Practica # 1.

Análisis del crudo de petroleo y destilación fraccionada.

 

 

Introducción:

 

El petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos muy compleja, el nombre petróleo quiere decir "aceite de piedra" por ser una sustancia aceitosa extraída de yacimientos superficiales rocosos, lo que en la biblia y otros libros llamaban brea. Se formó hace millones de años en lugares donde el plancton y las algas marinas se acumularon por siglos en los fondos de grandes lagos y océanos. Luego esos lugares quedan sepultados por sedimentos y el peso y el calor de la descomposición generan el petróleo, que se deposita en rocas porosas.

 

 Los diferentes componentes de esta mezcla tienen diversos usos. Los hidrocarburos de cadena larga, por ejemplo, se utilizan para la fabricación de aceites lubricantes y ceras, mientras que los hidrocarburos de cadena más corta se usan como combustible. La separación de esta mezcla en los componentes se lleva a cabo a través de la destilación fraccionada, el paso más importante en el proceso de refinación.

 

 

Ebullición

Los hidrocarburos de cadena más larga generalmente tienen mayores puntos de ebullición. Durante la destilación fraccionada, el aceite se calienta y pasa al interior de una columna de destilación, que es básicamente como un alambique utilizado para destilar el alcohol. El vapor se enfría a medida que asciende la columna, y las diferentes fracciones, o cadenas de hidrocarburos, se condensan a diferentes temperaturas. Las bandejas en la columna de destilación recogen el condensado para que pueda ser recuperado y procesado más adelante.

Fracciones

El butano y los hidrocarburos menores ascienden más allá que cualquiera de las otras fracciones, todo el camino hasta la parte superior de la columna. La nafta ligera de primera destilación es la siguiente fracción más volátil, con una condensación entre 90 y 200 grados Fahrenheit (32 y 93 grados Celsius). La nafta se condensa más abajo en la columna, y por debajo se recupera el queroseno. Gasóleo de calefacción y el diésel se condensan por debajo del queroseno en el rango de 460 a 650 grados (232 a 343 grados Celsius), mientras que el gasóleo pesado se condensa aún más hacia abajo, de 650 a 1000 grados (343 a 537 grados Celsius).

 

 

Siguientes pasos

La fracción más pesada es el aceite combustible residual, que no asciende la columna en absoluto. Este aceite residual se utiliza para las ceras de parafina y alquitrán. Se desglosa a través de un proceso denominado craqueo para producir hidrocarburos de cadena más corta para la gasolina. La nafta y nafta ligera de primera condensación se utilizan para la gasolina y el queroseno y el aceite de calefacción de los hogares tiene uso como combustible. El butano y otros componentes muy ligeros son enviados para procesamiento de gas, y también pueden usarse como combustible.

Consideraciones

El petróleo crudo viene en sabores dulces y ácidos. La materia dulce tiene menos del 0,5 por ciento de contenido de azufre, mientras que el material ácido tiene más del 0,5 por ciento de azufre. Las refinerías prefieren el primero, ya que tiene menos azufre para eliminar y una mayor fracción de hidrocarburos de cadena más corta que hacen gasolina. Es importante tener en cuenta que el crudo contiene un mero 25 a 35 por ciento de gasolina en promedio, por lo cual la destilación por sí sola no es suficiente, las refinerías tienen que aumentar la cantidad de gasolina, rompiendo hidrocarburos más grandes a través del craqueo.

 

Objetivos:

 

- Poder hacer un análisis parcial de las propiedades del crudo de petróleo, tales como la viscosidad, la flamabilidad, el color, y el olor.

 

- Simular una destilación fraccionada, observando los productos de cada una de las fracciones, siendo estas las torres de deslitación.

 

Material:

5 tubos de ensayo de 10 ml.

1 matraz de bola 200ml

1 termometro de 110°C

2 corcho.

1 canastilla electronica.

1 portaobjetos.

3   muestras de petróleo dadas (itzmo, maya y pozóleo).

