ruso Vladimir Shjov (1853-1939) y patentado en 1891 en el Imperio ruso (patente n. 12926, de 27 de noviembre de 1891). Este proceso fue modificado por el ingeniero estadounidense William Merriam Burton (1865-1954) y patentado en Estados Unidos (patente 1.049.667 de 8 de junio de 1908). En 1924, una delegacin de la compaa estadounidense Sinclair Oil Corporation visit a Shjov. La Sinclair Oil discuta la apropiacin de la Standard Oil de las ideas de Shjov de su descubrimiento de craqueo del petrleo. Se indic que la patente de Burton, utilizada por la Standard Oil, era una modificacin de la patente de Shjov. Shjov demostr a los estadounidenses que el mtodo del Burton era slo una ligera modificacin de su patente de 1891.

PlanteamientoMediante las investigaciones que se realicen a lo largo del proyecto se desarrollar un modelo que represente el proceso llamado CRACKING. El cracking en si es un proceso en el cual los HCOS de alto peso molecular son desintegrados en unos mas ligeros. Uno de los inconvenientes que se puede llegar a suscitar son las altas temperaturas a las que se manejan (600-800C, debido a esto de igual forma su costo se eleva demasiado por lo cual tiene que ser analizado si es viable craquear el Crudo o destilarlo de forma normal.JustificacinEste proyecto tiene como propsito el demostrar que el craqueo del petrleo tiene como fin aprovechar al mximo el crudo que se est ocupando para obtener fracciones como gasolina, nafta, etc. A si como a su vez promover este tipo de fraccionamiento del petrleo y no solo usar el destilado fraccionado.ObjetivoDar a conocer el proceso del Cracking del petrleo y los productos que pueden obtenerse a travs del tratamiento de hidrocarburos pesados para obtener otras fracciones ms livianas. Mxico necesita urgentemente aumentar el uso del craqueo, ya que mayormente nuestro crudo es pesado por el alto contenido de azufre.DelimitacionesNuestro proyecto solo es demostrativo, ya que debido a los altos costos para realizar un craqueo ya se trmico o cataltico nos impiden poder demostrarlo fsicamente, as que solo se realizara una pequea simulacin.FundamentoQu es el cracking?El cracking (ruptura) es la descomposicin trmica del petrleo, en la cual se produce el rompimiento de hidrocarburos de alto peso molecular con generacin de otros ms livianos. En esta forma se transforman los llamados aceites pesados del petrleo (fuel oil) en fracciones livianas que tienen mayor valor, tal como la gasolina utilizada en los motores de combustin interna.El rango de temperatura normal en el cracking es 400 a 600C.Los hidrocarburos menos estables comienzan a romperse a 300C y sobre 400C se inicia un apreciable desprendimiento de hidrgeno.Los factores que determinan la formacin de los diversos productos generados durante el cracking son: naturaleza o tipo de petrleo temperatura presin tiempo de proceso catalizadores.En 1920, un barril de crudo, que contiene 159 litros, produca 41.5 litros de nafta, 20 litros de queroseno, 77 litros de gasoil y destilados y 20 litros de destilados ms pesados. Hoy, un barril de crudo produce 79,5 litros de nafta, 11,5 litros de combustible para reactores, 34 litros de gasoil y destilados, 15 litros de lubricantes y 11,5 litros de residuos ms pesados.Cracking CatalticoEs un proceso de larefinacin del petrleoque consiste en la descomposicin termal de los componentes del petrleo en presencia de uncatalizador, con el propsito decraquearhidrocarburospesados cuyo punto de ebullicin es igual o superior a los 315C, y convertirlos en hidrocarburos livianos de cadena corta cuyopunto de ebullicin se encuentra por debajo de los 221C. Ataca hidrocarburos con peso molecular entre 200-600Los catalizadores usualmente se componen porxido de silicio(SiO2) yalmina(Al2O3).El mineral ms comnmente usado para este fin es la faujasita.El proceso de FCC se vaporiza y rompe las molculas de cadena larga de los hidrocarburos lquidos de alto punto de ebullicin en molculas mucho ms cortos ponindose en contacto con el material de alimentacin, a alta temperatura y presin moderada, con un catalizador en polvo fluidizado.Cracking TrmicoEs el ms antiguo y consiste en someter una mezcla de hidrocarburos pesados y vapor de agua a temperaturas elevadas (800C) y presin (3 atm) durante un corto periodo de tiempo (0,1 a 0,4 s). Se producen reacciones complejas en cadena a travs de radicales libres. Se obtienen fundamentalmente productos petroqumicos intermedios como etileno y propileno, tiles en sntesis orgnica, variando los porcentajes segn el tipo de hidrocarburo y las condiciones concretas empleadas.

