En
los procesos industriales es fundamental la aplicación de técnicas químicas,
que favorezcan una adecuada síntesis de productos y que consoliden además un
aprovechamiento máximo de la materia prima. Estos procesos involucran una
compleja metodología que debe ser cumplida a cabalidad, para obtener así el
mayor rendimiento posible en la obtención de distintos materiales o sustancias.
En
el proceso para la obtención de hidrocarburos a partir del crudo, se cumple
meramente la anterior afirmación. Esto debido a que, el mecanismo que se debe
seguir para la consumación de los derivados del petróleo, involucra una serie
de pasos y técnicas que deben darse bajo condiciones controladas.Tal
tratamiento del crudo se basa específicamente en la destilación fraccionada, ya
que mediante la diferenciación de temperaturas de ebullición, se logra contar
por separado con distintas sustancias que serán útiles para gran cantidad de
aplicaciones.
La
destilación como tal, es una técnica de separación de mezclas, por la cual se
pueden disociar los componentes de una solución líquida, que presentan puntos
de ebullición considerablemente alejados. Esta arranca con un calentamiento que
hará que se evapore en primera instancia, el constituyente con un menor punto de ebullición para que posteriormente se trasmita el gas mediante un
condensador que lo enfriará, y se logre contar con el ingrediente en su estado
original; solamente, que de forma destilada. (Véase figura I. Equipo de
destilación simple de laboratorio ITCR, Costa Rica)
Figura I. Equipo de destilación simple de laboratorio ITCR, Costa Rica.
Como
bien se señaló previamente, en el caso del petróleo es necesario utilizar la
destilación fraccionada. Este sistema, presenta el mismo principio de la
destilación simple, únicamente que se aplica para soluciones en las que sus constituyentes
tienen puntos de ebullición relativamente cercanos.
Además, como bien se sabe, del crudo se extraen gran cantidad de sustancias, por lo que lo más conveniente es distribuir la destilación mediante una columna de fraccionamiento, para así contar con un proceso eficaz. (Véase figura II. Ejemplos de derivados del petróleo)
Figura II. Derivados del petróleo
La
torre de destilación, se basa en un conducto dividido internamente por platos
en los cuales se da el contacto entre la fase líquida y gaseosa. Esta
semi-segmentación, permitirá que las sustancias con un mayor punto de
ebullición, permanezcan en el la parte inferior de la tubería. Contrario a lo
que sucede con los derivados de menor punto de ebullición, que subirán
gradualmente hasta el segmento adecuado donde se condensan. (Véase figura IIl.
Torre de Destilación industrial)
Figura III. Torre de destilación
Inicialmente,
para que este traslado cinético ocurra, es necesario calentar el petróleo entre
350 y 400ºC. Así este podrá ascender a través de los comportamientos de la
torre, y en cada piso determinado se condensará una sustancia distinta
dependiendo de su punto de ebullición. Los
primeros vapores que se licúan son los del gasóleo pesado a 300ºC. Es decir,
ocuparán la segmentación inferior del conducto, ya que presentan un punto de
ebullición considerablemente alto.
De
esta sección, se extraerá lo correspondiente a residuos sólidos, estos por su
parte, contienen 20 carbonos en adelante. Donde es fácil distinguir que de 20 a
35 carbonos, se encuentran las parafinas y los aceites lubricantes que disponen
de 350ºC como temperatura de ebullición. De 25 a 35 está el combustóleo pesado
que evapora entre 325 y 400ºC.
Finalmente de 39 Carbonos en adelante, se
obtiene al asfalto. Posterior
a esto, en un nivel ascendente, se transmitirá el gasóleo ligero a una temperatura
de 200º C. Esta sustancia, se utiliza como combustible para hornos y motores diésel,
presenta de 15 a 18 átomos de Carbono y gasifica entre 250 y 320ºC.
A
continuación, proseguirá el Queroseno, que
presenta una temperatura de ebullición
entre los 170 y 250ºC aproximadamente. Este compuesto posee de 10 a 14 Carbonos,
y se caracteriza por utilizarse como combustible de avión. (Véase figura IV. Estructura
molecular del Queroseno)
Figura IV. Estructura molecular del Queroseno
Un
nivel hacia arriba, se encuentra la nafta y la gasolina, que se disponen entre
40 y 140ºC para evaporarse. Esta última, posee de 5 a 9 Carbonos y se utiliza
en automóviles como bien se conoce.
Finalmente,
en la sección superior de la torre, se encuentran los productos gaseosos que
volatilizan entre -165 y 30ºC. Estos poseen de 1 a 4 Carbonos, y se venden en
el mercado como combustibles para hogares y edificios; tales como el utilizado
en cocinas que requieren esta fuente de energía. Entre estos productos gaseosos
se encuentran el metano y el etano - los cuales son incondensables - y el gas licuado que se distribuye en cilindros
y tanques estacionarios conformados ya sea por propano o butano. (Véase figura V. Cilindros de gas Propano)
Figura V. Cilindros de Gas Propano
Es
notable apreciar, que a medida que aumenta la cantidad de átomos de Carbono en
una sustancia y otra, aumenta su punto de ebullición. Y que además, esta
servirá para determinar en qué canal del conducto será succionada. Por
otra parte, es conciso anotar que desde el nivel inferior hasta el nivel
superior de la torre de fraccionamiento, todos los derivados muestran un uso o
una aplicación en la que pueden ser empleados. Razón que si bien es cierto
podría justificar la dependencia del ser humano para con estas sustancias
obtenidas a partir del petróleo.
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