Los crudos mexicanos, sus características

La palabra petróleo proviene del latín petroleous, que a su vez se deriva de las voces latinas petra (piedra) y oleous, aceite.

El petróleo se forma de la putrefacción de materias orgánicas sepultadas durante millones de años bajo la superficie terrestre. Los gases formados como consecuencia de la descomposición de la materia orgánica son los que al perforar un pozo presionan el petróleo hacia la superficie. Dichos gases constituyen también una importante fuente de energía.

Mediante la destilación del petróleo se obtienen varios derivados: kerosenas, asfaltos, grasas, parafinas, lubricantes, diesel y gasolinas. Del petróleo y del gas se obtienen, también, amoniaco, azufre, heptano etileno, anhídrido carbónico, vinilo y polietileno, entre otros, que conforman la llamada industria petroquímica y son utilizados como materia prima para la fabricación de disolventes, plásticos, detergentes, colorantes, pinturas, fibras sintéticas, nylon, fertilizantes, pegamentos, fumigantes y medicamentos.

En nuestro país, la existencia de la piedra aceitosa, petróleo de base asfáltica, era ya conocida por los pobladores del México prehispánico; diversas culturas usaban el asfalto como pegamento, como medicina y como sacrificio religioso, ya que lo quemaban delante de sus ídolos. El chapopote, palabra que se deriva de los vocablos popechithi, que quiere decir perfume, y zaucatli, pegamento, era mercancía común en los mercados aztecas.

Aunque ya existían antecedentes de la explotación del petróleo en México, fue hasta 1882 cuando se inician en Tampico trabajos de exploración en forma sistemática. En 1900 se llevaron a cabo las primeras perforaciones en San Luis Potosí y ocho años después inició operaciones la primera refinería, de la casa Pearson, en Minatitlán.

La Revolución Mexicana de 1910 poco afectó al desarrollo de la industria petrolera en nuestro país. En 1916 brotó el que en su tiempo fue considerado el pozo petrolero de mayor producción en el mundo, Cerro azul 4, situado a 237 kilómetros al sur de Tampico. Se calcula en más de un millón y medio de metros cúbicos de gases los que salieron antes de que apareciera el petróleo. La altura del combustible que salió alcanzó 180 metros.

Para 1938, cuando el presidente Lázaro Cárdenas declaró la nacionalización de la industria petrolera, existían casi 400 compañías explotadoras y se habían perforado poco más de 200 pozos en el país. A partir de entonces, Petróleos Mexicanos (Pemex) ha sido la empresa encargada de administrar todo lo relativo a los hidrocarburos en México. Esta empresa paraestatal se ha constituido como la sexta petrolera en el mundo por su tamaño.

 

La clasificación del petróleo

Una de las desventajas con que se han encontrado los expertos al clasificar los diferentes tipos de petróleo comparado, por ejemplo, con la clasificación de otros combustibles como el carbón, estriba en que su composición elemental no es reportada con la misma extensión o amplitud. Las proporciones de los diferentes elementos en un petróleo varían ligeramente en un intervalo relativamente estrecho independientemente de la amplia variación en las propiedades físicas que van de los crudos más ligeros y con mayor movilidad a los bitumenes, en el otro extremo.

Los métodos de clasificación constituyen elementos indicativos de las características generales de un tipo de crudo. Uno de los sistemas más utilizados es el de gravedad específica o grado API. Por ejemplo, dentro de los crudos de un área específica, un crudo de 40 API (gravedad específica igual a 0.825) tiene, por lo general, un valor mayor que un crudo de 20 API (gravedad específica igual a 0.934) debido a que contiene más fracciones ligeras ­por ejemplo, gasolinas­ y menor cantidad de constituyentes pesados tales como los residuos asfalténicos. Así, se pueden encontrar cuatro tipos de crudos:

1. Crudos convencionales o ligeros (más de 20 API)
2. Crudos pesados (entre 10 y 20 API)
3. Crudos extra pesados (menos de 10 API y viscosidad máxima en el orden de las 10 000 mPas)
4. Arenas bituminosas o asfaltos naturales (menos de 10 API y viscosidads mayores de 10 000 mPas).

La valoración de un crudo también depende de su contenido de azufre. Cuanto mayor sea el contenido de azufre, menor será su precio en el mercado.

Por otra parte, el primer corte en las unidades de destilación del crudo también afecta su valor, ya que los crudos que dan lugar a valores intermedios, con menores requerimientos de posterior procesamiento y que satisfagan el uso final que los demanda tendrán, en general, un precio más alto.

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Los crudos mexicanos

México produce tres tipos de crudo: el Maya-22 pesado, que constituye casi la mitad del total de la producción; el Istmo-34, ligero, bajo en azufre, que representa casi un tercio del total de la producción; y el Olmeca-39, extra ligero, aproximadamente la quinta parte del total de la producción (cuadro 1).

