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Il petrolio

Il petrolio è un combustibile fossile liquido ed inquinante, è una fonte energetica tradizionale ed un miscuglio di idrocarburi. Alla vista e al tatto il petrolio si presenta come un liquido denso e oleoso il cui colore varia dal nero al giallastro.

 

 

L' origine del petrolio

 

Esso deriva da piccoli organismi vegetali ed animali chiamati plancton, depositatisi sul fondo di antichi mari interni (bacini sedimentari) in un arco di tempo lunghissimo, su di essi poi poco a poco si depositarono, a loro volta, i sedimenti minerali trascinati dai fiumi.

Questi sedimenti intrappolarono il plancton che, in assenza di aria,  sotto forti pressioni provocate dagli strati sovrastanti e sotto l' azione del sottosuolo, si trasformarono in idrocarburi che sono sostanze oleose composte da idrogeno e carbonio.

In seguito ai movimenti delle placche tettoniche gli strati rocciosi si curvarono e si frantumarono dando origine alle cosiddette trappole petrolifere.

Le gocce oleose  degli idrocarburi essendo più leggere dell' acqua presente nel terreno si spostarono verso l' alto e si fermarono contro una trappola costituendo un giacimento di petrolio.

 

 

Composizione chimica

 

Il petrolio come tutti i combustibili fossili è costituito principalmente da carbonio (85%) e idrogeno (10%) ma in questo caso troviamo anche una piccola percentuale (5%) di zolfo, ossigeno e azoto.

 

 

Ricerca delle trappole

 

Il ciclo produttivo del petrolio inizia con le operazioni minerarie svolte sul territorio interessato: la ricerca e l' estrazione.

La ricerca viene fatta negli antichi bacini sedimentari dove è più probabile trovare le trappole petrolifere.

I geologi usano la tecnica della sismica a riflessione che consiste nel inviare delle onde nel sottosuolo che vengono riflesse dagli strati rocciosi e che consentono ad un computer di disegnare direttamente il profilo degli strati, se il computer rileva le tipiche forme a cupola delle trappole si eseguono i pozzi esplorativi, cioè trivellazioni fatte per accertare se la trappola contiene il petrolio ed in quale quantità.

 

 

Impieghi del petrolio

 

Nella raffineria, precisamente nella torre di frazionamento, il petrolio viene sottoposto alla distillazione frazionata, ovvero il processo che consiste nel vaporizzare il petrolio e poi condensarlo a poco a poco, distinguendo così gli idrocarburi che saranno utilizzati per ottenere quattro diversi prodotti petroliferi:

-carburanti, prodotti necessari per far funzionare quasi tutti i mezzi di  trasporto (benzine per i motori a scoppio, gasolio per i motori  diesel, etc..)

-combustibili, oli che vengono bruciati per produrre calore (gasolio per il  riscaldamento, olio combustibile per le centrali termo elettriche)

-virginnafta, materia prima dell' industria petrolchimica, utilizzata per  produrre materie plastiche come gomme sintetiche e fertilizzanti artificiali.

-prodotti derivati, sono i lubrificanti usati per ridurre l' atrito delle parti in  movimento dei motori, gli asfalti e i bitumi per la costruzione di strade, la  paraffina, utilizzata nella produzione di cere e lucidi, la vasellina utilizzata  nell' industria farmaceutica e cosmetica.    

 

 

 

 

 

 

 

Torre di trivellazione

Osservazione d' insieme

 

-Denominazione: Derrick/Torre di trivellazione

-Settore economico di appartenenza: Primario

-Tipo di prodotto: Prodotto finito

-Tipo di prodotto ottenuto: Petrolio grezzo

 

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Unità

Struttura metallica

Carrucola doppia

Gancio

Raccordo

Asta quadra 

Tavola rotante

Tubing 

Asta tonda

Asta di perforazione

Scalpello 

Tubo flessibile

Vasca del lubrificante

Ponpa del lubrificante

Pompa del fango 

Bacino per il fango 

Motore 

Cinghia 

Verricello

 

Rapporto nº gerarchico/unità

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Unità                                        Funzione

Struttura metallica          Sostenere tutti i componenti

Carrucola doppia              Effettuare il moto rettilineo alternato

Gancio                                     Sostenere il raccordo

Raccordo                               Sostenere l' asta quadra e far passare il lubrificante

Asta quadra                          Trasmettere il moto rettilineo all' asta di perforazione

Tavola rotante                    Trasmettere il moto rotatorio all' asta di perforazione

