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Ficha temática

Refinación y derivados del petróleo

Para utilizar cada componente del petróleo es necesario separarlo o aislarlo del crudo. Te invitamos a estudiar el proceso de refinación. Contiene ilustraciones.

Refinación y derivados del petróleo

Para utilizar cada componente del petróleo es necesario separarlo o aislarlo del crudo. Para ello se utiliza la destilación fraccionada, que separa cada componente según su punto de ebullición.

La destilación fraccionada de petróleo es un procedimiento que se hace en una torre de destilación, donde se calienta el crudo recién extraído del yacimiento. A medida que aumenta la temperatura, los hidrocarburos comienzan a hervir dentro de la torre y se transforman en vapor; este vapor se condensa y, en un nuevo procedimiento, los hidrocarburos se separan para uso posterior.

La torre o columna de destilación dispone de salidas (llamadas platos) a diferentes alturas, dependiendo de la temperatura de ebullición. En las partes más bajas de la torre se sacan las fracciones menos volátiles (o con mayor punto de ebullición) y a medida que la altura aumenta se recogen las fracciones de menor punto de ebullición o fracciones volátiles. 

Torre de destilación de petróleo

 Figura 1: Torre de destilación de petróleo

El punto de ebullición de cada compuesto está relacionado con su peso molecular, de modo que mientras mayor sea el punto de ebullición mayor es el peso de este compuesto.

Los productos importantes que se obtienen del petróleo son:

Gas natural o metano: se encuentra en bajas proporciones disuelto en el petróleo.
- Gas licuado de petróleo (GLP): es una mezcla de hidrocarburos llamados propano y butano, que son utilizados como combustibles domésticos e industriales y también como materia prima de numerosos plásticos.
Solventes: como tolueno y benceno, utilizados para elaborar pegamentos.
Gasolinas: también llamadas naftas, corresponden a una mezcla de hidrocarburos utilizados como combustible en motores de combustión interna.
Queroseno (o parafina): utilizado como combustible en maquinaria, en minería y en calefacción doméstica; sin embargo, su uso es en particular contaminante, no así la bencina o gasolina filtrada o gas natural.
Gasóleo (o petróleo diesel): utilizado en motores diesel. Se puede obtener también desde aceites de origen vegetal, en cuyo caso es llamado biodiesel. Este compuesto representa un combustible alternativo a los utilizados actualmente, debido a la menor cantidad de gases tóxicos emitidos luego de su combustión.
Fuel oil: es una mezcla de compuestos más pesados que los anteriores y es utilizado como combustible en plantas de energía eléctricas, grandes hornos de fundición o calderas.
Aceites y lubricantes: son compuestos viscosos que se utilizan en la lubricación de piezas de motor, o bien como combustibles de lámparas, ciertos motores, pequeños hornos y estufas.
Residuos sólidos: son compuestos densos y pastosos, como alquitrán y asfalto, utilizados en la construcción de caminos.

Gasolinas: índice de octano

La calidad de una gasolina o bencina utilizada en un motor de combustión (auto, avión) indica las cualidades antidetonantes de este combustible. En el interior de los cilindros del motor, la mezcla gasolina-aire comprimida se inflama con la chispa generada por la bujía y produce un gran volumen de gases. Estos, al expandirse desplazan el pistón hasta el extremo opuesto del cilindro. La sincronización del desplazamiento de los pistones produce el giro del eje cigüeñal, lo que se traduce finalmente en el movimiento del vehículo.

Es muy importante que la inflamación del combustible se logre a una velocidad adecuada para que impulse el pistón en forma gradual y no que se produzca una explosión (detonación), ya que esto último dañaría en corto tiempo el motor.
La gasolina comercial es una mezcla de hidrocarburos, y cuando se combina con aire y se comprime fuertemente tiene la tendencia a inflamarse en forma más bien explosiva. El agregado de pequeñas cantidades de algunos compuestos a la gasolina permite reducir notablemente las propiedades detonantes del combustible y, por lo tanto, la utilización de mayor compresión en los cilindros, lo que se traduce en mayor potencia para el automóvil.

