Petróleo en las centrales térmicas

INTRODUCCIÓN Y ORIGEN DEL PETRÓLEO
El petróleo o aceite de piedra o roca es una mezcla de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos, saturados
que se encuentran en yacimientos naturales.
Se puede englobar en dos usos:
• Como fuente de energía primaria.
• Como materia prima para la industria petroleoquímica
Del origen del petróleo se barajan varias hipótesis de las cuales la más confirmada es la de su origen orgánico:
Primero la acumulación de fitoplancton muerto en los fondos marinos y mezclados con sedimentos arenosos,
luego la descomposición bajo presión mediante bacterias anaerobias; Cubrimiento por otros estratos
sedimentarios y Migración por efecto de movimientos geológicos y atrapamiento en rocas porosas cubiertas
por estratos impermeables: trampas en fallas anticlimales etc. Si no hay trampas, afloran los componentes
volátiles.
El petróleo se presenta empapado en rocas porosas junto con agua salada (síntoma de su origen marino) y
gases.
INDUSTRIA PETROLEOQUÍMICA
Gases de síntesis y metano (11%)
Amoníaco (74%):
Fertilizantes
Plásticos y fibras
Explosivos
Metanol (16%):
Polímeros
Formol y Ácido Acético
Disolventes
Negro de humo (5%):
Neumáticos
Otros cauchos
Colorantes
Cianuro de hidrógeno (1%):
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Metacrilato de metilo
Acetileno (0.6%):
Cloruro de vinilo
Butanodiol
Acetato de vinilo
Clorometanos (4%):
Disolventes y síntesis
Alifáticos u Olefinas (64%):
Etileno (62%):
Polietilenos de baja densidad (alta presión) (34%):
Plástico para película, hoja, moldeo y extrusión.
Polietilenos de alta densidad (baja presión) (15%):
Plástico para película, hoja, moldeo y extrusión.
Óxido de etileno (12%):
Monoetilenglicol
Etoxilatos
Glicoéteres
Dicloroetano (15%):
Cloruro de vinilo
Disolventes
Etanol y Etanal (15%):
Bebidas, perfumerías y síntesis
Estireno (8%):
Poliestireno
ABS
Cloroetanos (2%):
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Limpiezas y disolventes
Síntesis
Aerosoles
Propileno (36%):
Polipropileno (54%)
Moldeo por inyección
Extrusión (tubos...)
Fibras e hilos
Cumeno (6%)
Fenol y acetona
Alcohol Isopropílico (3%)
Acetona
Disolvente
Cosmética y farmacia
Óxido de propileno (8%)
Polioles −> Uretanos
Aminas y éteres
Acrilonitrilo (12%)
Fibras y tejidos
Mobiliario doméstico
Butenos y butanos (2%):
Butadieno(55%)
Caucho SBR
Polibutadieno
Hexametilendiamina
Caucho butilo (25%)
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Neumáticos
Resinas de alto impacto
n−Butanol (21%)
Acrilatos
Glicoéteres
Acetato de butilo
Disolventes
Aromáticos y derivados (25%)
Benceno (72%)
Etilbenceno
Estireno
Cumeno
Fenol y acetona
Ciclohexano
Poliamidas y nilones
Nitrobenceno−Anilina
Uretanos y síntesis
Etilbenceno (%)
Estireno
Tolueno (21%)
Elevador del índice de octano !Benceno y Xileno
Usos cautivos Industria petroleoquímica
Disolvente y síntesis
Ciclohexano (%)
Ácido adíptico
Nylon 66
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Caprolactama
Nylon 6
o−Xileno (3%)
Anhídrido Ftálico
Resinas alquídicas
Plastificantes de vinilo
m−Xileno
Elevador índice octano
Usos cautivos Industria petroleoquímica
p−Xileno (4%)
Ácido tereftálico
Moldeo (botellas para bebidas refrescantes) y fibras
Dimetiltereftalato
Los productos que se obtienen de la naturaleza del crudo y de las demandas del mercado, las fracciones
obtenidas en la refinería por orden de volatilidad y longitud de las cadenas son:
FRACCIONES
PRODUCTO
INTERVALO DE
PUNTOS DE
APLICACIONES
EBULLICIÓN
Combustible para la refinería
< 20ºC
Gas de refinería GLP
< 20ºC
LIGERAS
Gasolina directa
40−150ºC
Nafta pesada
150−200ºC
Queroseno
170−250ºC
Gas−oil
250−320ºC
MEDIAS
PESADAS
Fuel−oil ligero
340−400ºC
Fuel−oil pesado
400−500ºC
Asfaltos
>500ºC
Calefacción doméstica e industrial
Carburante para automóviles
Materia prima para productos químicos,
disolvente
Lámparas de alumbrado, carburante para
turborreactores
Carburante para motores Diesel
Calefacción doméstica
Combustibles para buques,
locomotoras...
