Refinacin

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Teoras del Origen de los hidrocarburos

Teoras del origen de los hidrocarburos

Abstrac

La palabra petrleo significa aceite de piedra. De origen bituminiso, se trata de un compuesto de hidrocarburos, basicamente de carbono e hidrogeno, que en su forma natural se encuentra en estado solido, liquido y gaseoso.

Han existido varias teoras sobre el origen del petrleo, pero hasta la fecha no se ha logrado dar una explicacin completamente satisfactoria.

Las distintas teoras sustentadas para determinar el origen del petrleo, corresponden a la ltima parte del Siglo XIX. En la ltimas cinco dcadas, el avance sobre la gnesis de los hidrocarburos, por medio de la informacin geoqumica, geolgica y bacteriolgica, ha permitido cancelar muchas teoras y acabar con el misterio de dicho origen. Existen varias teorias sobre los origenes de la formacion del petroleo que, de manera general, se pueden clasificar en dos grandes grupos: la de fromacion organica y la de formacion inorganica.

La teoria inorganica tuvo gran acepatcion durante muchos aos. Sin embargo, cuando las tecnicas del analisis geologico se perfeccionaron y se conto con informacion suficiente al respecto, se empezo a dar importacia a las teorias de formacion organica. Segn estos postulados el petroleo es producto de la descomposicion de organismo vegetales y animales que fueron sometios a enormes presiones y altas temperaturas en cierto periodos de tiempo geologico.

La teora organica esta basada en dos principios fundamentales: la produccion de hidrocarburos a partir de organismos vivos y la accion del calor sobre la materia organica formada biogeneticamente. En las ultimas decadas, el conocimento geoquimico y la evidencia geologica en los estudios sedimentarios y petroleros han demostrado fehacientemente que la mayor parte del petroleo se origino de materia organica sepultada en una cuenca sedimentaria. El factor fundamental para aceptar las teorias organicas, es que a partir de estudios relaizados en el laboratorio de rocas petroliferas en campos productores se encontraron ciertas propiedadesRecursos

Teoras inorgnicas 1. Teora de los metales alcalinos o de Berthelot

Berthelot (1886), Interpreta que en el interior de la Tierra existen metales alcalinos en estado libre y que el Bixido de Carbono podra reaccionar con ellos, formando carburos y stos al reaccionar con el agua, podran generar acetileno (C2H2).

Demostr que si el acetileno se calienta a una temperatura de 900 C, aproximadamente, se polimeriza en benceno (C6H6) y si el benceno se calienta en condiciones apropiadas pierde hidrgeno y los residuos se combinan para 2. Teora de los metales alcalinos modificada por Byasson

En 1891, Byasson desarroll una teora fundamentada en la propuesta por Berthelot, pero l adems postula que los sulfuros de hierro son sustituidos por metales alcalinos.Los sulfuros de hierro se encuentran en muchas secuencias gneas y sedimentarias

Posiblemente formados a partir de fuentes hidrotermales, en ambientes anaerbicos y de alta temperatura (100C) y presin

3. Teora de los carburos metlicos o teoria de mendeleiv

En 1877, Mendeleiv present esta teora basada en la presuncin de que en la Tierra existen Carburos de Hierro en estado nativo y que las aguas de infiltracin, al reaccionar se polimerizan y forman hidrocarburos.

Se supone que esta teora fue inspirada en los experimentos de Hahn Cloez y Williams, quienes demostraron que los hidrocarburos podran producirse tratando el hierro fundido y el ferromanganeso con cidos y agua.

4. Teora de las emanaciones volcnicasSebasa en el hecho de que algunos gases de las emanaciones volcnicas contienen pequeas cantidades de hidrocarburos.

Supone que dichos gases son originados a grandes profundidades, indicativos de la composicin qumica de los elementos que constituyen el interior de la Tierra y de sus reacciones.

