Unidad IV Compuestos No Carbonisados Del Petroleo

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2012

ING.PETROLERA

QUIMICA ORGANICA

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0

/03/2012

Unidad IV Componentes no carbonosos del

petrleo


petrleo

2012

2

INDICE

,QWURGXFFLyQ

Componentes no carbonosos del petrleo

4

.1

Compuestos de azufre5

4

.2

Compuestos de oxgeno

4

.3

Compuestos de nitrgeno

4

.4

Compuestos organometlicos

4

.5

Resinas y asfltenos

4

.6

Clasificacin de aceite crudo

Conclusin5

)XH

QWHV GH LQIRUPDFLyQ


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INTRODUCCION

Los heterotomos que se emplean en la industria qumica tienen que usarse de la

manera ms conveniente.

Por ejemplo, el oxgeno (O) puede obtenerse del agua

, o del aire (21% de

oxgeno + 79% de nitrgeno). En ciertos casos es necesario enriquecer de

oxgeno el aire, para evitar transportar y eliminar grandes cantidades de nitrgeno.

Otro ejemplo lo constituye el nitrgeno (N), el cual, tal como se encuentra en el

aire, es casi inerte y difcilmente reacciona con los hidrocarburos. Por lo tanto es

necesario transformarlo a una forma ms reactiva como el amoniaco

o el

cido ntrico

, o aun el cido cianhdrico (HCN). Los productos que

estudiaremos constituyen los compuestos ms importantes de una industria que

relaciona la refinacin del petrleo, la produccin de reactivos (como el cido

sulfrico, cido fosfrico, fosgeno, hidrgeno, monxido de carbono, etc.), y las

grandes industrias consumidoras de productos orgnicos e inorgnicos como son

las que producen plsticos, fibras sintticas, detergentes, fertilizantes, etc.

Muchos de estos compuestos son en s productos terminados, como los solventes

y los aditivos para gasolinas.


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COMPONENTES NO CARBONOSOS DEL PETRLEO

Componentes del petrleo, denominacin qumica y productos (comprende slo

hidrocarburos simples a presin atmosfrica)

Denominacin

qumica

Estado Normal

Punto aproximado de

ebullicin

Productos empleo

primario

Metano

CH4

Gaseoso

-

1

6

1

C (-258F)

Gas natural

combustible/

Etano

C2H6

Gaseoso

-

8

8

C (-127C)

Productos

petroqumicos

Propano

C3H8

Gaseoso

-

4

2

C (-51F)

GLP/Productos

Butano

C4H10

Gaseoso

0

C (31F)

Petroqumicos

Pentano

C5H12

Lquido

3

6

C (97F)

Naftas de

Hexano

C6H14

Lquido

6

9

C (156F)

Alto grado

Heptano

C7H16

Lquido

9

8

C (209F)

Gasolina natural

Octano

C8H18

Lquido

1

2

5

C (258F)

(sustancia base para

combustibles

Nonano

C9H20

Lquido

1

5

0

C (303F)

Para motores de

Decano

C10H22

Lquido

1

7

4

C (345F)

Combustin interna,

Undecano-N, Hendecano

CnH2n

Lquido

1

9

5

C (383F)

turbinas)

Dodecano-N, Diexilo

CnH2n

Lquido

2

1

5

C (419F)

Kerosene

Tetradecano-N

CnH2n

Lquido

2

5

2

C (487F)

Aceites lubricantes

Eicosano-N

CnH2n

Slido

Parafinas


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5

Para la clasificacin

de

los hidrocarburos, en

base

a

su

composicin,

habitualmente es utilizado el diagrama triangular de Tissot y Welte (1978).

4

.1

COMPUESTOS DE AZUFRE.

El azufre es un elemento activo que se combina directamente con la mayor parte

de los elementos conocidos. Puede existir tanto en estados de oxidacin positivos

como negativos, y puede formar compuestos inicos as como covalentes y

covalentes coordinados. Sus empleos se limitan principalmente a la produccin de

compuestos de azufre. Sin embargo, grandes cantidades de azufre elemental se

utilizan en la vulcanizacin del caucho, en atomizadores con azufre para combatir

parsitos de las plantas, en la manufactura de fertilizantes artificiales y en ciertos

tipos de cementos y aislantes elctricos, en algunos ungentos y medicinas y en la

manufactura de plvora y fsforos. Los compuestos de azufre se emplean en la

manufactura de

productos qumicos,

textiles,

jabones, fertilizantes, pieles,

plsticos, refrigerantes, agentes blanqueadores, drogas, tintes, pinturas, papel y

otros productos.

Compuestos principales: El sulfuro de hidrgeno (H S) es el compuesto ms

2

importante que contiene slo hidrgeno y azufre. Es un gas incoloro que tiene un

olor ftido (semejante al de los huevos podridos) y es muchsimo ms venenoso

que el monxido de carbono, pero se advierte su presencia (por su olor) antes de

que alcance concentraciones peligrosas.

Los sulfuros metlicos pueden clasificarse en tres categoras: sulfuros cidos

(hidrosulfuros, MHS, donde M es igual a un ion metlico univalente), sulfuros

normales (M S) y polisulfuros (M S ). Otros sulfuros son los compuestos de

2

2

3

carbono-azufre y los compuestos que contienen enlaces carbono-azufre. Algunos

compuestos importantes son: di sulfuro de carbono, CS , lquido que es un

2

disolvente excelente del azufre y del fsforo elemental; monosulfuro de carbono,

CS, gas inestable formado por el paso de una descarga elctrica a travs del di

sulfuro de carbono; y oxisulfuro de carbono, SCO, constituido por monxido de

carbono y azufre libre a una temperatura elevada.

Los xidos de azufre que han sido caracterizados tienen las frmulas SO, S O ,

2

3

SO , SO , S O y SO . El dixido de azufre, SO , y el trixido de azufre, SO , son

2

3

2

7

4

2

3

de mayor importancia que los otros. El dixido de azufre puede actuar como

agente oxidante y como agente reductor. Reacciona con el agua para producir una

solucin cida (llamada cido sulfuroso), iones bisulfito (HSO ) y sulfito (SO

3

-

3

2

-

).

El

dixido de emplea como gas refrigerante como desinfectante y conservador, as

como agente blanqueador, y en el refinado de productos de petrleo. Sin

embargo, su uso principal est en la manufactura de trixido de azufre y cido


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sulfrico. El trixido de azufre se utiliza principalmente en la preparacin del cido

sulfrico y cidos sulfricos.

Aunque se conocen sales (o steres) de todos los oxicidos, en muchos casos el

cido mismo no ha sido aislado a causa de su inestabilidad. El cido sulfuroso no

se conoce como sustancia pura. El cido sulfrico (H SO ) es un lquido viscoso,

2

4

incoloro, con un punto de fusin de 10.31C (50.56F). Es un cido fuerte en agua

y reacciona con la mayor parte de los metales tanto diluido como concentrado. El

cido concentrado es un poderoso agente oxidante, especialmente a temperaturas

elevadas. El cido pirosulfrico (H S O ) es un excelente agente sulfonante y

2

2

7

pierde trixido de azufre cuando se calienta. Tambin reacciona vigorosamente

con agua, liberando gran cantidad de calor. Se conocen los cidos persulfricos

(el cido

peroximonosulfrico, H SO , llamado cido de

2

5

Caro, y el cido

peroxidisulfrico, H S O , llamado cido de Marshall), as como las sales. Se

2

2

8

conocen los steres y halgenos de cidos sulfnicos. Los cidos sulfnicos se

forman por la reduccin de los cloruros de cido sulfnico con zinc o por la

reaccin con reactivos de Grignard sobre dixido de azufre en solucin etrea. Los

cidos sulfricos (alquil) se preparan al oxidar mercaptanos (RSH) o sulfuros

alqulicos con cido ntrico concentrado, por el tratamiento de sulfitos con haluros

de alquilo o por la oxidacin de cidos sulfnicos. Otros compuestos orgnicos

importantes que contienen oxgeno-azufre incluyen los sulfxidos, R SO (que

2

pueden ser considerados como derivados del cido sulfuroso), y las sulfonas,

R SO (del cido sulfrico).

