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ecco come si raffina il petrolio. gli ottani. rockefeller. in parole semplici

l’altro giorno con questo articolo (clicca qui) spiegavo in parole semplici che cos’è un giacimento, le trivellazioni e com’è fatto il petrolio.

chimici e ingegneri scuseranno se sarò approssimativo e pieno di imprecisioni. ma qui si tratta di spiegare raffinatezze a noi gente elementare.

nel primo capitolo, quello sui giacimenti, avevo raccontato che il petrolio è una miscela di varie molecole di idrocarburi, dal semplice e leggero metano fino alle lunghe catene composite.

hhchh (metano)
hhchhchhchhchhchhchhchhchh (ottano)
hhchhhchhhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchh
hhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchh

e così via.

se la miscela contiene molte catene brevi, il petrolio sarà fluido e leggero; se la miscela contiene catene lunghe, il petrolio sarà denso e pesante, fino ad arrivare a densità da bitume e oltre.

inoltre a queste catene sono attaccati altri atomi vari, mercurio cromo cloro e altre amenità, ma soprattutto zolfo.

prima il petrolio era quello che sgorgava naturale, e si usava per unguenti, medicamenti e poco altro.
a metà ottocento si cominciò a usare il petrolio in modo industriale.
con il signor rockefeller.

il signor derrick inventò le torri di perforazione (che si chiamano ancora derrick) e rockefeller inventò la standard oil.

la standard oil a wallstreet era quotata con la sigla: s.o.
pronuncia: es-o
così poi la standard oil cambiò nome in esso.
poi in exxon.
ma è sempre la vecchia s.o.

(da rockefeller è nato anche il personaggio di rockerduck)

non c’erano ancora automobili e motorette, e il petrolio si usava soprattutto per una cosa: illuminare.
mille volte meglio delle inutili e costose candele.

il rockefeller ebbe un’intuizione adottata oggi dalle compagnie telefoniche, che ti “regalano” il telefonino se ti abboni con loro.
lo stesso fece il vecchio miliardario: regalava a tutti i pionieri che sul carro conestoga partivano verso il west una bella lanterna a petrolio.
vuota.

poi quelli andavano nello spaccio del villaggio del west a comprare le latte di petrolio s.o. per far funzionare la lanterna.

ma il greggio così come usciva dai giacimenti della pennsylvania o del texas non si poteva usare.
per dare ai consumatori un prodotto utilizzabile, era necessario raffinarlo.

il sistema per raffinarlo è lo stesso che si usa adesso (anche se molto più grezzo, allora), che è quello della normale distillazione.
uguale alla grappa.

ora scrivo di grappa.
quando le vinacce cominciano a scaldarsi, alla temperatura più bassa evapora soprattutto il metanolo (velenoso), che è la testa. quando la temperatura è giusta, evapora soprattutto l’etanolo (quello che si beve). quando si spegne il fuoco e le vinacce cominciano gradualmente a raffreddarsi, di nuovo metanolo (la coda).

lo stesso accade con il petrolio.
se lo si mette in un distillatore come quello della grappa, a mano a mano che si scalda prima escono le sostanze più leggere, metano, propano, butano, e poi quelle liquide con le molecole più lunghette, e poi quelle più dense con i molecoloni più pesanti.

la torre di distillazione è un cilindro verticale interrotto nella sua altezza da dischi forati, le cui altezze sono studiate in rapporto al prodotto che interessa. a ogni piatto, un tubo che porta fuori il prodotto.

si scalda il petrolio sul fondo, e a mano a mano che si sale nel cilindro la temperatura è sempre più bassa.

sulla cupoletta in alto ci sono i gas (il propano e il butano, che poi compressi diventano gpl)
più sotto, sul piatto delle benzine si raddensano le molecole liquide leggere.
più giù, i gasoli.
poi il cherosene.
la nafta.
l’olio combustibile.
il bitume.
l’asfalto.
il pet-coke, che è in pratica carbone.

ogni raffineria ha un mercato, e quindi i petroli acquistati (leggeri o pesanti) e la distanza dei piatti nella torre di distillazione dipendono dai mercati che la società di raffinazione vuole coprire.
per esempio, se ci fosse c’è poca domanda di gasolio e benzina, ma moltissima domanda di olio combustibile, la raffineria sceglierà greggi pesanti e metterai i piatti di distillazione in modo da avere molti prodotti pesanti.
e viceversa.