Tubing                                     Contenere l' asta tonda e rivestire lo scavo impedendo che frani

Asta tonda                             Contenere l' asta di perforazione e convogliare il lubrificante

Asta di perforazione        Ricevere il  moto rotatorio dalla tavola rotante

Scalpello                                Perforare il suolo al fine di raggiungere la trappola

Tubo flessibile                    Convogliare il lubrificante nella vasca per il lubrificante fino al raccordo

Vasca del lubrificante   Contenere il lubrificante

Ponpa del lubrificante   Imprimere pressione al lubrificante permettendogli di salire fino al bacino

Pompa del fango                Aspirare il lubrificante che galleggia nel bacino 

Bacino per il fango           Far decantare il fango permettendo al lubrificante di galleggiare 

Motore                                     Imprimere il moto rotatorio ai componenti

Cinghia                                   Trasmettere il moto rotatorio dal motore al verricello

Verricello                              Trasmettere il moto rotatorio alla cinghia

 

Rapporto nº/Unità/Funzione

Principio di funzionamento

 

Il Motore aziona il verricello e la tavola rotante che trasmette il moto rotatorio all’asta di perforazione.

L’ asta di perforazione imprime il moto rotatorio allo scalpello. Essa scende all’interno dell’asta tonda grazie al moto rettilineo verticale impresso dalla carrucola doppia.

La pompa per il lubrificante spinge il lubrificante dal tubo flessibile fino all’interno dell’asta tonda per lubrificare e raffreddare lo scalpello.

Lo scalpello perfora il sottosuolo fino a raggiungere la trappola/giacimento consentendone l’ estrazione del petrolio grezzo.

Il lubrificante mescolandosi con i detriti prende il nome di fango di scavo.

Sotto l’ azione della pompa, il lubrificante, scendendo, esercita una pressione sul fango che risale lungo la parte interna del tubing fino a raggiungere il bacino per il fango.

Nel bacino per il fango i residui solidi si depositano sul fondo ed il lubrificante galleggia.

La pompa per il fango aspira il lubrificante in superficie e lo introduce nel tubo flessibile.

Torre di frazionamento

-Denominazione: Torre di frazionamento/ Torre di distillazione

-Funzione: Separare gli idrocarburi

-Settore economico di appartenenza: Secondario

-Tipo di prodotto: Componente della raffineria

-Tipo di prodotto ottenuto: Gasolio, Kerosene, virginnafta, benzina, gas propano e butano e gas  metano ed etano

Osservazione d' insieme

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Unità

Ciminiera

Forno

Tubo a serpentina

Bruciatore

Torre di frazionamento 

Piano

Camino 

Campanella 

Piatto

 

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Rapporto nº gerarchico/ Unità

Unità                                         Funzione

Ciminiera                                Permette la fuoriuscita dei fumi prodotti dal bruciatore 

Forno                                        Contiene il tubo a serpentina e trattenere il calore prodotto dal bruciatore

Tubo a serpentina               Trasmette il calore prodotto dal bruciatore,  al petrolio 

Bruciatore                              Trasforma l' energia chimica in termica al fine di far evaporare il petrolio 

Torre di frazionamento      Separa gli idrocarburi ognuno al proprio piano

Piano                                        Suddivide la torre in base alle diverse temperature di condensazione

Camino                                    Far passare gli idrocarburi da un piano all' altro 

Campanella                           Raffreddare le molecole degli idrocarburi per permettere la condensazione

Piatto                                       Raccogliere gli idrocarburi condensati e convogliarli nei rispettivi serbatoi

 

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Rapporto Nº/Unità/Funzione

Principio di funzionamento

Dalla cisterna il petrolio grezzo entra nel forno scorrendo in un tubo a serpentina scaldato dalla fiamma prodotta da un bruciatore. Il petrolio raggiunti 350ºC evapora sotto forma di idrocarburi che salgono nella torre di frazionamento e attraversando i camini raggiungono i vari piani. Nel piano con la temperatura a 300ºC i vapori del gasolio sbattendo contro le campanelle si condensano e cadono nei piatti. I vapori del kerosene nel piano dove la temperatura è di 250ºC si raffreddano e si condensano.

a 200ºC condensano i vapori di virginnafta, a 120ºC si condensano i vapori della benzina alla temperatura di 60ºC condensano i gas liquefacibili (propano e butano). Nella parte alta della torre vengono immagazzinati i gas non liquefacibili (metano ed etano).

Dal fondo della torre esce il residuo detto anche nafta pesante o olio combustibile.

Parini

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