INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CENTLA

MATERIA: Introducción A La Petroquímica

CATEDRÁTICO: Ing. Alejandro Jiménez De La Cruz

TEMA:.

1.1.2 El Ciclo Del Carbón

INTEGRANTES DEL EQUIPO: Damián Hernández Odeydi Clementina

Quiroz Ojeda Ruth NoemíValencia José Enrique

CARRERA:Ingeniería Química

SEMESTRE: 6to. “B”

Índice

Introducción ¿Qué Es El Carbón? Antecedentes Históricos Del Carbón Formación Del Carbón Tipos De Carbón Extracción Del Carbón

Introducción

El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono y con cantidades variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno, utilizada como combustible fósil. 

La mayor parte del carbón se formó durante el período Carbonífero (hace 359 a 299 millones de años) siendo este un recurso no renovable, a pesar que su formación es de origen vegetal.

¿Que Es El Carbón?

El carbón es un tipo de roca formada por el elemento químico carbono mezclado con otras sustancias.

Es una de las principales fuentes de energía.

El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono y con cantidades variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno, utilizada como combustible fósil.

El carbón mineral se empezó a utilizar como combustible en China hace aproximadamente 2 000 años. Posteriormente lo utilizaron los romanos. Lo curioso del caso es que en el siglo XI un inglés "redescubrió" que el carbón podía arder. Sin embargo, desde el siglo XIII, los ingleses lo empezaron a explotar y lo transportaban en barco a Londres, donde lo utilizaban para producir calor. También los indios hopi lo emplearon en lo que hoy es Arizona.

Antecedentes Históricos Del Carbón

En 1670, el reverendo John Clayton informó la generación de un gas luminoso que se obtenía al calentar carbón en una retorta. Un siglo después, en 1792, William Murdock, iluminaba su casa en Corwall, Escocia, con gas obtenido de la destilación de carbón.

John Clayton

William Murdock

Sin embargo, no fue sino hasta la época de la reina Isabel I cuando este combustible empezó a utilizarse ampliamente en las ciudades inglesas, sacado de las minas de Newcastle y Cardiff. El carbón adquirió más importancia cuando Abraham Darby descubrió el proceso que permite obtener coque a partir de carbón.

El propio James Watt diseñó una maquina de vapor en 1765 y, en 1803, un sistema de alumbrado para las calles y las casas, en el que se aprovechaba el gas producido del carbón.

Reina Isabel I

Abraham Darby James Watt

Maquina de Vapor

Formación Del Carbón

Hace aproximadamente 300 millones de años se formó gran parte del carbón mineral que existe en nuestro planeta. Esto ocurrió en el Paleozoico superior, en el periodo llamado Carbonífero, aunque también durante los periodos Pérmico, Cretácico, Jurásico, Triásico, Pleoceno y Mioceno se formaron grandes yacimientos carboníferos.

Cuando los extensos bosques de helechos y equisetos gigantes que poblaban la tierra morían y quedaban sepultados en los pantanos en los que Vivian. El carbón se formó a partir de la descomposición anaeróbica de materia orgánica, principalmente plantas superiores terrestres.

Debido a la acción de las bacterias anaeróbicas, la materia orgánica fue ganando carbono y perdiendo oxígeno e hidrógeno; este proceso, aunado a los incrementos de presión y temperatura con el paso del tiempo, provocaron cambios físicos y químicos en los restos orgánicos y los transformaron en lo que hoy conocemos como carbón.

En las cuencas carboníferas las capas de carbón están intercaladas con otras capas de rocas sedimentarias como areniscas, arcillas, conglomerados y, en algunos casos, rocas metamórficas como esquistos y pizarras. Esto se debe a la forma y el lugar donde se genera el carbón.

Tipos De Carbón

Según la cantidad de carbono (CO2) que contiene cada carbón y, las distintas características como la humedad, porcentaje en materias minerales no combustibles (cenizas), el poder calorífico y la inflamabilidad, en conexión con el porcentaje de elementos volátiles.

Existen varios tipos de carbón como:

Turba; menos del 60% de carbono. Lignito; entre un 60% y un 75% de carbono. Hulla; entre un 75% y un 90% de carbono.

Antracita; contiene hasta un 95% de carbono.

Turba

La turba es un material orgánico compacto, de color pardo oscuro y rico en carbono. Está formado por una masa esponjosa y ligera en la que aún se aprecian los componentes vegetales que la originaron. Tiene propiedades físicas y químicas variables en función de su origen. Se emplea como combustible y en la obtención de abonos orgánicos.