Cracking Cataltico

Cracking Trmico

Reacciones-Primarias: todas aquellas que son beneficiadas con el aporte de temperatura, son las de mayor inters. Tambin se las conoce como reacciones de ruptura.

-Secundarias: no son necesarias. No es aconsejable que se produzcan, dando productos no deseados.El cracking trmico se encuentra regido por tres variables que son, la temperatura, tiempo de residencia y carga (Q), el manejo de cada una de ellas permite lograr una diversidad de productos, que van de aquellos de uso directo como combustibles a materias primas para la industria petroqumica como el etileno a partir de etano o productos intermedios que sirven como carga, por ejemplo, al Cracking Cataltico.

Tipo de HidrocarburoReacciones Predominantes

Parafinas normalesRuptura en diversos puntos de la cadena.Isomerizacin.

Parafinas RamificadasRuptura en diversos puntos de la cadena.Isomerizacin.

OlefinasRuptura en diversos puntos de la cadena.Isomerizacin.

Anillos NaftnicosRuptura del anillo Naftnicos y cadenas laterales.Aromatizacin del anillo naftnico.

Naftenos AromticosApertura del anillo naftnico.Rupturas de cadenas laterales prxima al ncleo aromtico.

Aromticos Polinucleados con cadenas laterales.Rupturas de cadenas laterales prxima al ncleo aromtico.

Aromticos Polinucleados sin cadenas laterales.Refractario al craqueo pero, son pasibles por deshidrogenizacin.

Fracciones del PetrleoEl fraccionamiento comienza con el calentamiento del crudo en un horno tubular a 300C, antes de entrar en la columna de destilacin. La fraccin de menor punto de ebullicin (0 -20C), llamada gas ligero est formada por: metano, etano, olefinas, propano, butano. Esta fraccin se emplea como combustible principalmente.ter de petrleo, destila entre 35 y 60C, emplendose como disolvente.Las gasolinas y naftas tienen puntos de ebullicin entre 60 y 150C y se emplean para combustible de vehculos.Queroseno tiene puntos de ebullicin entre 200 - 300C se emplea como disolvente. Gasleo, 280 - 380C, combustible disel y calefaccin. Con mayor punto de ebullicin tenemos acetites lubricantes y vaselina.Los productos slidos que resultan del fraccionamiento son: parafina slida y asfalto. Tienen un punto de fusin de unos 50 -60C

Refinacin del PetrleoLa refinacin del petrleo es un proceso que incluye el fraccionamiento y transformaciones qumicas del petrleo para producir derivados comerciables.La primera etapa en el refinado del petrleo crudo consiste en separarlo en partes, o fracciones, segn la masa molecular.El crudo se calienta en una caldera y se hace pasar a la columna de fraccionamiento, donde la temperatura disminuye con la altura.Las fracciones con mayor masa molecular (empleadas para producir por ejemplo aceites lubricantes y ceras) slo pueden existir como vapor en la parte inferior de la columna, donde se extraen.Las fracciones ms ligeras (que darn lugar por ejemplo a combustible para aviones y gasolina) suben ms arriba y son extradas all.Todas las fracciones se someten a complejos tratamientos posteriores para convertirlas en los productos finales deseados.Una vez extrado el crudo, se trata con productos qumicos y calor para eliminar el agua y los elementos slidos y se separa el gas natural. A continuacin se almacena el petrleo en tanques desde donde se transporta a una refinera en camiones, por tren, en barco o a travs de un oleoducto. Todos los campos petroleros importantes estn conectados a grandes oleoductos.Tipos de petrleo en MxicoLas curvas de destilacin TBP (del ingls true boiling point, temperatura de ebullicin real) distinguen a los diferentes tipos de petrleo y definen los rendimientos que se pueden obtener de los productos por separacin directa. Por ejemplo, mientras que en el crudo Istmo se obtiene un rendimiento directo de 26% volumtrico de gasolina, en el Maya slo se obtiene 15.7%.La industria mundial de hidrocarburos lquidos clasifica el petrleo de acuerdo con su densidad API (parmetro internacional del Instituto Americano del Petrleo, que diferencia las calidades del crudo).Crudos mexicanos:Itsmo:Ligero con densidad de 33.6 grados API y 1.3% de azufre en peso.-Maya:Pesado con densidad de 22 grados API y 3.3% de azufre en peso.-OlmecaSuperligero con densidad de 39.3 grados API y 0.8% de azufre en peso.Aceite crudoDensidad( g/ cm3)Densidadgrados API

