Extracción y producción de petróleo y gas.

Extracción de gas natural

El gas natural se encuentra en la capa exterior de la corteza terrestre, es decir, en la litosfera. Fue creado como resultado de la transformación de sustancias orgánicas bajo diferentes condiciones de presión y temperatura, que se lleva a cabo durante muchos millones de años. El gas natural se compone principalmente de metano (CH ₄ ) y sus homólogos (C ₃ -C ₄ ) . Su composición depende en gran medida del tipo de yacimiento del que se extrae. Por supuesto, además del metano y sus homólogos, el gas natural también contiene una serie de componentes indeseables, como nitrógeno, agua, sulfuro de hidrógeno o dióxido de carbono. En condiciones naturales, el gas puede acompañar al petróleo crudo o presentarse por separado. Se presenta principalmente en dos formas: como gas libremente disuelto en agua o petróleo, o absorbido en rocas o carbón.

Gas producido por métodos industriales.

Se pueden obtener varios tipos de gases mediante métodos industriales:

a) Gases líquidos – conocidos popularmente como GLP (Gas Licuado de Petróleo). Sus componentes principales son propano (C ₃ H ₈ ), butano e isobutano (C ₄ H ₁₀ ). Se obtienen principalmente estabilizando gasolina cruda, petróleo crudo o procesando gases de refinería provenientes de procesos de reformado, craqueo y pirólisis. b) Gas ciudad: obtenido en condiciones de carbonización del carbón a baja y media temperatura. c) Gas de carbón: producido en el proceso de desgasificación del carbón a alta temperatura. d) Gas procedente de la gasificación del carbón: se obtiene actuando sobre el lignito o el lignito con una mezcla de vapor de agua y oxígeno a temperaturas superiores a 900°C. Su composición depende de la tecnología de gasificación utilizada. El factor económico más importante es la producción de una mezcla de CO y _H2 (el llamado gas de síntesis).

Aplicación y ventajas de los combustibles gaseosos.

Los combustibles gaseosos tienen una serie de ventajas. Se caracterizan principalmente por una alta eficiencia energética. Además, proporcionan una temperatura de combustión constante, no requieren almacenamiento por parte del usuario y arden sin humo (sin cenizas ni emisiones de óxidos de azufre). El gas natural es un valioso portador de energía y una importante materia prima en la industria química (producción de gas de síntesis), energética (motores de combustión de pistones, turbinas de gas, generadores), en la construcción (producción de vidrio, cemento y cerámica de construcción) y en la metalurgia (calefacción). hornos).

Extracción de aceite

Elegir la ubicación de un nuevo yacimiento petrolífero es un proceso muy complicado y costoso. Comienza con la realización de estudios sísmicos para buscar estructuras geológicas apropiadas que puedan crear depósitos de petróleo. Para ello se utilizan dos métodos de investigación. La primera consiste en realizar explosiones subterráneas cerca del depósito y observar las reacciones sísmicas que permitan obtener información sobre su ubicación y tamaño. El segundo método consiste en obtener estos datos a partir de ondas sísmicas naturales.

