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- Qual è lORIGINE del petrolio? - Dal PETROLIO GREGGIO come vengono ottenuti i principali idrocarburi? IDROCARBURI E PETROLIO La maggior parte degli idrocarburi.

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Presentazione sul tema: "- Qual è lORIGINE del petrolio? - Dal PETROLIO GREGGIO come vengono ottenuti i principali idrocarburi? IDROCARBURI E PETROLIO La maggior parte degli idrocarburi."— Transcript della presentazione:

1 - Qual è lORIGINE del petrolio? - Dal PETROLIO GREGGIO come vengono ottenuti i principali idrocarburi? IDROCARBURI E PETROLIO La maggior parte degli idrocarburi studiati derivano dal petrolio, dalla sua lavorazione e dalla sua utilizzazione.

2 Il petrolio è una miscela di idrocarburi costituita prevalentemente da alcani, cicloalcani e in misura minore idrocarburi aromatici ORIGINE : I differenti tipi di petrolio esistenti hanno una composizione che dipende dalle condizioni di formazione e dal tipo di organismi da cui hanno avuto origine Lorigine degli idrocarburi va cercata in sedimenti marini fini in cui sono rimasti sepolti, dopo la loro morte, numerosissimi microrganismi: questa specie di fango chiamato SAPROPEL, con il tempo si trasforma nella roccia madre del petrolio. La sostanza organica in essa concentrata infatti viene sottratta alla normale distruzione per ossidazione (putrefazione) dal rapido accumulo di nuovi sedimenti detritici e con il tempo e sotto il carico di altre rocce, subisce una serie di trasformazioni chimiche (anche per lazione dei microrganismi anaerobi) che portano alla formazione di idrocarburi liquidi e gassosi.

3 La durata del processo varia dai 5 a 100 milioni di anni, a seconda che le temperature siano più o meno alte. Pertanto il processo di formazione del petrolio (o maturazione della roccia madre) è variabile e dipende dal valore del gradiente geotermico del bacino e dalla velocità di subsidenza della roccia madre. I luoghi più favorevoli allaccumulo delle rocce madri sono: - Bacini marini a circolazione ristretta - Scarpata continentale

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5 CONDIZIONI NECESSARIE PER LA FORMAZIONE DI UN GIACIMENTO: 1) Presenza di una ROCCIA SERBATOIO (arenarie o rocce carbonatiche) 2) Presenza di una ROCCIA DI COPERTURA 3) Presenza di una TRAPPOLA ORIGINE DEL PETROLIO: LE DIVERSE FASI

6 LA PERFORAZIONE ESTRAZIONE DEL PETROLIO Come visto il petrolio si trova solitamente depositato in rocce porose (tipo arenarie) attorniate da strati impermeabili. Allinterno delle arenarie si distinguono tre strati: in alto sono accumulati i gas; nella zona centrale cè il petrolio, lo strato più profondo è ricco di acqua salata. Lestrazione del petrolio richiede la :

7 Una volta estratto il petrolio viene sottoposto alla RAFFINAZIONE: ovvero a complesse operazioni di separazione e trattamento delle varie frazioni che compongono il petrolio. VACUUMCRACKING TOPPING REFORMING ALCHILAZIONE greggio benzine cherosene gasolio bitume gasolio oli lubrificanti frazioni pesanti gas SCHEMA SEMPLIFICATO DELLE OPERAZIONI DI RAFFINERIA Da F.Tottola, A. Allegrezza, M.Righetti Chimica per Moduli pag.171 LA RAFFINAZIONE DEL PETROLIO C5-C12 C1 a C4 C10-C15 C15-C20

8 Dopo aver separato il petrolio da acqua salata e solidi sospesi il greggio viene sottoposto a TOPPING (DISTILLAZIONE FRAZIONATA PRIMARIA) che si realizza immettendo il greggio a circa 360°C, in una colonna di distillazione a piatti Il primo grossolano frazionamento del greggio si ottiene prelevando il liquidi dalle diverse altezze della colonna Il residuo viene ulteriormente frazionato in un sistema di distillazione sotto vuoto VACUUM. Si ricavano ancora gasoli, oli lubrificanti e ciò che resta è bitume per manti stradali FrazioneCarboni presenti nelle molecole % * sul petrolio totale Gas di toppingDa C 1 a C 4 Benzine leggereC 5 a C Benzine pesantiC 8 a C 12 cheroseniC 10 a C 15 gasoliC 14 a C oli combustibiliC 19 a C 26 residuop.e. > 380°C *I valori riportati sono indicativi in funzione del tipo di greggio lavorato

9 PRINCIPIO DELLA DISTILLAZIONE FRAZIONATA

10 Poiché la % di benzine ( a basso numero di atomi di C da C5 a C12 ), molto richieste dal mercato, ottenibili dalla distillazione è piuttosto bassa (15%) sono stati messi a punto processi di craking che consentono di demolire le frazioni più pesanti a catena più lunga, per ottenere prodotti a catena più corta. CRACKING CATALITICO: consiste nella rottura ad ALTE TEMPERATURE °C ed in presenza di CATALIZZATORI, della catena lunga di idrocarburi pesanti in un punto qualsiasi della catena con formazione di alcani e/o alcheni a catena più corta REFORMING: processo di ristrutturazione molecolare di alcani a catena lineare con formazione di idrocarburi aromatici, cicloalcani e alcani ramificati. Vedi pag. 171 Codice ambiente

