Química del Petróleo - Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
LICENCIATURA: QUÍMICO
ÁREA ESPECÍFICA DE: QUÍMICA ORGÁNICA
NOMBRE DE LA ASIGNATURA:
QUÍMICA DEL PETRÓLEO
CÓDIGO:
LQU-498
FECHA DE ELABORACIÓN:
MARZO 2001
NIVEL EN EL MAPA CURRICULAR:
FORMATIVO (OPTATIVA)
TIPO DE ASIGNATURA:
CIENCIAS DEL PERFIL PROFESIONAL
PROFESORES QUE PARTCIPARON EN SU ELABORACIÓN:
Cabrera Vivas Blanca Martha
Durán Espinosa Gerardo
González Álvarez Carmen María
Gutiérrez García Lucio
Gutiérrez Pérez Jaime René
Hernández Téllez Ma. Guadalupe Silvia
Martínez Barragán Macario
Meléndrez Luévano Ruth
Meza Reyes Ma. del Socorro
Pérez Benítez Aarón
Quintero Cortés Leticia
Sandoval Ramírez Jesús
Vega Baez José Luis
HORAS DE TEORIA: 4
HORAS PRÁCTICA. 0
TOTAL DE CRÉDITOS: 4
PRE-REQUISITOS: Ninguno.
RECOMENDACIONES: Haber cursado y aprobado Química Orgánica I, Química
Orgánica II y Química Orgánica III.
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PRESENTACIÓN GENERAL DEL PROGRAMA.
El petróleo y el gas natural son una materia prima muy importante para la industria
moderna. Su respectiva transformación conduce a productos valiosísimos y muy útiles;
sobre esta transformación se desarrollan múltiples proyectos de investigación en todo el
mundo y quienes participan en ello son fundamentalmente químicos o ingenieros
químicos.
México es uno de los principales países con grandes reservas de petróleo y de gas
natural, con numerosos pozos explotados desde tierra firme y desde plataformas marinas,
con refinerías, plantas petroquímicas, con una gran red de ductos, con instituciones que
realizan investigación básica y aplicada sobre el petróleo, en donde el QUÍMICO egresado
de la FCQ-BUAP tiene una fuente de trabajo importante.
El petróleo está ligado a la historia del País; en la actualidad, las finanzas del estado
mexicano dependen en gran medida de los impuestos recabados por la venta de
productos generados del petróleo y del gas natural.
Los productos derivados del petróleo revisten gran importancia para satisfacer una serie
de necesidades de la sociedad: prendas de vestir, medicamentos, alimentos, implementos
para el campo y para la inmensa mayoría de las industrias.
Países como México deben aprender a usar racionalmente sus recursos naturales para lo
cual se deben preparar los cuadros necesarios en el conocimiento de estas áreas. En
este curso el alumno comprenderá la importancia de manejo racional de este recurso
natural, aprenderá el lenguaje y conocimientos propios de esta área. Quien curse este
programa le será suficiente poseer los conocimientos de los cursos básicos de química
orgánica y durante el desarrollo de los temas se hará palpable la conexión que esta
materia tiene con materias generales de ciencias económico-sociales, naturales y
exactas.
OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO.
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Tener un amplio panorama de la importancia del petróleo y del gas natural, así
como de los diferentes productos que se obtienen a través de la petroquímica.
Teniendo en cuenta el origen, historia y aplicación de los diversos productos que
se obtienen se valorará su impacto en los diferentes aspectos de la sociedad
mexicana. La temática es diversa, lo cual permite interrelacionar materias de las
áreas económico-sociales con las de ciencias naturales y exactas.
Conocer el aprovechamiento racional del petróleo y del gas natural en su uso
como materia prima para la producción de: plásticos, cauchos, fibras artificiales,
sustancias tensoactivas, fertilizantes, pesticidas, materias primas para la industria
farmacéutica, perfumera, alimenticia y en general para toda la industria. El
estudiante de la Licenciatura en Química hará uso de toda la preparación
académica anterior y reforzará su espíritu crítico y analítico.
Conocer las investigaciones realizadas sobre los hidrocarburos del petróleo para
generar nuevos combustibles y materias primas muy diversas para una quasi
generalidad de industrias. Se plantea a la vez la necesidad de incorporar a nuevos
estudiantes a la importante área de la investigación científica en química del
petróleo.
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CONTENIDO Y ESQUEMA DEL CURSO.
