Il petrolio

Fonti energetiche non rinnovabili
Il petrolio
Il petrolio
Caratteristiche chimico-fisiche
Olio di pietra, dal latino petra e oleum, è un liquido denso, vischioso,
dall’odore caratteristico e di colore variante da giallo-bruno a nerastro.
Il petrolio è costituito da una miscela di idrocarburi naturali liquidi (olio) e,
in proporzione molto minore, gassosi (gas naturale) e solidi (bitumi e
asfalti).
Il petrolio si concentra in rocce serbatoio, ossia in volumi circoscritti del
sottosuolo dove particolari conformazioni delle rocce porose e delle
sovrastanti rocce impermeabili, definite trappole, ne impediscono la
dispersione verso la superficie.
La composizione dell’olio ha caratteristiche chimico-fisiche molto diverse,
a seconda della provincia petrolifera di provenienza, che variano da
quelle degli oli pregiati leggeri (>30°API), con basso contenuto di zolfo,
a quelli degli oli pesanti (<20°API) con alto tenore di zolfo e diminuito
valore commerciale.
La formazione del petrolio deriva principalmente dall’alterazione termica
nei tempi geologici della materia organica contenuta nelle rocce madri
durante il loro seppellimento nei bacini sedimentari.
Il petrolio
Formazione di un giacimento petrolifero
Il disegno mostra un
bacino dove si forma il
petrolio: i resti di
organismi animali e
vegetali si depositano,
l'ossigeno si disperde, il
carbonio e l'idrogeno
formano gli idrocarburi
che danno origine alla
roccia madre.
Le alte pressioni e
temperature permettono
la formazione del petrolio
che si accumula nella
roccia serbatoio.
Il petrolio
Le tecniche di estrazione
Per estrarre il petrolio dai giacimenti si scavano dei pozzi che perforano la
roccia mediante trivelle. Sopra i giacimenti si installano i pozzi
petroliferi, cioè delle torri che servono per eseguire le perforazioni e far
risalire il petrolio in superficie. Spesso, spinto dalla pressione il petrolio
sale da solo, ma spesso deve però essere pompato dall’esterno.
Se il giacimento è situato in mare occorre costruire delle piattaforme su
cui installare gli impianti di trivellazione. Tali piattaforme possono
essere galleggianti, ma anche costruite su piloni situati nei fondali e
devono essere oltremodo resistenti per arginare la forza delle onde e
del vento.
Attraverso le pompe non si riesce ad estrarre tutto il petrolio di un
giacimento, allora alle pompe di estrazione vengono abbinate pompe
di iniezione che immettono nel giacimento acqua salata, o anche gas
uniti a solventi e fluidificanti, per aumentare la pressione nel
giacimento, riuscendo in tal modo ad estrarre circa il 60% del petrolio
presente.
Il petrolio
Le tecniche di estrazione
Il petrolio
Distribuzione dei giacimenti
In questa immagine
è evidente come la
stragrande
maggioranza delle
riserve di petrolio
sia concentrata in
una minima parte
del pianeta, i 2/3
delle riserve sono
concentrate
nell'area dei paesi
del golfo persico.
Dati indicati in
miliardi di barili
Il petrolio
I primi 20 paesi produttori di
petrolio nel mondo nel 2006
I pozzi italiani di petrolio e di gas
I pozzi di petrolio e di gas in Italia sono modesti, molto frammentati
e spesso situati a grandi profondità oppure offshore, e questo
ha reso difficile sia la loro localizzazione che il loro
sfruttamento.
I giacimenti di petrolio più importanti in Italia si trovano in Sicilia e
nel suo immediato offshore, in particolare il giacimento di
Ragusa (1500 metri di profondit) o quello di Gela (scoperto nel
1956, ha caratteristiche simili a quello di Ragusa e si trova a
3500 metri di profondità) e quello di Gagliano Castelferrato
(scoperto nel 1960, produce gas ed è situato a circa 2000 metri
di profondit).
Oltre a questi vi sono anche altri giacimenti nella parte orientale
dell'isola come in quella occidentale. Vi sono poi, tra i più
importanti, quelli dalla Val d'Agri, in Basilicata, e quello di Porto
Orsini nell'Adriatico ravennate.
I pozzi italiani di petrolio e di gas
La ricerca petrolifera prosegue ancora oggi, con una produzione
petrolifera attorno ai 80.000 barili al giorno, mentre quella
gassifera è di circa 15 miliardi di metri cubi.
Il picco di produzione petrolifera in Italia è stato raggiunto nel
1997, e la velocità di esaurimento corrente è del 3,1%.