Existen dos tipos de turba: Turbas Rubias

Turbas Negras

Aplicaciones De La TurbaEn estado fresco alcanza hasta un 98% de humedad, pero una vez desecada puede usarse como combustible, pero también se usa en jardinería para mejorar suelos por su capacidad de retención de agua.

Composición Típica Porcentaje

Carbono 59%

Hidrogeno 6%

Oxigeno 33%

Nitrógeno 2%

Materiales Volátiles 60%

Turba Rubia

La turba rubia es un material de origen vegetal y consiste en una mezcla de residuos resultado de la descomposición moderada ocasionada por diversos microorganismos (Sphagnum).

Las turbas rubias tienen un mayor contenido en materia orgánica y están menos descompuestas.

Turba Negra

Consiste en una mezcla de residuos resultado de la descomposición de mediano y alto grado de musgos y otras plantas herbáceas. 

Las turbas negras están más mineralizadas teniendo un menor contenido en materia orgánica.

Lignito El lignito es un carbón mineral que se forma por compresión de la turba, convirtiéndose en una sustancia desmenuzable en la que aún se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. Es de color negro o pardo y frecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la que procede.

Es un combustible de mediana calidad, fácil de quemar por su alto contenido en volátiles, pero con un poder calorífico relativamente bajo. Tiene la característica de no producir coque cuando se calcina en vasos cerrados.

Aplicaciones Del LignitoLa variedad negra y brillante se denomina azabache, que por ser dura se puede pulir y tallar. 

Se emplea en joyería y objetos decorativos.

Composición Típica Porcentaje

Carbono 69%

Hidrogeno 5,2%

Oxigeno 25%

Nitrógeno 0,8%

Materiales Volátiles 40%

Hulla

La hulla es una roca sedimentaria orgánica, un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó mediante la compresión del lignito, principalmente en la Era Primaria, durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Surge como resultado de la descomposición de la materia vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de años. Es el tipo de carbón más abundante.

Presenta mayor proporción de carbono, menor porcentaje de humedad y mayor poder calorífico que el lignito. Se encuentra a más profundidad que el lignito.

Aplicaciones De La Hulla

Es muy usada por su alto poder calorífico en las plantas de producción de energía (centrales térmicas).

Composición Típica Porcentaje

Carbono 87%

Hidrogeno 5%

Nitrógeno 8%

Materiales Volátiles 25%

Hulla Grasa

Antiguamente al destilarla se obtenía gas de alumbrado.

Se emplea como combustible. Su aspecto presenta bandas mate alternadas con bandas brillantes.

Hulla Magra o Seca

Hulla SemisecaSe emplea en la producción de alimentos para cabras u otros animales domésticos. Es alternada con bandas brillantes.

Antracita

La antracita es el carbón mineral de más alto rango y el que presenta mayor contenido en carbono, hasta un 95%. Es negro, brillante y muy duro, con iridaciones y sonoro por percusión.

Procede de la transformación de la hulla y se formó hace unos 250 millones de años, durante los períodos Carbonífero y Pérmico, en la era Primaria. Es por tanto el carbón más antiguo y casi siempre está metamorfizado.

Aplicaciones De la Antracita

La antracita es difícil de prender, se quema lento y requiere mucho oxígeno para su combustión generando en el proceso muy pocas flamas (y de color azul pálido) pero emitiendo mucho calor.

Se usaba en centrales termoeléctricas así como en hogares. 

Composición Típica Porcentaje

Carbono 96%

Hidrogeno 2%

Nitrógeno 2%

Materiales Volátiles 5%

Extracción Del Carbón

Aunque existen antiguos documentos chinos que evidencian la explotación de carbón en el siglo XI A.C, las primeras explotaciones industriales de yacimientos carboníferos datan del siglo XII D.C.

En Chile, las labores extractiva de cierta importancia se iniciaron a mediados del siglo XIX, básicamente a partir de afloramientos superficiales.

La producción se destinó a abastecer barcos a vapor, el ferrocarril, fundiciones de cobre, fábricas de ladrillos, vidrios y otras industrias.

En la zona del Golfo de Arauco, las explotaciones más importantes se iniciaron en la década de 1850.

Tipos De Extracción Del Carbón

El hombre extrae carbón desde la edad media y para extraer ese carbón hay que llegar a los yacimientos excavando minas.

Existen dos tipos para extraer el carbón:

Cielo abierto

Subterránea