FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE EXPLOTACIÓN DEL PETRÓLEO
Programa de la Asignatura: QUÍMICA PARA EXPLOTACIÓN DE YACIMIENTOS
Clave: 1631 Núm. de créditos: 09
Carrera: ING. PETROLERO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 96
Semestre: 6º
Horas a la semana:
Teoría: 3.0 Obligatoria: SI
Prácticas: 3.0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
1. El alumno aplicará los conceptos de la Química que se manejan en
las diferentes áreas de ejercicio de las Ingenierías Petrolera,
Geotérmica y Geohidrológica.
2. El alumno manejará, con aplicación en las áreas de ejercicio de las
Ingenierías Petrolera, Geotérmica y Geohidrológica, las propiedades
físicas y quìmicas del petróleo, del gas natural, del agua y de las
sustancias asociadas.
3. El alumno explicará las propiedades fundamentales de los principales
productos de la refinación del petróleo, así como los correspondientes
procesos de producción y en forma general el equipo básico que integra
a las plantas de proceso. Explicará en qué consisten la Industrias
Petroquímica y Geotérmica. Describirá las principales sustancias pe-
troquímicas básicas y generalidades sobre su obtención.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I. INTRODUCCION, MATERIA Y ENERGIA 1
II. FORMULAS, ECUACIONES, ESTEQUIOMETRIA 5
III. SOLUCIONES Y REACCIONES EN SOLUCION ACUOSA 8
IV. ANTECEDENTES DE QUIMICA ORGANICA 6
V. HIDROCARBUROS 8
VI. PRINCIPALES DERIVADOS OXIGENADOS
DE LOS HIDROCARBUROS 6
VII. COMPOSICION, CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LOS
PETROLEOS DE MEXICO 2
VIII. ELEMENTOS DE REFINACION, TRATAMIENTO DE GAS 7
IX. ELEMENTOS DE PETROQUIMICA 5
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PRACTICAS DE LABORATORIO Nos.1 AL 19, ANEXOS A,B, y C 48
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ASIGNATURA ANTECEDENTE OBLIGATORIA :
FISICOQUÍMICA DE EXPLOTACIÓN
ASIGNATURA ANTECEDENTE :
QUÍMICA
ASIGNATURA CONSECUENTE :
TERMINACIÓN Y REPARACIÓN DE POZOS
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. INTRODUCCION, MATERIA Y ENERGIA.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno explicará las características del estudio de la
materia y de la energìa.
CONTENIDO:
I.1 Qué es materia; clases o tipos de materia.
La microestructura de la materia.
I.2 Qué es energía. Calor y Temperatura.
II. FORMULAS, ECUACIONES, ESTEQUIOMETRIA.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO.
El alumno realizará la aplicación del concepto peso
atómico en las ecuaciones y fórmulas donde el mol es lo
fundamental.
CONTENIDO:
II.1 Combinaciones y conjuntos de átomos.
II.2 Pesos atómicos y otras masas. El mol.
II.3 Fórmulas estequiométricas
II.4 Ecuaciones químicas.
II.5 Estequiometría de reacciones.
Se efectuarán las prácticas de laboratorio Nos. 1 al 5,
según Anexo A.
III. SOLUCIONES Y REACCIONES EN SOLUCION ACUOSA.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno aplicará los conceptos básicos para elaborar
mezclas y soluciones a diferentes concentraciones.
CONTENIDO:
III.1 Mezclas, tipos de solución, concentración y
solubilidad.
III.2 Relaciones ácido - base; reacciones de precipitación.
III.3 Ecuación neta para reacciones en solución acuosa.
III.4 Balance de ecuaciones (oxidación y reducción)
Se efectuarán las prácticas de laboratorio Nos. 6 al 11
según Anexo B.
IV. ANTECEDENTES DE QUIMICA ORGANICA.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno empleará los conceptos de la química inorgánica
relativos a los hidrocarburos y los principales compuestos
relacionados con éstos.
CONTENIDO:
IV.1 Definición de Química Orgánica.
IV.2 Naturaleza química de los compuestos orgánicos.