CUADRO 1

Comparación de propiedades entre petróleos mexicanos (Olmeca, Istmo y Maya)

 Propiedades

 Olmeca

 Istmo

 Maya

Peso específico a 20/4 °C

 0.8261

 0.8535

 0.9199

Grado API

 39.16

 33.74

 21.85

Viscosidad SSU      
15.6 °C

 43.3

 65.6

 2156.0

21.1

 40.3

 57.8

 1054.0

25.0

 39.0

 54.5

 696.0

Factor de caracterización K

 12.00

 11.85

 11.63

Azufre total, % peso

 0.81

 1.45

 3.70

Carbón Ramsbottom, % peso

 1.62

 3.92

 10.57

Cenizas, % peso

 0.006

 0.007

 0.074

Insolubles en nC5, % peso

  /1.0

 3.0

 15.3

Insolubles en nC7, % peso

 /1.0

 2.09

 11.2

Aceites, % peso

 89.2

 89.2

 72.0

Parafinas, % peso

 13.4

 8.1

 3.6

Aceite desparafinado, % peso

 75.8

 81.1

 68.4

Resinas, % peso

 10.8

 7.8

 12.7

Una importante proporción del petróleo mexicano proviene de la llamada sonda de Campeche, en el Golfo de México, en donde se concentra una capacidad de producción estimada en 15 mil millones de barriles de los 49.8 mil millones de barriles que constituyen la reserva nacional total (la segunda en el hemisferio occidental, después de Venezuela), dada a conocer por el Gobierno Federal en marzo de 1997.

Otros centros de explotación se encuentran en Chiapas, Tabasco y Veracruz.

Aquí cabe señalar que, debido a la edad de los actuales yacimientos de crudo mexicano, especialmente los localizados en la sonda de Campeche, se puede observar cómo se presenta una menor producción de gas natural, dado que la proporción de gas natural asociada al crudo Maya extraído de esa zona es de tan sólo 59 por ciento (muy inferior al que se da con el crudo Istmo, 279 por ciento).

Lo anterior repercute en una reducción gradual en la producción de gas natural que se refleja claramente un los índices de importación del producto en los últimos años, además del aumento de los niveles de inventarios de combustóleos y residuos pesados.

El petróleo que se tiene en México es, en un 60 por ciento, crudo pesado, que da por resultado una alta producción de residuos que empobrecen la calidad y cantidad de los productos petroquímicos (cuadro 2). Por ejemplo, debido a las altas concentraciones de asfaltenos que contiene el crudo Maya (14.5 por ciento del total del residuo), además de cenizas y residuos de carbón (17.2 por ciento), aproximadamente el 32 por ciento de sus residuos extraídos no es útil para los fines de refinación. Es por ello que diversos organismos nacionales y extranjeros han estudiado profundamente diversas vías para el tratamiento y separación de estas fracciones.

CUADRO 2

Propiedades del petróleo mexicano Maya pesado en comparación con otro petróleo pesado estándar

 Propiedades

 Maya pesado

 Petróleo pesado estándar

 Análisis elemental    
 (peso %)    
 Carbón

 84.7

 86.68

 Hidrógeno

 10.4

 11.3

 Nitrógeno

 0.4

 0.35

 Sulfuros

 3.8

 1.0

 Contenido de cenizas

 0.05

 0.043

 Contenido de asfaltenos

 15

 4.69

 Viscosidad (SSF 50 °C)

 376

 112

 Grado API

 11.5

 14.7

 

A estos residuos pesados siempre se les ha utilizado para la preparación de asfalto e impermeabilizantes para inmuebles, pero existe la preocupación por encontrar un mayor número de usos.

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El combustóleo y la energía eléctrica

El uso de los combustóleos producto de los residuos de la refinación es indispensable para la generación eléctrica. Casi 66 por ciento de la producción nacional de electricidad se realiza en centrales termoeléctricas que usan hidrocarburos para su funcionamiento; entre las termoeléctricas, las que utilizan combustóleo aportan el 58 por ciento de la generación total.

En particular, la composición del combustóleo utilizado depende de dos factores: la naturaleza del crudo y el proceso de refinería del cual proviene. Así, durante la operación de destilación, la composición química no se altera, y la calidad del combustóleo o aceite residual es principalmente determinada por la calidad del petróleo crudo y puede ser expresada por medio de diversos factores (densidad, peso molecular medio, relación carbono/hidrógeno, contenido de metales, entre otros).

