El petróleo crudo es una mezcla de sustancias llamadas hidrocarburos de diferente longitud. El número de átomos de carbono en las moléculas es muy variable, encontrándose desde seis hasta 136 átomos de carbono. Esta mezcla se presenta en estado líquido y tiene una apariencia oleaginosa, con un color amarillento, en los crudos menos densos, a un color completamente negro, en los crudos más densos. Además, se presentan otros componentes minerales en pequeña cantidad, como pueden ser azufre, nitrógeno, vanadio o níquel, que en conjunto se denominan impurezas.

Para aprovechar el petróleo crudo, éste debe someterse a un proceso de destilación fraccionada para separar sus diferentes componentes, dependiendo del tamaño de las moléculas y de sus puntos de ebullición (temperatura a la cual un líquido pasa a fase gaseosa). Así, se pueden obtener gases livianos como el metano, etano, propano y butano, que contienen de uno a cuatro átomos de carbono; éter de petróleo o nafta de petróleo, que contiene de cinco a 10 átomos de carbono; queroseno y gasóleo o gasoil, que contienen de 10 a 16 átomos de carbono. Las fracciones que contienen 18 o más átomos de carbono se denominan, genéricamente, aceites residuales y su separación es más difícil mientras mayor sea su tamaño.

Las fracciones del petróleo que más demanda industrial presentan son aquéllas con las moléculas más pequeñas. Por ejemplo, la gasolina contiene hidrocarburos de cinco a ocho átomos de carbono, siendo derivados de moléculas de pentano, hexano, heptano y octano. Se requiere que sean hidrocarburos de cadena corta para facilitar su volatilización. Adicionalmente, las moléculas que componen el queroseno y el gasóleo, menos volátiles y más viscosas que la gasolina, pueden fragmentarse en moléculas más pequeñas para un mejor aprovechamiento. Esto se realiza mediante un proceso denominado craking catalítico, en el que los hidrocarburos de cadenas grandes se calientan en presencia de materiales que catalicen su ruptura en cadenas más pequeñas. De esta manera, se obtienen los derivados del petróleo que más demanda tienen y que son mejor pagados.

Por su parte, los aceites residuales tienen aplicaciones muy limitadas y su valor en el mercado disminuye conforme mayor es el tamaño de las moléculas. Además, su separación ya no puede realizarse por destilación a temperatura ambiente, sino que se requiere hacerla al vacío. Esto incrementa los costos de su separación. Los hidrocarburos de 18 a 26 átomos de carbono se emplean como lubricantes. Los hidrocarburos con más de 26 átomos de carbono conforman una mezcla que se denomina combustóleo o fueloil. Su aplicación está limitada a la elaboración de asfalto o como combustible para centrales termoeléctricas, barcos, o simplemente se entierra. Actualmente, la práctica de quemar combustóleo se viene reduciendo en favor del uso de energías alternativas.

El problema con la refinación del petróleo es que se ha notado una tendencia mundial a obtener cada vez más combustóleo. Por una parte, desde la década del 2000, se sabe que conforme se agota el contenido de los pozos, solamente queda extraer el crudo de una densidad cada vez mayor, es decir, “crudo pesado”. Además, existen crudos que contienen una cantidad considerable de hidrocarburos de alto peso molecular, por la región geográfica de donde se extraen, como es el caso de México.

En nuestro país existen tres tipos de crudo, el Maya-22 pesado, que desafortunadamente constituye casi la mitad de la producción; el Istmo-34, ligero, bajo en azufre, equivalente a casi un tercio de la producción; y el Olmeca-39, extra ligero, que apenas conforma la quinta parte de la producción. Además, las refinerías que posee México están diseñadas para trabajar con crudo ligero. Este atraso tecnológico y la composición propia del crudo mexicano están causando que cada vez se obtenga más combustóleo, hasta 30 por ciento del volumen de un barril, y este valor podría seguir aumentando en los próximos años.