3 cubre objetos.

 

 

Procedimiento:

En primer lugar al tener los materiales ya preparados en la mesa del laboratorio, se comenzó por armar el equipo de destilación.

1.-Con las tres muestras, se comenzó con ponerlas en unos portaobjetosy taparlas con un cubreobjetos, para realizar el análisis.

 

2.- Vasear la gasolina en el matraz, y este ponerlo al fuego, para dar incio al proceso de destilación.

 

 

3.- Cada 5 ml, obtenidos se mide la temperatura de la gasolina, y se separan los productos como si se tratace de una fraccón. ( Repetir 5 veces).

 

 

4.- Realizar la pruba de flamabilidad con el crudo de petroleo, y con las muestras obtenidas a partir de la destilación.

 

Observaciones:

Análisis de las muestras de petroleo:

Nos dieron la posibilidad de observar su color y percibir su olor, para poder encontrar la densidad tuvimos que usar el tacto para que con los dedos pudiéramos saber cómo era su viscosidad, comparándola con las demás muestras que se nos fueron dadas, mediante este procedimiento pudimos encontrar que unas eran más densas que otras, que tenían un color y un olor muy característico y diferente, así como ya teníamos un breve conocimiento de estas sensaciones y cosas que percibimos en ellas pudimos encontrar que olían a cosas que tenemos en nuestra vida cotidiana como el plástico o gasolina. Donde los resultados que obtuvimos los mostraremos más adelante.

Destilación fraccionada:

. Al prenderlo obtuvimos una solución que era cristalina la cual se fue volviendo de unos colores más sucios al pasar del tiempo de calentamiento.

Como nuestro termómetro no era de gran alcance solo pudimos hacer cinco muestras, las cuales aunque fueron más pocas que las de los demás aun así pudimos observar cómo eran los niveles de destilación del crudo en una torre de destilación, donde al obtener nuestras cinco muestras posteriormente al hacer la prueba de inflamabilidad encontramos que el crudo no se encendió mientras que sus derivados ardieron rápidamente, así pudimos observar de una manera a escala como se trabaja en una torre de destilación.

Resultados:

 

Caracterización del crudo (Maya, Itzmo y Pozóleo)

·       Color

Maya: Es de un color muy oscuro podemos decir que es negro

Itsmo: Tiene un color café muy claro

Pozóleo: Su color es café oscuro

·         Olor

Maya: Tiene un olor como de (plástico) quemado, pero no es muy fuerte su olor

Itsmo: Su olor es parecido al de la gasolina, es sólo un poco más fuerte que el del Maya

Pozóleo: Tiene un olor mucho más fuerte y penetrante que el de los demás crudos

·        Viscosidad

Maya: es muy viscoso (está muy espeso)

Itsmo: es un poco viscoso (no es muy líquido, pero no es muy espeso )

Pozóleo: No es nada viscoso (es muy liquido)

 

 

 

Conclusiones:

 Dado a que se cumplieron ambos obejetivos de la práctica, podemos concluir que el procediemiento de llevan a cabo las industrias petroleras no es nada sencillo, pues es bastante elaborado y peligroso, esto lo pudimos notar por algunos percances que nos ocurrieron al estar realizando la práctica. Además que pudimos observar todas las tranformaciones que tiene el crudo de petroleo, y sus dervados a partir del proceso de destlación fraccionada.

Bibliografía:

http://www.ehowenespanol.com/proceso-destilacion-fraccionada-del-petroleo-crudo-info_259456/

 

 



INTRODUCCIÖN

Durante la última década los principales Estados productores del sector minero en México fueron: Sonora (23%), Zacatecas (23%), Chihuahua (14%), Coahuila (11%), San Luis Potosí (6%) y Durango (6%). México tiene el primer lugar como productor de plata en el mundo, el tercero de bismuto, el quinto de plomo, el noveno de oro y el undécimo de cobre.