2

2

Derivados halogenados importantes del cido sulfrico son los halogenuros

orgnicos de sulfonilo y los cidos halosulfnicos. Los compuestos de halgenos-

azufre que han sido bien caracterizados son S F

2

2

(monosulfuro de azufre), SF ,

2

SF , SF , S F , S Cl (monoclururo de azufre), SCl . SCl y S Br (monobromuro

4

6

2

10

2

2

2

4

2

2

de azufre). Los cloruros de azufre se utilizan en la manufactura comercial del hule

y los monocloruros, que son lquidos a la temperatura ambiente, se emplean

tambin como disolventes para compuestos orgnicos, azufre, yodo y ciertos

compuestos metlicos.

Los altropos (propiedades de algunos elementos de presentarse bajo estructuras

moleculares diferentes) del azufre han sido estudiados considerablemente por los

grandes qumicos, pero hasta ahora las diversas alteraciones en las cuales existen

para cada estado (gas, lquido y slido) del azufre elemental no se han explicado o

revelado de manera completa.

Las estructuras cristalinas ms comunes son:

-

El azufre rmbico: Es conocido de la misma manera como azufre alfa (azufre. Se

halla de la transformacin estable del elemento qumico por debajo de los 95.5C

(204F, el punto de transicin), y la mayor parte de las otras formas se revierten a


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esta modificacin si se las deja permanecer por debajo de esta temperatura. El

azufre rmbico posee un color amarillo limn, insoluble en agua, levemente

soluble en alcohol etlico, ter dietlico y benceno, y es muy soluble en di sulfuro

de carbono. Posee una densidad de 2.07 g/cm3 (1.19 oz/in3), una dureza de 2.5

en la escala de Mohs y la frmula molecular presenta es S8.

-

El azufre monoclnico: Tambin es llamado azufre prismtico o azufre beta

(azufre. Viene siendo la modificacin estable del elemento por encima de la

temperatura de transicin mientras que se encuentra por debajo del punto de

fusin.

-

El azufre fundido: Se cristaliza en prismas en forma de agujas que son casi

incoloras. Posee una densidad de 1.96 g/cm3 (1.13 oz/in3), un punto de fusin de

1

1

9

.

0

C (246.7F) y la frmula molecular que ostenta es S8.

-

El azufre plstico: Denominado tambin azufre gamma. Se produce cuando el

azufre fundido en el punto de ebullicin normal o cerca de l, es enfriado al estado

slido. Esta forma es amorfa y es slo parcialmente soluble en di sulfuro de

carbono.

-

El azufre lquido: Posee la propiedad notable de aumentar su viscosidad si sube

la temperatura. Su color cambia a negro rojizo oscuro cuando su viscosidad

aumenta, y el oscurecimiento del color y la viscosidad logran su mximo a 200C

(392F). Por encima de esta temperatura, el color se aclara y la viscosidad

disminuye.

-

En el punto normal de ebullicin del elemento qumico (444.60C u 832.28F) el

azufre gaseoso presenta un color amarillo naranja. Cuando la temperatura

aumenta, el color se torna rojo profundo y despus se aclara, aproximadamente a

6

5

0

C (202F), y adquiere un color amarillo paja.

El azufre es un elemento activo que se combina verdaderamente con la mayor

parte de los elementos qumicos conocidos. Puede hallarse tanto en estados de

oxidacin positivos como negativos, y puede constituir compuestos inicos as

como

covalentes

y

covalentes

coordinados.

Sus

funciones

se

limitan

principalmente a la produccin de compuestos de azufre. Sin embargo, grandes

cantidades de azufre elemental se utilizan en la vulcanizacin del caucho, en

atomizadores con azufre para combatir parsitos de las plantas, en la manufactura

de fertilizantes artificiales y en ciertos tipos de cementos y aislantes elctricos, en

algunos ungentos y medicinas y en la manufactura de plvora y fsforos. Los

compuestos de azufre se emplean en la manufactura de productos qumicos,

textiles,

jabones,

fertilizantes,

pieles,

plsticos,

refrigerantes,

agentes

blanqueadores, drogas, tintes, pinturas, papel y otros productos.


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8

.

Caractersticas principales

Este no meta l tiene un color amarillento fuerte, amarronado o anaranjado y arde

con llama de color azul, desprendiendo dixido de azufre . Es i nsoluble en agua

pero se disuelve en disulfuro de carbono . Es multivalente , y son comunes los

estados de oxidacin -2, +2, +4 y +6.

En todos los estados (slido, lquido y gaseoso)

presenta formas alotrpicas cuyas relaciones no son

completamente

conocidas.

Las

estructuras

cristalinas

ms

comunes

son

el

octaedro

RUWRUUyPELFR D]XIUH . \ HO SULVPD PRQRFOtQLFR

D]XIUH VLHQGR OD WHPSHUDWXUD GH WUDQVLFLyQ GH

una a otra de 96 C; en ambos casos el azufre se

encuentra formando molculas de S

8

con forma de

anillo, y es la diferente disposicin de estas molculas la que provoca las distintas

estructuras cristalinas. A temperatura ambiente, la transformacin del azufre

monoclnico en ortorrmbico , es ms estable y muy lenta.

Al fundir el azufre, se obtiene un lquido que fluye con facilidad formado por

molculas de S . Sin embargo, si se calienta, el color se torna marrn algo rojizo, y

8

se incrementa la viscosidad . Este comportamiento se debe a la ruptura de los

anillos y la formacin de largas cadenas de tomos de azufre, que pueden

alcanzar varios miles de

tomos de

longitud, que

se

enredan

entre s

disminuyendo la fluidez del lquido; el mximo de la viscosidad se alcanza en torno

a los 200 C. Enfriando rpidamente este lquido viscoso se obtiene una masa

elstica, de consistencia similar a la de la goma, denominada azufre plstico

D]XIUH IRUPDGD SRU FDGHQDV TXH QR KDQ WHQLGR WLHPSR GH UHRUGHQDUVH SDUD

formar molculas de S ; transcurrido cierto tiempo la masa pierde su elasticidad

8

cristalizando en el sistema rmbico. Estudios realizados con rayos X muestran que

esta forma deforme puede estar constituida por molculas de S con estructura de

8

hlice espiral.

En estado vapor tambin forma molculas de S , pero a 780 C ya se alcanza el

8

equilibrio con molculas diatmicas y por encima de aproximadamente 1800 C la

disociacin es completa y se encuentran tomos de azufre.

Adems de en trozos, barras o polvo grueso, existe en el mercado una

presentacin en forma de polvo muy fino, llamada "Flor de azufre", que puede


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obtenerse por precipitacin en medio lquido o por sublimacin de su vapor sobre

una placa metlica fra.

