Destilación del Petróleo Crudo: Procesos, Fracciones y Derivados

¿Qué es el Petróleo Crudo?

El petróleo crudo es una mezcla compleja de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos. Esta mezcla puede contener pequeñas cantidades de azufre, nitrógeno y oxígeno. La destilación permite separar estos componentes según sus puntos de ebullición.

Destilación Primaria (Topping)

La destilación primaria, también conocida como "topping", se realiza a presión atmosférica. Primero, se separa la fracción gaseosa que el petróleo pueda contener. Luego, el crudo se calienta en hornos. Los vapores resultantes ascienden por una columna o torre de fraccionamiento, donde se separan a diferentes temperaturas, aprovechando sus distintos puntos de ebullición.

Destilación Conservativa

En la destilación conservativa, la estructura de los hidrocarburos se mantiene. Este proceso permite obtener productos como aceites lubricantes, vaselina, asfalto y coque de petróleo. El fueloil resultante de la destilación primaria puede ser destilado nuevamente a una presión menor que la atmosférica (destilación al vacío) para obtener más productos.

Fracciones de la Destilación Primaria

Las fracciones obtenidas en la destilación primaria reciben nombres genéricos que se refieren a mezclas de hidrocarburos con rangos de ebullición específicos:

• Hidrocarburos gaseosos: Metano, etano, propano y butano (hidrocarburos simples). Punto de ebullición entre -160 y 0 ºC.
• Fracciones líquidas:
  • Nafta: Mezcla de hidrocarburos de 5 a 11 átomos de carbono.
  • Queroseno: Hidrocarburos de 12 a 15 átomos de carbono.
  • Gasoil: Hidrocarburos de 15 a 25 átomos de carbono.
• Residuo (Fueloil): Hidrocarburos con más de 25 átomos de carbono. Es un líquido viscoso y negro que queda en la base de la torre.

Destilación Secundaria y Craqueo

La destilación secundaria, a menudo involucra procesos de craqueo, donde se produce la ruptura de las largas cadenas carbonadas de los hidrocarburos para obtener otros de cadenas más pequeñas, más demandados por el mercado.

• Craqueo Térmico: Las moléculas se rompen al ser sometidas a altas presiones y temperaturas.
• Craqueo Catalítico: Se utilizan catalizadores para facilitar la ruptura a temperaturas más bajas. Este proceso es crucial para obtener muchos de los hidrocarburos empleados en la industria petroquímica y naftas de alto octanaje para motores modernos.

Química del Carbono e Hidrocarburos

Los átomos de carbono (C) tienen la capacidad única de unirse entre sí formando cadenas estables. También pueden formar enlaces múltiples, no solo con otros átomos de carbono, sino también con átomos de oxígeno, azufre o nitrógeno. Estas uniones son relativamente fuertes debido al pequeño tamaño de los átomos de carbono, lo que permite un mayor acercamiento y la formación de enlaces fuertes.

Aminas

Las aminas son derivados orgánicos del amoníaco (NH₃) y están ampliamente distribuidas en plantas y animales. Se clasifican en:

• Primarias
• Secundarias
• Terciarias

Esta clasificación se basa en el número de grupos alquilo unidos al átomo de nitrógeno.

Propiedades de las Aminas

• La presencia del grupo amino confiere polaridad a las moléculas.
• Tienen puntos de ebullición más altos que los hidrocarburos, pero menores que los alcoholes o ácidos de masa molecular comparable.
• Las aminas de bajo peso molecular son solubles en agua y pueden formar puentes de hidrógeno.
• Las aminas con cadenas de 6 o más átomos de carbono son generalmente insolubles en agua.

Amidas

Las amidas son compuestos nitrogenados que se consideran derivados de las aminas y los ácidos carboxílicos, o del amoníaco y ácidos orgánicos. Se nombran suprimiendo la terminación "-ico" u "-oico" del nombre del ácido principal y añadiendo la terminación "-amida".

Poliamidas

Las poliamidas se fabrican a partir de moléculas bifuncionales que contienen dos grupos amino y dos grupos carboxilo. Un ejemplo bien conocido es el nailon.