Tambin se cree que estos hidrocarburos gaseosos se condensan al aproximarse a la superficie y al decrecer la presin y temperatura, forman los hidrocarburos lquidos que originan los yacimientos actuales

La debilidad de esta teora est en que en la mayora de las secuencias volcnicas no hay yacimientos de hidrocarburos.5. Teora postulada por Sabatier y SendersEn 1902, Sabatier y Senders, produjeron una mezcla de hidrocarburos lquidos, con la intercalacin de Acetileno e Hidrgeno, con la presencia de una reducida catlisis de nquel (los que reducen la velocidad de la reaccin son denominados catalizadores negativos o inhibidores), y de esta manera argumentaron que se podra haber generado petrleo

El problema de esta teora est en que no explican la procedencia del acetileno.

6. Teora del origen csmicoEs una de las teoras ms antiguas pero resurge en el siglo XIX, se fundamenta en la hiptesis de que el petrleo y el gas forman parte constitutiva de la materia nebulosa original o de las capas que envolvieron a la materia original, de donde se form la Tierra.

La hiptesis postula que conforme se enfriaba el globo, el petrleo se precipitaba de la atmsfera y penetro los poros de las rocas para llegar a constiruir con el tiempo los yacimientos actuales

7. Teora por procesos subterraneos de emanacin o destilacin (gaedicke: teora semi-orgnica)Esta sugiere que el agua puede descomponerse en sus gases constituyentes, debido a la accin de rayos gamma, emanados por minerales radiactivos. El hidrgeno libre puede unirse con carbn para dar origen a hidrocarburos

El fundamento terico est sustentado en experimentos de laboratorio, sin embargo, es difcil que este proceso ocurra en la naturaleza.8. Teora de la caliza, el yeso y el aguaPostulada en 1904, y supone que los carbonatos y sulfatos de calcio al estar bajo la accin de agua caliente forman hidrocarburos como los que constituyen el petrleo.

Las calizas, el yeso y el agua, existen en abundancia y estn ntimamente asociados en la naturaleza, por otra parte, contienen todos los elementos necesarios para la formacin de hidrocarburos Posiblemente bajo condiciones favorables de presin y temperatura, el petrleo se pueda formar de esta manera, pero las reacciones qumicas en las que se apoya esta teora no han sido explicadas satisfactoriamenteSin embargo, cuando las tcnicas del anlisis geolgico se perfecciono y se cont con informacin suficiente, se comenz a dar importancia a las teoras de formacin orgnica

Teora del origen orgnico del petrleo

HAQUET NUREMBERG (1790): fue el primero ensugerir el origen orgnico del petrleo. l argument que el aceite de Galicia provena de moluscos.

Waksman (1993): identifica a la lignina en el petrleo, la que es caracterstica de las plantas terrestes; seala que los complejos hmicos y lignina contienen estructuras heterocclicas en anillos, similares a las de algunos aceites.

SKINER (1952): el concluy que el vanadio en las porfirinas es de origen bioqumico, ya que fue encontrado en las holoturias, y que la presencia de porfirinas en algunos aceites que son componentes activos pticamente, es una evidencia del origen orgnico del petrleo. Se puede decir que la fuente del petrleo son animales y plantas

DAVIS Y SQUIRES (1953): encontraron que las bacterias metabolizan pequeas cantidades de hidrocarburos no voltiles que incorporan a su estructura celular

CRAIG (1953): descubre que el agua dulce y las plantas terrestres contienen menos 13C y ms 12C que las plantas marinas, por lo tanto, la mayora de hidrocarburos lquidos son derivados de materia orgnica marina (13C)

El material orgnico terrestre contribuye en menor proporcin a la formacin del aceite y ms a la formacin de gas

FRANCIS (1954): encuentra que el carbn mineral contiene productos slidos y lquidos relacionados a los materiales encontrados en los petrleos pesados. Se encuentra aceite pesado y gas.

Resolucin Origen del petrleo

Las teoras que han tratado de explicar este problema se han dividido, en dos grandes grupos:

1. Teoras inorgnicas o minerales. 2. Teora orgnica

Teoras inorgnicas

Las teoras inorgnicas fueron esencialmente las hiptesis de fines de siglo XVIII, durante el siglo XIX y a principios del siglo XX, elaboradas principalmente por qumicos.