Aplicaciones

El azufre se usa en multitud de procesos industriales como la produccin de cido

sulfrico para bateras , la fabricacin de p l vora y el vulcan i zado del caucho . El

azufre tiene usos como fungicida y en la manufactura de fosfatos fertilizantes. Los

sulfitos se usan para blanquear el pape l y en cerillas. El tiosu l fato de sod i o o

amonio se emplea en la industria fotogrfica como fijador ya que disuelve el

bromuro de plata ; y el sulfato de magnesio (sal de Epsom ) tiene usos diversos

como laxante , exfoliante , o suplemento nutritivo para plantas . Tambin usado

como emplasto de manera local en la piel, la preparacin se puede hacer con

alcohol o vaselina, elimina hongos de una manera permanente aplicando durante

varios das, hasta que desaparezca cuidando que no se queme la piel.

4

.2

Compuestos de oxgeno.

Es el elemento ms abundante en la corteza terrestre. Cerca de una quinta parte

(en volumen) del aire es oxgeno.

El oxgeno gaseoso no combinado suele existir en forma de molculas diatnicas,

O , pero tambin existe en forma triatmica, O , llamada ozono.

2

3

El oxgeno se separa del aire por licuefaccin y destilacin fraccionada. Las

principales aplicaciones del oxgeno en orden de importancia son:

1

)

fundicin, refinacin y fabricacin de acero y otros metales;

2

) m

anufactura de productos qumicos por oxidacin controlada;

3

) propulsin de cohetes;

4

) apoyo a la vida biolgica y medicina, y

5

) m

inera, produccin y fabricacin de productos de piedra y vidrio.

Existen equipos generadores de ozono, los cuales son usados para oxidacin de

materias, para ozonizacin de piscinas...

En condiciones normales el oxgeno es un gas incoloro, inodoro e inspido; se

condensa en un lquido azul claro. El oxgeno es parte de un pequeo grupo de

gases ligeramente paramagnticos, y es el ms paramagntico de este grupo. El

oxgeno lquido es tambin ligeramente paramagntico.


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Casi todos los elementos qumicos, menos los gases inertes, forman compuestos

con el oxgeno. Entre los compuestos binarios ms abundantes de oxgeno estn

el agua, H O, y la slica, SiO ; componente principal de la arena. De los

2

2

compuestos que contienen ms de dos elementos, los ms abundantes son los

silicatos, que constituyen la mayor parte de las rocas y suelos. Otros compuestos

que abundan en la naturaleza son el carbonato de calcio (caliza y mrmol), sulfato

de calcio (yeso), xido de aluminio (bauxita) y varios xidos de hierro, que se

utilizan como fuente del metal.


En condiciones normales de presin y temperatura, el oxgeno se encuentra en

estado gaseoso formando molculas diatmicas

(O ) que a pesar de ser inestables se generan

2

durante la fotosntesis de las plantas y son

posteriormente utilizadas por los animales, en la

respiracin (ver ciclo del oxgeno ). Tambin se

puede encontrar de forma lquida en laboratorios. Si llega a una temperatura

menor que -219 C, se convierte en un slido cristalino azul. Su valencia es 2.

Usos y aplicaciones

Se usan grandes cantidades de oxgeno en los sopletes para soldar a altas

temperaturas, en los cuales, la mezcla de oxgeno y otro gas produce una llama

con una temperatura muy superior a la que se obtiene quemando gases en aire. El

oxgeno se le administra a pacientes con problemas respiratorios y tambin a las

personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja presin del aire no

permite la respiracin normal. El aire enriquecido con oxgeno se usa para fabricar

acero en los hornos de hogar abierto. l oxgeno de gran pureza se utiliza en la

industria de fabricacin de metal. Es muy importante como lquido propulsor en los

msiles teledirigidos y en los cohetes.

Apariencia

Incoloro


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Informacin general

Nombre, s mbo l o, nmero

Oxgeno, O, 8

Ser i e qu m i ca

No metales

Grupo, per odo, b l oque

16

, 2, p

Masa atmica

1

5

,9994 u

Configurac i n electrn i ca

1

s 2s 2p

2

2

4

Propiedades atmicas

Electronegativ i dad

3

,44 (Pau li ng)

Rad i o atmico (calc)

6

0

(48) pm (Rad i o de Bohr)


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Rad i o cova l ente

73 pm

Rad i o de van der Waa l s

1

5

2

pm

Estado(s) de oxidac i n

-

2

, -1 (neutro)

1

.

Ene r ga de i onizac i n

1

3

1

3

,9 kJ/mo l

2

.

Energa de ionizacin

3

3

8

8

,3 kJ/mol

3

.

Energa de ionizacin

5

3

0

0

,5 kJ/mol

4

.

Energa de ionizacin

7

4

6

9

,2 kJ/mol

Propiedades fsicas

Estado ord i nar i o

Gas (paramagntico)

Dens i dad

1

,429 kg/m

3

Punto de fusin

5

0

,35 K

Punto de ebu lli c i n

9

0

,18 K


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13

Enta l p a de vapor i zac i n

3

,4099 kJ/mo l

Enta l p a de fusin

0

,22259 kJ/mo l

Vo l umen mo l ar

1

7

,3610

-

3

m /mo l

3

Varios

Estructura cr i sta li na

Cbica

N CAS

7

7

8

2

-

44

-

7

N E I NECS

2

3

1

-

9

5

6

-

9

Ca l or espec f i co

9

2

0

J/(Kkg)

Conductiv i dad trmica

0

,026 74 W/(Km)

Ve l oc i dad de l son i do

3

1

7

,5 m/s a 293.15 K (20 C)

Istopos ms estables

iso

AN

Periodo

MD

Ed

PD

MeV


petrleo

2012

14

16

O

9

9

,762

%

Estable con 8 neutrones

17

O

0

,038

%


18

O

0

,2

%


Nota: unidades segn el SI y en CNPT, salvo indicacin contraria.

4

.3

Compuestos de nitrgeno.

El nitrgeno es un e l emento qumico , de nmero atmico 7, smbolo N y que en

condiciones normales forma un gas diatmico (nitrgeno diatmico o molecular)

que constituye del orden del 78% del aire atmosfrico . En ocasiones es llamado

zoe antiguamente se us tambin Az como smbolo del nitrgeno.


Tiene una elevada e l ectronegatividad (3,04 en la escala de Pau l ing ) y, cuando

tiene carga neutra, tiene 5 electrones en el nivel ms

externo, comportndose como trivalente en la mayora de

los tomos estables que forma.

Aplicaciones

La aplicacin comercial ms importante del nitrgeno diatmico es la obtencin de

amonaco por el proceso de Haber . El amonaco se emplea con posterioridad en la

fabricacin de fertilizantes y cido ntrico .

Las sales del cido ntrico incluyen importantes compuestos como el nitrato de

potasio (nitro o salitre empleado en la fabricacin de plvora ) y el nitrato de

amonio fertilizante.

Los compuestos orgnicos de nitrgeno como la nitroglicerina y el trinitrotolueno

son a menudo explosivos. La hidracina y sus derivados se usan como combustible

en cohetes .