UNIDAD I. IMPORTANCIA DEL CURSO
2 Horas
Diferentes productos extraídos o preparados a partir del petróleo y del gas natural son
materia prima para generar diversos instrumentos y materiales de uso cotidiano. En esta
unidad cada uno de los estudiantes analizará la composición de productos industriales
terminales. De esta manera se generará mayor interés por proseguir con las demás
unidades.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Incentivar a los estudiantes sobre el estudio de este tema tan importante, tanto
desde el punto de vista de su formación como de su posibilidad como área futura
de trabajo.
TEMAS
I.1. Importancia del petróleo y gas natural como fuentes de materias primas.
I.2. Producción nacional e internacional de petróleo y gas natural.
UNIDAD II. ORIGEN DEL PETRÓLEO Y GAS NATURAL
6 Horas
Acerca del origen del petróleo existen varias teorías, unas son dogmáticas (como las
teológicas) y otras planteadas en los albores de la química orgánica. Lo mismo sucede
con las teorías acerca del origen de la vida; estos temas que pudieran parecer muy
diferentes tienen un punto de discusión común, el del origen de los elementos químicos.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Investigar sobre el tema y reforzar el espíritu analítico del estudiante.
TEMAS
II-1. Análisis de las diferentes teorías.
II-2. Análisis sobre la génesis de los elementos de la tabla periódica y de los
diferentes minerales existentes en nuestro planeta.
II-3. Hipótesis sobre el origen de la vida (A. I. Oparin). Experimento de S. L. MillerH. C. Urey.
II-4. Síntesis de hidrocarburos a partir de carbono. Combustibles y aceites
sintéticos.
UNIDAD III. REPERCUSIÓN ECONÓMICA DE LAS INDUSTRIAS PETROLERAS EN
LAS FINANZAS DE MÉXICO
6 Horas
Rubros que permiten señalar la importancia económica del petróleo y gas en México, es
la producción diaria de gas natural y petróleo bruto, su consumo interno, sus ventas al
extranjero y la conformación del presupuesto federal anual de ingresos, en el que una
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parte importante lo constituyen los impuestos derivados por la venta de productos
petroleros.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Resaltar la importancia económica de PEMEX y diversas empresas petroquímicas.
TEMAS
III-1. Precios de diversos productos derivados del petróleo y sus impuestos. Caso
particular de las gasolinas.
III.2. Precios en el mercado mundial del petróleo y gas. Principales mercados de
los crudos mexicanos.
III.3. Precios de metano, etileno, acetileno, polímeros, compuestos aromáticos.
III.4. Monto que aporta al presupuesto federal de egresos el ingreso por la venta
de los diversos productos petroleros.
III.5. Principales industrias de la transformación en México.
UNIDAD IV. LA EXPROPIACIÓN PETROLERA EN MÉXICO
4 Horas
El estado mexicano, en defensa de su soberanía, dispuso de la expropiación de los
bienes de empresas petroleras y puso fin a una era de explotación no controlada de los
recursos naturales, de maltrato a mexicanos, de evasión fiscal.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Analizar el por qué se recurrió a la expropiación petrolera para salvaguardar la
soberanía nacional.
TEMAS DE LA UNIDAD:
IV-1. Era del petróleo como fuente de materias primas estratégicas.
IV-2. Latifundios en posesión de compañías petroleras en 1938.
IV-3. La vida de los trabajadores de las compañías petroleras extranjeras.
IV-4. La Expropiación Petrolera (18 de marzo de 1938)
IV-5. ¿Es actualmente la industria petrolera un sector estratégico, vital, ligado a la
soberanía nacional?
UNIDAD V. EMPLEOS HISTÓRICOS DEL PETRÓLEO
4 Horas
El petróleo bruto tuvo un limitado uso antes de la revolución industrial y un auge paulatino
con el desarrollo de la maquinaria moderna, la industria química y los servicios.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Comprender el por qué la industria petrolera ha llegado a ser un producto
estratégico para todas las naciones.
TEMAS
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V-1. Utilización del petróleo en la era pre-industrial.
V-2. Fuentes de energía en los albores de la revolución industrial.
V-3. Usos del petróleo a partir del desarrollo del motor de automóvil y otra
maquinaria.
V-4. La era de los polímeros.
V-5. Mejoramiento de gasolinas, otros combustibles, aceites, polímeros, etc., por
aditivos.
UNIDAD VI. CLASIFICACIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE PETRÓLEO
4 Horas
Los crudos que se extraen de diferentes partes del mundo tienen una composición
química diferente y ello se refleja en sus precios y usos.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Analizar el por qué la presencia o ausencia de determinados componentes hace
variar el precio de los brutos.
TEMAS
VI-1. Composición de los diferentes tipos de petróleo, a nivel mundial. Usos.
