LOS HIDROCARBUROS

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica.

Otra definición:Se entiende el petróleo en todas sus manifestaciones, incluidos los crudos de petróleo, el fuel-oíl, los fangos, los residuos petrolíferos y los productos de refinación

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROSLas principales propiedades físicas que afectan al comportamiento de un hidrocarburo derramado en el mar son:

1. La gravedad específica (densidad)2. Las características de destilación3. La viscosidad4. El punto de fluidez.

PUNTO DE EBULLICION:

Este se define como la temperatura a la cual un líquido puro, pasa al estado de vapor a una presión preestablecida en cualquier punto de su masa líquida. Para todas las series de hidrocarburos homólogos, el punto de ebullición se incrementa con el número de átomos de carbono que conforman la molécula. Generalmente, los aromáticos poseen puntos de ebullición más altos que los correspondientes nafténicos oparafínicos. En el caso de mezclas, a presión constante, existe un rango de temperaturas en el cual el vapor y el líquido coexisten en equilibrio. En este rango el límite inferior es la temperatura de burbuja y el superior la de rocío. Estas temperaturas no se deben confundir con el punto inicial y final de ebullición de una destilación. Las fracciones que se obtienen en el procesamiento del crudo están dadas por el rango de ebullición y la presión de vapor del producto.

-Punto de ebullición y fusión: El punto de ebullición es la temperatura en la cual la sustancia cambia de encontrarse en estado líquido a gaseoso, y el punto de fusión es la temperatura en la que la materia, o las sustancias cambian de estado, en este caso, pasan del sólido al líquido. n el caso de los alcanos, dichos puntos de la temperatura se ven aumentados según aumenta el tamaño del alcano. Esto es debido a las fuerzas

intermoleculares, las cuales son mayor cuanta mayor superficie hay en la molécula. Así los puntos de ebullición, y fusión aumentan con el aumento de átomos de carbono dentro de la molécula de alcanos. En el caso de los alcanos ramificados, dichos puntos son más bajos que en los alcanos no ramificados, debido a que son menores las fuerzas intermoleculares (van de Waals y London), de igual manera se esperará un punto de fusión menor en los alcanos que se encuentren formados por una cantidad de átomos de carbono impar.

DENSIDAD:

El término densidad proviene del campo de la física y la química, en los que específicamente alude a la relación que existe entre la masa de una sustancia (o de un cuerpo) y su volumen. Se trata, pues, de una propiedad intrínseca, ya que no depende de la cantidad de sustancia que se considere. Esta propiedad, que habitualmente se expresa en kilogramo por metro cúbico (kg/m3) o gramo por centímetro cúbico (g/cm3), varía en mayor o menor medida en función de la presión y la temperatura, y también con los cambios de estado. Típicamente, los gases tienen menor densidad que los líquidos por presentar sus partículas menos cohesionadas, y estos a su vez menos que los sólidos. Aunque existen excepciones, por lo general al aumentar la temperatura disminuye la densidad. La densidad antes definida es la densidad absoluta; la densidad relativa es la densidad de una sustancia en relación con otra, la densidad aparente es la que caracteriza a los materiales porosos, como el suelo.

La densidad del agua es de 1 g/cm3; la del plomo, por ejemplo, es bastante mayor: 11,35 g/cm3. Precisamente es por esto que en el lenguaje coloquial, sobre todo entre los jóvenes, se usa el término “denso” (e incluso, “plomo”) para calificar a una persona pesada, cargosa, o a una situación compleja, problemática, se la tilda de “densa” (atmósfera densa, conversación densa, etc.).

PODER CALORIFICO:

El concepto de poder calorífico es uno de los más importantes cuando se habla de combustibles ya que determina en gran parte su precio.

El poder calorífico es la cantidad de calor que libera un kilogramo (combustible sólido), un galón (combustible líquido o un metro cubico (combustible gaseoso).El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos donde la mayor proporción en porcentaje de su composición es de metano. Por ejemplo, al observar la figura se debe entender que la tabla 1 corresponde a una composición de un gas natural debido a que el mayor porcentaje de su composición lo tiene el metano (color amarillo) mientras que la tabla de la derecha corresponde a un gas licuado del petróleo GLP ya que su composición mayor es la de propano (color amarillo)

Es la cantidad de calor que entrega un kilogramo, o un metro cúbico, de combustible al oxidarse en forma metro cúbico, de combustible al oxidarse en forma completa completa. Es decir, cuando el carbono pase a anhídrido carbónico Es decir cuando el carbono pase a anhídrido carbónico C + O2 CO2

UNIDADES: (kcal/kg) ; (kcal/m3) ; (BTU/ /m3) ; (BTU/lb) ; (BTU/pie3) ) ; (BTU/pie3)