IV.3 Hidrocarburos, sus isómeros y polímeros. Radicales,
fórmulas desarrolladas y condensadas.
IV.4 Derivados oxigenados de los hidrocarburos. Funciones:
alcohol, aldehido, cetona, ácido. Radicales.
Fórmulas desarrolladas, condensadas y nomenclatura.
IV.5 Funciones éter y éster. Fórmulas desarrolladas,
condensadas y nomenclatura.
V. HIDROCARBUROS.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno explicará, para su manejo en relación con el
petróleo, las propiedades físicas y químicas genéricas
de las familias de hidrocarburos, así como las propiedades
específicas de los hidrocarburos importantes.
CONTENIDO:
V.1 Alcanos y cicloalcanos. Definiciòn y fórmula general,
propiedades físicas y químicas genéricas. Alcanos
importantes.
V.2 Alquenos y cicloalquenos. Definición y fórmula
general, propiedades físicas y químicas genéricas.
Alquenos importantes.
V.3 Alquinos. Definición y fórmula general, propiedades
físicas y químicas genéricas. Alquinos importantes.
V.4 Aromáticos. Definición y fórmula general, propiedades
físicas y químicas genéricas. Aromáticos importantes.
VI. PRINCIPALES DERIVADOS OXIGENADOS DE LOS HIDROCARBUROS.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno describirá las fórmulas, así como las propiedades
físicas y químicas de los importantes derivados oxigenados
de los hidrocarburos.
CONTENIDO:
VI.1 Principales alcoholes. Fórmula, propiedades, origen
y usos.
VI.2 Principales aldehidos. Fórmula, propiedades, origen
y usos.
VI.3 Principales cetonas. Fórmula, propiedades, origen
y usos.
VI.4 Principales ácidos. Fórmula, propiedades, origen
y usos.
VII. COMPOSICION, CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LOS PETROLEOS EN MEXICO.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno describirá la caracterización de los petróleos
crudos de México. Realizará las determinaciones correspon-
dientes en prácticas de laboratorio, con aplicación a los
procesos de producción de pozos, tratamiento de campo y
transporte por ductos.
CONTENIDO:
VII.1 Definición de petróleo y de gas natural.
VII.2 Composición de los petróleos y los gases naturales.
VII.3 Clasificaciones de los petróleos.
VII.4 Los petróleos de México.
Se efectuarán las prácticas de laboratorio Nos. 12 y 13
según Anexo C.
VIII. ELEMENTOS DE REFINACION DEL PETROLEO, TRATAMIENTO DE GAS.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno describirá las propiedades fundamentales de los
principales productos de la refinación del petróleo así
como los correspondientes procesos de producción y, en
forma general, el equipo básico que integra las plantas de
proceso.
CONTENIDO:
VIII.1 Fracciones del petróleo y del gas natural: gasolina,
kerosina, gasóleo, residuo, gas comercial y gas
licuado.
VIII.2 Procesos de refinación y sus equipos.
VIII.2.1 Destilación normal y al vacio. Hornos.
VIII.2.2 Fraccionamiento. Torres de burbujeo.
VIII.2.3 Desintegración térmica y catalítica.
Reactores.
VIII.2.4 Otros procesos catalíticos de refinación.
VIII.2.5 Otros procesos fisicoquímicos.
VIII.2.6 Tratamiento básico de fracciones crudas.
VIII.2.7 Equipo complementario: calderas, bombas,
compresores, cambiadores de calor, enfria-
dores, torres de enfriamiento, tanques,
equipo de control e instrumentación.
VIII.3 Principales productos comerciales obtenidos en las
refinerías: gas licuado, gasolinas, kerosinas,
combustible diesel, aceite combustible industrial,
aceites lubricantes, grasas, parafinas y asfaltos.
VIII.4 Diagrama de bloques de una refinería.
VIII.5 Tratamiento de gas.
VIII.6 Absorción y condensación
VIII.6.1 Proceso de absorción por solventes para
remoción de hidrocarburos licuables, de
gas ácidos y de agua.
VIII.6.2 Proceso de absorción.
