Metales pesados en el Crudo

Diego PedrazaAndrés Ariza

Químicamente, un metal es una sustancia que tiende a ceder su o sus electrones del último orbital, para alcanzar una configuración electrónica más estable. Al ceder su electrón, el metal adquiere una carga positiva, es decir, tienden a formar cationes.Los metales pesados se definen como aquellos que tienen una densidad de al menos cinco veces la del agua, (la densidad del agua es de aproximadamente 5000 kg/m3 a 1 atm de presión y 4 °C de temperatura).

Entre los metales pesados que podemos encontrar en el crudo están:

Silicio (Si), Vanadio(V), Níquel(Ni), Estaño (Sn), Plomo (Pb), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Hierro (Fe), Aluminio (Al), Sodio (Na), Titanio(Ti) y Oro (Au)

Formas de los metales en el crudo:

a) Como metaloporfirinas (Ni, V, Fe)b) Como complejos con metales de transición de V, Ni, Fe, Cu, Co y Cr.c) Como compuestos organometalicos de Hg, Sb (antimonio) y As.d) Como ácidos carboxílicos y sus sales de Mo y Zn.e) Como minerales coloidales de sílice y cloruro de sodio

El V y el Ni

Por lejos, V y Ni han sido los metales mas determinados en crudos por su significación como trazadores geoquímicos.El Ni tiene el efecto mas dañino sobre la selectividad de los catalizadores (reduce elrendimiento de los procesos catalíticos).Muchas propiedades físicas, tales como flujo por viscosidad dependen del arreglo geoquímico del V en las porfirinas.

Aplicaciones del Vanadio Se emplea en acero inoxidable usado en instrumentos

quirúrgicos y herramientas, en aceros resistentes a la corrosion, y mezclado con aluminio en aleaciones de titanio empleadas en motores de reacción. También, en aceros empleados en ejes de ruedas y cigüeñales, engranajes, y otros componentes críticos.

Es un importante estabilizador: se utiliza en los vehículos para darle un mayor agarre en las llantas y así tener una mayor capacidad de carburos en la fabricación de aceros.

Se emplea en algunos componentes de reactores nucleares.

Forma parte de algunos imanes superconductores. Algunos compuestos de vanadio se utilizan como

catalizadores en la producción de anhídrido maleico y ácido sulfúrico. Concretamente, es muy usado el pentóxido de vanadio, V2O5, que también se emplea en cerámica.

Aplicaciones del Niquel

Alnico, aleación para imanes. El mu-metal se usa para apantallar campos

magnéticos por su elevada permeabilidad magnética.

Las aleaciones níquel-cobre (monel) son muy resistentes a la corrosión, utilizándose en motores marinos e industria química.

La aleación níquel-titanio (nitinol-55) presenta el fenómeno de efecto térmico de memoria (metales) y se usa en robótica, también existen aleaciones que presentan superplasticidad.

Crisoles de laboratorios químicos. Níquel Raney: catalizador de la hidrogenación de

aceites vegetales. Se emplea para la acuñación de monedas, a veces

puro y, más a menudo, en aleaciones como el cuproníquel

Vanadio

Niquel

Hierro

reacciona con el sulfuro de hidrogeno y los sulfuros produciendo sulfuros de hierro que cubre la superficie de los catalizadores y degrada su actividad y selectividad.

Aplicacines del Hierro

El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al materialEl acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.

Compuestos Inorganicos u Organometalicos

Los metales en el crudo pueden ser inorgánicos o compuestos organometalicos (unión carbonometal). Es así que el hierro puede estar en el crudo como cloruro, óxido y sulfuro (inorgánico) o comonaftenato y porfirina (orgánico).

Las proporciones de ambos pueden variar pero la relación inorgánica – orgánica es en general 40-50 a 60-50 respectivamente.

Cracking y coquificacion

A pesar de ser muy pequeña la cantidad de estos metales en el crudo, no debe olvidarse que tienen un notable efecto catalítico para ciertas reacciones de cracking y coquificación.

Especialmente perjudicial, es la existencia de vanadio, plomo, níquel y hierro.