FORMAS El poder calorífico de un combustible puede ser: El poder calorífico de un combustible puede ser:

1.- Poder Calorífico Superior (PCS) Poder Calorífico Superior (PCS)

2.- Poder Calorífico Inferior (PCI) Poder Calorífico Inferior (PCI)

PODER CALORIFICO SUPERIOR PODER CALORIFICO SUPERIOR: El poder calorífico superior poder calorífico superior se define suponiendo se define suponiendo que todos los elementos de la combustión son tomados a (combustible y aire) s a OºC y los productos (gases de combustión) son también a OºC después de la combustión, por lo que el vapor de agua se encontrará totalmente condensado. Vapor de agua que proviene de: a) la humedad propia del combustible b) el agua formada por la combustión del hidrógeno del combustible.

PODER CALORIFICO INFERIOR PODER CALORIFICO INFERIOR: El poder calorífico inferior considera que el vapor de agua contenido en los gases de la combustión no condensa. Por lo tanto no hay aporte adicional de calor por condensación del vapor de agua. Solo se dispondrá del calor de oxidación del combustible, al cual por definición se denomina: Poder Calorífico Inferior del Combustible Poder Calorífico Inferior del Combustible

CALOR ESPECÍFICO:

Es la cantidad de calor que se requiere aplicar a la unidad de peso para aumentar su temperatura en un grado. La unidad de calor específico es la misma en los sistemas métricos y anglosajón. Industrialmente, se utiliza como unidad de peso el kilogramo, la tonelada o la libra. En estas circunstancias, tenemos:

Excepto que se especifique lo contrario y con la finalidad de simplificación, el término caloría significará siempre Kcal. El calor específico en estado líquido es una función prácticamente lineal de la temperatura, excepto para los hidrocarburos ligeros (C5-). Depende asimismo de la densidad y de la naturaleza química de los hidrocarburos existentes en las fracciones, lo que se tiene presente empleando una curva de corrección en función del factor de caracterización. El calor específico a presión constante en estado vapor es función de las mismas variables; dependiendo además de manera muy sensible, de la presión.

CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN:

Cantidad de energía requerida en un proceso reversible (presión y temperatura constantes) de evaporación (o condensación) por unidad de masa líquida (o vapor).El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.Desde antiguo se usaba la expresión calor latente para referirse al calor de fusión o de vaporización. Latente, en latín, quiere decir escondido, y se llamaba así porque, al no notarse un cambio de temperatura mientras se produce el cambio de fase (a pesar de añadir calor), éste se quedaba escondido. La idea proviene de la época en la que se creía que el calor era una sustancia fluida denominada calórico. Por el contrario, el calor que se aplica cuando la sustancia no cambia de fase y aumenta la temperatura, se llama calor sensible.

Cuando se aplica calor a un trozo de hielo, va subiendo su temperatura hasta que llega a 0 °C (temperatura de cambio de estado); a partir de ese momento, aunque se le siga aplicando calor, la temperatura no cambiará hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo. Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100 °C; desde ese momento, la temperatura se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua. Se mide en J/g (4'18julios=1caloría)

VISCOSIDAD:

Es una magnitud física que mide la resistencia interna al flujo de un fluido, resistencia producto del frotamiento de las moléculas que se deslizan unas contra otras. La inversa de la viscosidad es la fluidez. La viscosidad es un parámetro que influye en la potencial emisión de contaminantes dado que es una determinante en las condiciones de la combustión. Además resulta importante para definir las posibilidades de bombeo de los productos y el tipo de régimen de los caños. Es el parámetro que se sigue en la clasificación de los productos pesados. La viscosidad es una especificación de primer orden en los aceites lubricantes, ya que condiciona las cualidades requeridas para la lubricación. Existen tablas que reflejan la viscosidad de los distintos hidrocarburos puros, líquidos, vapor y de fracciones del petróleo, estando en este último caso en estrecha relación con el peso molecular y la estructura química. La magnitud de la viscosidad depende de la conformación química del crudo, de manera que a mayor proporción de fracciones ligeras, menor es la viscosidad. Este valor depende además de la temperatura ambiente, de forma que cuanto menor resulta ésta, más viscoso es un crudo. Existen diversas unidades para definir la viscosidad, siendo las más utilizadas las descriptas a continuación: Viscosidad absoluta: Representa la viscosidad dinámica del líquido y es medida por el tiempo en que tarda en fluir a través de un tubo capilar a una determinada temperatura. Sus unidades son el poise o cent poise (gr/SegCm), siendo muy utilizada a fines prácticos.Viscosidad cinemática: Representa la característica propia del líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obteniéndose a través del cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del producto en cuestión. Su unidad es el Stokes o cent poise (cm2 /seg).