El ciclo de este elemento es bastante ms complejo que el del carbono , dado que

est presente en la atmsfera no slo como N (78%) sino tambin en una gran

2

diversidad de compuestos. Se puede encontrar principalmente como N O , NO y

2


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15

NO , los llamados NO . Tambin forma otras combinaciones con oxgeno tales

2

x

como N O y N O (anhdridos), "precursores" de los cidos nitroso y ntrico. Con

2

3

2

5

hidrgeno forma amonaco (NH ), compuesto gaseoso en condiciones normales.

3

Al ser un gas poco reactivo, el nitrgeno se emplea industrialmente para crear

atmsferas protectoras y como gas criognico para obtener temperaturas del

orden de 78K de forma sencilla y econmica.

En la actualidad el nitrgeno es empleado en diversas labores; en los pases

desarrollados una de las ms recientes y comunes es el ser empleado en lugar del

aire comn para el inflado de llantas y neumticos debido a la alta eficiencia que

se derivan de su uso. Su composicin qumica molecular lo define como un gas

inerte por tanto no se dilata con la friccin o el movimiento, evitando mayor presin

en el neumtico y por tanto fugas que se derivan en perdida de presin de la

llanta, seguido por mayor esfuerzo del motor, mayor consumo de combustible,

ms rpido desgaste del neumtico y los frenos. El uso del nitrgeno para el

inflado de los neumticos no solo redime en un ahorro directo, paralelo a esto

tambin hace un gran aporte ecolgico al disminuir las emisiones de CO2

provenientes del esfuerzo adicional que deben hacer los vehculos al perder

presin constantemente en las llantas cuando son infladas con aire.

Compuestos

Con el hidrgeno forma el amonaco (NH ), la h i dracina (N H ) y el aziduro de

3

2

4

hidrgeno (N H, tambin conocido como az i da de hidrgeno o cido h i drazoico ).

3

El amonaco lquido, anftero como el agua, acta como una base en una

disolucin acuosa, formando iones amon i o (NH ), y se comporta como un cido

4

+

en ausencia de agua, cediendo un protn a una base y dando lugar al anin am i da

(NH ). Tambin se conocen largas cadenas y compuestos cclicos de nitrgeno,

2

pero son muy inestables.

Con los halgenos forma: NF , NF Cl , NFCl , NCl , NBr .6 NH , NI .6 NH , N F ,

3

2

2

3

3

3

3

3

2

4

N F (cis y trans), N F, N Cl, N Br y N I.

2

2

3

3

3

3

Con el oxgeno forma varios xidos que ya hemos nombrado: el nitroso o gas de la

risa, el ntrico y el dixido de nitrgeno. Son producto de procesos de combustin

contribuyendo a la aparicin de episodios contaminantes de smog fotoqumico.

Otros xidos son el trixido de dinitrgeno (N O ) y el pentxido de dinitrgeno

2

3

(N O ), ambos muy inestables y explosivos.

2

5


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16

Efectos del nitrgeno sobre la salud

Las molculas de nitrgeno, en estado natural, se encuentran principalmente en el

aire. En el agua y en los suelos el nitrgeno puede ser encontrado compuesto, en

forma de nitratos y nitritos.

Los humanos han cambiado radicalmente las proporciones naturales de nitratos y

nitritos, mayormente debido a la aplicacin de estircoles que contienen nitrato. El

nitrgeno es emitido en grandes cantidades por las industrias. A lo largo de la

historia, se nota un incremento de la presencia de nitratos y nitritos en el suelo y

en el agua como consecuencia de reacciones que tienen lugar en el ciclo del

nitrgeno. Esto se refleja en un incremento de la concentracin de nitrgeno en las

fuentes utilizadas para consumo humano, y por ende tambin en el agua potable.

Los nitratos y nitritos son conocidos por causar varios efectos sobre la salud

humana. Estos son los efectos ms comunes:

3

Tiene

reacciones con

la hemoglobina

en

la sangre, causando

una

disminucin en la capacidad de transporte de oxgeno por la sangre. (nitrito)

Provoca la disminucin del funcionamiento de la glndula tiroidea. (nitrato)

Ocasiona un bajo almacenamiento de la vitamina A. (nitrato)

Favorece la produccin de nitrosaminas, las cuales son conocidas como

una de las ms comunes causas de cncer. (nitratos y nitritos)

Desde un punto de vista metablico, el xido de nitrgeno (NO) es mucho ms

importante que el nitrgeno. En 1987, Salvador Moncada descubri que ste era

un mensajero vital del cuerpo para la relajacin de los msculos, y hoy se sabe

que est involucrado en el sistema cardiovascular, el sistema inmunitario, el

sistema nervioso central y el sistema nervioso perifrico. La enzima que produce

el xido ntrico, la xido-ntrico sintasa, es abundante en el cerebro.

Aunque el xido ntrico tiene una vida relativamente corta, se puede difundir a

travs de las membranas para llevar a cabo sus funciones. En 1991, un equipo

encabezado por K.E.Anderson del hospital universitario de Lund, Suecia,

demostr que el xido ntrico activa la ereccin por medio de la relajacin del

msculo que controla el flujo de sangre en el pene. La droga Viagra trabaja

liberando xido ntrico para producir el mismo efecto.


petrleo

2012

17

Apariencia

Incoloro

Informacin general

Nombre, s mbo l o, nmero

Nitrgeno, N, 7

Ser i e qu m i ca

No metales

Grupo, per odo, b l oque

15

, 2, p

Masa atmica

1

4

,0067 u

Configurac i n electrn i ca

[He] 2s2 2p3

Electrones por n i ve l

2

, 5 (I magen)

Propiedades atmicas

Radio medio

65 pm


petrleo

2012

18

Electronegativ i dad

3

,04 (Pau li ng)

Rad i o atmico (calc)

56 pm (Radio de Bohr)

Rad i o cova l ente

75 pm

Rad i o de van der Waa l s

1

5

5

pm

Estado(s) de oxidac i n

3, 5, 4, 2, 1 (cido fuerte)

1

.

Ene r ga de i onizac i n

1

4

0

2

,3 kJ/mo l

2

.

Energa de ionizacin

2

8

5

6

kJ/mol

3

.

Energa de ionizacin

4

5

7

8

,1 kJ/mol

4

.

Energa de ionizacin

7

4

7

5

kJ/mol

5

.

Energa de ionizacin

9

4

4

4

,9 kJ/mol

6

.

Energa de ionizacin

5

3

2

6

6

,6 kJ/mol

7

.

Energa de ionizacin

6

4

3

6

0

kJ/mol

Propiedades fsicas


petrleo

2012

19

Estado ord i nar i o

Gas

Dens i dad

1

,2506 kg/m

3

Punto de fusin

6

3

,14 K

Punto de ebu lli c i n

7

7

,35 K

Enta l p a de vapor i zac i n

5

,57 kJ/mo l

Enta l p a de fusin

0

,3604 kJ/mo l

Temperatura cr tica

1

2

6

,19 K

Pres i n cr tica

3

.39

MPa Pa

Varios

Estructura cr i sta li na

Hexagonal

N CAS

7

7

2

7

-

37

-

9

N E I NECS

2

3

1

-

7

8

3

-

9


petrleo

2012

20

Ca l or espec f i co

1

0

4

0

J/(Kkg)

Conductiv i dad elctr i ca

__ 10 S/m

6

Conductiv i dad trmica

0

,02598 W/(K m)

Ve l oc i dad de l son i do

3

3

4

m/s a 293.15 K (20 C)

Istopos ms estables

iso

AN

Periodo

MD

Ed

PD

MeV

13

N

Sinttico

9

,965 min

2

,220

13

C

14

N

9

9

,634


15

N

0

,366


Nota: unidades segn el SI y en CNPT, salvo indicacin contraria.