En cuanto a la generación de empleos, el sector minero generó 309,725 empleos directos, con registro de Diciembre de 2011. Empresas Nacionales producen el 60% de la minería mexicana y el 40% restante corresponde a Empresas Extranjeras.
La mena tal y como se extrae de la mina o en forma de "mineral en bruto" consiste de minerales metálicos valiosos y de desecho (ganga). El procesamiento de minerales, algunas veces es llamado tratamiento de menas, preparación de minerales o proceso; se dedica a la extracción del mineral y prepara la mena para la extracción del metal valioso en el caso de las menas metálicas, pero además produce un producto final comercial de los minerales no metálicos y del carbón mineral o de piedra. Regula el tamaño de la mena ya que es un proceso de separación física de los granos de los minerales valiosos de los minerales de la ganga, para así producir una proporción enriquecida, o concentrado, que contiene la mayor parte de los minerales valiosos y una descarga o colas, compuesto predominantemente de los minerales de la ganga.

En el procesamiento de minerales hay dos operaciones fundamentales principalmente la liberación o separación de los minerales valiosos de los minerales de desecho o ganga y la concentración de esos valores (mena).

La separación de los minerales valiosos de la ganga se realiza por medio de la pulverización o molido lo cual implica trituración y si es necesario, molienda, hasta un tamaño de partícula tal que el producto sea una mezcla de partículas de mineral y de ganga relativamente limpias. El grado correcto de liberación es la clave del éxito en el procesamiento de minerales. El mineral valioso debe estar libre de la ganga. Un proceso que sobre muele la mena es dañino, puesto que consume energía innecesariamente en la molienda .

FLOTACIÓN: La flotación en espuma, utiliza las diferentes propiedades superficiales de los minerales e indudablemente es el método de

concentración más importante. Ajustando

las propiedades químicas de las partículas

de la pulpa proveniente del proceso de molienda mediante varios reactivos químicos, es posible que los minerales valiosos desarrollen avidez por el aire (aerofílicos) y que los minerales de la ganga busquen el agua y rechacen el aire (aerofóbicos).
Por medio de agitación por burbujas de aire da por resultado una separación por la transferencia de los minerales valiosos a las burbujas de aire que forman la espuma flotante a la superficie de la pulpa.Objetivo:
Obtención de plomo (Pb) a partir de la cerusita (PbCO3) a través de procesos de separación como es la flotación y tostación de carbón.

Observar y practicar distintos métodos de separación para la obtención de metales.

Materiales

·         2 tubos de ensayo de 1x10 cm

·         1 probeta de 10 ml

·         1 Cápsula de porcelana

·         1 embudo, papel filtro

·         1 vaso de precipitados de 100 ml

·         1 pinzas para crisol

·         1 soplete de boca

·         1 mechero Bunsen

·         1 balanza

·         1 espatula

·         1 soporte universal con aro y tela de asbesto

Substancias

·         Cerusita (PbCO3)

·         Pb3O4

·         Aceite de pino

·         Carbón (en polvo)

Procedimiento         

La práctica consto de dos etapas, la primera etapa  consistía en hacer una filtración y que se separar el aceite y la segunda etapa era para la obtención de plomo metálico.

Etapa 1

1.    Poner arena en la capsula de porcelana (dos cucharadas de ganga-arena)

2.    Pesar 1gr de Cerusita (mena)

3.    Medir 6 ml de agua y 1 ml de aceite

4.    Adicionar la mezcla de ganga y de mena al tubo que representa la celda de flotación

5.    Introducir aire al tubo y se verá la separación de lo que se mezclo

6.    Hacer una  filtración con ayuda del papel filtro, se filtrara o decantara la parte aceitosa

7.    Quedará la cerusita

 

Etapa 2

1.    Se volvió agregar Cerusita a la capsula de porcelana

2.    La Cerusita se puso a calentar para obtener dióxido de plomo (PbO)

3.    Dejamos que se calentara hasta que tuviera un color amarillo casi naranja

4.    Se le agrego 2 gr Carbón en polvo (para que se empiece a obtener el plomo metálico Pb)

5.    Se  puso de nuevo a calentar pero esta vez el mechero se lo pusimos directo en la mezcla

6.    Con el soplete empezamos a soplar

Comenzó a hacerse el Plomo

Observaciones:

·         Algo que nos sorprendió mucho fue cómo, en la filtración solamente se separó el aceite y la arena, el agua y la cerusita quedaron tal cual estaban antes de filtrarlos.