Materia prima para: lubricantes, ceras y
parafinas, cremas y aceites esenciales
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Pavimentación, techado,
impermeabilización, abrasivos y
electrodos.
PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN QUÍMICA
CRAQUEOS
Es la fractura de moléculas en fracciones pesadas para dar otras más ligeras y se extiende a una serie de
procesos de transformación química muy variada, se puede decir que son operaciones de transformación
química de las moléculas de las fracciones de petróleo medias y pesadas (de poca demanda) para convertirlas
en otras como gasolinas y gasóleos de demanda mayor.
TIPOS DE CRAQUEO:
Craqueos térmicos: Aumento de la temperatura desde 400ºC hasta 1090 ºC
Craqueos catalíticos: se emplea un catalizador y se aumenta el rendimiento
Hidrocaraqueo: Con adicción de hidrógeno
Craqueo al vapor de agua no reactante: craqueo térmico muy duro con temperaturas superiores a 750ºC y
rápido (0.2−0.3 seg) para obtener olefinas (C2,C3 y C4) en petroleoquímica.
DEFINICIÓN Y RASGOS GENERALES
Central térmica, instalación que produce energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuel−oil o gas
en una caldera diseñada al efecto. El funcionamiento de todas las centrales térmicas, o termoeléctricas, es
semejante. El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la
central, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustión. Esta última genera el vapor a partir del agua
que circula por una extensa red de tubos que tapizan las paredes de la caldera. El vapor hace girar los álabes
de la turbina, cuyo eje rotor gira solidariamente con el de un generador que produce la energía eléctrica; esta
energía se transporta mediante líneas de alta tensión a los centros de consumo. Por su parte, el vapor es
enfriado en un condensador y convertido otra vez en agua, que vuelve a los tubos de la caldera, comenzando
un nuevo ciclo.
El agua en circulación que refrigera el condensador expulsa el calor extraído a la atmósfera a través de las
torres de refrigeración, grandes estructuras que identifican estas centrales; parte del calor extraído pasa a un
río próximo o al mar. Las torres de refrigeración son enormes cilindros contraídos a media altura
(hiperboloides), que emiten de forma constante vapor de agua, no contaminante, a la atmósfera. Para
minimizar los efectos contaminantes de la combustión sobre el entorno, la central dispone de una chimenea de
gran altura (llegan a los 300 m) y de unos precipitadores que retienen las cenizas y otros volátiles de la
combustión. Las cenizas se recuperan para su aprovechamiento en procesos de metalurgia y en el campo de la
construcción, donde se mezclan con el cemento.
TIPOS Y PROPIEDADES DE LOS COMBUSTIBLES
Una clasificación y estudio sistemático de los diversos combustibles debe llevarse a cabo sobre la base de sus
características principales. Estas son:
Humedad
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Es la cantidad de agua, expresada en tanto por ciento en peso, que contiene un combustible.
Cenizas
Es el residuo sólido resultante de la combustión completa de un combustible. Pueden ser intrínsecas al mismo
o haber sido añadidas durante los procesos de extracción y transporte. Interesa conocer su porcentaje en peso
y su temperatura de fusión.
Volátiles
Se denominan materias volátiles al porcentaje de pérdida de peso que experimenta un combustible al
calentarlo en ausencia de aire a 925 ºC durante siete minutos. Las materias volátiles influyen notablemente en
la facilidad de la combustión.
Carbono fijo
Es la materia realmente combustible contenida en lo que se denomina un combustible.
Temperatura de inflamación
Es aquella temperatura a la que empiezan a desprenderse vapores inflamables de un combustible.
Temperatura de ignición
Es aquella temperatura a la cual la velocidad de desprendimiento de vapores combustibles iguala a la de su
combustión, permitiendo así que la llama sea estable.
Poder calorífico
Es el número de calorías desprendidas en la combustión completa de 1 kg de combustible si éste es sólido o
líquido, o de 1 m3 a 0 ºC y 760 mm de presión si éste es gaseoso.
Se pueden distinguir dos valores distintos para el poder calorífico que se diferencian en el calor latente de
vaporización de la humedad contenida en el mismo. El poder calorífico superior (PCS) incluye este calor de
vaporización y el poder calorífico inferior (FCI) no.
El combustible puede además, y con mayor frecuencia de lo deseado contener azufre, elemento que si bien es
capaz de arder cuando se encuentra en estado libre (y así producir calor en su combustión) da como
resiultados óxidos de azufre que son perjudiciales desde el punto de vista del impacto ambiental.
Los combustibles más utilizados en las centrales térmicas de vapor se muestran a continuación clasificados:
SÓLIDO
PCS
humedad
cenizas
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