La primera etapa de la extracción de petróleo consiste en perforar un agujero profundo en el suelo. A continuación, se coloca una carcasa (tubo de acero) en el orificio perforado, asegurando la estabilidad de toda la estructura. En la etapa posterior, se hacen más agujeros para permitir un mayor flujo del petróleo extraído. Para disolver los contaminantes en el pozo perforado, a menudo se utiliza ácido clorhídrico , que acidifica eficazmente las formaciones de carbonato y cal y elimina los depósitos de incrustaciones, óxido y carbonita. El ácido clorhídrico también se utiliza para eliminar el cemento residual que queda después del proceso de perforación. En la siguiente etapa, se coloca una instalación especial en la parte superior del pozo, a veces llamada "árbol de Navidad". Es un conjunto de válvulas, tuberías y accesorios combinados que están diseñados para regular la presión y el flujo de petróleo y gas. Después de conectar todo el aparato, tiene lugar la etapa de recuperación primaria. Para extraer petróleo en este proceso se utilizan muchos mecanismos naturales, por ejemplo el drenaje por gravedad. La tasa de recuperación en la etapa primaria no suele superar el 15%. Con una mayor extracción, la presión subterránea cae y se vuelve insuficiente para continuar desplazando el petróleo a la superficie. En este punto comienza el paso de recuperación secundaria. Existen muchas técnicas para la recuperación secundaria del petróleo. Suelen implicar el suministro de energía externa al depósito mediante la inyección de fluidos (p. ej., agua) o gases (p. ej., aire, dióxido de carbono) para aumentar la presión subterránea. La tasa de recuperación promedio después de las operaciones de recuperación primaria y secundaria de petróleo generalmente no excede el 45%. La última etapa del proceso de extracción es la denominada recuperación de tercer orden, que se puede obtener mediante diversas técnicas. El primero de ellos reduce la viscosidad del aceite mediante calentamiento térmico. El segundo es la inyección de gas en el depósito (inyección de dióxido de carbono). El último método se llama inundaciones químicas. Consisten en mezclar polímeros densos e insolubles con agua e inyectarlos bajo tierra. La recuperación terciaria permite un 15%adicional de la producción de petróleo del depósito. Debido al fin de las reservas de los yacimientos terrestres de petróleo, se ha iniciado la búsqueda de sus recursos bajo el fondo marino. Para ello se construyen plataformas de perforación, lo que es un proceso complicado, caro y que requiere mucho tiempo: la construcción de una plataforma minera suele durar 2 años. Pueden fijarse permanentemente al fondo (profundidad hasta 90 m) o flotar sobre flotadores especiales, fijados con un sistema de anclaje. Las plataformas de perforación marinas suelen estar conectadas a una red de varias decenas de pozos que extraen petróleo de rocas porosas. Además de extraer petróleo en la plataforma de perforación, también se separa del gas. La materia prima así obtenida se transporta a través de un sistema de tuberías hasta una refinería o hasta un buque minero y de transbordo. Luego el petróleo y el gas se envían al camión cisterna, que lo transporta a tierra. Por supuesto, la cantidad de petróleo recuperado no depende sólo de las técnicas de perforación utilizadas. Los factores clave en este caso son aspectos geológicos, como la permeabilidad de la roca, la fuerza de los impulsos naturales, la porosidad del yacimiento o la viscosidad del propio petróleo.

Procesamiento de petróleo crudo

El petróleo crudo extraído se procesa en refinerías para la obtención de combustibles, aceites, lubricantes, asfaltos y otros productos. Muy a menudo, el petróleo crudo se separa en fracciones sin ningún cambio químico de sus componentes. De este modo, los gases de refinería volátiles a temperatura ambiente, el éter de petróleo con un punto de ebullición de 35-60°C, la gasolina ligera y pesada, el queroseno, el gasóleo con diferentes puntos de ebullición y el mazut (es decir, un residuo con un punto de ebullición superior a 350°C) ) son obtenidas. El petróleo crudo pasa por diversos procesos, tales como:

a) Craqueo : consiste en la descomposición de hidrocarburos alifáticos largos que se encuentran en fracciones pesadas de mazut y petróleo, en compuestos de cadenas más cortas que se encuentran en la gasolina y el gasóleo. Además de los hidrocarburos alifáticos de cadena corta, en el proceso también se forman metano, GLP, hidrocarburos insaturados y coque. El craqueo puede iniciarse mediante métodos térmicos, catalíticos o de radiación. b) Reformado – es un proceso que se aplica a fracciones ligeras del petróleo o productos obtenidos del craqueo para obtener combustibles de alto índice de octanaje. El proceso se lleva a cabo en presencia de hidrógeno utilizando catalizadores de platino muy caros. El proceso de reformado produce hidrógeno, gas de refinería, GLP, así como isobutano y n-butano. c) Destilación: tiene como objetivo separar el petróleo crudo en fracciones que hierven en varios rangos de temperatura. Gracias a este proceso se obtienen fracciones básicas como: gas seco y húmedo, gasolina ligera y pesada, queroseno, gasoil, mazut y gudron. d) Alquilación: es la reacción de olefinas con isobutano, lo que da como resultado la formación de isoparafinas con mayor peso molecular e índice de octano. En el proceso de alquilación, se puede utilizar ácido sulfúrico como catalizador. e) Pirólisis: proceso de degradación que se realiza sin oxígeno a temperaturas muy altas. Se utiliza para descomponer fracciones de petróleo pesado en gasolina pirolítica, aceites y alquitrán.

