ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL Facultad de Ciencias Naturales y Matematicas SYLLABUS DEL CURSO Quimica y Refinacion del Petri:51e° y Gas 1. CODIGO Y NUMERO DE CREDITOS ICQ01065 Teciricos: 4 NUMERO DE CREDITOS Practicos: 2 2. DESCRIPCIoN DEL CURSO Los contenidos resaltan la importancia del petroleo como materia prima energetica y quimica, y se imparten en relacion a as distintas unidades de operacion y las condiciones fisicas, termodinamicas y cineticas de los distintos procesos de la refinacion, empleadas para el tratamiento del crudo y sus derivados, asi como as caracteristicas, y especificaciones de los derivados del petroleo. 3. PRERREQUISITOS Y CORREQUISITOS PRERREQUISITO CORREQUISITO ICQ01099 INGENIERIA DE LAS REACCIONES QUIMICAS 4. TEXTO GUfA Y OTRAS REFERENCIAS REQUERIDAS PARA EL DICTADO DEL CURSO TEXTO GUfA 1. Refino del Petroleo: El petroleo crudo, Productos petroliferos, Esquema de fabricacion (2004) Autor: Wauquier, J.P.. Editorial Diaz De Santos REFERENCIAS 1. Refino de Petroleo, Gas Natural y Petroquimica (1997) Autor: Ramos M.A.. Editorial Fundacion Fomento Innovacion Industrial Handbook of petroleum refining processes (1986) Autor: R.A. Meyers. Editorial Mc Graw - Hill, New York, USA. Refino del Petroleo (1980) Autor: Gary J.H.- Handwerk G.E.. Editorial Reverte, Barcelona, Espana. 2. 3. 5. RESULTADOS DE APRENDIZAJE DEL CURSO El estudiante al finalizar el curso estara en capacidad de: 1. Diferenciar entre las distintas clases de compuestos organicos que componen el petroleo y sus derivados y relacionarlos con los distintos tipos de tratamiento en la industria petrolera. IG1002-3 Pagina 1 de 7 SYLLABUS DEL CURSO Quimica y RefinaciOn del PetrOleo y Gas 6. PROGRAMA DEL CURSO TEMATICA I. Datos • • • NUMERO DE HORAS generales sobre Ia industria del petroleo y gas Principales zonas petroliferas y gasiferas. Extraccion del petroleo y del gas. Etapas de desarrollo de la industria de refinacion del petrOleo. 2 IL Clasificacion de los petroleos • Clasificaciones cientificas. • Clasificacion tecnologica. 2 III. Origen del petroleo • Hipotesis sobre el origen inorganic° del petroleo. • Teoria del origen organic° migratorio-sedimentario del petroleo. Materia orgenica inicial del petr6leo. TransformaciOn de los residuos organicos. MigraciOn primaria del petroleo. • Formacion de los hidrocarburos del petrOleo Alcanos. Cicloalcanos. Arenos. IV. Propiedades fisico-quimicas del petroleo • Propiedades fisicas de los petrOleos y de sus derivados Densidad. Masa molecular. Viscosidad. Temperaturas de congelaciOn, enturbiamiento y cristalizacion. Temperaturas de inflamacion, ignician y combusti6n espontenea. Propiedades 6pticas. Composicion de los petroleos y de sus derivados por elementos y por grupos. Composicion de los petrOleos por elementos. Metodos de determinacion de la composicion de grupo de los derivados del petrOleo. ComposiciOn de grupo de la gasolina. Composiciones estructural y de grupo de las fracciones de queroseno y de lubricantes, V. Metodo de separacion de los componentes y de investigacion de Ia composicion del petroleo y del gas • DestilaciOn • Fraccionamientos azeotrOpico y extractivo, extracci6n, absorcion. • Adsorcion • Cristalizacion • Metodos de difusion empleados en la separacion de los hidrocarburos. • Metodos quirnicos de separacion de los hidrocarburos. • Metodos cromatograficos de separacion y analisis de los petroleos y sus derivados. Metodo de espectrometrla de masas de analisis de los petroleos. Espectroscopia ultravioleta e infrarroja. Resonancia magnetica nuclear. VI. Alcanos del petroleo • Contenido total de aleanos en los petroleos y en los gases de entubacion. IG1002-3 4 Pagina 2 de 7 4 4 4 SYLLABUS DEL CURSO Quimica y Refinaci6n del Petr6leo y Gas • • • • • Alcanos gaseosos. Gases de hidrocarburos. Composicion de los gases de entubacion y de los gases provenientes de los yacimientos de condensado de gas. Alcanos liquidos. Hidrocarburos de las fracciones ligeras del petroleo Hidrocarburos de los cortes medios del petroleo. Hidrocarburos isoprenoides del petroleo. Alcanos solidos Propiedades de los alcanos. Complejos con urea y tiourea. Compuestos de inclusion (clatratos) de los gases de hidrocarburos con agua. Reacciones principales de los alcanos. 