Craking del petróleo

Universidad Autónoma de San Luis Potosí

Química Orgánica I

Pirólisis

Integrantes:         

                        Mariana Montserrat Morales Avila.

                        Verónica Balleza Mares.

                        José Miguel Ramírez García

Profesor: Guadalupe Zapata.

Horario: 9:00-10:00

El petróleo, también llamado petróleo crudo, es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos que se origina principalmente en las cuencas sedimentarias, especialmente en ambientes donde las condiciones de acumulación y preservación de la materia orgánica son favorables. Puede acumularse en trampas geológicas naturales, de donde se extrae mediante la perforación de pozos, encontrando el primero en Pennsylvania en 1859 por E.L. Drake.

Desde tiempos remotos, la humanidad conoce y usa el petróleo de alguna manera, como las manifestaciones superficiales del petróleo, que se han utilizado como fuentes de luz y calor. Después se comenzó a utilizar como fuente de energía principalmente para motores de combustión, como automóviles.

El petróleo crudo se presenta en la naturaleza como un líquido de color amarillento, hasta tener el aspecto de un material semisólido de color negro.

Está constituido principalmente de hidrocarburos líquidos, gaseosos y sólidos, éstos estando disueltos o suspendidos en los líquidos. Así como también otras sustancias, que se consideran impurezas, como compuestos de azufre, oxígeno, nitrógeno, trazas de metales, y sales de sodio, magnesio y calcio.  

La descomposición térmica, “cracking”, o pirólisis de los componentes del petróleo se conoce, desde el inicio de la industria, como un proceso termoquímico que ya ha sido diseñado para valorizar el procesamiento del petróleo, permitiendo transformar fracciones grandes en componentes más livianos y valiosos.

El primer paso en la refinación del petróleo es una cuidadosa destilación fraccionada. Los productos de esa destilación no son alcanos puros, sino mezclas de alcanos útiles con diversos puntos de ebullición.

Después de la destilación, la pirólisis convierte algunas de las fracciones menos valiosas en productos más útiles. Involucra el calentamiento de los alcanos en presencia de materiales que catalizan la división de moléculas grandes para obtener unas más pequeñas. El craqueo se utiliza con frecuencia para convertir fracciones con puntos de ebullición más elevados en mezclas de alcanos que pueden combinarse con gasolina. Cuando el craqueo se realiza en presencia de hidrógeno (hidrocraqueo), el producto es una mezcla de alcanos libre de impurezas de azufre y nitrógeno.

Existen tres tipos de procesos de pirólisis:

• Procesos de baja temperatura (<550°C): se utilizan para la obtención de aceites y alquitranes.
• Procesos de temperatura media (550 – 800°C): son utilizados para la producción de metano e hidrocarburos superiores.
• Procesos de alta temperatura (>800°C): utilizados para obtener gases de bajo poder calorífico.

Las reacciones químicas que ocurren en ciertos rangos de temperatura se muestran en la siguiente tabla:

El mecanismo más aceptado para la pirólisis es el de “cadena de reacciones por radicales libres”. Estas son partículas reactivas formadas por la ruptura de un enlace C-C, o C-H por la energía térmica, donde cada átomo conserva un electrón formando dos partículas neutras inestables, según:

1.

C7H16 → C7H15 * + H*

C7H16 → C6H13 * + CH3 *

2. Ruptura de los radicales mayores, inestables, con la formación de una olefina:

C7H15 → C3H6 * + C4H9 *

3. Desarrollo de la cadena de reacciones por radicales más estables:

C7H16 + CH3 * → CH4 + C7H15 *

C7H16 + H * → H2 + C7H15 *

4. Equilibrio por reacción entre los radicales libres formados:

C4H9 * + CH3 * → C5H12

5. Formación de productos más pesados que la carga:

R-CH2 * + R-CH2 * → R- CH2 CH2-R

6. Reacción teórica promedio:

C7H16 → C3H8 (parafina) + C4H8 (olefina)

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