·         Cuando pusimos la cerusita en el mechero para que cambiara de color, el viento nos movía la flama y esto fue lo que retardó el proceso.

 

·         En la tostación del carbón con la cerusita vimos como poquito a poquito se iba formando el plomo metálico mediante la siguiente reacción:
PbO+C           Pb+CO2

·         Si soplábamos más fuerte, el carboncito y la cerusita se ponían de color rojo vivo y se formaba el plomo metálico más rápido.

·         El soplido tenía que ser constante para que la formación del Pb metálico fuera exitoso.

RESULTADO:
Al terminar todo el proceso de separación de matales, obtuvimos pequeños gránulos de plomo al rojo vivo, facílmente visibles sobre nuestr material.
Conclusiones:
El proceso de separación de matáles, no es nada fácil, o por lo menos no a un nivel no industrial, es un proceso muy elaborado y se debe tener mucha pasiencia para que las cosas salgan bien.
A nivel industrial el proceso es mas largo ya que nosotros ya contabamos con muestras de roca con ganga y mena, perfeccionado y gracias a las máquinas tal vez un poco menos pesado.
En realidad nos agrado mucho la actividad.

http://galeon.com/quimica3cch/MINEROMET/Sepycon.pdf

Practica # 2 Separación de minerales.

INTRODUCCIÓN

v  Minerales:

Los minerales son un agregado de uno o varios elementos que poseen una estructura interna y composición química definida; está compuesto por átomos químicamente unidos en una disposición ordenada, que produce objetos de formas regulares llamadas cristales.

Los minerales son compuestos por un solo elemento y se dividen en acuerdo a sus características físicas en: metálicos, semimetálicos y no metálicos.

_·          SiO₂ (Arena o cuarzo)

El óxido de silicio o dióxido de silicio (SiO2) es un compuesto de silicio y oxígeno, llamado comúnmente sílice. Es uno de los componentes de la arena. Una de las formas en que aparece naturalmente es el cuarzo.

Este compuesto ordenado espacialmente en una red tridimensional (cristalizado) forma el cuarzo y todas sus variedades. Si se encuentra en estado amorfo constituye el ópalo y suele incluir un porcentaje elevado de agua.

El óxido de silicio  se usa, entre otras cosas, para hacer vidrio, cerámicas y cemento.

·         NaCl (Halita)

Halita (NaCl, cloruro de sodio) de Súria. Forma cristales cúbicos que pueden conseguir un tamaño muy grande (más de un metro cúbico). Cuando son puros, son incoloros, pero la presencia de impurezas puede darles coloraciones diversas.

El cloruro de sodio (halita) cristaliza en una estructura cúbica. Sus cristales son transparentes a translúcidos. Alguna de las características de los cristales es ser granular, fibroso y compacto, de color blanco, pero se pueden encontrar en azul, púrpura, rosado, amarillo y gris. La otra característica es el sabor, salado.

A veces tienden a agregarse formando cristales tolvas, o en su defecto en un masivo microcristalino.

·         Fe₃O₄ (Óxido de Hierro o magnetita)

Es un mineral de hierro, forma parte de un grupo de minerales llamados óxidos; usualmente la magnetita puede ser identificada a causa de su gran magnetismo, y por su color oscuro. Debe su nombre de la ciudad griega de Magnesia. No es muy abundante, pero puede encontrarse en diferentes tipos de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias, hasta en algunos meteoritos.

