GLI IDROCARBURI

Gli idrocarburi sono composti organici, che contengono soltanto atomi di carbonio e di idrogeno. Gli atomi di carbonio (C) sono legati tra loro a formare lo scheletro della molecola, mentre gli idrogeni (H) sporgono da questo scheletro.

Ad oggi sono stati classificati oltre 132.874 tipi di idrocarburi.

ESEMPI DI IDROCARBURI

Il metano (CH4) é il più semplice idrocarburo. Aumentando il numero degli atomi di carbonio troviamo l'etano (C2H6), poi il propano (C3H8), il butano (C4H10) ecc ecc.

I legami che uniscono gli atomi di carbonio possono essere semplici, doppi come nel caso dell'etene ( o etilene C2H4) o tripli come per l'acetilene ( C2H2).

Una distinzione fra gli idrocarburi naturali può riferirsi allo stato fisico nelle condizioni di temperatura e pressione ambientali e cioé:

solidi --> con un numero di atomi di carbonio superiore a 15;

liquidi --> con un numero di atomi di carbonio compreso fra 5 e 14;

gassosi --> con un numero di atomi di carbonio compreso fra 1 e 4.

Ricerca del petrolio

Le tecniche di ricerca del petrolio comprendono uno studio geologico dell'area, a cui seguono prospezioni geofisiche e quindi, in presenza di indicazioni positive, la perforazione di uno o più pozzi esplorativi, che in caso di successo vengono chiamati pozzi di scoperta.

Questa tecnica consiste nel far brillare sul terreno delle piccole cariche di esplosivo. Le onde sismiche vengono poi registrate da apposite apparecchiature che permettono di ricostruire la struttura degli strati rocciosi e quindi scoprire l'esistenza di giacimenti petroliferi.

Il rilevamento effettuato permette solamente di ipotizzare l'esistenza del giacimento petrolifero: la certezza della sua presenza e della sua consistenza potrà essere verificata perforando il terreno in diversi punti.

La trivellazione del terreno con apposti impianti permette il diretto riconoscimento della eventuale presenza di giacimenti petroliferi. Durante la perforazione le rocce attraversate vengono studiate tramite il recupero di campioni dal sottosuolo, detti carote.

Estrazione del petrolio

Un pozzo di petrolio può essere descritto come un lungo foro praticato nel sottosuolo, a diametri decrescenti con la profonditá da circa 80 cm a circa 15 cm, perforato fino a una profondità variabile da poche centinaia di metri fino a 6-8 km.

Per la sua esecuzione si usa un apposito impianto di perforazione la cui parte più evidente è una torre metallica alta 60 metri, solitamente a traliccio, simile alla vista ad una piccola torre Eiffel. Alla base della torre vi è un'area di lavoro, chiamata "piano sonda", dove si trova una tavola rotante con nel suo centro un foro attraverso il quale si discendono gli attrezzi di perforazione. A cavallo del foro si fissa la cosiddetta "asta quadra" sotto la quale saranno poi avvitate le successive aste di perforazione. Le aste di perforazione sono a sezione circolare, cave all'interno, e vengono avvitate l'una all'altra man mano che la perforazione scende in profondità.

L'estremità inferiore dell'ultima asta monta lo scalpello di perforazione, costituito o da tre resistentissimi rulli dentati che ruotando frantumano la roccia o da una matrice compatta munita di inserti in carburo di tungsteno o diamante artificiale che operano sulla roccia un'azione abrasiva. La velocità di perforazione è profondamente influenzata dal tipo di rocce incontrate. In generale per perforare un pozzo di 2-3 km sono necessari alcuni mesi. Un fango speciale viene fatto circolare all'interno del pozzo, per raffreddare lo scalpello e per rimuovere i detriti di roccia prodotti . Inoltre, il fango ha la funzione di evitare crolli delle pareti del pozzo. Il fango viene pompato all'interno delle aste cave, fluisce in corrispondenza dello scalpello e risale nell'intercapedine tra le aste e le pareti del pozzo. I detriti di roccia riportati in superficie vengono esaminati da una squadra di geologi che conferma o smentisce le previsioni sull'intervallo roccioso che si sta perforando.

Il pozzo viene poi intubato, calando diverse sezioni di tubi d'acciaio come rivestimento del foro.

Infine il pozzo viene completato internamente installandovi una serie di tubi di piccolo diametro che hanno la funzione di condurre all'esterno il petrolio. La bocca del pozzo viene dotata di un sistema di valvole di sicurezza.

Se la pressione del petrolio non è sufficiente a farlo risalire all'interno dei tubi sino alla superficie, è possibile montare delle apposite pompe sia in superficie che a fondo pozzo.

http://it.wikipedia.org/wiki/Estrazione_del_petrolio

Distillazione frazionata del petrolio

Per ottenere prodotti finiti dal petrolio, è necessario separare la miscela di idrocarburi contenuta nel greggio. Questo processo, denominato distillazione frazionata, o più comunemente raffinazione, si svolge in un complesso di impianti chiamato raffineria.

Il petrolio greggio viene introdotto in un forno e portato alla temperatura di circa 400°C che cambia il suo stato fisico da liquido in vapore. I vapori di petrolio vengono quindi iniettati nella colonna di frazionamento, o torre di raffinazione. Nella torre di raffinazione i gas, passando attraverso una serie di piatti forati, salgono verso l'alto, raffreddandosi. Alle diverse temperature si condensano, ritornando allo stato liquido. Ricadendo si depositano sui piatti, dando così luogo alla separazione delle diverse frazioni di idrocarburi.
Nel punto più basso della colonna si condensano oli combustibili, lubrificanti, paraffine, cere e bitumi.

Tra i 350° e i 250° C si condensa il gasolio, utilizzato come combustibile per motori diesel e per il riscaldamento domestico.

Tra 250° e 160° C il kerosene, un combustibile oleoso usato come propellente per aerei a reazione e impianti di riscaldamento.

Tra i 160° e i 70 ° C condensa la nafta, una sostanza liquida usata come combustibile e, come materia prima, per produrre materie plastiche, farmaci, pesticidi, fertilizzanti.

Le benzine condensano tra i 70° e i 20° C. Sono usate, principalmente, come carburante per automobili ed aerei. A 20° C, rimangono gassosi metano, etano, propano e butano. In particolare, butano e propano, formano il combustibile denominato GPL.

In una raffineria, oltre alla distillazione frazionata, si svolgono altri processi, per ricavare ulteriori quantità di prodotti pregiati o per migliorare la qualità dei prodotti ed adeguarli alle richieste del mercato.

Ad esempio, in impianti, denominati di "Cracking", è possibile spezzare le catene idrocarburiche più lunghe. Questo procedimento permette di trasformare prodotti poco pregiati in benzine e gasoli. Attraverso il "Reforming catalitico", viene aumentato il numero di ottani nelle benzine, con la "Desolforazione" si riduce quasi totalmente il contenuto di zolfo nei gasoli.

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