Ubicado un yacimiento, se perfora el terreno hasta llegar al mismo. Se monta una torre metálica de 40-50 metros de altura que sostendrá los equipos y el subsuelo se taladra con un trépano que cumple un doble movimiento: avance y rotación. Tanto el trépano como la barra que lo acciona tienen conductos internos para que circule una suspensión acuosa de bentonita, arcilla amarillenta de adhesividad apropiada. Esa suspensión enfría al trépano y arrastra el material desmenuzado hacia la superficie.
En su boca los pozos tiene 50 cm de diámetro pero éste es de menor a mayor profundidad. Antes se perforaba verticalmente pero ahora se trabaja en cualquier dirección usando barras articuladas. Estos dispositivos permiten "dirigir" el trépano, sorteando obstáculos. Así, en Comodoro Rivadavia, se extrae petróleo de yacimientos situados bajo la ciudad sin necesidad de erigir torres en el núcleo urbano.
En Mendoza hay pozos de 1 500 a 1 800 metros pero en Salta se ha necesitado 4 000 metros de profundidad. a medida que progresa la perforación se insertan caños de acero, adosados al terreno con cemento, para impedir desmoronamientos e infiltración de agua. En la proximidad del yacimiento escapan gases. Entonces se extreman las precauciones. En algunas oportunidades la gran presión de dichos gases origina la surgencia natural, espontánea y descontrolada, con riesgos de inflamación. Después el petróleo fluye lentamente siendo conducido a depósitos. Cuando la presión natural disminuye el petróleo se bombea mecánicamente.
El rendimiento promedio de los pozos argentinos no es alto, está comprendido entre 10 y 20 m3/día. En casos excepcionales se registran hasta 500 m3/día. Los países anglosajones valúan el volumen extraído en una unidad convencional: el barril. Un barril equivale a 36 galones, cada uno de ellos de 4,5 litros, de donde:
1 barril = 36 x 4,5 litros = 162 litros = 0,162 m3
Tratamiento y transporte del petróleo crudo
El petróleo extraído del pozo se denomina crudo. Como no se lo consume directamente, ya en el propio yacimiento sufre algunos tratamientos:
El metano: CH4, y el etano: C2H6, componen el gas seco, así llamado porque no se licua por compresión. El gas seco se utiliza como combustible en el yacimiento o se inyecta en los gasoductos, mezclándolo con el gas natural.
Otros dos hidrocarburos, el propano: C3H8, y el butano: C4H10, constituyen el gas húmedo que se licua por compresión. El gas líquido se envasa en cilindros de acero de 42-45 kg., comercializados como "Supergás" y también en garrafas de 10-15 kg. La apertura de la válvula, que los recoloca a presión atmosférica, lo reconvierte en gas.
El crudo se envía de los yacimientos a las destilerías que, en nuestro país, están en los centros de consumo y no en la región productora. se recurre a diversos medios:
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Por vía terrestre: vagones-tanque del ferrocarril o camiones con acoplado.
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Por vía marítima: buques petroleros, también llamados barcos cisterna o buques-tanque, con bodegas de gran capacidad. Japón ha botado petroleros gigantescos, "supertanques" con 400 metros de eslora, que acarrean hasta 500 000 m3.
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Mecánicamente el crudo se transporta por oleoductos de 30-60 cm de diámetro con estaciones en el trayecto para bombearlo, calentándolo para disminuir su viscosidad. Los poliductos se destinan al transporte alternativo de los diferentes subproductos.
Destilación primaria del petróleo crudo
En las destilerías se destila fraccionadamente al petróleo. Como está compuesto por más de 1 000 hidrocarburos, no se intenta la separación de cada uno de ellos. Es suficiente obtener fracciones, de composición y propiedades aproximadamente constantes, destilando entre dos temperaturas prefijadas. La operación requiere varias etapas; la primera de ellas es la destilación primaria, o topping.