La oferta del Grupo PCC para la industria minera

Para mejorar la extracción de petróleo y su procesamiento, el uso de diversos productos químicos es de vital importancia. La lejía sosa se utiliza en el refinado de petróleo crudo, aceites minerales, brea y betún y en la extracción de gas de esquisto. El hidróxido de sodio del grupo PCC se produce mediante un proceso de electrólisis de membrana y se suministra en forma de una solución con una concentración de aprox. 50%. Otra aplicación del hidróxido de sodio en la industria minera es el tratamiento de aguas residuales y productos líquidos de coque.

Un grupo importante de productos que son de gran utilidad en la extracción y producción de petróleo y gas son los tensioactivos. Los surfactantes reducen la tensión interfacial entre el petróleo crudo y la roca. Esto reduce las fuerzas de adherencia y se puede liberar petróleo adicional del campo petrolífero. Los tensioactivos también se utilizan como medio para reducir el daño ecológico resultante del petróleo y otros lixiviados de petróleo. También se pueden utilizar para limpiar tanques y recipientes necesarios para el transporte de la materia prima extraída.

Uno de los grupos más importantes de tensioactivos utilizados en productos de limpieza son los sulfatos de éter alquílico que ofrece el Grupo PCC en la serie SULFOROKAnol . Estos productos, debido a su carácter aniónico, funcionarán bien en formulaciones con otros tensioactivos aniónicos, no iónicos y anfóteros. Sus propiedades limpiadoras, emulsionantes y espumantes los hacen útiles como ingredientes en fórmulas que limpian diferentes superficies. El ácido alquilbencenosulfónico (ABS) y sus sales, por ejemplo ABSNa , también tienen un uso similar. Elácido ABS/1 pertenece al grupo de los tensioactivos aniónicos. Debido a su solubilidad en el petróleo crudo, puede ser un elemento de agentes auxiliares utilizados para la extracción y procesamiento del petróleo. Además, el ácido ABS/1 , gracias a sus propiedades detergentes, se utiliza para procesos de limpieza y desengrase, por ejemplo de tanques y barcos. Los productos de limpieza utilizados en la industria petrolera también pueden incluir la serie de productos ROKAmid . Se caracterizan por la capacidad de crear una espuma densa y estable, incluso en pequeñas concentraciones. Gracias a su forma líquida, los productos ROKAmid facilitan significativamente todas las operaciones relacionadas con su almacenamiento, transporte y dispensación. El siguiente grupo de productos necesarios en los procesos de extracción de petróleo y gas son los emulsionantes. Se utilizan en métodos industriales de deshidratación y desalinización de petróleo. Estos procesos se basan en el calentamiento del aceite con la adición de emulsionantes en un dispositivo llamado electrodeshidratador. La mezcla así calentada es forzada a través del espacio del sistema de electrodos concéntricos. Las gotas de agua se deforman, pierden su carga y son más fáciles de combinar entre sí, por lo que se separan del aceite. El petróleo crudo deshidratado y desalinizado puede someterse a un procesamiento posterior. Ideales como emulsionantes en procesos industriales de deshidratación y deshidratación son los productos ROKAnol . Se trata de tensioactivos no iónicos que pertenecen al grupo de los alcoholes grasos alcoxi. Los productos ROKAnol se pueden utilizar en un rango muy amplio de temperaturas, así como en ambientes ácidos, neutros y ligeramente alcalinos. También pueden formar parte de agentes limpiadores desengrasantes utilizados en la industria petrolera. Los derivados de éster de sorbitán etoxilados, como ROKwinol 60 y ROKwinol 80 , también presentan muy buenas propiedades emulsionantes. Estos productos pueden ser componentes de los fluidos de perforación utilizados en la producción de petróleo. Por otro lado, los ésteres de sorbitán, como ROKwin 60 y ROKwin 80 , se pueden utilizar como agentes dispersantes en la fuga de sustancias derivadas del petróleo al agua.