VI.2. Ubicación de principales yacimientos petroleros en México. Usos.
VI.3. Procesos para eliminar agua, lodos, sales y procesos de desulfuración.
VI.4. Combustibles desulfurados. Catalizadores reductores de contaminación en
automotores.
UNIDAD VII. PROCESO DE DESTILACIÓN PRIMARIA DEL PETRÓLEO
12 Horas
El petróleo crudo actualmente no tiene utilidad práctica pero, cuando se le somete a un
proceso de destilación empleando torres construidas ex profeso se obtienen fracciones de
gran utilidad.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Conocer la estructura de una refinería y de una torre de destilación primaria, así
como de los nombres de las principales fracciones y de sus respectivos usos.
TEMAS
VII-1. Composición de una refinería.
VII-2. Ubicación de las refinerías en México.
VII-3. Medios de transportación de petróleo bruto y gas así como de sus derivados
primarios y secundarios.
VII-4. Destilación primaria. Usos de las diferentes fracciones (tener en cuenta sus
rangos de destilación).
UNIDAD VIII. LA QUÍMICA A PARTIR DEL GAS NATURAL Y DE FRACCIONES DEL
PETRÓLEO
18 Horas
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A partir del gas natural (compuesto en más de un 93% de metano) se genera actualmente
una gran mayoría de productos petroleros pero no menos importantes son las
transformaciones a que son sometidas ciertas fracciones de la destilación primaria.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Comprender el por qué la más pequeña de las moléculas orgánicas puede sufrir
increíbles transformaciones con ayuda de catalizadores selectivos y generar
numerosos productos.
TEMAS
VIII-1. Química a partir del metano y gas de síntesis.
VIII-2. Química a partir de compuestos aromáticos.
VIII-3. Química a partir de alquenos hidro- y halocarbonados.
VIII-4. Petroquímica primaria: procesos de “reformado” de fracciones, por medios
catalíticos y térmicos.
UNIDAD IX. PROBLEMAS ECOLÓGICOS A CONSIDERAR
4 Horas
La industria petrolera genera bienes de consumo importantísimos para el bienestar de la
humanidad pero desafortunadamente esas industrias generan también una gran
contaminación del aire, suelos y aguas.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Analizar el por qué se genera contaminación al medio ambiente por las diferentes
industrias petroleras y proponer soluciones.
TEMAS
IX-1. Problemas ecológicos en plataformas marinas, en pozos en tierra firme, en
ductos, refinerías y plantas industriales diversas.
IX-2. Contaminación atmosférica por gases producidos por motores de combustión
interna (especial atención a: ozono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno).
IX-3. Nuevos combustibles. Eficiencia de un motor de combustión interna: gasolina
vs diesel.
IX-4. Gas natural y combustóleos como generadores de calor en industrias.
IX-5. Impacto ambiental por la difícil degradación de polímeros, insecticidas y
compuestos clorofluorocarbonados (CFCs).
UNIDAD X. EXPOSICIÓN DE TEMAS SELECTOS
6 Horas
Una vez que se ha abarcado los temas más importantes del petróleo y su transformación,
se tiene una visión global de la importancia de ese recurso natural no renovable que
permite hacer una presentación de un tema de interés de manera fluida.
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
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Que el estudiante exponga ante el grupo un tema de su particular interés
demostrando la comprensión del tema y exponiendo cómo podría participar en una
industria petroquímica de su elección.
METODOLOGÍA:
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Se expondrá lo más relevante de cada uno de los temas de las diferentes
unidades, temas que a su vez serán previamente preparados por los estudiantes
haciendo uso de las diferentes fuentes bibliográficas y de los bancos de datos
existentes en internet.
Los estudiantes analizarán las notas periodísticas que día a día aparecen en los
diversos medios informativos para discutirlos en clase.
Los estudiantes elaborarán una monografía sobre cada uno de los temas.
Se elaborarán preguntas constantemente para evaluar el grado de captación de la
temática.
INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA A UTILIZAR:
Proyector de acetatos, cañón, videos, visita industrial.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN:
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Preparación y discusión de cada uno de los temas.
Elaboración de una monografía.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
♦
S. Chow P. “PETROQUÍMICA Y SOCIEDAD”. SEP-FCE-CONACYT. México,
D. F., 1996. (unidades V-IX).
♦
Speight, J. G. “PETROLEUM CHEMISTRY AND REFINING” Taylor & Francis,
Washington, 1998.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
Bancos de datos existentes en internet.
♦
Weissermel, K.; Arpe, H. J. “INDUSTRIAL ORGANIC CHEMISTRY”. 2nd, VCH,
Weinheim. 1993.
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