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IL PETROLIO - Coggle Diagram
IL PETROLIO
Caratteristiche generali
liquido oleoso
più o meno denso
odore sgradevole
colore bruno-verde scuro o quasi nero
riflessi azzurro-verdastri
massa volumica inferiore a quella dell’acqua
può galleggiare
si trova negli strati profondi della crosta terrestre
a volte affiora spontaneamente
è la più importante risorsa energetica mondiale
è materia prima dell’industria petrolchimica
Perforazione del pozzo
dopo esito positivo degli studi preliminari
si scava un pozzo esplorativo
se il primo pozzo conferma la presenza di idrocarburi
si perforano altri pozzi
Strutture e strumenti
torre di trivellazione
derrick
trivella
sonda di trivellazione
tavola rotante
aste cave
Fango di perforazione
raffredda la sonda
trasporta in superficie i frammenti di roccia
Rivestimento del pozzo
tubi di acciaio
cementazione della roccia
Quando si raggiunge la trappola
gli idrocarburi fuoriescono per pressione di gas o acqua
si inserisce un tubo di acciaio forato
si monta l’Albero di Natale
insieme di valvole
regola il flusso di petrolio
Estrazione
si estrae solo circa il 30% del petrolio
il resto resta aderente alla roccia
se la pressione cala
si usano pompe di estrazione
Prima raccolta del greggio
serbatoi di sedimentazione
si depositano fanghi
frammenti di roccia
acqua
poi il greggio viene inviato
agli oleodotti
ai centri di raccolta
ai porti di imbarco
alle raffinerie
Torre di frazionamento
il petrolio viene riscaldato fino all’ebollizione
viene inviato nella torre
al fondo si raccolgono i componenti più complessi
residuo della distillazione
la torre contiene piatti
su cui condensano i vari idrocarburi
in alto si depositano gli idrocarburi più leggeri
in basso quelli più pesanti
i condotti laterali portano all’esterno le diverse frazioni
Giacimenti trappola
il sottosuolo presenta
strati permeabili
strati impermeabili
gli idrocarburi si muovono negli strati permeabili
si fermano quando incontrano uno strato impermeabile
si accumulano nella parte alta di rocce porose
sono coperti da rocce impermeabili
il petrolio
non forma laghi o fiumi sotterranei
impregna le porosità delle rocce magazzino
è accompagnato da una certa quantità di acqua
Ricerca offshore
avviene sulle piattaforme continentali
si usano piattaforme metalliche fissate al fondo marino
dalle piattaforme si perforano più pozzi in direzioni diverse
gli idrocarburi vengono trasportati a costa tramite oleodotti
profondità raggiungibili
fino a circa 500 metri con piattaforme tradizionali
fino a 2300 metri con piattaforme galleggianti e semisommergibili
oltre 3000 metri nei pozzi esplorativi più moderni
i maggiori giacimenti ancora da scoprire probabilmente sono sottomarini
Raffinazione del petrolio
avviene nelle raffinerie
serve a separare i diversi idrocarburi
Prima fase
distillazione frazionata
topping
produce
gas di raffineria
benzine
cherosene
gasoli
oli pesanti
residuo
Seconda fase
ulteriori trattamenti di raffinazione
eliminano impurità
migliorano le caratteristiche fisico-chimiche
Distillazione del residuo
avviene a bassa pressione e a temperature inferiori
produce
nuovi cherosene
gasoli
oli lubrificanti
i residui finali formano i bitumi
usati come impermeabilizzanti
usati per l’asfalto stradale
Le benzine
sono tra i derivati più conosciuti del petrolio
si ottengono dalla distillazione primaria
rappresentano circa il 20% dei prodotti del topping
per aumentarne la quantità
si trasformano parte di cheroseni, gasoli e oli combustibili
Cracking
processo che rompe le molecole grandi e complesse
trasforma idrocarburi pesanti in più leggeri
avviene con alte temperature e forti pressioni
Formazione del petrolio
1
i mari erano popolati da moltissimi organismi viventi
soprattutto plancton
2
alla morte gli organismi si depositano sui fondali
si mescolano a fanghi e detriti trasportati dai fiumi
3
si formano i sedimenti
in assenza di aria e con batteri, pressione e temperatura adeguate
gli organismi si trasformano in idrocarburi
gli idrocarburi
sono più leggeri dell’acqua
impregnano le rocce
tendono a risalire
si concentrano nella parte alta delle rocce
si formano le rocce magazzino
4
i movimenti della crosta terrestre spostano e piegano gli strati rocciosi
i giacimenti restano intrappolati nel sottosuolo
si formano i giacimenti trappola
Origine del petrolio
deriva dalla trasformazione di organismi vegetali e animali
processo lunghissimo avvenuto nella storia della Terra
legato alla formazione delle rocce sedimentarie
Impieghi del petrolio
Produzione di energia
oli combustibili per centrali termoelettriche
gas e metano per unità turbogas
Trasporti
benzine
cherosene
gasolio
Industria petrolchimica
materie plastiche
fibre sintetiche
detergenti
coloranti
concimi chimici
prodotti farmaceutici
Composizione chimica
miscela di idrocarburi
Idrocarburi
composti formati da idrogeno e carbonio
possono contenere anche
ossigeno
azoto
zolfo
sono tutti combustibili
possono essere
gassosi
Metano CH4
molecole semplici e leggere
liquidi
molecole più complesse
formano i diversi tipi di petrolio
solidi
molecole molto pesanti
esempi
naftalina
paraffina
La ricerca petrolifera
Obiettivi
individuare rocce sedimentarie
trovare rocce che possano contenere idrocarburi
identificare e localizzare una trappola
Metodi di ricerca
rilevamento aerofotografico
individua affioramenti rocciosi
indica direzione e inclinazione degli strati
prelievo di campioni e carote
analizzati in laboratorio
studio dei fossili
per stabilire l’età degli strati
misura della radioattività residua
metodi magnetici e gravimetrici
studiano magnetismo e densità delle rocce
forniscono un modello orientativo del sottosuolo
metodo sismico a riflessione
è il più preciso
localizza la trappola con sufficiente precisione
come funziona
si provocano vibrazioni nel sottosuolo
le onde attraversano e si riflettono nei diversi strati
le onde riflesse vengono raccolte da microfoni
i dati sono elaborati dai calcolatori
si ottiene l’immagine geometrica del sottosuolo
Trasporto del petrolio
Oleodotti
pipeline
formati da grandi tubi di acciaio
coprono centinaia di chilometri
costruzione e manutenzione costose
possono essere
appoggiati al terreno
interrati
devono superare ostacoli naturali e umani
montagne
fiumi
deserti
giungle
zone popolate
il petrolio scorre grazie a stazioni di pompaggio
dispositivi speciali evitano il mescolamento di prodotti diversi
Petroliere
navi cisterna
trasportano il greggio via mare
hanno compartimenti separati
hanno doppio scafo
usano sistemi di prevenzione degli incidenti
restano comunque un rischio ambientale
naufragi e sversamenti in mare