4

.4

Compuestos organometlicos

Un compuesto organometlico es un compuesto en el que los tomos de carbono

forman enlaces covalentes , es decir, comparten electrones, con un tomo

metlico. Los compuestos basados en cadenas y anillos de tomos de carbono se

llaman orgnicos, y ste es el fundamento del nombre organometlicos. La

caracterstica de estos compuestos es la presencia de enlaces entre tomos de

metal y de carbono (que pueden ser sencillos, dobles o triples) y por tanto no se

consideran organometlicos aquellos compuestos en que un metal se une a una

molcula o fragmento por un tomo distinto del carbono, como ocurre en algunos

compuestos de

coordinacin . Este

grupo

incluye

un

elevado

nmero de

compuestos y algunos qumicos lo consideran un grupo distinto al de los

compuestos orgnicos e inorgnicos .


petrleo

2012

21

Formalmente, los compuestos organometlicos son aquellos que poseen, de

forma directa, enlaces entre tomos de metal (o metaloides) y tomos de carbono,

M C , de mayor o menor polaridad.

/

-

/

1

Es decir, un compuesto es considerado

como organometlico si este contiene al menos un enlace carbono-metal. En este

FRQWH[WR HO VXILMR PHWiOLFR HV LQWHUSUHWDGR DPSOLDPHQWH SDUD LQFOXLU WDQWR D

algunos no metales (como el fsforo ) y metaloides tales como B, Si y As as como

a metales verdaderos. Esto es debido a que en muchos casos la qumica de los

elementos B, Si, P y As se asemeja a la qumica de los metales homlogos

respectivos. Por lo tanto, el trmino de compuestos organometlicos es tambin

usado ocasionalmente para incluir dentro a los ya mencionados no metales y

semimetales. En todos los casos se trata de elementos menos electronegativos

que el carbono.

Tipos de compuestos organometlicos

Se pueden establecer diferentes clasificaciones.

Segn el enlace metal-carbono

Si consideramos el carcter del enlace entre el metal (o semimetal) y el carbono

tendremos:

Inicos (no moleculares): Compuestos organometlicos de sodio, potasio,

rubidio, cesio, calcio, estroncio, bario y lantnidos .

Intermedios: Compuestos organometlicos de litio , berilio , magnesio y

aluminio . Tienen dficit de electrones y tendencia a formar puentes alquilo y

enlaces multicentrados .

Molcula de d i metildietoxisilano , DMDEOS, un compuesto de organosilicio.

Covalentes (moleculares): Compuestos organometlicos de boro , silicio y

de elementos de los grupos 12 al 16 que estn por debajo del tercer

perodo, como el Zn, Cd, Hg, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te y Po.

Complejos: Compuestos organometlicos de metales de transicin de los

grupos 3 a 11, en los que abundan loV HQODFHV WLSR SL


petrleo

2012

22

Segn el tipo de ligando

Ligndose que se unen al metal a travs de un slo tomo de carbono.

o

Alquilos y ligandos relacionados: el enlace metal-carbono, M-C, es

sencillo.

o

Alquenilos y acilos : el enlace metal-carbono, M-C, es doble.

o

Alquinilos y cianuros : el enlace metal-carbono, M-C, es triple.

Ligados que se unen al metal a travs de varios tomos de carbono.

El nmero de tomos de carbono unidos directamente al metal se simboliza con

, que se lee n-hapto .

n

Segn el grupo al que pertenece el metal o metaloide

Compuestos organometlicos del grupo 1:

o

Compuestos de organolitio .

o

Organilos de otros metales alcalinos : compuestos de organosodio ,

potasio , rub i dio y cesio .

Molcula de metillitio .

Compuestos organometlicos de los grupos 2 y 12:

o

Compuestos organometlicos del grupo 2 :

Compuestos de organoberilio .

Compuestos de organomagnesio .

Compuestos organometlicos de calcio, estroncio y bario.

o

Compuestos organometlicos del grupo 12:

Compuestos de organozinc .

Compuestos de organocadmio.

Compuestos de organomercurio.

Compuestos organometlicos del Grupo 13:

o

Compuestos de organoboro .


petrleo

2012

23

o

Compuestos de organoaluminio.

o

Compuestos organometlicos de Galio, Indio y Talio:

2UJDQLORV 1 GH *D ,Q \ 7O \ VXV DGXFWRV

&RPSOHMRV GH *D ,Q \ 7O

Compuestos organometlicos del Grupo 14:

o

Compuestos de organosilicio: organilos , metilclorosilanos y siliconas .

o

Compuestos de organogermanio.

o

Compuestos de organoestao.

o

Compuestos de organoplomo.

Compuestos organometlicos del Grupo

1

5

: organilos de

Arsnico,

Antimonio y Bismuto.

Catalizador de Hoveyda , un compuesto organometlico de rutenio .

Compuestos organometlicos de los metales de transicin .

o

&RQ OLJDQGRV GDGRUHV 1

Alquilos y arilos de metales de transicin.

Complejos organometlicos sigma.

o

&RQ OLJDQGRV GDGRUHV 1 DFHSWRUHV

Alquenilos de metales de transicin.

Alquinilos de metales de transicin.

Complejos carbenos de metales de transicin.

Complejos carbinos de metales de transicin.

Carbonilos metlicos, complejos carbonil metalatos e hidruros

de carbonilos metlicos.

Haluros de metal carbonilos.

o

&RQ OLJDQGRV GDGRUHV 1 DFHSWRUHV

Complejos olefnicos: homoalquenos y heteroalquenos.

Complejos alquinos: homoalquinos y heteroalquinos.


petrleo

2012

24

Complejos alilos y enilos. Complejos dienilos y trienilos.

Complejos ciclopentadienilos binarios.

Complejos bis arenos metlicos.

Compuestos organometlicos de lantnidos y actnidos

.

4

.5

Resinas y asfltenos

La palabra asfalteno fue utilizada por primera vez en Francia (Boussingault, 1837)

para indicar la semejanza de un compuesto recuperado del petrleo con el asfalto

natural. El origen de la mayor parte de los asfaltenos debe buscarse en la

evolucin del kerogeno (materia orgnica sedimentaria) hundido con las rocas

sedimentarias (roca madre). Son menos migratorios que el petrleo es por ello que

son menos abundantes que en otros HC (por ejemplo los bitmenes) no

degradados.

Los asfaltenos son fracciones que estn presentes en carbn, asfalto, bitmen y

naturalmente en crudos (de color negro).

La razn por la que no abundan en los petrleos es que son los extremos mas

polares (ver Nota Tcnica N15) del kerogeno y se adsorben en la roca antes que

el petrleo migre hacia las trampas sedimentarias.

La razn por la que no abundan en los petrleos es que son los extremos mas

polares (ver Nota Tcnica N15) del kerogeno y se adsorben en la roca antes que

el petrleo migre hacia las trampas sedimentarias. Veamos su abundancia en los

dos casos segn Tissot y Welte:

Petrleo en roca madre

Petrleo acumulado en yacimiento

no acumulado

N DE MUESTRAS

1057

517

HC SATURADOS

2

9

,2

5

7

,2

HC AROMATICOS (2)

1

9

,7

2

8

,6

RESINAS Y ASFALTENOS

(3)

5

1

,1

1

4

,2

(3) / (2)

2

,6

0

,5

En este trabajo nos referimos principalmente a los asfaltenos de petrleo y sus

propiedades.


petrleo

2012

25

COMPOSICION Y PROPIEDADES DE LOS ASFALTENOS

La relacin C/H de un asfalteno es 82 3% / 8,1 0,7 % o sea 1,15 0,05 % lo

que en qumica orgnica sugerira una composicin definida. Sin embargo, no

solamente son HC (C + H) sino que otros elementos participan de su composicin

(heterocompuestos).

