Il benzene ed gli idrocarburi derivati del petrolio.

Idrocarburo: definizione

Composto organico contenente carbonio e idrogeno. Gli i. si dividono in alifatici, aliciclici, aromatici. Gli i. alifatici a catena aperta possono essere saturi, oppure non saturi. Se la catena di atomi di carbonio è chiusa e le proprietà chimiche dell'idrocarburo sono simili a quelle del corrispondente composto a catena aperta, la sostanza si chiama i. ciclico o aliciclico o naftenico e il suo nome è quello del corrispondente composto aciclico, preceduto da ciclo. Gli i. aromatici sono i. ciclici che contengono almeno una struttura benzenica.

Il benzene

Il benzene e i derivati del petrolio sono i più diffusi idrocarburi esistenti.Gli idrocarburi come dice il nome stesso contengono esclusivamente idrogeno e carbonio.Il più semplice idrocarburo è il metano,le cui molecole sono composte da quattro atomi di idrogeno e uno di carbonio.Ma ci sono idrocarburi che hanno molecole decine e decine di atomi di carbonio e  di idrogeno.Gli idrocarburi liquidi sono miscele composte da oli minerali, e quello che si ricava da loro sono benzene miscele e gas altamente infiammabili.Sia gli oli però che le miscele sono composte oltre che da idrocarburi anche da molte impurità.

Il petrolio una volta estratto non verrà utilizzato così come si presenta in natura ma verrà raffinato.La raffinazione viene eseguite in apposite raffinerie dove il petrolio viene numerosamente lavorato le più importanti sono la stillazione la frazionazione e il cracking. Mediante la raffinazione si ricavano numerosi prodotti,la loro purezza e direttamente proporzionata alla sua purezza e al numero di molecole di benzene o di normal-butano.

Infatti la molecola di normal-butano (sopra) è presente nel petrolio grezzo e nei primi prodotti che vengono fuori dalla raffinazione: residui,gasolio,cherosene e benzina pesante infatti questa molecola ha la capacità di evaporare anche a temperatura ambiente.Questi prodotti anche essendo molto pesanti vengono usate pere materiali plastici e per motori come quelli degli aerei.

Mentre le molecole di benzene (sopra) si trova soprattutto nei gas e nelle benzine infatti questa molecola prima di evaporare deve arrivare ad altissime temperature. I prodotti a base di benzene vengono utilizzati per i motori come quelli per le automobili e autoveicoli.

Petrolio: storia e giacimenti

Origini del petrolio secondo la teoria dell'origine organica del p. per primi si sarebbero formati gli idrocarburi superiori; questi sarebbero stati poi elaborati da batteri aerobi e anaerobi. I materiali organici da cui si è formato il p. sono costituiti da resti di organismi vegetali e animali (alghe, coralli, lamelli branchi, ecc.), che vivevano nel mare. Questo materiale sedimentava sul fondo e veniva ricoperto dai detriti portati dai fiumi: si formarono, così, rocce argillose, rese compatte dal peso degli strati che man mano andavano accumulandosi. Queste rocce sedimentarie sono state battezzate «rocce madri». Le rocce madri, pressate dagli strati superiori, si comportarono come una spugna schiacciata, facendo sprizzar fuori il p. che andò a impregnare sabbie e rocce più porose, quindi più permeabili come argille sabbiose e calcari, ma non sottoposte a elevate forze di schiacciamento. Le rocce nelle quali si accumula il p. sono dette «rocce magazzino» o «rocce serbatoio» e rappresentano gli attuali giacimenti.2Giacimenti di petrolio e gas naturale. I terreni nei quali si riscontrano più frequentemente giacimenti di p. e di gas naturale datano dall'inizio dell'era primaria (cambriano) fino all'era terziaria (miocene). Il giacimento è sempre localizzato in strutture geologiche (dette trappole petrolifere) nella cui successione di strati si riscontra una copertura impermeabile (marna o argilla) che impedisce una ulteriore migrazione del p. e dei gas

Estrazione

Perforazione, controllo e messa in servizio dei pozzi petroliferi. La perforazione è attualmente praticata con il sistema rotary (rotazione di uno scalpello avvitato all'estremità di una serie di aste), e anche con il sistema della turboperforazione (rotazione di uno scalpello azionato da una turbina). Dopo la seconda guerra mondiale si è iniziato lo sfruttamento dei giacimenti sottomarini. Per le perforazioni che avvengono su piattaforme off-shore si utilizzano perforatrici installate su piattaforme provviste di gambe allungabili poggiante sul fondo, per profondità attorno ai 100 m. Per fondali oltre i 200 m occorre un impianto semisommerso, non appoggiato sul fondo, che viene mantenuto in posizione per mezzo di un sistema di ancoraggio. Per acque profonde (oltre i 1.000 m) è necessario ricorrere a navi appositamente attrezzate, ancorate e tenute in posizione da un sistema di motori con eliche orientate, che correggono di continuo la posizione del natante rispetto al pozzo.

La raffinazione

Il petrolio estratto dai giacimenti terrestri o sottomarini, sottoposto a frazionamento e raffinazione, dà un grandissimo numero di prodotti finiti: gas (gas di raffineria, butano, propano), carburanti (benzina normale, benzina super, gasolio, cherosene), combustibili (nafta, olio combustibile), oli lubrificanti, solventi, bitumi, paraffina, vaselina, ecc. La composizione chimica è molto variabile: non soltanto la percentuale dei quattro tipi fondamentali di idrocarburi (paraffine, nafteni, olefine, idrocarburi aromatici) differisce da giacimento a giacimento, ma anche le percentuali dei vari composti che, in un modo più o meno completo, devono essere eliminati: gas, zolfo, che con i suoi composti (idrogeno solforato e mercaptani) raggiunge anche il 3%, acqua salata, composti ossigenati azotati, tracce di metalli, ecc. L'operazione fondamentale della raffinazione è la distillazione primaria, preceduta dalla desalificazione e dalla decantazione, per separare dal grezzo sali, acqua e solidi in sospensione. Questa prima distillazione fornisce prodotti che devono subire una serie di distillazioni e trattamenti particolari, prima di essere immessi sul mercato. La benzina leggera, dopo la stabilizzazione, cioè l'eliminazione del butano e del propano, utilizzabili come gas liquefatti, viene desolforata. La benzina pesante deve essere sottoposta a reforming per poterla usare nei motori a scoppio. Questa operazione è realizzata sotto pressione e ad alta temperatura in presenza di catalizzatori, solitamente platino. La reazione è accomnata da una desolforazione e il prodotto ottenuto è una benzina ad alto numero di ottano, detta benzina super. Il p. lampante o cherosene, un tempo utilizzato solo per illuminazione, in lampade a stoppino, è oggi usato come combustibile e come carburante. Con un processo di raffinazione all'acido solforico o all'anidride solforosa, si ottiene il cherosene commerciale usato come carburante per motori a turbina per aviazione. Il gasolio, carburante per motori diesel veloci, è usato tal quale, se è ottenuto dalla prima distillazione, mentre, se ha subito un processo di cracking per ottenere benzine a buon numero di ottano, deve essere raffinato. Alcune raffinerie spingono la raffinazione dei prodotti pesanti fino al coke di p., usato nella preparazione di inchiostri, elettrodi, ecc.