i testi Esplorazione ed estrazione del petrolio e Come viene trasportato il petrolio? ha mostrato come il petrolio viene trovato, rimosso dai depositi sotterranei e trasportato. Questo trasporto tramite oleodotti o superpetroliere (grandi navi) viene effettuato per portare il petrolio al to raffinerie. Questi sono luoghi in cui vengono effettuati processi fisico-chimici per il raffinazione del petrolio lordo (o raffinamento dell'olio) per ricevere le chiamate frazioni petrolifere.
Il petrolio non viene utilizzato direttamente in forma grezza, quindi deve passare attraverso questo processo. Questo carburante è composto da una complessa miscela di idrocarburi, più piccole quantità di altre classi di composti organici che contengono azoto, ossigeno e zolfo. Non è possibile isolare ciascuno di questi composti organici che compongono l'olio, poiché molti hanno punti di ebollizione molto vicini. Pertanto, la raffinazione del petrolio isola frazioni, cioè gruppi con un numero minore di composti organici, principalmente idrocarburi che hanno masse molari simili.
Pertanto, la differenza fondamentale tra queste frazioni di olio è la quantità di atomi di carbonio presenti nelle loro molecole. Ad esempio, la benzina è una frazione del petrolio formata da idrocarburi che hanno da 6 a 10 atomi di carbonio, mentre un'altra frazione del petrolio, il petrolio diesel, ha molecole con 15-18 atomi di carbonio. Vedi l'immagine qui sotto per altre frazioni di petrolio e la quantità di atomi di carbonio in ogni caso, oltre alle ampie applicazioni di queste frazioni nella nostra società:
Principali frazioni di olio, loro composizioni approssimative e applicazioni
Maggiore è la massa molare di un composto organico, maggiore è il suo punto di ebollizione, cioè la temperatura che passa dallo stato liquido allo stato di vapore. Questa proprietà è importante, perché una delle principali tecniche utilizzate nelle raffinerie è la distillazione frazionata di olio, e si basa su questa proprietà per separare le frazioni petrolifere.
Mappa mentale: olio
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Fondamentalmente, questa tecnica consiste nel mettere l'olio in un forno o in una fornace da riscaldare a circa 400ºC. Questo forno è accoppiato ad a torre di distillazione la pressione atmosferica (o torre di frazionamento) che ha più piatti o vassoi di distillazione (massimo 50 vassoi). Man mano che sale, ogni vassoio ha una temperatura diversa che diminuisce di conseguenza.
Quindi, si verifica quanto segue, idrocarburi con masse molari più elevate (di molecole con quantità maggiori di carbonio) formano una frazione che rimane sul fondo del recipiente allo stato liquido, in quanto il suo punto di ebollizione è molto alto. Le frazioni con masse molari inferiori e che hanno punti di ebollizione inferiori, invece, passano allo stato di vapore e salgono nella torre di distillazione, raggiungendo il vassoio successivo. Se la temperatura in questo vassoio è inferiore al punto di ebollizione della frazione, si condensa e viene trattenuta. In caso contrario, si continua a salire al vassoio successivo e così via, fino a quando la frazione più leggera raggiunge l'ultimo piatto della colonna, dove la temperatura è la più bassa e vi viene raccolta.
Questo processo viene ripetuto di nuovo per garantire l'efficienza del processo. In questa parte del processo si ottengono principalmente gas, benzina, nafta e cherosene.
Il liquido ad alta massa molare rimasto sul fondo della torre di distillazione viene quindi inviato ad un altro forno per essere nuovamente riscaldato. Ma si scopre che questo forno è accoppiato a una torre di distillazione sotto vuoto oa pressione ridotta, cioè ha una pressione di vapore inferiore alla pressione atmosferica. Pertanto, questi composti pesanti bollono a temperature inferiori a 400 ° C, il che impedisce alle loro molecole di decomporsi, cioè di rompersi. Si ripete lo stesso processo che avveniva nell'altra torre di distillazione e si ottengono nuove frazioni di questo residuo. Queste frazioni petrolifere sono più pesanti di quelle ottenute nella prima distillazione. In questa parte del processo si ottengono principalmente grasso, paraffina, oli lubrificanti e bitume, che viene utilizzato per realizzare asfalti e impermeabilizzazioni.
Schema di alcune frazioni di olio ottenute per distillazione frazionata, prima fase della sua raffinazione*
Per un maggiore utilizzo del petrolio, dopo la raffinazione può passare attraverso un processo chiamato cracking. Vedi questo passaggio successivo nel testo seguente:
→ cracking dell'olio
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* Crediti immagine (modificati): Autore: Theresa nodo/ Fonte: Wikimedia Commons
* Mappa mentale di Me. Diogo Lopes
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/refinamento-petroleo.htm