Algunos productos antidetonantes son el benceno (C6H6), algunos otros aromáticos, y el tetraetilplomo (Pb[C2H5]4), que fue utilizado en Chile hasta hace algunos años, pero fue prohibido debido a que es una fuente de emisión de plomo, un elemento muy tóxico.
Por otra parte, se comprobó que el hidrocarburo de cadena recta n-heptano (C7H16) es muy detonante (se le asignó índice 0) y que otro de cadena ramificada, el 2,2,4 trimetil-pentano (isooctano), es poco detonante (se le asignó índice 100). Con lo cual se puede indicar qué porcentaje de cada uno de estos compuestos tiene una determinada gasolina y, por tanto, calificarla por su calidad antidetonante. Por ejemplo, una mezcla de 90% de isooctano, y 10% de n-heptano posee un índice de octano de 90.

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            ¿QUE COMPUESTOS FORMAN EL PETROLEO?Ya sabemos que el petróleo es una mezcla de una serie de hidrocarburos formado por la descomposición de restos vegetales y animales que fueron acumulados y depositados en el fondo del océano hace millones de años atrás. Esta descomposición produjo muchos compuestos orgánicos de distinto tamaño. Cónoce estos compuestos a través de esta actividad.Ir a la actividad
Guía del docente:Refinación y derivados del petróleo.


Descripción curricular:

- Nivel: 1º Medio 

- Subsector: Ciencias químicas

- Unidad temática: El Petróleo

- Palabras claves: petróleo, refinación, productos del petróleo. 

- Contenidos curriculares: El petróleo 

- Los orígenes del petróleo; nombres comerciales y usos de los

  productos de su destilación; grado de acidez e índice de cetano del

  petróleo; octanaje de la gasolina.

- Comprobación de que los combustibles comerciales derivados del

  petróleo son mezclas de compuestos químicos.

 

- Contenidos relacionados: 

- 1º Medio: 

El aire. 

Los suelos.

Los procesos químicos.

Los materiales.

 

- 2º Medio:

Modelo atómico de la materia.

Química orgánica. 

Disoluciones químicas.

 

- 3º Medio:

Reactividad y equilibrio químico.

Reactividad en química orgánica.

 

- 4º Medio:

Procesos químicos industriales.  

 

- Aprendizajes esperados: 

- Describan la composición química del petróleo.

- Describan la destilación fraccionada de petróleo.

- Visualicen, en tres dimensiones, a lo menos cinco sustancias

  químicas orgánicas comerciales, posibles de obtener a partir del

  petróleo.

- Nombren al menos cinco combustibles comerciales derivados del

  petróleo y los identifiquen de acuerdo a sus rangos de temperatura

  de ebullición.

- Identifiquen al petróleo como una fuente de energía de origen

  químico.

 

Aprendizajes esperados de esta actividad: 

- Identifican y describan la composición química del petróleo. 

- Identifiquen los usos de las distintas fracciones de la destilación del petróleo. 

- Describan el proceso de la destilación fraccionada de petróleo. 

- Identifiquen algunos compuestos y sus usos. 

 

Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl: 

- Ficha 6: Refinación y sus derivados.  

- Diapositivas digitales (ppt): “El petróleo”

 

Actividad propuesta para este tema:

A continuación encontrará una actividad vinculada al origen y composición de petróleo. 

La actividad “Para qué sirve el petróleo”, pretende que los estudiantes comprendan que el

petróleo es una mezcla de compuestos orgánicos y como tales son utilizados como fuente

energética.  

 

ACTIVIDAD: ¿Para qué sirve el petróleo?

 

2H 

 

1. Mapa de contenidos tratados

 

mapa 

 

2. Desarrollo de la actividad: “¿Para qué sirve el petróleo?

 

Paso 1

En esta actividad los estudiantes identifican los compuestos comunes

derivados del petróleo durante la refinación. 

La guía para el estudiante cuenta con una pequeña introducción acerca del

proceso de destilación fraccionada de petróleo, sin embargo es conveniente

que usted complemente esta información, durante la actividad o antes de

ella. 

