Le raffinerie
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E’ un impianto di grandi dimensioni, diviso in tre blocchi distinti: cisterne per lo stoccaggio del greggio, cisterne per il prodotto finito e torri per le diverse lavorazioni. Queste tre parti sono tra loro collegate mediante tubi che permettono una lavorazione a ciclo continuo. Il petrolio greggio, essendo una miscela di idrocarburi, non è utilizzabile nella sua forma greggia, appena estratto dai giacimenti, ma deve essere sottoposto ad un processo di raffinazione, che consiste nella sua trasformazione in un certo numero di derivati di cui forse il più noto è la benzina. Per ottenere i diversi prodotti derivati dal petrolio, si procede inizialmente alla distillazione frazionata per separarne tagli (o frazioni) da destinare a vari usi: la distillazione è un processo che comporta la vaporizzazione e la condensazione del petrolio greggio. Segue poi la distillazione dei residui e quindi il processo di cracking ed il processo di reforming.
La distillazione del petrolio viene effettuata in speciali colonne chiamate colonne di frazionamento (colonne di topping), alte fino ad 80metri, dopo averlo preriscaldato ed in parte vaporizzato a 350-400°C in speciali forni a serpentina chiamati pipe-still. Nella colonna di topping la temperatura è molto alta alla base e diminuisce via via che ci sia avvicina alla cima e il petrolio, attraversando la colonna dal basso verso l’alto, incontra una serie di ripiani, detti piatti, di acciaio sulla cui superficie avvengono scambi termici che portano le frazioni più volatili a separarsi da quelle meno volatili. Ogni piatto è mantenuto ad una specifica temperatura, che è sempre più bassa man mano che si risale la colonna. Ogni piatto contiene molti fori, muniti di camino e di campanella. I vapori, quando toccano la campanella che corrisponde alla temperatura della propria condensazione, diventano liquidi. In questo modo, inserendo speciali condotti a diverse altezze nella colonna, possono essere grossolanamente raccolte varie frazioni bollenti a differenti intervalli di temperatura, dalle quali con particolari processi di distillazione, si ottengono nuove frazioni sempre più specifiche di idrocarburi. Alle temperature più elevate (quindi nella parte bassa della colonna di topping) si condensano gli idrocarburi più pesanti: il gasolio e il cherosene. Più in alto, a minori temperature di condensazione, si ottengono nafta, benzine leggere e gas. Per poter aumentare la quantità di prodotti di più largo uso, come la benzina, si praticano ulteriori trattamenti sui distillati pesanti. Infatti, utilizzando forti pressioni ed alte temperature, si spezzano le molecole degli idrocarburi pesanti, ottenendo frazioni più leggere. Questo procedimento prende il nome di cracking (to crack= spezzare). Le tre colonne laterali nelle quali avvengono le distillazioni si chiamano colonne di stripping. Queste colonne sono poste in serie e la frazione volatile uscente dall’ultima viene riconvogliata nella colonna di topping. Dalle tre colonne di stripping si isolano, partendo dal basso verso l’alto, rispettivamente: gli oli lubrificanti e gli oli combustibili, con punto di ebollizione, tra i 250°C e o 300 °C; il cherosene e il gasolio, le frazioni medie, con punto di ebollizione tra i 180 e 260 °C; gli olii leggeri, di prima distillazione, con punto di ebollizione tra i 160°C e i 180 °C. Dalla testa della colonna di topping, si ottengono vapori che, opportunamente condensati, danno una ulteriore frazione liquida che bolle a circa 100°C (benzine leggere) ed una frazione gassosa che, opportunamente trattata, dà luogo ai cosiddetti gas di petrolio liquefatti (GPL). In sintesi, queste colonne sono utilizzate per rimuovere componenti volatili residui dalle frazioni ottenute nella distillazione frazionata. Le quantità delle singole frazioni ottenute con la distillazione primaria differiscono in modo sensibile secondo la natura del greggio utilizzato, ma in genere il rapporto quantitativo tra esse non corrisponde alle richieste del mercato: quasi tutti i greggi sono infatti relativamente poveri di prodotti leggeri, più pregiati e richiesti.