Speight analizo 57 asfaltenos de petrleo y encontr:

Entre 0,3 y 4,9 % de Oxigeno.

Entre 0,3 y 10,3 % de Azufre.

Entre 0,6 y 3,3 % de Nitrgeno.

Tambin contienen metales, veamos su abundancia segn el origen del asfalteno:

ASFALTENO

DE CARBON

ASFALTENO DE PETROLEO

C %

8

6

,93

8

7

,1

H %

6

,83

7

,6

N %

1

,36

1

,23

S %

1

,09

7

,72

O %

3

,8

1

,7

Vanadio (ppm)

9

1200

Niquel (ppm)

3

390

H/C

6

,94

1

,12

Peso molecular

720

5400


petrleo

2012

26

Las resinas y asfaltenos (son de la misma familia, veremos luego sus diferencias)

constituyen el termino extremo de los compuestos nafteno (cclicos saturados)

aromticos (cclicos insaturados).

Su relacin C/H sugiere una alta aromaticidad confirmando que consisten en

ncleos aromticos condensados (nafteno - benceno) que transportan asociados

sistemas alquil y alilcclicos asociados a los heterotomos (N, O, S) intercalados.

No presentan sin embargo, un peso molecular definido, este vara segn el

mtodo empleado para medirlo.

Ms adelante veremos la razn para ello.

Lang (1981) sugiri que los asfaltenos son un "concepto" ms que un compuesto

puro.

En lenguaje petrolero, los asfaltenos son los materiales del crudo precipitados con

relacin 40 / 1 mediante una n-parafina C5 - C8 (pentano a octano). La proporcin

del precipitante y su composicin definen el peso molecular del asfalteno obtenido.

Por su carcter aromtico son solubles en benceno, tolueno y xileno pero, como

vimos, insolubles en HC parafnicos.

EL MODELO COLOIDAL

Se observa experimentalmente que, cuando el tamao de una partcula disminuye,

la estabilidad del sistema (partcula (sol) - fluido) aumenta.

Las dispersiones en las cuales las partculas son grandes comparadas con el

tamao de las molculas ordinarias pero suficientemente pequeas como para

poseer por lo menos una estabilidad razonable se denominan dispersiones o

soluciones (incorrectamente) coloidales.

En una dispersin coloidal, la fase dispersa est constituida por partculas de 1 a

PLOLPLFURQHV PP = 10- P

-FP SDUD /HZLV \ GH D PP

para Glasstone.

Aunque se conocan dispersiones coloidales de oro, cido silcico y sulfuro

arsenioso ya antes, fue Graham que utilizo la palabra coloide (1861) para

distinguir esos sistemas de las soluciones verdaderas que llamo cristaloides.

En una solucin verdadera, se cree que las partculas de soluto distribuidas en el

disolvente son de tamao molecular.

En el otro extremo de tamao, una suspensin slido / liquido o una emulsin

liquido / liquido contienen partculas suficientemente grandes para ser visibles a

simple vista o al microscopio.

Entre las soluciones verdaderas y las dispersiones gruesas (suspensiones) se

encuentran las dispersiones coloidales. El estado coloidal no esta restringido a

compuestos complejos sino que puede ser adoptado por cualquier sustancia

difcilmente soluble.

Los asfaltenos se encuentran dispersos en el petrleo crudo en forma coloidal.


petrleo

2012

27

EL ROL DE LAS RESINAS

Las resinas son compuestos similares en estructura a los asfaltenos (ambas

presentan color negro brillante) aunque son de menor tamao y tienen mayor

relacin parafina / aromtico que los asfaltenos.

A diferencia de los asfaltenos las resinas son solubles en parafinas. Junto a los

compuestos aromticos y parafnicos, las resinas constituyen los maltenos.

Resinas + Aromticos + Parafnicos = Maltenos

Maltenos + Asfaltenos = Crudos

Cuando los ncleos de asfaltenos son recubiertos (rodeados) por las resinas, se

constituye una interface de transicin entre el ncleo asfaltnico y el resto de la

matriz del crudo (fracciones aromticas y parafnicas). De esta

Forma se

constituye un agregado de tamao coloidal (veremos luego que se denomina

micela).

Por rayos X se estudio que la parte central del agregado es un grupo de 4-8

lminas unidas por enlaces dbiles (de unin hidrogeno) entre los anillos

aromticos separados entre s 3,5 - 3,7 A y con dimetros de 8,5 - 15

A. Como cada lmina tiene cadenas parafnicas enlazadas de su periferia, el

agregado de asfalteno se ve como un ncleo poliaromtico unido en los bordes

por cadenas alifticas.

La capa estabilizante de resinas rodea los asfaltenos y evita que los mismos, de

dimensin coloidal, precipiten.

Este sistema coloidal de equilibrio se denomina micela, trmino que no solo es

aplicado al petrleo sino a todos los sistemas que presentan estas caractersticas.

La micela como unidad de equilibrio de los asfaltenos en el crudo.

Conocer las caractersticas de

la micela

es esencial para

entender los

mecanismos de desestabilizacin de los asfaltenos del crudo.

Los jabones (sales sdicas y potsicas de cidos grasos carboxlicos de cadena

larga) en dispersiones acuosas o alcohlicas diluidas se comportan como

electrolitos coloidales (McBain, 1911 a 1920). Su comportamiento, a diferencia de

los cristaloides, puede alterar la mayora de las propiedades fsicas de manera

anormal.

A altas concentraciones, los jabones constituyen una micela inica (10 o ms

iones de jabn) con la formacin de un agregado de cadena hidrocarbonada (R)

hacia adentro y la porcin polar o inica (carboxilato) hacia fuera.

Una micela inica transporta la misma carga total que los iones separados.

Por la ultrafiltracin de altas concentraciones de las disoluciones jabonosas se

obtienen tambin coloides neutros o laminares de naturaleza cristalina con cargas

dbiles.

Los sistemas coloidales reciben frecuentemente el nombre de soles para

distinguirlos de las soluciones verdaderas.


petrleo

2012

28

Para indicar la formacin de un slido a partir de una micela, Graham utilizo el

termino pectizacin (deriva de pectina y actualmente se lo ha reemplazado por

peptizacin) aplicndolo al estado de equilibrio del coloide peptizado y al de

desequilibrio depeptizado. El cambio de estado puede producirse por el agregado

de electrolitos (los jabones se cortan en aguas duras y los asfaltenos forman

emulsiones ms tenaces con aguas mas salinas) y por evaporacin o enfriamiento

entre otras causas.

El estado de equilibrio de asfaltenos y resinas (micela) en un crudo puede

romperse por: presin, solventes, cambios de tensin superficial (agregado de

condensado) y ruptura del equilibrio o de cargas (el desbalance electrnico hace

que los asfaltenos presenten carga elctrica resultante de signo variable). Este

ltimo fenmeno se denomina streaming potential y es la causa por la cual se

encuentran asfaltenos y resinas "pegados" a las celdas de los tratadores

electrostticos en PTCs.