Distribuya la guía para el estudiante. Pueden leerla para así utilizar este

momento para complementar la información. 

 

Paso 2

Para realizar la actividad los estudiantes deben conocer el principio de la

destilación fraccionada. Comiencen la actividad. A continuación encontrará

la guía resuelta. 

 

1. Gas Natural.

2. Gas licuado de petróleo (GLP).

3. Solventes. 

4. Gasolinas.

5. Queroseno (o parafina).

6. Fuel oil.

7. Gasóleo (o petróleo diesel).

8. Aceites lubricantes.

9. Residuos sólidos.

 

4   En nuestro país es conocida como

     bencina, pero otros lugar se llaman

     naftas. Corresponden a una mezcla

     de hidrocarburos utilizados como

     combustible en motores de

     combustión interna.

 

8   Son compuestos viscosos que se

     utilizan en la lubricación de piezas

     de motor, o bien como combustibles

     de lámparas, ciertos motores,

     pequeños hornos y estufas.

 

1   Es una mezcla de hidrocarburos

     en estado gaseosos, que se

     encuentra en bajas proporciones

     disuelto en el petróleo. Está

     compuesto principalmente de

     metano (CH4), sin embargo también

     contiene otros gases como: H2S, N2,

     butano y propano.

 

6   Es una mezcla de compuestos más

     pesados que los anteriores y es

     utilizado como combustible en

     plantas de energía eléctricas,

     grandes hornos de fundición o

     calderas.

 

3   En general, son compuestos

     orgánicos aromáticos como tolueno

     y benceno. Algunos de sus usos

     están ligados a la elaboración de

     pegamentos y también de pinturas.

 

9   Son compuestos densos y

     pastosos, tales como alquitrán y

     asfalto. Son la última fracción que

     se obtiene de la destilación del

     crudo. Se utilizan en la construcción

     de caminos.

 

2   Es una mezcla de hidrocarburos

     llamados propano y butano, que son

     utilizados como combustibles

     domésticos e industriales y también

     como materia prima de numerosos

     plásticos. En condiciones normales

     de presión y temperatura se

     encuentran en estado gaseoso, sin

     embargo son de fácil condensación.

 

7   Se llama también gasoil o diesel.

     Se utiliza en motores diesel y,

     también se puede obtener desde

     aceites de origen vegetal, en cuyo

     caso es llamado biodiesel. Este

     compuesto representa un

     combustible alternativo a los

     utilizados actualmente, debido a la

     menor cantidad de gases tóxicos

     emitidos luego de su combustión.

 

5   Es conocido también como

     kerosene. Utilizado como

     combustible en maquinaria, en

     minería y en calefacción doméstica;

     sin embargo, su uso es en particular

     contaminante, no así la bencina o

     gasolina filtrada o gas natural.

 

Paso 3

Para terminar la actividad, revise la actividad en conjunto para encontrar

posibles errores. Al terminar este proceso, guíelos hasta encontrar una

conclusión acerca de este proceso. 

Por ejemplo: los productos refinados de petróleo responden al peso

molecular de ellos junto al punto de ebullición. 

Es importante también que los estudiantes identifiquen el petróleo como la

fuente de compuestos orgánicos y la como la fuente de energía. 

Puede centrar esta discusión, junto con las diapositivas digitales disponibles

en el portal educarchile.cl, y utilizar la torre de destilación que allí aparece. 

Información

Técnica

Descripción BrevePara utilizar cada componente del petróleo es necesario separarlo o aislarlo del crudo. Te invitamos a estudiar el proceso de refinación. Contiene ilustraciones.
Temas relacionados

>> Sitio: Petrox, refinería de petróleo

>> Sitio: ENAP educativo

>> Sitio: Combustibles líquidos

IdiomaEspañol (ES)
Autoreducarchile
Fuenteeducarchile
Clasificación Curricular
NivelSectorUnidad o eje
7° básicoCiencias NaturalesLa materia y sus transformaciones

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