Postulan que el petrleo y el gas asociado se forman mediante procesos inorgnicos reproducibles en el laboratorio.

Las ms importantes son:

A. Teoras de los metales alcalinos o de Berthelot (1886).B. Teora de los metales alcalinos modificada por Byasson C. Teora de los carburos metlicos o Teora de Mendeleiv

D. Teora de las emanaciones volcnicas

E. Teora postulada por Sabatier y Senders

F. Teora del origen csmico

G. Teora por procesos subterrneos de emanacin o destilacinH. Teora de la caliza, el yeso y el agua

Teora orgnica

Basada en dos principios fundamentales:

a) La produccin de hidrocarburos a partir de organismos vivos

b) La accin del calor sobre la materia orgnica formada biognicamente

Postula que el petrleo es producto de la descomposicin de organismos vegetales y animales que fueron sometidos a enormes presiones y altas temperaturas en ciertos periodos de tiempo geolgico

Organismos de vida marina y continental fueron sepultados en un medio ambiente anaerbico y por cambios en la temperatura y presin (50 a 250 C y 300 a 1500 bars), estos organismos que contienen Carbono e Hidrgeno en sus molculas orgnicas, fueron convertidos en hidrocarburos en un lapso relativamente grande

Teora de Engler

Las teoras originales, en las que se atribuy al petrleo un origen inorgnico (Berthelott y Mendeleyev) han quedado descartadas

Uno de los supuestos acerca del origen del Petrleo lo constituye la Teora de Engler (1911):

1 etapa

Depsitos de organismos de origen vegetal y animal se acumulan en el fondo de mares internos (lagunas marinas).Las bacterias actan, descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gases y materias solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depsito.

Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables, solubles en aceite.Fig. 1- El petrleo se habra originado por la depositacin de minsculos animales ysustancias vegetales que se fueron acumulando en el fondo lacustre y marino.

Fig. 2- Ante el paso del tiempo la materia orgnica se descompone y va quedando en profundidad por los sedimentos que la van cubriendo.

2da etapa

A condiciones de alta presin y temperatura, se desprende CO2 de los compuestos con grupos carboxlicos, y H2O de los cidos hidroxlicos y de los alcoholes, dejando un residuo bituminoso.

La continuacin de exposiciones a calor y presin provoca un craqueo ligero con formacin de olefinas (protopetrleo).

Fig. 3- Los factores de presin, temperatura y procesos qumicos y fsicos, ayudados por la carencia de oxgeno, posibilitaronla formacin de petrleo lquido y del gas.

3er etapa

Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales, se polimerizan y ciclizan para dar origen a hidrocarburos de tipo naftnico y parafnico. Los aromticos se forman, presumiblemente, por reacciones de condensacin acompaando al craqueo y ciclizacin, o durante la descomposicin de las protenas.

Uno de los supuestos ms aceptados acerca del origen del Petrleo lo constituye la Teora forman, presumiblemente, por reacciones de condensacin acompaando al craqueo y ciclizacin, o durante la descomposicin de las protenas.

Nomenclatura H2O: Agua

C2H2: Acetileno

C6H6: Benceno

C: Grados Celsius

CO2: Dixido de Carbono

Conclusiones Unas de las teoras ms aceptadas en es que el petrleo es producto de la descomposicin de organismos vegetales y animales que fueron sometidos a enormes presiones y altas temperaturas en ciertos periodos de tiempo geolgico. La teora organica esta basada en dos principios fundamentales: la produccion de hidrocarburos a partir de organismos vivos y la accion del calor sobre la materia organica formada biogeneticamente. Han existido varias teoras sobre el origen del petrleo, pero hasta la fecha no se ha logrado dar una explicacin completamente satisfactoria. Bibliografa Origen del Petrleo e Historia (2008), Luis David concha castillo, Mxico

Origen y Formacin del Petrleo y Gas (2011), Annimo, Ecuador

28-4-2015

Giovanny Vsconez Pgina 1