EL SISTEMA ASFALTENO RESINA

Koats y Speight (1975) separaron varios crudos en asfaltenos, resinas y fraccin

"petrleo". Encontraron

que

la fraccin

asfalteno

no

puede

solubilizarse

(dispersarse en realidad) en ausencia de las resinas que adems es selectiva al

crudo de que proviene.

La resina seria al petrleo un cosolvente de los asfaltenos. Es muy comn

observar que un compuesto es ms soluble en una mezcla de dos solventes que

en uno solo puro.

Segn la explicacin de la cosolvencia de Hansen y Beerhower un soluto dado es

ms soluble en un solvente mezcla en el cual uno o varios componentes tienen un

parmetro de solubilidad tridimensional colineal con el soluto debido a su

funcionalidad qumica.

Las resinas pueden ser efectivos cosolventes solamente para los asfaltenos del

mismo crudo debido a que las fuerzas geolgicas bajo las cuales se formaron han

ejercido similar influencia sobre la funcionalidad de resinas y asfaltenos va

uniones hidrogeno.

Las relaciones SAT / ASF y RES / ASF son criticas para la estabilidad coloidal del

crudo. Cuando la primera es alta (5 - 20) y la segunda baja (0,25 - 0,35) ciertos

crudos (Furrial y Ceuta de Venezuela) tienen problemas de estabilidad durante la

produccin (Acebedo, Rodeiguez, 2004).

El contenido global de asfaltenos y resinas vara con la naturaleza del crudo. En

petrleos normales (no degradados) usualmente es menor a 10 % en crudos

parafnicos y entre 10 y 40 % en crudos automticos - intermedios. En bitumenes

los asfaltenos abundan entre 25 y 60 %.

La oxidacin de los asfaltenos produce resinas (ver al final), lo que mejora la

solubilidad en el crudo.

Asfaltenos y resinas son responsables de la viscosidad. Entre 20 y 75 C un

bitumen varia su viscosidad en 1000 veces y un petrleo liviano lo hace en 3

veces.


petrleo

2012

29

La viscosidad entre 20 y 90 C se relaciona con las microestructuras del petrleo

(asfaltenos, resinas) y por debajo de 20 C con las parafinas superiores (C15+).

Las fuerzas que mantienen unidas tanto los cristales de parafinas como las

micelas de asfaltenos son dbiles (Van Der Waals) y de interaccin dipolo - dipolo

respectivamente. En el caso de los asfaltenos puede tambin deberse a la

atraccin de cargas libres debido a su carcter polar y a la posibilidad de la

presencia de cargas libres en los heterotomos que lo componen.

Estudios recientes (2004) sobre tamao, composicin y estabilidad coloidal de los

asfaltenos confirman

que

la relacin

saturados /

asfaltenos y

resinas

coprecipitadas con asfaltenos / asfaltenos totales estn ligados a la estabilidad del

coloide. El dficit de compuestos aromticos en el crudo hace al petrleo sensible

a la floculacin.

Asumiendo que los asfaltenos estn en el ncleo del coloide y las resinas en la

periferia si se diluye o disuelve (las resinas son solubles en pentano) segn el

solvente de dilucin, a un punto donde el asfalteno queda

"disminuido", se rompe el coloide y los asfaltenos se asocian entre s.

La dilucin con un solvente parafnico (por ejemplo: n-pentano de tensin

superficial 19,3 dyn/cm) produce la desorcin de resinas y es la causa de la

floculacin.

Los coloides de asfaltenos dispersos en el malteno (resinas + aromticos +

saturados) pueden ser considerados como un crudo altamente diluido por un

solvente. Las partculas coloidales son de forma esfrica con dimetros promedio

de 7 - 9 nm y mximos de 13 nm.

EL MODELADO DE LOS ASFALTENOS

Mientras que la depositacin de las parafinas es mayormente debida a fenmenos

de enfriamiento (ver nota tcnica N 37) los depsitos de asfaltenos y resinas se

deben a una variedad de causas. Debido a que un crudo puede contener todas las

variedades de especies orgnicas pesadas y familias de hidrocarburos el

fenmeno de depositacin es ms complejo de simular.

Fusel (1979) y Hirschberg (1981) platearon modelos termodinmicos de equilibrio

simultaneo vaporliquido y liquido liquido mediante la ecuaciones de estado de

Redlich-Kwong y Soave, usaron la teora de polmeros dispersos de Flory-Huggins

para calcular la cantidad de asfalto precipitado desde la fase liquida asumiendo

que esta precipitacin no cambia el equilibro liquido- vapor VLE. En resumen,

Hirschberg asumi que los asfaltenos consisten en un componente homogneo

(uniforme) disperso en el crudo.

Mansoori y Yiang (1985) aplicaron la teora de las soluciones de polmeros

heterogneos para formular un modelo de mezcla continua y Kawanada (1991) lo

reelabor.

Pan y Fioroozabadi propusieron el modelo de micelizacion donde la fase

precipitada (asfaltenos) es slida a baja temperatura y liquida a alta.


petrleo

2012

30

Oxidacin de los Asfaltenos

Cuando el oxigeno atmosfrico ingresa a los tanques de crudo el mismo tiende a

satirarse (1.1 a 1.3 mg/lt.).

La presencia de luz y oxifeno aumentan el contenido de asfaltenos con reduccion

del contenido en resinas, Veamos un caso:

Condiciones de Almacenaje (30 dias).

Sin Luz/Sin Con Luz/ Sin Luz/ Oxigeno. Con Oxigeno con Oxigeno

Asfaltenos 0 5.6 3.6

Resinas 0 1.7 1.1

4

.6

Clasificacin de aceite crudo.

La palabra aceite (del rabe az-zait, el jugo de la aceituna, y ste del arameo

zayta) es un trmino genrico para designar numerosos lquidos grasos de

orgenes diversos que no se disuelven en el agua y que tienen menor densidad

que sta. Es sinnimo de leo (del latn oleum), pero este trmino se emplea slo

para los sacramentos de la Iglesia Catlica y en el arte de la pintura .

Aceites combustibles

Los aceites combustibles son una variedad de mezclas lquidas de color

amarillento a pardo claro provenientes del petrleo crudo, o de sustancias

vegetales (biodiesel/ biocombustibles ). Ciertas sustancias qumicas que

se

encuentran en ellos pueden evaporarse fcilmente, en tanto otras pueden

disolverse ms fcilmente en agua .

Son producidos por diferentes procesos de refinacin , dependiendo de los usos a

que se designan. Pueden ser usados como combustibles para motores , lmparas ,

calentadores , hornos y estufa , tambin como solventes .

Algunos aceites combustibles comunes incluyen al querosn , el aceite diesel, el

combustible para aviones de reaccin , el aceite de cocina y el aceite para


petrleo

2012

31

calefaccin. Se distinguen uno del otro por la composicin de hidrocarburos , los

puntos de ebullicin , los aditivos qumicos y los usos.

Aceites minerales

Se utiliza esta denominacin para aceites obtenidos por refinacin del petrleo y

cuyo uso es el de lubricantes . Se usan ampliamente en la industria metalmecnica

y automotriz. Estos aceites se destacan por su viscosidad, su capacidad de

lubricacin frente a la temperatura y su capacidad de disipar el calor, como es el

caso de los aceites.