El combustóleo producido en nuestro país está constituido por carbón (84 a 87 por ciento), hidrógeno (10 a 14 por ciento), oxígeno y nitrógeno (2.6 por ciento), azufre (2.5 a 4 por ciento) y pequeñas cantidades de vanadio, niquel y sodio (cuadro 3). Pese a su importancia para la generación eléctrica, es un hecho que la evolución histórica del rendimiento del combustóleo, al volverse cada vez más pesado, muestra una disminución consistente pasando de aproximadamente 60 por ciento en 1940 a casi 33 por ciento en la actualidad, lo que supone efectos sobre el medio ambiente en particular relacionados con la emisión de gases contaminantes a la atmósfera durante su combustión.

CUADRO 3

Características del combustóleo pesado.

Análisis típico

 P.c. a 40 °C

 0.978/0.995

 Temperatura de inflamación

 66/100

 Temperatura de escurrimiento

 0/+12

 Viscosidad a 50 °C. SSF

 450/590

 Agua y sedimento, % vol.

 0.05/0.3

 Carbón Ramsbottom, % peso

 13/16

 Azufre, % peso

 2.6/4.0

 Insolubles en pentano, % peso

 13/20

 Níquel, ppm.

 35/60

 Vanadio, ppm.

 200/350

 Sodio, ppm.

 30/90

 Valor calorífico bruto, BTU/lb.

 18 000/18 600

 

Aunque los sectores eléctricos de los países más desarrollados han enfrentado la problemática del uso del combustóleo como combustible para la generación de electricidad mediante la inversión en la renovación de la infraestructura de sus termoeléctricas, debido a los altos costos de estas medidas los especialistas mexicanos han enfocado sus investigaciones para enfrentar los problemas de degradación del combustóleo hacia el mejoramiento de la eficiencia de combustión y en la disminución tanto de la contaminación ambiental como de los daños producidos en los generadores de vapor por los efectos corrosivos del vanadio y del sodio. Además, se ha estudiado a fondo la aplicación de mezclados con destilados medios, que aumenten la calidad del combustóleo final.

Los residuos de la destilación a vacío y desintegración catalítica son mucho más pesados que los obtenidos por destilación atmosférica, por lo cual generalmente son mezclados con destilados medios, que determinan la calidad del combustóleo final.

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Perspectivas y necesidades

En 1996, la producción petrolera del país se incrementó en un 9 por ciento, el más significativo en los últimos 10 años, y durante 1997 se planteó la meta de producir 3.1 millones de barriles diarios, de los cuales 1.7 millones serían para el mercado internacional.

Pese a la inestabilidad del mercado petrolero, cuyos precios cayeron a los niveles más bajos desde 1986, en el primer trimestre de 1998 Pemex logró cumplir con su programa de exportación al colocar hasta 1.96 millones de barriles por día en el exterior, pero la empresa se ha declarado cautelosa en el pronóstico del comportamiento del mercado internacional a corto plazo.

Es un hecho que esta crisis puso de manifiesto la cada vez mayor diferencia entre los precios de los crudos pesados y ligeros, lo que redunda en significativas pérdidas de mercado para el combustible nacional; sin embargo, esta brecha podría modificarse de acuerdo con los desarrollos tecnológicos que aumenten la calidad de los procesos de explotación de los hidrocarburos y, por tanto, les otorguen un valor agregado, redefiniendo su competitividad internacionalmente.

Para el sector eléctrico nacional y la industria en general, contar con combustibles de mayor calidad contribuiría a un mejor uso de los mismos en la generación de calor en calderas y hornos, así como a su empleo en los ciclos de generación para la producción de energía eléctrica. Es por ello que deben apoyarse los esfuerzos para eficientar el tratamiento y procesamiento de crudos y residuos pesados mexicanos.

 

Bibliografía

30 años al servicio de la industria petrolera nacional, IMP, México, 1995, 104 p.

Calderón, Francisco, El impacto de los recursos petroleros para la empresa mexicana, Grupo Expansión, 1980, 123 p.

Hidrocarburos y socioeconomía, Foros de consulta permanente del Programa universitario de energía, UNAM, México, 1983, 238 p.

Mancke, Richard B., Mexican oil and natural gas. Political, strategic and economic implications, Prangel Publishers, New York, USA, 1979, 247 p.

Pazos, Luis, Mitos y realidades del petróleo mexicano, Ed. Diana, 1989, 152 p.

Peterson, James A., Petroleum geology and resources of southern Mexico, northern Guatemala and Belize, United States, Department of the Interior, New Jersey. USA, 44 p.

Ramírez Ortiz, José Antonio, Evaluación tecnológica para el tratamiento de crudos pesados y su integración con los procesos de gasificación, UNAM, 1994, 171 p.

 

Redacción de Alan Sandoval A., colaborador del Departamento de Difusión Tecnológica.

 

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