Derivados del Petróleo

A partir del petróleo se obtienen materias primas y diversas sustancias que son de una gran y variada utilidad en la vida cotidiana, por ejemplo, fertilizantes, lubricantes, productos alimenticios y medicinales, plásticos, materiales de construcción y fibras sintéticas.

La gasolina: La cantidad de gasolina virgen (no refinada) obtenida en el proceso de fraccionamiento del petróleo, depende si este es asfáltico o parafínico y como la gasolina es el combustible que hoy tiene mayor demanda, siempre será insuficiente, aún cuando se destilen crudos parafínicos que contienen un 30% de gasolina. Por otra parte, las características de esta gasolina no cumplen con los requerimientos para el buen funcionamiento de los motores de automóviles. Frente a estos problemas, lo científicos e ingenieros han desarrollado una serie de procesos para producir más y mejores gasolinas a partir de otras fracciones de petróleo destilado.

¿Cómo funciona el motor del automóvil?

El motor de los automóviles es de combustión interna o a explosión pues el combustible se quema en el interior de él. Una mezcla de aire y vapor de gasolina se comprime por medio de un pistón y luego se enciende mediante una bujía. La combustión de la gasolina debe provocar una expansión fuerte y uniforme para que fuerce al pistón hacia fuera e imprima fuerza al eje del motor. Si el gas arde muy rápido se produce una detonación que hace que el pistón reciba un impacto violento y se reduzca la eficiencia del motor. Este efecto puede deberse a una mala regulación de la cantidad de aire que se mezcla con la gasolina o al tipo de gasolina que se está usando, que se caracteriza por su octanaje.

El índice de octano de una gasolina es una medida de su capacidad antidetonante. Las gasolinas que tienen un alto índice de octano producen una combustión más suave y efectiva. El índice de octano de una gasolina se obtiene por comparación del poder detonante de la misma con el de una mezcla de isooctano y heptano.
Al isooctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al heptano de 0. Una gasolina de 97 octanos se comporta, en cuanto a su capacidad antidetonante, como una mezcla que contiene el 97% de isooctano y el 3% de heptano.

La gasolina comercial: Como se dijo antes, la fracción de gasolina obtenida en la destilación de petróleo es insuficiente para satisfacer el elevado consumo y además sólo alcanza a tener un índice de octano entre 40 y 60, demasiado bajo para ser usado en motores modernos de combustión interna. Por ello, los científicos se vieron en la necesidad de desarrollar procedimientos para transformar los componentes de otras fracciones del petróleo en gasolina, es decir, remodelar las moléculas para lograr más y mejores gasolinas. Los procesos para estos fines son el Cracking, la Polimerización y la Isomerización.

• Cracking: Consiste en el calentamiento, a altas temperaturas, de los aceites pesados de cadena larga, que contiene el petróleo, a fin de provocar la fragmentación de las cadenas, dando origen a otras más pequeñas. El cracking se ha mejorado al incorporarse catalizadores como el óxido de alumnio (Al2O3). El catalizador aumenta la velocidad de la reacción química pero no se consume en ella.

  

• Isomerización: Es la reorganización de las cadenas de carbono lineales en otras ramificadas a través de la temperatura y de catalizadores. Con este procedimiento mejora la calidad de la bencina. Los hidrocarburos lineales se queman con mucha rapidez originando detonaciones que pueden dañar el motor, mientras que los ramificados tienen una combustión más adecuada.

  
• Polimerización: Proceso en el cual hidrocarburos con bajo número de átomos de carbono se transforman en moléculas más grandes.

De lo anterior se puede inferir que la gasolina comercial es una mezcla de gasolina natural con diferentes porcentajes de gasolina obtenida mediante los procesos mencionados. Para mejorar el octanaje de estas mezclas se agregan compuestos llamados antidetonantes como es el tetraetilplomo (TEP). Basta agregar una pequeña cantidad de TEP para elevar el índice de octano en 20 unidades.

De ahí proviene la nominación de gasolinas con plomo y sin plomo. Las gasolinas con plomo resultan más económicas que las sin plomo, pero desgraciadamente, auque este aditivo es muy buen antidetonante y barato, es un compuesto tóxico y la eliminación de compuestos de plomo por el tubo de escape causa un grave problema de contaminación ambiental. Sin embargo, el hecho de que una gasolina no contenga plomo, no significa que no sea contaminante. El smog producido en el ambiente proviene principalmente de hidrocarburos no quemados, del monóxido de carbono CO y de los óxidos de nitrógeno NOx. Para reducir la emisión de estos gases, se han incorporado a los automóviles, los convertidores catalíticos cuya misión es transformar estos gases contaminantes en otros gases menos contaminantes entre los cuales están el CO2, H2O y N2.