4 VII. Cicloalcanos del petroleo • Nociones generales • Cicloalcanos monociclicos Cicloalcanos de la serie del ciclopentano. Cicloalcanos de la serie del ciclohexano. • Cicloalcanos policiclicos. • Propiedades de los Cicloalcanos. Reacciones principales de los cicloalcanos. • Metodos de obtencion de los cicloalcanos. • 2 VIII. Arenos y compuestos Hibridos del petroleo • Nociones generates. Cicloalcanos-arenos hibridos. • Propiedades de los arenos. • Utilizacion de los alquenos en la sintesis petroquimica. • IX. Hidrocarburos no saturados que se forman durante la refinacion de petroleo • Nociones generales Propiedades de los hidrocarburos no saturados. • Separacion de los alquenos. Propiedades quimicas de los alquenos. Propiedades quirnicas de los alcadienos. Separacion e identificacion de los alcadienos. Propiedades del acetileno Utilizacion de los alquenos y alcadienos en la sintesis petroquimica. • X. Compuestos heteroatomicos y componentes minerales del petrOleo • Nociones generates. Compuestos que contienen oxigeno . • Compuestos que contienen azufre. • Compuestos nitrogenados. • Sustancias resinoso-asfaltenicas. • XI. Transformaciones termicas de los hidrocarburos del petroleo Bases de la teoria de las reacciones termicas de los hidrocarburos en fase • gaseosa. Termodinamica del proceso. Cinetica y mecanismo del proceso. Transformaciones termicas de los hidrocarburos en la fase gaseosa. • Transformaciones de los alcanos. Transformaciones de los cicloalcanos. Transformaciones de los alquenos. Transformaciones de los alcadienos y alquinos. Transformaciones de los arenos. IG1002-3 Pagina 3 de 7 2 4 4 SYLLABUS DEL CURSO Quimica y Refinaci6n del PetrOleo y Gas • • • • Particularidades de as reacciones termicas en fase liquida. Pirolisis Formacion del coque de petroleo. Operaciones industriales de refined& termica del petroleo y de sus fracciones. Craqueo termico Pirolisis Coquizacion XII. Transformaciones termocatalicas de los hidrocarburos del petroleo y del gas • Nociones generales acerca de la catalisis y los catalizadores Mecanismo de acciOn de los catalizadores del tipo de oxidacionreduccion. Catalisis acida Reacciones de los iones carbonio Actividad, selectividad y estabilidad de los catalizadores. • Craqueo catalitico Transformaciones de los alcanos Transformacion de los cicloalcanos Transformacion de los alquenos Transformacion de los kenos Catalizadores de craqueo catalitico Macrocinetica del proceso Craqueo catalitico en la industria • Reforming catalitico Bases quimicas del proceso Catalizadores del reforming Cinetica y efectos termicos del reforming Reforming catalitico en la industria Sintesis de componentes de los combustibles con alto indice de octano Isomerizacion de los alcanos C4-C6 Alquilacion catallhca de los alcanos ramificados mediante alquenos Polimerizacion de los alquenos XIII. Oxidacion de los hidrocarburos del petroleo y de sus derivados • Mecanismo de la reaccion de oxidacion Oxidacion de los hidrocarburos Oxidacion de los alcanos Oxidacion del butano y de las gasolinas Oxidacion de los cicloalcanos Oxidacion de los alquenos Oxidacion de los arenos XIV. Proceso de hidrogenacion en el refino del petroleo Clasificacion de los procesos Bases quimicas de los procesos Clasificacion de las reacciones cataliticas con el hidrogeno Termodinamica y catalizadores de hidrogenaciOn Hidrogenacion por el lugar de enlaces multiples Hidrogenacion de los arenos Hidrocraqueo • Procesos de hidrogenacion en la industria Hidrodepuracion Hidrocraqueo Hidrodesalquilacion de los derivados alquilicos de los arenos XV. Depuracion de los productos derivados del petroleo • Finalidad y metodos de depuracion • Metodos quirnicos de depuracion DepuraciOn por acid° sulfimico Depuracion por alcali Depuracion por medio de soluciones absorbentes IG1002-3 Pagina 4 de 7 4 4 4 4 SYLLABUS DEL CURSO Quimica y Refinacion del Petroleo y Gas • • Metodos de depuracion por adsorcion y cataliticos Depuracion por adsorcion Depuracion catalitica Metodos de depuracion con disolventes selectivos Deasfaltado del alquitran Depuracion selectiva Desparafinacion de los aceites y fracciones para motores Diesel XVI. Composicion y propiedades de explotacion de las principales clases de combustible y aceites • Clasificacion de los productos derivados del petroleo - Combustibles Aceites de petroleo Parafinas y ceresinas Hidrocarburos aromaticos Betunes Coque de petroleo Lubricantes plasticos Productos del petroleo de diferente empleo Combustibles para los motores de carburador Combustibles para motores a reaccion aerotermicos Combustibles para motores Diesel Combustibles para calderas Aceites de petroleo COMPONENTE PRACTICO • • • • • 4 28 Determinacion de la densidad del GLP (Salitral) Determinacion de la Temperatura de Evaporacion del 95% del Volumen en GLP.