Guía Completa sobre Polímeros, Petróleo y Petroquímica: Propiedades, Clasificación y Aplicaciones

Polímeros: Fundamentos y Clasificación

Los polímeros son moléculas de gran tamaño, con masas moleculares que pueden alcanzar millones de UMAs, formadas por la repetición de unidades más pequeñas llamadas monómeros.

Polimerización: Es el proceso mediante el cual un monómero se transforma en un polímero.

Ventajas de los Polímeros

• Versatilidad: Adaptables a diversas aplicaciones.
• Fácilmente conformables: Se les puede dar forma con facilidad.
• Fácil maquinabilidad: Fáciles de procesar.
• Productos ligeros: Bajo peso.
• Alta inalterabilidad: Resistentes a agentes químicos y corrosión.
• Aislantes: Buenos aislantes eléctricos y térmicos.
• Durables y tenaces: Larga vida útil y resistentes.
• Flexibilidad: Pueden ser flexibles o rígidos.
• Transparencia: Algunos pueden ser transparentes.
• Bajo coste: Generalmente económicos.

Clasificación de los Polímeros

• Según sus monómeros:
  • Homopolímeros
  • Copolímeros
• Comportamiento ante el calor:
  • Termoplásticos
  • Termoestables
• Según su estructura:
  • Ramificados
  • Lineales
  • Entrecruzados
• Según la ordenación de las cadenas:
  • Cristalinos
  • Amorfos
  • Isotáctico
  • Sindiotáctico
  • Atáctico
• Según su composición química:
  • Inorgánicos
  • Orgánicos
• Según su naturaleza:
  • Naturales (Proteínas, Ácidos nucleicos, Caucho natural, Almidón, Celulosa)
  • Sintéticos (Plásticos, Fibras, Elastómeros)
• Según su biodegradabilidad:
  • Biodegradables:
    • Biopolímeros (Extraídos de biomasa, Sintetizados a partir de biomonómeros, Producidos por microorganismos)
    • De fuentes no renovables
  • No biodegradables:
    • Convencionales
    • Oxodegradables

Propiedades de los Polímeros

• Cristalinidad
• Ramificación
• Comportamiento térmico (Termoplásticos, Termoestables, Elastómeros)
• Peso Molecular

Reacciones de Polimerización

• Reacciones de adición: La masa molecular del polímero es múltiplo de la masa molecular del monómero.
• Reacciones de condensación: Se produce por la pérdida de una molécula de agua entre dos grupos (OH).

Polímeros de Interés

• Adhesivo de dos componentes
• Olefinas (Polietileno, Polipropileno, Polímeros de vinilo CH2=CHX)
• Caucho sintético (A partir del procesamiento de hidrocarburos)
• Polimetacrilato (El ácido acrílico da lugar al acrilato de metilo y al metacrilato de metilo. Estos se polimerizan produciendo poliacrilato de metilo y polimetacrilato de metilo)
• Policarbonato (PC) (Estructura química repetitiva de moléculas de Bisfenol A ligados a otros grupos carbonatos)

Petróleo: Origen, Composición y Refinación

PETRÓLEO: Fases de explotación: Prospección, Extracción, Transporte, Refino

Composición Química del Petróleo

• Mezcla: Hidrocarburos, Heterocompuestos, Algunos metales.
• Composición molecular: Hidrocarburos, Otros compuestos
• Composición elemental: Hidrógeno (11 - 14%), Carbono (84 - 87%), Azufre, nitrógeno, oxígeno, metales

Propiedades del Petróleo

• Densidad, º API
• Contenido en azufre
• Punto de fluidez
• Residuo carbonoso
• Contenido en sales
• Contenido en nitrógeno
• Intervalo de destilación
• Contenido en metales

Refino del Petróleo

1. Destilación: Separar el crudo mediante destilación fraccionada.
2. Craqueo: Obtención de fracciones más ligeras mediante altas temperaturas y presiones moderadas que permiten romper las cadenas largas de los HC.
3. Hidrotratamientos:
   • Hidrodesulfuración (HDS)
   • Hidrodesaromatización (HDA)
   • Hidrogenación de olefinas
   • Hidrodesnitrogenación (HDN)
   • Hidrodestilación (HDM)
   • Hidrodesoxigenación (HDO)
   • Hidrocraqueo (HCU)
4. Reformado catalítico, alquilación e isomerización: Y mezcla de gasolinas.
5. Tratamiento para fracciones más pesadas: Desasfaltado, Extracción con disolventes, Desparafinado.

Gasolina y Lubricantes: Derivados Clave del Petróleo

Gasolina

Procedencia: Destilación, craqueo catalítico, reformado.

Combustible de los motores de combustión. La calidad antidetonante está relacionada con la estructura de los hidrocarburos. El poder antidetonante se especifica mediante el I.O.

Lubricantes

Sustancias para impedir el contacto de piezas en movimiento de un sistema mecánico y reducir el frotamiento y desgaste.

Importancia para: Conservación; funcionamiento óptimo; duración de la máquina.

Fabricación de Lubricantes

1. 1º: Refino → Base
2. 2º: 1º aditivos → (anti-óxido / anticorrosión)
3. 3º: 2º aditivos → Definen características

Aditivos más importantes en Lubricantes

• Antioxidante
• Antiherrumbre
• Detergente
• Dispersante
• Mejorador del índice de viscosidad
• Antidesgaste
• Depresor de la congelación

Características físico-químicas de los Lubricantes

• Color
• Viscosidad
• Índice de viscosidad
• Densidad
• Punto de inflamación
• Punto de combustión
• Punto de congelación
• Extrema presión
• Emulsión
• TBN

Industria Petroquímica y Consumo Global de Petróleo

Industria Petroquímica

Materias primas: Gas natural y petróleo.

Primer producto: Isopropanol.

Derivadas del gas natural y petróleo: Gas de síntesis, Olefinas.

Consumo de Petróleo Mundial

• Productores: Rusia, Arabia Saudí y EEUU.
• Consumidores: China y EEUU.
• Reservas: Venezuela y Arabia Saudí.