Petróleo de esquisto

El petróleo de esquisto (en inglés: shale oil) es un petróleo no convencional producido a partir de esquistos bituminosos mediante pirólisis, hidrogenación o disolución térmica. Estos procesos convierten a la materia orgánica contenida dentro de la roca (querógeno) en petróleo sintético y gas. El petróleo resultante puede ser utilizado como combustible o ser mejorado para ajustarse a las especificaciones del material que alimenta una refinería mediante el agregado de hidrógeno y la eliminación de impurezas tales como azufre y nitrógeno. Los productos refinados pueden ser utilizados para los mismos fines que aquellos obtenidos a partir del petróleo crudo.

Historia

Tres colinas de escombros de esquistos en West Lothian, evidencia de la primitiva industria de parafina de petróleo en el siglo XIX en Escocia.

El petróleo de esquisto fue una de las primeras fuentes de aceite mineral usadas por los humanos.[1]​ Su uso más antiguo del cual existan registros fue en Suiza y Austria a comienzos del siglo XIV.[2]​ En 1596, el médico personal de Frederick I, duque de Württemberg escribió acerca de sus propiedades curativas.[3]​ El petróleo de esquisto fue utilizado para alumbrar las calles de Modena, Italia a comienzos del siglo XVII.[3]​ La Corona británica otorgó una patente a tres personas en 1694 que habían «encontrado la manera de extraer y producir grandes cantidades de pitch, brea, y aceite de un cierto tipo de roca».[3]​[4]​[5]​ Posteriormente comercializado como Betton's British Oil, se promocionaba diciendo que el producto destilado había sido «probado por buzos en dolores y contusiones con gran efecto beneficioso».[6]​ Las industrias modernas de extracción de shale oil se crearon en Francia hacia 1830 y en Escocia durante la década de 1840.[7]​ El petróleo era utilizado como combustible, como lubricante, y como aceite para lámpara; la revolución industrial había aumentado la demanda de iluminación. Servía para reemplazar al aceite de ballena que era cada vez más escaso y costoso.[3]​[8]​[9]​

Durante finales del siglo XIX, se construyeron plantas para extracción de shale oil en Australia, Brasil y Estados Unidos. China (Manchuria), Estonia, Nueva Zelanda, Sudáfrica, España, Suecia, y Suiza producían shale oil a comienzos del siglo XX. El descubrimiento de petróleo crudo en Medio Oriente a mediados del siglo XX paralizó a la mayoría de estas industrias, aunque Estonia y Noreste de China mantuvieron operativas sus industrias de extracción hasta comienzos del siglo XXI.[7]​[10]​[11]​ En respuesta al aumento de los costos del petróleo a comienzos del siglo XXI, han recomenzado operaciones de extracción y/o de exploración en Estados Unidos, China, Australia, y Jordania.[11]​

Procesos de extracción

El petróleo de esquisto puede extraerse mediante pirólisis, hidrogenación, o disolución térmica.[12]​[13]​ La pirólisis de la roca es realizada en un retorta, situada encima del suelo o dentro de la propia formación de roca. En 2008 la mayor parte de las industrias extractivas de shale oil extraían, trituraban y transportaban la roca hasta una instalación de retortas, aunque se han probado algunas técnicas experimentales que permiten extraer el petróleo in-situ en el mismo lugar de extracción. La temperatura a la cual el querógeno se descompone en hidrocarburos estables varía según el tiempo del proceso. En la descomposición sobre suelo el proceso comienza sobre los 300 °C, pero puede acelerarse y completarse a temperaturas más altas. Las descomposición se realiza de forma óptima entre 480 y 520 °C. [12]​

Los procesos de hidrogenación y disolución térmica (mediante procesos de reactivos de fluidos) permiten extraer el petróleo usando un donante de hidrógeno, disolventes o una combinación de estos. La disolución térmica implica la aplicación de disolventes a una elevada temperatura y presión, incrementando la salida de petróleo por craqueo de la materia orgánica disuelta. Diferentes métodos producen shale oil con diferentes propiedades.[13]​[14]​[15]​[16]​

Una medida crítica para estudiar la viabilidad de la extracción del shale oil es la relación entre la energía producida por el shale oil extraído respecto a la cantidad de energía necesaria para extraerlo y procesarlo, una relación denominada "Energía retornada respecto a energía invertida" (en inglés Energy Returned on Energy Invested). En 1984 un estudio estimó que la relación para varios depósitos de shale oil variaba entre 0'7 y 13'3.[17]​

Estudios más recientes indican que la relación de los shale oil variaría entre 2 y 16, dependiendo de si la energía consumida es contada a su vez como energía producida.[18]​ Royal Dutch Shell informó sobre relaciones entre 3 y 4 en extracciones que desarrollaron tecnologías de procesamiento in situ."[19]​[20]​