(Salitral) Condiciones de Operacion para el fraccionamiento del crudo. (La Libertad) Destilacion de crudo y determinacion del Factor de caracterizacion (Kuop) Caracterizacion de Fuel Oil No. 6 7. CARGA HORARIA: TEORIA/PRACTICA 1. 2. NtImero de sesiones de clases por semana: 2 sesiones de clases teoricas y 1 sesion practica Duracion de cada sesion: 2 horas / 2 horas 8. CONTRIBUCION DEL CURSO EN LA FORMACION DEL ESTUDIANTE Aplica los fundamentos fIsicos, quimicos y fisicoquimicos (qulmica organica, termodinamica, cinetica y operaciones de separacion) que apoyan la tecnologia especifica para la retinae& de petroleo y los procesos de transformacion para la obtencion de productos primarios y sus derivados. FORMACION BASICA IG1002-3 FORMACION PROFESIONAL X Pagina 5 de 7 FORMACION HUMANA SYLLABUS DEL CURSO Quimica y Refinacien del PetrOleo y Gas 9. RELACION DE LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE DEL CURSO CON LOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA CARRERA RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA CARRERA a) b) c) d) e) f) g) h) j) IG1002-3 Habilidad para aplicar maternaticas para modelar y resolver procesos de la ingenieria quimica, Destreza para disefiar y conducir experimentos en as aereas de formation de ingenieria quimica. Capacidad para innovar y mejorar procesos de transformacion de la materia. Capacidad para trabajar de manera efectiva en equipos especializados y/o multidisciplinarios, en diversos entornos culturales. Capacidad para resolver problemas de ingenieria quimica utilizando herramientas disponibles de ingenieria. Comportamiento responsable en los ambitos socio-ehco-ambiental y profesional. Habilidad para comunicarse de manera efectiva y flexible tanto en la lengua nativa y en al menos una lengua foranea. Entendimiento y sensibilidad de los posibles impactos de las soluciones generadas por la ingenieria quimica sobre la sociedad, economia y ambiente. Compromiso y capacidad para mantenerse actualizados a lo largo de su ejercicio profesional. Entendimiento de asuntos sociales, culturales, econOmicos, ambientales y politicos contemporaneos. CONTRIBUCION (ALTA, MEDIA, BAJA) RESULTADOS DE APRENDIZAJE DEL CURSO MEDIA 1 BAJA 1 ALTA Pagina 6 de 7 1 EL ESTUDIANTE DEBE: Aplica conceptos, !eyes y principios de la termodinamica quimica, cinetica y quimica organics en los procesos de transformaciOn para la obtencien de productos primarios y derivados del petroleo y gas. Caracterizar fracciones de petroleo e interpretar los datos para determinar calidad de producto. Identificar procesos y tecnologia correcta apropiados para la obtencion de fracciones de crudo de petroleo. SYLLABUS DEL CURSO Quimica y Refinacion del Petr6leo y Gas k) I) Usar tecnicas y herramientas para la practice de ingenieria quimica. Identificar oportunidades emprendimiento en piano socio-etico ambiental. MEDIA las de el y Realizar calculos, manejar tablas, conducir experimentos para determinar magnitudes de calidad en derivados de petroleo. Conocer el compromiso que Ingeniero como le corresponde asumir con el grupo de trabajo en el/los Proyectos 1 ALTA , 1 10. EVALUACION DEL CURSO Actividades de Evaluacion ExSmenes Lecciones Tareas Proyectos Laboratorio/Experimental Participacion en Clase Visitas Otras X X X X X X 11. RESPONSABLE DE LA ELABORACION DEL SYLLABUS Y FECHA DE ELABORACION RaGI Serrano Carlin Junio 2013 Elaborado por Fecha 12. VISADO SECRETARIA ACADEMICA DE LA UNIDAD ACADEMICA NOMBRE: Sonia Roman Valdez FIRMA' L6L. DIRECTOR DE LA SECRETARIA TECNICA ACADEMICA NOMBRE: Ing. Marcos Mendoza Ve pR.1 A r..5i;t3d.4 SUPE' ti • 0 i \[ Resolucion y Fecha de aprobacion en el Consejo Directivo: CD — FCNM — 13 — 082 17 de junio de 2013 7 AO • A LITORAL /441* /°* ----- —" .arcos Mendoz4 DIRECToh 01,-. LA ZECRETARI TECNICA ACADEMICA 13. VIGENCIA DEL SYLLABUS IG1002-3 RESOLUCION DEL CONSEJO POLITECNICO: 4 3 - 4 4- 307 FECHA: 1' Pagina 7 de 7 7 NOV 2013 SYLLABUS DEL CURSO Quimica y RefinaciOn del Petroleo y Gas