Processi di Raffinazione del Petrolio e Utilizzo del Gas Naturale

Trasformazione del Petrolio in Prodotti per il Consumo

Nelle raffinerie viene effettuata una serie di processi che mirano a separare le diverse componenti o frazioni del petrolio.

Distillazione Frazionata

Implica il riscaldamento dell'olio fino all'evaporazione per ottenere, tramite il raffreddamento, diverse frazioni in base al punto di ebollizione. Questo processo avviene in torri di distillazione (che lavorano a pressione atmosferica) o in colonne di frazionamento (sottovuoto).

Il processo inizia con il riscaldamento dell'olio in un forno a circa 360 °C e la sua successiva introduzione nella prima torre. Gas come butano e propano raggiungono la cima della torre, dove vengono estratti. Gli altri componenti, come benzina, kerosene e gasolio, sono estratti a livelli diversi secondo il loro punto di ebollizione. La frazione liquida rimanente è chiamata residuo atmosferico.

Una volta estratti, questi residui entrano nella torre sottovuoto a 400 °C per essere nuovamente distillati. In questo modo si ottengono, a diverse altezze, gasolio, kerosene e oli combustibili. Alla base della torre cerchiamo di ottenere un residuo da cui si possono ricavare oli lubrificanti e bitumi.

Cracking

Il cracking comporta la decomposizione di idrocarburi più pesanti (oli, oli combustibili) per ottenerne di più leggeri (benzina). Questo processo può avvenire mediante alte temperature e pressioni, oppure attraverso l'uso di catalizzatori chimici.

Polimerizzazione

È il processo chimico opposto al cracking. Gli idrocarburi leggeri (butano, propano) vengono trasformati in composti più pesanti, come benzina o diesel. I processi di cracking e polimerizzazione sono fondamentali perché consentono di ottenere i prodotti con maggiore domanda di mercato (come la benzina) a partire da altri meno richiesti.

Riforma (Reforming)

Utilizzata per migliorare le caratteristiche della benzina, avviene ad alte temperature. Il processo finale comporta la rimozione delle impurità chimiche, come i composti dello zolfo e gli agenti corrosivi.

Applicazioni dei Prodotti

Uso Diretto

• Butano e propano
• Benzina e cherosene
• Gasolio e oli lubrificanti

Industria Petrolchimica

Utilizza il petrolio per ottenere prodotti di vastissima applicazione, tra cui:

• Materie plastiche e fibre sintetiche
• Detersivi e gomme sintetiche
• Solventi e vernici

Gas Naturale

Si tratta di un gas composto principalmente da metano, miscelato con altri gas come etano, propano e butano. Si trova nel sottosuolo, protetto da strati di rocce impermeabili.

Estrazione, Trasporto e Distribuzione

La formazione del gas naturale è simile a quella del petrolio, pertanto le tecniche di localizzazione ed estrazione sono le medesime. Il gas viene elaborato prima del trasporto per eliminare le impurità (polvere, sabbia, acqua) e ottenere metano puro.

Il trasporto avviene tramite:

• Gasdotti: Il gas in stato gassoso viene trasportato direttamente agli impianti di distribuzione. È il sistema più conveniente.
• Navi metaniere: Utilizzate quando l'installazione di gasdotti è troppo complessa. Il gas subisce un processo di raffreddamento in più fasi per diventare Gas Naturale Liquefatto (GNL), riducendo drasticamente il volume per il trasporto. Una volta giunto ai terminali, viene rigassificato per la distribuzione.

Per distribuire il gas agli utenti finali è necessaria una rete di tubi con pressioni differenti a seconda della vicinanza ai luoghi di consumo.

Applicazioni del Gas Naturale

Il gas viene utilizzato in diversi campi:

• Settore civile e industriale: Riscaldamento e cucina in abitazioni e commerci.
• Centrali a ciclo combinato: Impianti che utilizzano il gas naturale in alternativa a fuel oil e carbone per produrre energia.
• Cogenerazione: Produzione simultanea di elettricità e calore utile. Questa tecnologia riduce le perdite di energia e permette di fornire elettricità e acqua calda sanitaria.
• Industria petrolchimica: Utilizzato come materia prima.

Combustibili Gassosi

Il gas combustibile è in grado di reagire con l'ossigeno dell'aria rilasciando calore rapidamente. Si distinguono tre famiglie di gas:

Le Tre Famiglie di Gas

1. Prima famiglia: Comprende il gas di città e il gas manifatturato ottenuto da carbone, petrolio o gas naturale. È destinato principalmente al consumo domestico.
2. Seconda famiglia: È costituita dal gas naturale, distribuito capillarmente tramite una rete di tubazioni.
3. Terza famiglia: Comprende butano e propano (GPL). Sono chiamati così perché vengono distribuiti in bombole o serbatoi in forma liquida.