Todo campo magnético es consecuencia de un flujo de electrones en la magnetita su fuerte magnetismo se debe a un fenómeno de ferromagnetismo: los momentos magnéticos de los distintos cationes de hierro del sistema se encuentran fuertemente acoplados, por interacciones anti ferromagnéticas, pero de forma que en cada celda unidad resulta un momento magnético no compensado. La suma de estos momentos magnéticos no compensados, fuertemente acoplados entre sí, es la responsable de que la magnetita sea un imán.

·    Plata (Ag)

Son muy raros en cristales cúbicos u ortoédricos, siempre de pequeñas dimensiones; generalmente presentan caras escalonadas o bien deformadas por contacto; se encuentra generalmente en forma de dendritas, láminas delgadas. Brillo: metálico muy intenso, aunque casi siempre está oscurecido por una pátina negruzca debido a alteración superficial. Es blando, dúctil y maleable.

Es el mejor conductor de calor y electricidad. Se encuentra en estado nativo (generalmente aleada con cobre y oro), formando minerales como la argentita, que es sulfuro de Plata. Es mucho más abundante que el oro, se encuentra mezclada con sulfuros o en zonas de oxidación de otros depósitos

La Plata es estable en el aire y en el agua, pero se ennegrece en presencia de pequeñas cantidades de sulfuros, por formación de sulfuro de Plata y químicamente es bastante inerte.

v  Mezcla: Las mezclas son materiales que son resultado de la combinación de 2 o más sustancias, tienen composición variable y se pueden separar en sus componentes por métodos físicos. De acuerdo con el número de fases que se distingan, pueden ser mezclas homogéneas (una fase) o mezclas heterogéneas (más de una fase).

v  Métodos de separación:

·         Tamizado:

La tamización o tamizado es un método físico para separar mezclas en el cual se separan dos sólidos formados por partículas de tamaño diferente. Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o cualquier cosa con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz o colador atravesándolo y las grandes quedan atrapadas por el mismo.

Para aplicar el método de la tamización es necesario que las fases se presenten al estado sólido. Se utilizan tamices de metal o plástico, que retienen las partículas de mayor tamaño y dejan pasar las de menor diámetro.

·         Imantación:

La imantación es un método que consiste en separar una mezcla en la que una de las sustancias tiene propiedades magnéticas ,es decir, se utiliza un material que contenga un campo magnético para separar las sustancias metálicas en la mezcla, como la extracción de las limaduras de hierro en una mezcla con arena

·         Decantación:

La decantación se utiliza para separar líquidos que no se disuelven entre sí o un sólido insoluble en un líquido. La decantación es el método de separación más sencillo, y comúnmente es el preámbulo a utilizar otros más complejos con la finalidad de lograr la mayor pureza posible.

Para separar dos fases por medio de decantación, se debe dejar la mezcla en reposo hasta que la sustancia más densa se sedimente en el fondo.

·         Filtración:

Es aplicable para separar un sólido insoluble de un líquido se emplea una malla porosa tipo colador, la mezcla se vierte sobre la malla quedando atrapada en ella el sólido y en el otro recipiente se depositara el líquido, de ese modo quedan separados los dos componentes.

Para no confundirnos de métodos, las aplicaciones a través de materiales porosos como el papel filtro, algodón o arena se separan el sólido que se encuentra suspendido en un líquido.

De esta manera estos materiales son quienes permiten que  solamente pase el líquido,  reteniendo al sólido.

·         Evaporación:

Aquí un sólido soluble y un líquido por medio de temperatura de ebullición la cual evaporara completamente y luego por condensación se recuperara el líquido mientras que el sólido quedara a modo de cristales pegado en las paredes del recipiente de donde podría ser recuperado.

Objetivo.

 En esta práctica se intentará conocer algunos de los métodos utilizados para la separación de minerales, intentando separar estos de una mezcla heterogénea, en donde encontraremos Arena (SiO2),  sal (NaCl), magnetita (FeOm), y plata (Ag). Al concluir dicha acción cada mineral tiene que estar lo más puro posible fuera de la mezcla.

