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Física y Tecnología Energética 6 - Combustibles Fósiles. El petróleo. Combustibles • Combustión: Oxidación exoenergética de la materia orgánica m C n H 2m + n + O 2 nCO 2 + mH 2 O + E reac 2 Energía E-encendido E-combustión C n H 2m + O 2 CO 2 + H 2O • Es necesario proporcionarle una energía inicial o subir la temperatura para que la combustión tenga lugar Creación Energía Solar Fotosíntesis Materia Orgánica Combustibles fósiles Plantas y animales de hace millones de años Propiedades de algunos Combustibles Gas natural Propano Butano Gasolina Gasoil Carbón Alcohol Madera Hidrógeno Azufre Límites de Poder Temperatura Temperatura calorífico de la llama autoignició n Inflamabilidad ( MJ/kg ) ( ºC ) ( % en aire ) (ºC ) 54 1950 630 4 - 17 50 1980 450 2 - 10 49 1970 370 2 - 8 47 1820 246 1 - 7 45 1857 210 1 - 7 12 - 30 2211 400 29 1791 365 3 - 30 10 - 15 730 300 142 2045 520 4-75 9 1699 232 Combustibles y Consumo energético Consumo ( % ) Carbón Hidráulica Nuclear Gas Petróleo N. América S. América Europa O.Medio Africa El 80 - 90 % del consumo de energía primaria se basa en combustibles fósiles Asia Formación del petróleo Hipótesis generalmente admitida •El placton y otros residuos orgánicos se depositaron en el fondo de los mares hace centenares de millones de años •Quedaron cubiertos por capas de arena y sedimentos •Las bacterias produjeron la fermentación anaeróbica •Con los movimientos de la corteza terrestre quedaron sometidos a enormes presiones y altas temperaturas formándose el petróleo Está compuesto de moléculas con carbono: hidrocarburos, parafinas, aromáticos, … ect Yacimientos petrolíferos El petróleo emigra desde su lugar de formación hasta que encuentra una trampa de rocas impermeables que le impide seguir Prospección del petróleo •El petróleo no aparece en general donde se formó •Estudio geológico de terrenos que puedan presentar atrapamiento de petróleo •Estudio de terrenos similares a donde han aparecido pozos en otros lugares. Cuencas sedimentarias •Estudios sismológicos de propagación de terremotos y ondas sonoras. El petróleo (líquido) se comporta de forma muy distinta a los estratos rocosos (sólidos) Petróleo en el mundo Regiones con las mayores reservas conocidas Petróleo y gas en España ( prospecciones y explotaciones ) Perforación y extracción Una vez seleccionado el posible yacimiento, hay que perforar hasta encontrarlo Una vez encontrado el petróleo sale solo o hay que bombearlo Extracción del fondo marino Hay una gran variedad de plataformas fijas y flotantes Extracción del Petróleo Primaria Secundaria Agua Gas Petróleo Terciaria Gas Vapor Gas Petróleo Petróleo Agua Químicos Gas Petróleo Petróleo Agua Agua Primaria. 20 -25 % - Sale solo por la presión del gas, después se bombea Secundaria 15 -20 % - Se inyecta gas a presión y agua Terciaria 15 % - Vapor caliente para reducir viscosidad y agentes superficiales activos ( jabón ) El 40-50 % del petróleo se queda en el pozo impregnando las rocas porosas ¿ Minería de Petróleo ? Refinado. Torre de Fraccionamiento Condensador 50ºC Gas C1-C4 Nafta C5-C7 Gasolina 200ºC C6-C12 Keroseno C12-C15 Gasoleo C14-C17 Fuel Oil C15-C18 Lubricante C16-C20 350ºC Caldera Grasas C18-C22 Parafina C20-C24 Crudo Asfalto Calor Se separan o fraccionan los componentes del petróleo debido a sus distintos puntos de ebullición Refinado Los resultados finales del proceso de refino pueden adaptarse a la demanda Se aumenta la fracción de gasolina •Craking térmico y catalíticode hidrocarburos pesados •Polimerización y alquilación catalítica de hidrocarburos ligeros Los gases ( butano, propano…) se licuan Los acites se tratan para darles la viscosidad necesaria Refinerías en España Gijón Coruña Somorrostro Santurce Ribabellosa León Vigo Burgos S.Sebastián Pamplona Zaragoza Lérida Barcelona Valladolid Tarragona Reus Torrejón Salamanca Castellón Villaverde Mahón Alcudia Refinería Alcázar Depósitos Mérida Puertollano Oleoducto Sevilla Palma Valencia Ibiza Alicante Córdoba Cartagena Huelva Rota Málaga Algeciras Motril Tenerife Las palmas Refinerías en España 10 Refinerías Capacidad de refino: 64 900 ktep / año Capacidad de almacenamiento: crudo - 7 300 000 m3 productos - 9 980 000 m3 Compra (Argelia, Camerún, Libia, Nigeria, Arabia, Irán, Irak, Siria, Reino Unido, Rusia, Méjico, Venezuela ) 62 741 kt Producción propia (Tarragona, Burgos) 300 kt Generación electricidad 4 581 kt Consumo propio y pérdidas 4 603 kt Refinería 53 802 kt Gas licuado Gasolina Keroseno Gasoil Otros 2 892 kt 9 561 kt 4 359 kt 23 927 kt 13 064 kt Producción mundial de Petróleo Millones de barriles diarios Asia-Pacífico Africa Oriente medio Europa-Eurasia Sudamérica Norteamérica Anuario BP Comercio de petróleo Comercio mundial ( mill. toneladas) Anuario BP Reservas mundiales de Petróleo Reservas probadas a finales del 2006 Miles de millones de barriles Anuario BP Reservas mundiales de Petróleo ¿ Quién tiene el petróleo ? Oriente medio tiene mas del 60% de las reservas EEUU consume mas de 20 millones de barriles diarios pero solo tiene el 2% de las reservas ¿ Quién lo consume ? (miles de barriles al día) Reservas mundiales de Petróleo Cociente Reservas / Producción = años para agotarlas Anuario BP Recursos y Reservas Produccion (bar/año) Descubrimientos (bar/año) 4 1010 Recursos - Cantidad total existente Reservas - Cantidad descubierta y aún no empleada 3 1010 2 1010 1 1010 •Según se ván descubriendo nuevos pozos aumenta nuestro conocimiento del recurso total •Inicialmente los descubrimientos anuales van aumentando, en algún momento empezarán a disminuir •Según se vaya agotando el recurso la producción también tendrá que disminuir 0 1850 1900 1950 año 2000 2050 2100 Produccion acumulada (bar) Recursos conocidos (bar) 3 1012 2.5 1012 Recurso total 2 1012 1.5 1012 reservas 1 10 12 5 1011 1 barril = 159 litros 0 1850 1900 1950 2000 año 2050 2100 2150 Precio del petróleo Precio de los derivados del petróleo e impuestos