La produzione nazionale rappresenta circa il 7% del nostro
consumo totale di petrolio, il rimanente 93% è pertanto
importato dall'estero; la produzione italiana, infine, corrisponde
all'1% dellla produzione mondiale, con le riserve rimanenti,
circa 1 miliardo di barili, che rappresentano lo 0.1% delle
riserve mondiali di greggio.
Il petrolio
I primi 20 paesi consumatori di
petrolio nel mondo nel 2006
Il cammino del petrolio
Il mercato del petrolio
L’estrazione del petrolio inizia nel 1859, quando il «colonnello» Edwin
Drake realizza, in Pennsylvania, la prima trivellazione commerciale.
In poco tempo, due nomi si associano alla storia del petrolio: la famiglia
Rockfeller, che acquista pozzi e raffina il greggio per conto della
Standard Oil, e il ramo francese della famiglia Rothschild, legata
all’ambiente bancario.
La storia del petrolio è stata pressoché interamente gestita da poche
persone o grandi gruppi. Il “principio di concentrazione” influenzerà
l’economia delle energie fossili nel suo insieme.
Il cartello delle “sette sorelle”, le sette maggiori imprese petrolifere, ha
dominato il mercato mondiale del petrolio fino all’avvento dell’OPEC.
Nel 1949, Exxon, Chevron, Mobil, Gulf, Texaco, BP e Shell
possedevano i quattro quinti delle riserve di petrolio ubicate al di fuori
degli USA e dell’URSS, controllavano i nove decimi della produzione, i
tre quarti delle capacità di raffinazione, i due terzi delle navi cisterna e
quasi tutti gli oleodotti.
Il mercato del petrolio
Il mercato del petrolio è gestito ancor oggi da un ristretto numero
di attori, soprattutto a causa degli ingenti investimenti necessari
per individuarlo, estrarlo, trasportarlo, raffinarlo, distribuirlo ecc.
I due mercati principali per lo scambio di petrolio sono il NYMEX di
New York e l'International Petroleum Exchange di Londra (IPE).
Entrambi sono di proprietà americana e in entrambi, il prezzo del
petrolio e la quotazione avvengono in dollari.
Russia e Iran sono intenzionati ad aprire Borse locali in cui è
possibile acquistare petrolio e gas in valuta diversa dal dollaro.
A dicembre 2008, il Brent ha toccato il suo minimo storico il 10
dicembre 1998 quando fu quotato a 9,55 $ al barile.
Il massimo storico è dell'11 luglio 2008 quando le quotazioni
registrarono i 147,25 $ al barile.
Il mercato del petrolio
Andamento del prezzo del petrolio (in dollari al barile) dal 1861 al 2007
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Distillazione del greggio
Il greggio (è detto greggio o grezzo il petrolio così come esso viene
estratto dai giacimenti, cioè prima di subire qualsiasi trattamento teso
a trasformarlo in successivi prodotti lavorati) è una miscela molto
complessa di idrocarburi che non può essere impiegata direttamente.
Necessita innanzi tutto di essere separata in frazioni (o tagli petroliferi)
tramite l'operazione di distillazione topping (o distillazone atmosferica).
I tagli petroliferi sono miscele di idrocarburi che hanno una temperatura di
ebollizione compresa in un determinato intervallo.
Le frazioni che otteniamo da una colonna di distillazione sono
generalmente:
 GPL (Gas di Petrolio Liquefatto)
 Benzina (Gasoline)
 Kerosene
 Gasolio leggero (Diesel oil)
 Gasolio pesante (Fuel oil)
 Residuo atmosferico: Oli lubrificanti, cere paraffiniche, asfalti
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Distillazione del greggio
Il petrolio dissalato e pre-riscaldato, viene alimentato in un forno
che lo porta fino ad una temperatura di 350 °C circa.
La carica,in parte vapore, viene messa nella "zona di flash“ della
colonna (sul fondo) dove si vaporizza ulteriormente grazie a
una riduzione di pressione (tipo si passa da 5 bar a 2 bar).
Tutti i prodotti che hanno una temperatura di ebollizione inferiore
diventato vapore e risalgono verso l'alto mentre i prodotti più
pesanti ("residuo atmosferico") escono dal fondo.
Il vapore, man mano che sale in colonna, viene in contatto con il
liquido che scende dai piatti di distillazione superiori. In questo
modo si condensano i prodotti con la temperatura di ebollizione
più alta. Da alcuni piatti di distillazione si ottengono i prodotti
che poi vengono inviati alle lavorazioni successive.