Material.

1.- Soporte universal con aro y malla de asbesto.

2.- Mechero bunsen/parrilla

3.- 2 vasos de presipitados de 250ml.

4.- 1 triángulo de porcelana.

5.- 1 espátula.

6.- 1 embudo.

7.- 1 agitador de vidrio.

8.- 5 vidrios de reloj.

9.- papel filtro.

Nota: No todos los materiales serán usados, dependerá del plan de acción de cada equipo.

Proceso.

* Se observo la mezcla hetererogénea que se nos proporciono.

*Se diferencio cada mineral contenido en esta, obteniendo : Arena (SiO2) , sal (NaCl), Magnetita (FeOm) y plata (Ag).

A partir de esto:

Nuestro procedimiento lo llevamos a cabo a partir de nuestro plan de acción:

 

 * Utilizamos el método de tamizado en donde se obtivo tierra y fragmentos de magnetita (FeOm).

      - Aquí se utilizó la imantación para separar dicho materiales y encontrarnos con la  magnetita pura.

 

* Se realizó un segundo tamizado, en donde se encontró: Arena (SiO2), Plata (Ag)en el mismo recipiente,y Sal (NaCl), junto con muchas impurezas, en otro.

* Aquí por medio de la decnatanción, se logró separar la plata (Ag) de la arena (SiO2). Previamente ya se tenía la magnetita.

*Posteriormente mediante la filtración se logro separar la sal de las impurezas.

*Por último se utilizó la evaporación para lograr separar el agua y lograr la obtención se la sal (NaCl) pura.

De esta manera se logró obtener cada uno de los minerales de la mezcla en forma pura.


Observaciones:
*Se vío claramente que para cada tipo de mineral, aunque tenga una textura parecida, dado a su composición requiere de un método diferente para poder llegar a su separación u obtención pura.
*En cada método se requiere de distintos cuidados dependiendo del procedimiento que se piense realizar.
*En una mezcla no se pierde el componente de cada mineral, por ejemplo al mezclar la sal con agua, no se perdieron las propiedades de sal, y se pudo realizar exitosamente una evaporación del agua, sin que se afectase nuestro mineral.

Resultados:

En los distintos procesos de separación de minerales obtuvimos la magnetita (FenOm). La obtuvimos utilizando el tamizado y después imantación, para poder separar las impurezas y la magnetita, fue complicada, porque, en ocasiones, en pequeños espacios de separación había residuos y también se magnetizaban con nuestra mena.

 

 

Después obtuvimos la plata(Ag)  y cuarzo (SiO2) utilizando la decantación, éstos fueron más sencillos, pues su tamaño nos facilitó la separación.

 

Y por último obtuvimos la halita (NaCl), éste mineral requirió de más procesos de separación. Antes de que obtuviéramos el cuarzo y plata, filtramos para obtener la halita con impurezas y finalmente, para separar las impurezas, disolvimos en agua, filtramos con un papel filtro y evaporamos el agua, para así obtener nuestra halita pura.

Y así obtuvimos nuestros cuatro minerales, NaCl, Ag, SiO2 y FenOm.

Las únicas complicaciones que tuvimos fueron el poco tiempo que nos quedaba para poder obtener el NaCl, ya que utilizamos demasiada agua y tardó en evaporizarse y la separación de la magnetita de impurezas.

Conclusiones:

Se identificó cada uno de los métodos útiles para separar cada mineral que se nos dió, y se aplicó de forma que se tuvo un resultado exitoso al poder separar la mezcla heterogénea en cada uno los minerales que conformaban de forma pura.

Bibliografía:

http://quimicalibre.com/metodos-de-separacion-de-mezclas/

http://ichn.iec.cat/bages/geologia/cgeologia2.htm

http://www.uantof.cl/salares/Fichas/Halita.pdf