La raffinazione del petrolio Approfondimento sulla distillazione per la I^ Itis Prof. Maurizi Franco Itis Einstein Roma ( foto ed immagini reperiti da internet, eventuali detentori di diritti sono pregati di segnalarsi all'autore fmaurizi@tiscali.it )
TIPOLOGIA DEL GREGGIO Il petrolio, come molti altri prodotti che si formano in natura, non ha sempre la stessa composizione: ogni giacimento produce un tipo di greggio con delle caratteristiche differenti I parametri di qualità principali sono densità e percentuale di zolfo Minori sono la densità e il contenuto di zolfo, maggiore è la qualità ed il valore commerciale di un petrolio greggio A fronte della grande varietà di tipologie di greggio, due hanno assunto un ruolo di riferimento per il mercato. Quando si parla di prezzo del greggio in Europa, ci si riferisce al BRENT, un greggio prodotto nella parte britannica del Mare del Nord, per gli Stati Uniti il riferimento è il WTI, West Texas Intermediate. Oggi la qualità del greggio, e quindi il suo valore di mercato, dipendono essenzialmente dalla quantità di prodotti pregiati, benzina e gasolio, che da esso si possono ottenere.
TIPOLOGIA DEL GREGGIO L'unità di misura standard utilizzata per il petrolio e i suoi derivati è il barile, che corrisponde a 159 litri. A parità di tecnica di raffinazione, da un barile di greggio leggero, come il Brent o il WTI si possono ottenere maggiori quantità di benzina rispetto ad un barile di greggio pesante. Inoltre un greggio leggero ha spesso un basso contenuto di zolfo; questo permette di ricavare carburanti per autotrazione con delle caratteristiche già vicine alle richieste del mercato, evitando così ulteriori trattamenti e quindi ulteriori costi. http://oronero.wordpress.com/2010/08/26/prezzo-petrolio-lato-peak-oil/
L estrazione
Come è fatta una trivella
Schematizzazione strati geologici Aspetto del petrolio grezzo
La raffinazione
ricordiamo la distillazione... Ad ogni temperatura compresa nell'intervallo tra le temperature di ebollizione dei due componenti puri (Ta e Tb) corrisponde una differenza di composizione tra il liquido e il vapore presenti contemporaneamente
Nella colonna a piatti il greggio viene riscaldato in basso: la corrente di vapore sale verso l'alto allontanandosi dalla fonte di calore. La temperatura alla sommità è molto più bassa e quindi i vapori condensano; il liquido ricade verso il basso e si incontra sulla superfice dei piatti con la corrente di vapore che sale. Quindi su ogni piatto c'è una temperatura differente ed un liquido di differente composizione: man mano che si sale è più ricco dei componenti a basso punto di ebbollizione ( i componenti del petrolio sono tantissimi) La colonna a piatti
Piatti a campanelli Su ogni piatto ci sono degli sfiatatoi con coperchi forati che costringono la corrente di vapore proveniente dal piatto sottostante a gorgogliare all'interno del liquido condensato proveniente dal piatto sovrastante http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/29/colonna_di_distillazione_a_piatti.png
La distillazione frazionata
Distillazione sotto vuoto (vacuum) Il residuo atmosferico alimenta a sua volta una colonna di distillazione che funziona praticamente sotto vuoto per consentire la distillazione dei vari componenti a temperature non troppo elevate, al fine di evitare fenomeni di cracking non voluti. La frazione di residuo atmosferico che non raggiunge la temperatura di ebollizione si raccoglie sul fondo della colonna e costituisce il residuo vacuum.
Gli altri processi di raffinazionone Desolforazione Il processo di rimuovere lo zolfo dai carburanti utilizzando idrogeno, è utilizzato da decenni dalla generalità delle raffinerie. Attualmente le raffinerie stanno concentrandosi su processi di desolforazione innovativi per rispettare specifiche più severe sul contenuto di zolfo delle benzine e dei gasoli, ma anche per migliorare la flessibilità delle raffinerie stesse. Il ricorso a greggi a basso contenuto di zolfo, in alternativa alla realizzazione di impianti di desolforazione, limita infatti la flessibilità di una raffineria Reforming Col processo di reforming componenti basso ottanici come la nafta distillata sono trasformati in componenti alto-ottanici. Il processo, di tipo catalitico, dà luogo anche ad una produzione associata di idrogeno. Il processo di reforming, oltre ad essere indispensabile per la produzione di benzine, rappresenta anche la fonte primaria di idrogeno per le necessità della raffineria.
Isomerizzazione Col processo di isomerizzazione una benzina leggera bassoottanica è trasformata in un taglio a più elevato numero di ottano. A livello molecolare, paraffine lineari vengono convertite in paraffine ramificate con pari atomi di carbonio. Cracking Attraverso questo processo molecole di frazioni medie e pesanti (come gasolio e distillati vacuum) vengono rotte (da qui il termine cracking) e trasformate in molecole di frazioni più leggere. I processi di cracking possono essere di tre tipi: il cracking termico, che usa solamente il calore, il fluid catalytic cracking, che si avvale del calore e di un catalizzatore chimico di conversione e l hydrocracking, che utilizza il calore, un catalizzatore e l'idrogeno; è un processo specifico per massimizzare la produzione di gasolio. Alchilazione L'alchilazione è un processo che combina a due a due molecole gassose a tre o quattro atomi di carbonio, per produrre componenti alto-ottanici da destinare alla formulazione delle benzine. Il processo utilizza per lo più i gas provenienti dall impianto di cracking.