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Distillazione del greggio
Lavorazione ed impieghi del petrolio
GPL
Il GPL si presta molto bene ad utilizzi di piccola e media combustione,
quali l'uso di cucina o del riscaldamento in cui rappresenta l'unica
alternativa valida al metano. Infatti lo si riesce a distribuire tramite reti
canalizzate in cui società fornitrici dello stesso, riempiono i serbatoi
installati a monte dell'impianto (detti comunemente satelliti) tramite
autobotti e gestiscono i consumi pro-capite con l'applicazione di
misuratori volumetrici (contatori).
Altro uso è nella trazione individuale come l'automobile (in rari casi anche
su scooter 4T di piccola cilindrata) in cui, nei motori a ciclo Otto è
l'alternativa più valida alla benzina, avendo potere calorifico maggiore
del metano a parità di peso caricato (anche se il metano inquina
meno), senza i problemi di corrosione che sono dati da metanolo ed
etanolo.
Per queste sue proprietà, il GPL ha assunto una rilevante valenza
economica con moltissimi addetti impiegati nelle fasi a valle della
raffinazione, imbottigliamento, distribuzione, produzione di serbatoi e
valvole.
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Benzina
La benzina viene utilizzata esclusivamente come carburante nei
motori a scoppio. Per questo, essa deve avere queste
caratteristiche:
 adeguata volatilità (sufficiente per un rapido avvio del motore)
 buona capacità antidetonante (capacità di non accendersi per
la semplice pressione del pistone)
Questo ultimo dato si misura con il numero di ottano (NO). Questo
è un indice di riferimento ad una scala, in cui l'isoottano puro è
uguale a 100 (poco detonante) e il normal-eptano è uguale a 0
(molto detonante).
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Kerosene
Una volta veniva ampiamente usato in lampade a cherosene ma ora è
usato principalmente come combustibile aeronautico per i motori a
propulsione. Un tipo di cherosene noto come RP-1 viene bruciato con
l'ossigeno liquido come carburante per missili.
Il suo uso come combustibile di cottura principalmente si limita ad alcune
stufe portatili per i viaggiatori con zaino e sacco a pelo e a paesi meno
sviluppati, in cui solitamente è meno raffinato e contiene impurità e
perfino residui.
Può anche essere usato per rimuovere i pidocchi dai capelli, ma brucia e
può essere pericoloso sulla pelle.
Come combustibile di riscaldamento, è spesso usato in stufe portatili ed è
venduto in alcune stazioni di servizio.
Il cherosene è ampiamente usato in Giappone come combustibile di
riscaldamento domestico per i riscaldatori a cherosene portatili ed
installati. In Giappone, il cherosene può essere comprato direttamente
in qualsiasi stazione di servizio o essere recapitato a casa.
Viene anche usato come solvente organico.
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Gasolio
Gasolio per autotrazione
Ha visto ridurre progressivamente il suo contenuto di zolfo fino
all'attuale 0,005%.
Viene usato nei moderni motori diesel per automezzi, nelle
macchine agricole e per muovere i piccoli mezzi meccanici
impiegati in agricoltura.
La specifica di riferimento che armonizza in tutta l'Europa
Occidentale le specifiche nazionali del gasolio per autotrazione
é la EN 590, che è stata recepita in Italia come UNI EN 590.
L'Unione Europea, con la Direttiva 2003/17/CE, ha definito inoltre
le caratteristiche di impatto ambientale del gasolio
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Gasolio
Gasolio da riscaldamento
Il gasolio da riscaldamento viene utilizzato come combustibile negli
impianti termici.
La sua principale caratteristica è l'elevato potere calorifico. Lo si può
distinguere dagli altri gasoli per il suo colore rosso. Le esigenze
applicative e quindi di specifica per l'impiego del gasolio nella
combustione stazionaria sono meno severe rispetto a quelle per
l'autotrazione. Per il gasolio da riscaldamento ogni paese ha la propria
specifica.
Il gasolio per riscaldamento si differenzia dal prodotto per autotrazione per
tre aspetti:
 un tenore di zolfo più elevato (0,2% vs 0,035%)
 il numero di cetano può variare
 è più “altobollente”
Le specifiche tecniche che regolarizzano le caratterische del gasolio da
riscaldamento sono diverse per ogni paese. In Italia é in vigore la UNICTI 6759
Lavorazione ed impieghi del petrolio
Oli lubrificanti
Il compito principale che l’olio deve svolgere è quello di
lubrificare gli organi meccanici in movimento
relativo, in modo da ridurre al minimo l’attrito e
portare a livelli trascurabili le usure.
I principali impieghi tecnologici degli oli minerali (oggi
affiancati anche dagli oli di sintesi) sono:
 Olio motore
 Olio per trasmissioni
 Olio idraulico