La raffinazione del petrolio

La raffinazione del petrolio è il processo con il quale viene lavorato il petrolio grezzo al fine di ottenere prodotti di sua derivazione con differenti caratteristiche fisico-chimiche da destinare poi ai diversi utilizzi.

Dal petrolio, infatti, riusciamo ad estrarre bitumi, oli, carburanti e gas. Ma non solo questi, il petrolio è ricco di propilene, utile alla creazione di polimeri che andranno poi a formare le plastiche.

La lavorazione del petrolio avviene tramite processo di raffinazione. La raffinazione più diffusa è quella che avviene per distillazione “topping” tramite torre di frazionamento.

Prima di vedere sommariamente come avviene la raffinazione è bene tener in mente un concetto fondamentale della fisica: il passaggio di stato della materia.

La materia, così come la conosciamo, può trovarsi in 3 stati: solido, liquido o gassoso.

Esempio classico è l’acqua che possiamo trovarla in forma solida (ghiaccio), liquida così come la conosciamo e nella forma gassosa (vapore).

Il passaggio di stato può essere:

• da solido a liquido (fusione);
• da solido a gas (sublimazione);
• da liquido a solido (congelamento);
• da liquido a gas (evaporazione);
• da gas a liquido (condensazione);
• da gas a solido (brinamento).

Chiarito questo concetto passiamo dunque al processo di raffinazione.

Il petrolio, nella sua forma grezza, passa attraverso delle condutture in un forno mantenuto ad una temperatura costante di 500°C e, scorrendo in una serpentina di tubi, si riscalda gassificandosi.

Una volta diventato gas il petrolio viene immesso, attraverso la stessuta tubazione nella torre di frazionamento, ovvero la struttura più alta della raffineria.

Questa torre, con altezza che può variare dai 25 ai 70 metri, è una struttura costituita da una torre cilindrica in acciaio all’interno della quale, ad intervalli regolari, si trovano dei piatti orizzontali comunicanti, che dividono la torre in vari “stadi”. I piatti possono avere diverse geometrie e hanno lo scopo di porre in intimo contatto le due correnti (liquida e gassosa) che si incontrano in corrispondenza di ogni piatto.

La temperatura della torre è elevata alla base e va diminuendo con l’altezza, infatti partiremo dal fondo con temperature di 400°C fino ad arrivare alla cima dove raggiungeremo i 20°C.

Il petrolio, in parte in fase vapore, viene immesso nella “zona di esaurimento” della colonna (cioè sul fondo), dove si vaporizza ulteriormente grazie a una riduzione di pressione (solitamente si passa da 5 bar a 2 bar).

Il vapore, man mano che sale in colonna, viene in contatto con il liquido che scende dai piatti di distillazione superiori. I composti che hanno una temperatura di ebollizione più bassa (ovvero sono più volatili) passano in fase vapore e risalgono verso la parte alta della colonna, mentre i prodotti più pesanti (detti “residuo atmosferico” o “residuo topping“), che hanno una temperatura di ebollizione superiore, rimangono in fase liquida, per cui vengono prelevati dal fondo della colonna.

Nel primo stadio, ovvero nella base della torre di frazionamento, avremo una temperatura stabile di 400°C, 100° in meno rispetto al primo forno. Qui inizierà il processo di condensazione dove si andrà a depositare la prima risultanza della raffinazione e potremmo estrarre prodotti come: bitumi, oli lubrificanti, paraffina, ecc. Il resto della materia in stato gassoso continuerà la salita.

Nel secondo stadio passiamo alla temperatura di 370°C. Qui riusciremo ad estrarre principalmente gli oli combustibili.

Nel terzo stadio misuriamo una temperatura di 300°C ed è qui che si “forma” il gasolio.

Nel quarto stadio, invece, ad una temperatura di 200°C otterremo il kerosene.

Nel quinto, ed ultimo, stadio della torre avremo una temperatura di 150°C dove la materia prodotta sarà la benzina.

Infine nel condotto di terminazione della torre avremo una temperatura di circa 20°C, dove si formeranno i gas che verranno poi lavorati come GPL (gas di petrolio liquefatto).

 

Tutti i prodotti ottenuti dalla raffinazione verranno poi lavorati successivamente per migliorarne la purezza, la qualità e modificarne eventualmente le caratteristiche tecniche e fisico-chimiche così da poter realizzare una vasta gamma di prodotti specifici per usi comuni e professionali.

Per esempio il GPL, di per sé inodore, viene odorizzato con etantiolo, che gli conferisce un odore forte e acre, in modo che possano essere avvertite eventuali perdite anche senza l’apposita strumentazione (Standard internazionale EN 589; Legge 6 dicembre 1971 n. 1083 – D.M. 7 giugno 1973 – Norma UNI-CIG 7133 edizione dicembre 1994). Sempre per disposizioni normative il GPL, che si presenta incolore, deve essere addizionato a specifici coloranti per poter essere rilevato con il colore giallastro.

Il gasolio, seppur con le stesse proprietà e caratteristiche, per questioni di tassazione (valori diversi di accise) deve essere facilmente riconoscibile e distinguibile. Per questo motivo al prodotto in uscita dalla raffineria dovrà essere addizionato del colorante specifico in base all’uso ed alla destinazione finale. 

Infatti il gasolio ad uso riscaldamento ha un caratteristico colore rosso essendo un prodotto ad accisa agevolata. Il Gasolio per riscaldamento è conforme alla norma italiana UNI-CTI 6579, al D. Lgs. 152/06, ai requisiti di legge e alle norme doganali.

Il gasolio agricolo denaturato è un carburante specificatamente formulato per l’applicazione in ambito agricolo. Dal punto di vista fiscale, beneficia di un’accisa ridotta rispetto ai gasoli tradizionali e per questo, prima della commercializzazione, viene trattato con un colorante che gli conferisce un caratteristico colore verde. Il Gasolio agricolo è conforme alla norma europea UNI EN 590, ai requisiti di legge e alle norme doganali. Non contiene additivi metallici.

Il gasolio per autotrazione è un gasolio destinato all’utilizzo per il funzionamento di veicoli e per l’alimentazione di macchine specifiche (gruppi elettrogeni e macchinari vari). Per il suo largo utilizzo ha l’imposta di accisa maggiore e per normativa europea UNI EN 590 viene addizionato con il colorante Solvent Yellow 124 (SY-124), meglio noto come Euromarker, che gli conferisce il tipo colore giallo.

L’UE ha annunciato che Solvent Yellow 124, l’attuale Euromarker, sarà sostituito da ACCUTRACE™ Plus Fuel Marker. Il passaggio è previsto durante il 2024.