oggi la domanda di olio combustibile è bassissima (sono state spente gran parte delle centrali elettriche a olio combustibile), mentre il mercato chiede prodotti leggeri e di alta qualità.
quindi le raffinerie in genere privilegiano i greggi leggeri e hanno torri di distillazione mirate sui prodotti leggeri.

non è finita qui.
quando sono stati distillati benzina e gasolio, quello che resta viene rimesso in una torre di distillazione e si ri-distilla per estrarre altra benzina e gasolio.
e poi ancora.
un po’ come l’olio d’oliva, che prima si fa l’extravergine-prima-spremitura, poi l’olio d’oliva che viene dalla rispremitura della sansa (e dall’uso di solventi), poi si spreme ancora per l’olio di sansa che è mediocre, poi si spreme la sansa per estrarre l’olio lampante (cioè per lampade) che è imbevibile, e poi resta della sansa secca senza più tracce d’olio.

ma non basta ancora.
rispetto alla prima vecchia tecnologia della distillazione, si può intervenire ancora.
e c’è l’impianto di hydrocracking. ci si mettono dentro i bitumacci neri densissimi che avanzano, e quello spacca le molecole lunghe e pesanti.
questa molecola:

hhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchhchh

viene spezzata come un grissino:

hhchhchhchhchhchhchhchhchh
hhchhchhchhchhchh
hhchhchhchhchhchhchhchhchh
hhchhchhchhchh

cioè molecole liquide per benzina e gasolio.

questi sono i procedimenti classici di base.

poi bisogna lavorare ancora il prodotto ottenuto.
per esempio, va portato a specifica con il numero di ottano.
cioè il potere antidetonante.

quando è iniettata in un cilindro caldissimo e viene compressa, la benzina ha il brutto vizio di esplodere da sola. così gli scoppi possono avvenire nei momenti sbagliati, per esempio quando le valvole sono aperte.

il numero di ottano è semplicemente il comportamento della benzina come se fosse isottano, l’idrocarburo scelto come pietra di paragone.
la benzina a 100 ottani esplode quando ci sono le stesse condizioni a cui esplode l’isottano.
la benzina a 80 ottani (la vecchia “normale”) scoppia più facilmente. quella a 120 ottani più difficilmente.
(il gasolio invece ha il numero di cetano).
(io scrivo *ha 100 ottani*, ma è sbagliato perché gli ottani sono le molecole di idrocarburo con otto atomi di carbonio. corretto sarebbe dire: *ha numero di ottano 100*).

una volta, per portare la benzina al numero di ottano che si desiderava si aggiungeva piombo tetraetile, cioè una molecola ottenuta dalla fusione di piombo con quatro gruppi etilici.
orrendamente cancerogeno.
e avvelena pure le marmitte cataitiche, paralizzandone la capacità depurativa.
(in teoria, la combustione perfetta di idrocarburo con ossigeno, hc+o, dovrebbe produrre solamente acqua h2o e anidride carbonica co2)

oggi si usano altri prodotti. per esempio, la benzina viene sottoposta a un processo di alchilazione, cioè un processo di sintesi chimica.
oppure viene aggiunto alcol (quello della grappa di cui sopra, etanolo), che ha un numero di ottano mi pare di 120.

poi va portato a specifica anche lo zolfo, che inquina l’aria e fa le piogge acide, quindi c’è l’impianto di desolforazione.
le raffinerie producono montagne di zolfo purissimo, che ha messo fuori mercato lo zolfo minerario. viene venduto a prezzi stracciati alle case farmaceutiche e alle industrie chimiche.

qualche anno fa ero in siberia meridionale, al confine con il kazakistan, in una raffineria. e i piazzali erano pieni di montagne e montagne di polvere giallo-canarino-intenissimo.
devo averne scattato qualche foto, se la ritrovo la posto.

poi in molti paesi va colorato il prodotto per motivi fiscali (una volta la benzina verde era colorata di verde, oggi è trasparente; il gasolio era colorato di giallo. quando ero piccolo la benzina super era rossa, la benzina normale era gialla).

e poi ci sono altre lavorazioni minori.

nei prossimi giorni continuerò.

cliccando qui puoi leggere l’articolo in cui l’altro giorno spiegavo in parole semplici per gente ignorante come me che cos’è un giacimento, le trivellazioni e com’è fatto il petrolio.