11 ALCHILAZIONE: consiste nella RAMIFICAZIONE dei composti a catena corta ottenuti dal topping e dal cracking catalitico per ottenere composti ramificati, ideali per le BENZINE AVIO (bassobollenti) La ramificazione si ottiene ponendo a reagire tra loro alcani e alcheni

12 RISORSE ENERGETICHE RISORSA: quantitativo totale di un certo materiale esistente sulla terra RISERVA: percentuale di risorsa che si può sfruttare con i mezzi e le tecnologie disponibili. E variabile in relazione a -Scoperta nuovi giacimenti -Variazione dei prezzi di mercato -Introduzione nuove tecnologie IDROCARBURI E RISORSE ENERGETICHE

13 RISERVE DI COMBUSTIBILI FOSSILI

14 I consumi energetici sono aumentati notevolmente nel corso della storia delluomo (vedi pag. 50 codice ambiente fig. 3.1) Circa il 90% dellenergia richiesta dal nostro sistema di vita proviene dalla reazione chimica tra COMBUSTIBILI DI ORIGINE FOSSILE e OSSIGENO ovvero da reazioni di COMBUSTIONE AGGIUNGERE Esempio combustione metano Lenergia si sviluppa principalmente sotto forma di calore e di luce

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16 RISORSE NON RINNOVABILI: ESAURIBILI originate da trasformazioni chimico fisiche lentissime e difficilmente riproducibili COMBUSTIBILI FOSSILI: Carbone, petrolio, gas naturale … RISORSE RINNOVABILI PRIMARIE Prodotte continuamente da trasformazioni chimico fisiche che avvengono allinterno del sole e della terra RADIAZIONE SOLARE ENERGIA GEOTERMICA ENERGIA GRAVITAZIONALE E MAGNETICA RISORSE RINNOVABILI SECONDARIE Perché derivate dalle precedenti ENERGIA EOLICA IDRICA DA BIOMASSE ENERGIE DI TRANSIZIONE:FISSIONE NUCLEARE FUSIONE NUCLEARE SCISSIONE ACQUA H2O in H e O

17 I consumi energetici sono aumentati notevolmente nel corso della storia delluomo (vedi pag. 50 codice ambiente fig. 3.1) Circa il 90% dellenergia richiesta dal nostro sistema di vita proviene dalla reazione chimica tra COMBUSTIBILI DI ORIGINE FOSSILE e OSSIGENO ovvero da reazioni di COMBUSTIONE AGGIUNGERE Esempio combustione metano Lenergia si sviluppa principalmente sotto forma di calore e di luce

18 I COMBUSTIBILI FOSSILI sono :PETROLIO, GAS NATURALE e CARBONE ( elementi radiattivi) sono costituiti principalmente da C e H (idrocarburi), ma possono contenere anche S, O e N considerando la loro origine Gli ELEMENTI DI PREGIO per un COMBUSTIBILE sono: alto tenore percentuale di CARBONIO basso tenore percentuale di O, N, S (S che si libera dalla combustione forma SOx che causano problemi di inquinamento dellaria e piogge acide

19 ORIGINE DEL CARBONE: deriva dalla trasformazione di biomasse prodotte milioni di anni fa durante il periodo carbonifero, ammucchiate e sommerse nelle valli e alle foci dei fiumi e ricoperte da sedimenti, trasformatesi in seguito a processsi chimico-fisici e biologici avvenuti in condizioni di anaerobiosi AGGIUNGERE IL CARBONE Il carbone è il primo combustibile fossile conosciuto dalluomo e resta ancora una delle risorse più importanti (riserve per 200 anni)

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21 Il risultato di queste trasformazioni è il carbon fossile che viene classificato in quattro tipi principali in ordine di formazione: torba lignite litantrace antracite è quella di più recente formazione, colore grigio nero, spugnosa, ancora evidenti i residui dei vegetali che lhanno originata. Ha il minor potere calorifico Torba: Lignite:Meno recente della torba, è piuttosto ricca di S ed è igroscopica (capace di assorbire acqua) Identificata con il carbon fossile è il tipo più utilizzato nelle centrali e nellindustria. Usata per produrre, per distillazione (a 800°C), gas illuminante mentre con il residuo della distillazione si produce coke metallurgico per la produzione di ghise, acciai ed altre leghe metalliche Litantrace: Antracite:Di formazione assai antica è pura massa carboniosa, compatta, nera e lucente di alto potere calorifico

22 I giacimenti del carbone si presentano in strati di scarso spessore, ma di superficie molto estesa Può essere estratto da Miniere sotterranee A cielo aperto problemi Crolli armature Incendi allagamenti Avvelenamenti da CO e acido solfidrico H 2 S Silicosi: per accumulo nei polmoni delle polveri del carbone Subsidenze Inquinamento falde Dissesto del territorio Rischi di smottamenti Dispersioni di polveri Consumo e inquinamento della falda acquifera Vedi pag. 52 C.A. tabella 3.4

23 Altri problemi sono connessi al : UTILIZZAZIONE DEL CARBONE Soprattutto prodotti della combustione TRASPORTO Dispersione delle polveri Incidenti Inquinamento atmosferico Inquinamento termico delle acque e dellaria Smaltimento delle ceneri SOx Polveri sottili Metalli pesanti

24 CENTRALI A CARBONE E INQUINANTI

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