El crudo se calienta a 350ºC y se envía a una torre de fraccionamiento, metálica y de 50 metros de altura, en cuyo interior hay numerosos "platos de burbujeo". Un plato de burbujeo es una chapa perforada, montada horizontalmente, habiendo en cada orificio un pequeño tubo con capuchón. De tal modo, los gases calientes que ascienden por dentro de la torre atraviesan al líquido más frío retenido por los platos. Tan pronto dicho líquido desborda un plato cae al inmediato inferior.
La temperatura dentro de la torre de fraccionamiento queda progresivamente graduada desde 350ºC en su base, hasta menos de 100ºC en su cabeza. Como funciona continuamente, se prosigue la entrada de crudo caliente mientras que de platos ubicados a convenientes alturas se extraen diversas fracciones. Estas fracciones reciben nombres genéricos y responden a características bien definidas, pero su proporción relativa depende de la calidad del crudo destilado, de las dimensiones de la torre de fraccionamiento y de otros detalles técnicos.
De la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de destilería" recibe el mismo tratamiento que el de yacimiento y el gas seco se une al gas natural mientras que el licuado se expende como Supergás o en garrafas.
Las tres fracciones líquidas más importantes son, de arriba hacia abajo, es decir, de menor a mayor temperatura de destilación:
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Naftas: Estas fracciones son muy livianas (densidad = 0,75 g/ml) y de baja temperatura de destilación: menor de 175ºC. Están compuestas por hidrocarburos de 5 a 12 átomos de carbono.
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Kerosenes: Los kerosenes destilan entre 175ºC y 275ºC, siendo de densidad mediana (densidad = 0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 12 18 átomos de carbono.
Gas oil: El gas oil es un líquido denso (0,9 g/ml) y aceitoso, que destila entre 275ºC y 325ºC. Queda un residuo que no destila: el fuel oil, que se extrae de la base de la torre. Es un líquido negro y viscoso de excelente poder calorífico: 10 000 cal/g. Una alternativa es utilizarlo como combustible en usinas termoeléctricas, barcos, fábricas de cemento y de vidrio, etc. La otra, es someterlo a una segunda destilación fraccionada: la destilación conservativa, o destilación al vacío, que se practica a presión muy reducida, del orden de pocos milímetros de mercurio. Con torres de fraccionamiento similares a las descriptas se separan nuevas fracciones que, en este caso, resultan ser aceites lubricantes, livianos, medios y pesados, según su densidad y temperaturas de destilación. El residuo final es asfalto, imposible de fraccionar. En la Argentina se dispone de casi un millón de metros cúbicos anuales de asfalto, utilizado para pavimentación e impermeabilización de techos y cañerías.
Destilación secundaria, o cracking
Los petróleos argentinos, en general, producen poca cantidad de naftas. El porcentaje promedio respecto del crudo destilado es del 10%. Para aumentarlo se emplea un tercer procedimiento: la destilación secundaria, destilación destructiva o cracking. Las fracciones "pesadas" como el gas oil y el fuel oil se calientan a 500ºC, a presiones del orden de 500 atm, en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores, que coadyuvan en el proceso. De allí que se mencione el "cracking catalítico". En esas condiciones la molécula de los hidrocarburos con muchos átomos de carbono se rompe formando hidrocarburos más "livianos", esto es, de menor número de átomos de carbono en su molécula. La siguiente ecuación ilustra el hecho acaecido:
C18H36 = C8H16 + C8H18 + CH4 + C
La ruptura de la molécula de 18 átomos de carbono origina nuevos hidrocarburos, dos de ellos de 8 átomos de carbono cada uno, iguales a los que componen las naftas. Otro hidrocarburo formado es el metano: CH4. Y queda un residuo carbonoso: el coque de petróleo.
Las fracciones obtenidas mediante el cracking se envían a torres de fraccionamiento para separar:
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gases,
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naftas y eventualmente kerosene,
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y residuos incorporables a nuevas porciones de gas oil y de fuel oil.
Gracias al cracking se eleva el rendimiento de las naftas hasta el 40-50%.