VIII.6.3 Proceso de condensación (plantas
criogénicas y otras)
IX. ELEMENTOS DE PETROQUIMICA.
ANTECEDENTES:
Química.
OBJETIVO:
El alumno explicará en qué consiste la industria
petroquímica básica y su proyección a la industria
petroquímica derivada. Conocerá las principales
substancias petroquìmicas básicas y generalidades
sobre su obtención. Ademàs, comprenderá en qué con-
siste la industria geotérmica.
CONTENIDO:
IX.1 Objetivo y función de las industrias petroquímicas
y geotérmica. Petroquímicas básica y derivada.
IX.2 Características generales de los procesos de
transformación petroquímica.
IX.2.1 Isomerización.
IX.2.2 Polimerización.
IX.2.3 Síntesis.
IX.2.4 Oxidación.
IX.2.5 Cloración.
IX.2.6 Otros.
IX.3 Principales compuestos petroquímicos básicos y
su importancia en las áreas de fertilizantes,
plásticos, hules sintéticos, textiles, recubri-
mientos y otros: etileno, polietileno, propileno,
butadieno, estireno, isoreno, metanol y derivados,
óxido de etileno, derivados del etileno, amoniaco,
urea y otros.
ANEXO A: PREPARACION DE SOLUCIONES.
ANTECEDENTES:
Temas I y II de esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno manejará la balanza analítica y preparará
las soluciones para cuantear las diferentes sales que
contiene el agua y que incide en forma directa en las
incrustaciones de dichas sales en las instalaciones de
producción y plantas del campo.
PRACTICA 1. Manejo de la balanza analítica.
PRACTICA 2. Preparación de una solución valorada de
nitrato de plata.
PRACTICA 3. Preparación de una solución valorada de
ácido clorhídrico.
PRACTICA 4. Preparación de una solución valorada de EDIA.
PRACTICA 5. Preparación de una solución valorada de
dicromato de potasio.
ANEXO B. ANALISIS QUIMICO DE AGUA DE FORMACION.
ANTECEDENTES:
Temas III de esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno cuantificará con las soluciones preparadas,
el contenido de sales minerales en el agua.
PRACTICA 6. Determinación de cloruros.
PRACTICA 7. Determinación de carbonatos y bicarbonatos.
PRACTICA 8. Determinación de sulfatos.
PRACTICA 9. Determinación de bario.
PRACTICA 10. Determinación de calcio y magnesio.
PRACTICA 11. Determinación de fierro.
ANEXO C. ANALISIS DE ACEITES CRUDOS.
ANTECEDENTES:
Temas IV a VII de esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno efectuará las determinaciones físicas a que se
someten los aceites crudos, empleando para ello
equipo diverso de laboratorio.
PRACTICA 12. Determinación del peso específico.
PRACTICA 13. Determinación de la viscosidad Saybolt.
PRACTICA 14. Destilación Engler.
PRACTICA 15. Determinación de los puntos de inflamación
y de ignición.
PRACTICA 16. Coeficiente de dilatación.
PRACTICA 17. Determinación del contenido de parafinas.
PRACTICA 18. Determinación del contenido de asfaltenos.
PRACTICA 19. Cuanteo de agua y sedimentos.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula(X)
Ejercicios fuera del aula ( ) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas (X)
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación ( )
Prácticas de taller o laboratorio(X)
Prácticas de campo ( )
Otras:
BIBLIOGRAFIA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
TEXTOS BASICOS
RUSSOLL B., John I, II, III
“Química General”.
Mc-Graw Hill
México, 1985
American Society for Testing Todos
materials
Standars on Petroleum Products
and Lubricants
E.E.U.U.
GRUSE W.A. y STEVENS R. Donald IV
“Chemical Technology of Petroleum”.
Ed. Omega.
E.E.U.U., 1982.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
Manual de la Gerencia de Ventas VII, VIII
Petroleos Mexicanos.
WINTHIER, P. IX
“El Petróleo, Refino y Tratamiento Químico”.
Ed. CEPSA, S.A.
México,. 1973