Extrapesado>1.010.0

Pesado1.0 - 0.9210.0 - 22.3

Mediano0.92 - 0.8722.3 - 31.1

Ligero0.87 - 0.8331.1 - 39

Superligero< 0.83> 39

Mtodo Propuesto Materiales: silicn frio cartn botellas de plstico tijeras pintura en aerosol color cromo hojas blancas cartulina base de unicel colores arbolitos artificiales latas de aluminio popotes

Realizacin de la maqueta:Tanque de almacenamiento: para su elaboracin se utiliz el cartn y posteriormente se cort una lmina que mediante el uso del silicn frio se uni de manera que se formara un cilindro. Como detalles se agregaron escalones que fueron cortados de manera individual y colocados de tal manera que se formara una escalera en forma espiral rodeando la mitad del tanque. Se cortaron dos tiras del mismo material para dar forma al barandal que se coloc en la parte superior del ya formado tanque. Con ayuda de un pincel se utiliz pintura blanca que cubri toda el rea. Finalmente se coloc el logotipo de PEMEX refinacin.Horno: con ayuda de unas tijeras, se cort un bote por la mitad. De manera cuidadosa se utiliz la pintura en aerosol para darle el color cromo al bote hasta cubrirlo totalmente. Para ilustrar el interior se realiz un dibujo de como seria la parte interna del horno y con silicn frio se coloc en la parte frontal del bote.Torre de refinacin: Se le dio color al bote de cartn dndole un acabado como metal y con la mitad de una botella se coloc la parte superior de la torre. De manera decorativa se realiz un dibujo ilustrando la parte interior de la torre demostrando en base a una degradacin de color, las diferentes temperaturas que representaban las fracciones. Condensador y tanques de almacenamiento: Para la elaboracin del condensador se utilizaron las latas de aluminio que fueron pintadas con el aerosol para darles un acabado a metal. Con un bote de cartn cortado por la mitad se formaban dos pequeos cilindros que se utilizaron para representar los tanques de almacenamiento. Como detalle se les agrego el logotipo de PEMEX refinacin. Ductos y tubos: Los popotes fueron pintados del mismo color que los dems y con ayuda del silicn se les dio forma para que se conectaran desde la torre de destilacin hasta los tanques de almacenamiento. Tubos de cartn ms anchos se utilizaron para representar el ducto que conecta el tanque de almacenamiento con el horno y este con la torre de destilacin. Se utiliz cinta adhesiva para darle mayor fijacin y as asegurar su posicin.Detalles en general: Con ayuda de imgenes impresas en papel mate se realiz el armado de una gasolinera. A un extremo se colocaron arbolitos de manera decorativa e indicativa ya que son de importancia pues sirven como indicadores de fuga de combustible al cambiar su coloracin. As como muequitos que representan a los trabajadores.

ObservacionesDebido a que solo es demostrativo, no se pueden dar detalles de lo que ocurri pero se pueden dar tablas de los resultados de un cracking cataltico y trmico.

Resultados EsperadosSe esperara obtener, una mayor cantidad de gasolina y nafta destilada por craqueo, que por destilacin simple debido a que se aprovecha y se maximiza la productividad del crudo, dejando a si menos residuos y desperdicios.

ConclusionesEl craqueo nos es til en la industria mexicana, porque el petrleo que mas abunda y se extrae es el maya; el de peor calidad debido a la cantidad de azufre que contiene. Con el craqueo se puede mejorar su aprovechamiento y en lugar de obtener una cantidad mnima de derivados, se pueda obtener al menos un 20% que con la destilacin fraccionada.Bibliografahttp://es.wikipedia.org/wiki/Craqueohttp://es.wikipedia.org/wiki/Craqueo_catal%C3%ADticohttp://ocwus.us.es/quimica-organica/quimica-organicai/temas/2_alcanos/l3_hidrocarburos/page_10.htmhttp://www.iie.org.mx/publica/bolmj98/secmj98.htm