Véase también

Referencias

  1. ↑ Dostrovsky, I. (1988). Energy and the Missing Resource: A View from the Laboratory. Cambridge University Press. p. 18. ISBN 978-0-521-31965-2. Consultado el 2 de junio de 2009. 
  2. ↑ Oil Shale (PDF). Colorado School of Mines. 2008. p. 2. Consultado el 24 de diciembre de 2008.  (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
  3. ↑ a b c d Moody, Richard (20 de abril de 2007). Oil & Gas Shales, Definitions & Distribution In Time & Space. In The History of On-Shore Hydrocarbon Use in the UK (PDF). Geological Society of London. p. 1. Archivado desde el original el 6 de febrero de 2012. Consultado el 10 de enero de 2009. 
  4. ↑ Louw, S. J.; Addison, J. (1985). Seaton, A., ed. Studies of the Scottish oil shale industry. Vol.1 History of the industry, working conditions, and mineralogy of Scottish and Green River formation shales. Final report on US Department of Energy (PDF). Institute of Occupational Medicine. p. 35. DE-ACO2-82ER60036. Archivado desde el original el 26 de julio de 2011. Consultado el 5 de junio de 2009. 
  5. ↑ Cane, R. F. (1976). Teh Fu Yen; Chilingar, George V., eds. Oil Shale. Amsterdam: Elsevier. p. 56. ISBN 978-0-444-41408-3. Consultado el 5 de junio de 2009. 
  6. ↑ Forbes, R. J. (1970). A Short History of the Art of Distillation from the Beginnings Up to the Death of Cellier Blumenthal. Brill Publishers. p. 250. ISBN 978-90-04-00617-1. Consultado el 2 de junio de 2009. 
  7. ↑ a b Francu, Juraj; Harvie, Barbra; Laenen, Ben; Siirde, Andres; Veiderma, Mihkel (mayo de 2007). A study on the EU oil shale industry viewed in the light of the Estonian experience. A report by EASAC to the Committee on Industry, Research and Energy of the European Parliament (PDF). European Academies Science Advisory Council. pp. 1; 5; 12. Consultado el 7 de mayo de 2011. 
  8. ↑ Doscher, Todd M. «Petroleum». MSN Encarta. Archivado desde el original el 21 de abril de 2008. Consultado el 22 de abril de 2008. 
  9. ↑ «Oil Shale». American Association of Petroleum Geologists. Consultado el 31 de marzo de 2008. 
  10. ↑ Survey of energy resources (PDF) (21 edición). World Energy Council (WEC). 2007. ISBN 0-946121-26-5. Archivado desde el original el 9 de abril de 2011. Consultado el 13 de noviembre de 2007. 
  11. ↑ a b Dyni, John R. (2006). Geology and resources of some world oil-shale deposits. Scientific Investigations Report 2005–5294 (PDF). United States Department of the Interior, United States Geological Survey. pp. 1-42. Consultado el 9 de julio de 2007. 
  12. ↑ a b Koel, Mihkel (1999). «Estonian oil shale». Oil Shale. A Scientific-Technical Journal (Estonian Academy Publishers) (Extra). ISSN 0208-189X. Consultado el 24 de diciembre de 2008. 
  13. ↑ a b Luik, Hans (8 de junio de 2009). «Alternative technologies for oil shale liquefaction and upgrading» (PDF). International Oil Shale SymposiumTallinn University of Technology (Tallinn, Estonia). Archivado desde el original el 24 de febrero de 2012. Consultado el 9 de junio de 2009. 
  14. ↑ Gorlov, E. G. (octubre de 2007). «Thermal Dissolution Of Solid Fossil Fuels» (PDF). Solid Fuel Chemistry (Allerton Press, Inc.) 41 (5): 290-298. ISSN 1934-8029. doi:10.3103/S0361521907050047. Consultado el 9 de junio de 2009. 
  15. ↑ Koel, Mihkel; Ljovin, S.; Hollis, K.; Rubin, J. (2001). «Using neoteric solvents in oil shale studies» (PDF). Pure and Applied Chemistry (Blackwell Science) 73 (1): 153-159. ISSN 0033-4545. doi:10.1351/pac200173010153. Consultado el 22 de enero de 2010. 
  16. ↑ Baldwin, R. M.; Bennett, D. P.; Briley, R. A. (1984). «Reactivity of oil shale towards solvent hydrogenation» (PDF). American Chemical Society. Division of Petroleum Chemistry (American Chemical Society) 29 (1): 148-153. ISSN 0569-3799. Consultado el 22 de enero de 2010. 
  17. ↑ Cleveland, Cutler J.; Costanza, Robert; Hall, Charles A. S.; Kaufmann, Robert (31 de agosto de 1984). «Energy and the U.S. Economy: A Biophysical Perspective» (PDF). Science (American Association for the Advancement of Science) 225 (4665): 890-897. ISSN 0036-8075. PMID 17779848. doi:10.1126/science.225.4665.890. Consultado el 28 de agosto de 2007. 
  18. ↑ Brandt, Adam R. (2009). «Converting Green River oil shale to liquid fuels with the Alberta Taciuk Processor: energy inputs and greenhouse gas emissions» (PDF). Energy & Fuels (American Chemical Society) 23 (12): 6253-6258. ISSN 0887-0624. doi:10.1021/ef900678d. Consultado el 4 de julio de 2011. (requiere suscripción). 
  19. ↑ Oil Shale Test Project. Oil Shale Research and Development Project (PDF). Shell Frontier Oil and Gas. 15 de febrero de 2006. Archivado desde el original el 27 de mayo de 2008. Consultado el 30 de junio de 2007. 
  20. ↑ Reiss, Spencer (13 de diciembre de 2005). «Tapping the Rock Field». WIRED Magazine. Consultado el 27 de agosto de 2007.