Aceites comestibles

Los aceites comestibles provienen tanto del reino animal como del vegetal. Una

manera de determinarlos qumicamente se centra principalmente en extraer el

aceite de la planta usando ter petrleo y metanol a reflujo y luego aplicar una vez

purificado una cromatografa en fase vapor y con esto observar la proporcin de

cidos grasos presentes en este aceite. Tambin se puede determinar usando el

reactivo de Janus o Wiggs.

Existen diversos aceites animales, como los aceites de ballena, de foca o de

hgado de bacalao que han llegado a consumirse pero actualmente en la cocina

slo se utilizan aceites vegetales , extrados de semillas , de frutas o de races .

En general, los aceites vegetales aportan cidos grasos insaturados y son ricos en

vitamina E . Su valor energtico es de 900 Kcal cada 100 g .

En la Antigedad, quiz el aceite que se conoci y utiliz primero es el de ajonjol .

Se sabe que lo usaban los egipcios . Los griegos usaron aceite de oliva , y en

Atenas el olivo era considerado un rbol sagrado, smbolo de la vida de la ciudad.

El aceite serva para la alimentacin, para el alumbrado y para uso religioso (los

leos para ungir).

Clasificacin de los aceites

Pueden distinguirse dos tipos de aceite: los vrgenes y los refinados. Los primeros

son los extrados mediante "prensado en fro" (no ms de 27 C) , conservando el

sabor de la fruta o semilla de la que son extrados.

Otro mtodo consiste en la centrifugacin a 3.200 rpm y filtracin a no ms de 27

C PpWRGR TXH VH GHQRPLQD H[WUDFFLyQ HQ IUtR )LQDOPHQWH VH DSOLFD XQ SURFHVR

fsico (como la decantacin durante 40 das) para separar los residuos ms finos.


petrleo

2012

32

Por ambos mtodos se obtiene el aceite de oliva virgen, un lquido translcido

dorado (ltimamente verdoso, ya que la recoleccion se ha adelantado uno o dos

meses), de sabor intenso y con una acidez entre 0,1 y 1,5. Los principales

aceites vrgenes que se comercializan son los de oliva , argn , y de girasol

(aunque la mayor parte de este ltimo es refinado), algunos de semillas (como

alazor , colza , soja , pepitas de uva , de ca l abaza ) o de algunos frutos secos ( nuez ,

almendra , avellana ).

Los aceites refinados son aquellos que se someten a un proceso (refinado) y

desodorizado que permite obtener un aceite que responde a ciertos criterios:

organolpticamente es de un sabor neutro, visualmente est limpio y con un color

adecuado, y

adems es seguro alimentariamente

y

permite

una

mejor

conservacin. Esta tcnica suele utilizarse para modificar aceites que no son aptos

para el consumo humano (aceite lampate, extrado del bagazo de la oliva) o para

poder aumentar la produccin

de

determinados productos que, si fuesen

sometidos a una simple presin en fro, para obtener un aceite virgen no

resultaran rentables econmicamente ( semillas de giraso l).

Caractersticas qumicas de los aceites

Los aceites, as como las grasas, son triglicridos de glicerol (tambin llamado

glicerina, 1, 2, 3 propanotriol o slo propanotriol). El glicerol es capaz de enlazar

tres radicales de cidos grasos llamados carboxilatos . Dichos radicales grasos por

lo general son distintos entre s; pueden ser saturados o insaturados . La molcula

se llama triacilglicrido o triacilglicerol.

Los radicales grasos pueden ser desde 12 carbonos de cadena hasta 22 y 24

carbonos de extensin de cadena. Existen en la naturaleza al menos 50 cidos

grasos.

Algunos radicales grasos caractersticos provienen de alguno de los siguientes

cidos grasos:

cido lino l eico

C18:2

cido lino l nico

C18:3

cido o l eico

C18:1

cido palmitoleico C16:1


petrleo

2012

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Estos cidos son los llamados cidos grasos insaturados o cidos grasos

esenciales , llamados as porque el organismo humano no es capaz de sintetizarlos

por s mismo, y es necesario por tanto ingerirlos en los alimentos.

Los cidos grasos saturados son los siguientes:

cido esterico C18:0

cido palmtico C16:0

Para el caso de los aceites los carboxilatos contienen insaturados o enlaces dieno

o trieno , que le dan la caracterstica lquida a temperatura ambiente. Los aceites

son mezclas de triglicridos cuya composicin les da caractersticas particulares.

Los aceites insaturados como los casos ya expuestos, son suceptibles de ser

hidrogenados para producir mantecas hidrogenadas industriales de determinado

grado de insaturacin o ndice de yodo , que se destinan para margarinas y

mantecas de repostera.

Son aceites de gran importancia los omega 3 y los omega 6 , que son

poliinsaturados , muy abundantes en peces de aguas heladas

ACEITES

aceite de argn

aceite de soja

aceite de Macasar

aceite de Mallorca

aceite de

acederaque

aceite de crotontiglio

aceite de delfn

aceite de espliego

aceite de estragn

aceite de eucalipto

aceite de flores de

aceite de foca


petrleo

2012

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naranjo

aceite de geran i o

aceite de hgado de hipog l oso

aceite de junpero

aceite de ldano

aceite de manteca

de cerdo

aceite de marsopa

aceite de oliva

aceite de maz

aceite de p i e de

buey

aceite de ricino

aceite esencial

aceite de behen


petrleo

2012

35

CONCLUSION

En esta unidad abordamos los temas ms importantes sobre los componentes no

carbonosos del petrleo, entre ellos se encuentra, el azufre, oxigeno, nitrgeno,

compuestos organometalicos y resinas.

Podemos decir que hay hidrocarburos con presencia de azufre, nitrgeno y

oxigeno formando familias bien caracterizadas, y un contenido menor de otros

elementos. Al aumentar el peso molecular de los hidrocarburos las estructuras se

hacen verdaderamente complejas y difciles de identificar qumicamente con

precisin. Un ejemplo son los asfaltenos que forman parte del residuo de

la destilacin al vaco; estos compuestos adems estn presentes como coloides

en una suspensin estable que se genera por el agrupamiento envolvente de las

molculas grandes por otras

cada

vez

menores

para

constituir

un

todo

semicontnuo.


petrleo

2012

36

FUENTES DE INFORMACION

Bibliografa

3

:$WNLQV 4XtPLFD *HQHUDO (G 2PHJD %DUFHORQD 7HPD

5+ 3HWUXFFL :6 +DUZRRG )* +HUULQJ 4XtPLFD *HQHUDO (G 3UHQWLFH +DOO

Madrid 2003. Tema 7.

Ana

Beatriz

Pea

Santamara

Juan

Martn

Cspedes

Galeano

)

LVLFRTXtPLFD 0DQXDO GH /DERUDWRULR

HGLWRULDO

Universidad de Medelln

edicin 2007

Brown Lemay Bursten

Qumica de la ciencia central edicin 6ta editorial Prentice Hall.

Webside

http : //www . monografias.com/trabajos11/cuadun/cuadun.shtml

http : //es.wikipedia.org/wiki/Azufre

www.textoscient i f i cos.com/quimica/ i norgan i ca/oxigeno/compuestos

http://es.w i k i pedia.org/w i k i /Oxgeno

http : //www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S369A.pdf

http : //reda l yc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=46520503

http : //dialnet.unirio j a.es/servlet/articulo?codigo=1963689

Documents

Unidad IV Compuestos No Carbonisados Del Petroleo