Il petrolio: dalla petrolchimica al surriscaldamento globale
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Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Il petrolio: dalla petrolchimica
al surriscaldamento globale
Pecora nera o oro nero della società?
Lavoro di maturità, Chemistry and Business di Giovanni Santoro 4M
Liceo Cantonale Lugano 1, Professor Paolo Morini, 2014
Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Indice
1. Abstract........................................................................ p.01
2. Introduzione…............................................................. p.01
3. Le sostanze e le scoperte
a. Il petrolio è un miscuglio............................................. p.02
b. Scoperta e riscoperta del petrolio.............................. p.04
4. Le origini del petrolio
a. La teoria biogenica...................................................... p.05
b. La teoria abiogenica.................................................... p.05
5. Ottenere il petrolio per trasformarlo
a. I giacimenti.................................................................. p.07
b. Ottenimento e trasporto............................................. p.09
c. I processi chimico-industriali fondamentali................. p.14
6. Ecologia e prodotti
a. La problematica ecologica........................................... p.23
b. I derivati del petrolio................................................... p.25
c. I biocarburanti............................................................. p.30
d. Il futuro?...................................................................... p.31
e. Considerazioni personali............................................. p.35
7. Esperimenti e analisi
a. Gli esperimenti............................................................. p.37
b. Le analisi...................................................................... p.41
8. Conclusione................................................................. p.47
9. Bibliografia
a. Didascalie..................................................................... p.47
b. Libri e articoli............................................................... p.48
c. Siti internet................................................................... p.49
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Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Abstract
Il viaggio, verso un approfondimento del campo petrolchimico in questo lavoro di
maturità, è stato percorso considerando il danno ambientale che il petrolio provoca
all'intero pianeta. Volendo saperne di più, iniziai a chiedermi: per quale motivo il
petrolio ne fosse la causa e dove si trovassero le difficoltà.
Una volta alleggerita la mia pesante sete di risposte, percorsi un tragitto differente da
quello degli ecologisti per raggiungere la stessa destinazione, approfondendo anche
le mie conoscenze sul petrolio. Distaccandomi dal pensiero comune, cercai risposte
analizzando le scoperte, le teorie d'origine e il funzionamento degli impianti.
Arrivato alla fine del viaggio mi resi conto che chi prese la strada comune non aveva
uno sguardo chimico sulle problematiche. E sopratutto, troppo spesso, non si
conosce la meravigliosa utilità che questo materiale ha, con il conseguente impatto
alla tecnologia e all'economia che avrebbe se si esaurisse.
Con questa ricerca vorrei mostrare le principali utilità del petrolio, le reazioni per la
creazione di sostanze che hanno avuto un ruolo nell'aiutare l'uomo a progredire, e le
bellezze di questo viaggio nella petrolchimica.
Il petrolio non è solo il motore del surriscaldamento, ma è anche il motore della
nostra modernità.
Introduzione
Il petrolio è l'origine delle problematiche ecologiche nate alla fine del ventesimo
secolo. Dopo le crisi energetiche, sempre più spesso si ha la convinzione che il
petrolio si stia esaurendo. Mettendo in relazione le concentrazioni di anidride
carbonica nell'aria e i dati delle temperature, è nata una paura etica nuova. Il
surriscaldamento fonde i ghiacci delle calotte polari, rende la terra più calda e meno
abitabile per alcune specie. La combustione del petrolio genera molta anidride
carbonica, per questo motivo sono collegati, e proprio perchè il petrolio viene
bruciato in enorme quantità che si pone il problema. Questi fattori mi hanno spinto
verso una ricerca per scoprire tutto il possibile sul petrolio; al fine estrinseco di
affrontare la problematica ecologica chimicamente, perchè quando un problema
sembra troppo complicato o perfino impossibile da risolvere, bisogna vederlo da
un'altra prospettiva; e al fine intrinseco di esplorare il mondo della petrolchimica;
dalle origini, le scoperte, e la composizione; agli utilizzi, i prodotti e le reazioni che
avvengono negli impianti.
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Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Le sostanze e le scoperte
Il petrolio è un miscuglio
Il petrolio è un miscuglio di varie sostanze. Appena estratto è molto impuro e solo
dopo una decantazione si ottiene il greggio. Il petrolio greggio è principalmente
composto da idrocarburi, sostanze organiche contenenti gli elementi “C” carbonio e
“H” idrogeno. Esistono idrocarburi con diversi gruppi funzionali, ma nel petrolio sono
meno presenti degli idrocarburi con soltanto “C” e “H”. Gli elementi sono un gruppo
di nuclei aventi stesso numero atomico.
Questo gruppo di sostanze può essere classificato come: alifatici (alcani, alcheni e
alchini) e aromatici. Le molecole degli alcani sono lineari e non hanno doppi o tripli
legami tra nuclei di carbonio. Quelle degli alcheni hanno almeno un doppio legame
tra due nuclei di carbonio, ma nessun triplo legame che è caratteristica degli alchini.
Infatti la molecola di un alchino ha almeno un triplo legame tra due nuclei di
carbonio. Se una molecola idrocarburica avesse tanti legami singoli e un solo legame
doppio, si classificherebbe come alchene. Se avesse tanti legami doppi e singoli e un
solo legame triplo, sarebbe un alchino. Se infine avesse solo e unicamente legami
singoli, si classificherebbe come alcano.
In generale tutti gli elettroni di valenza degli atomi di carbonio formano quattro
legami (quattro elettroni di valenza), mentre gli Idrogeni solo uno. Le molecole degli
idrocarburi vengono raffigurati schematicamente con delle linee a zigzag. All'incrocio
delle linee si trova un carbonio e in base a quante linee quel carbonio si collega, si
calcolano gli idrogeni attaccati (il numero di legami possibili di un carbonio che sono
4 – il numero di legami fatto rappresentati con le linee collegate al carbonio che
possono variare da 1 a 4).
Esistono anche forme cicliche degli alcani/alcheni/alchini chiamati rispettivamente
cicloalcani/cicloalcheni/cicloalchini.
Tutte questi nomi indicano gruppi di sostanze diversi.
Gli idrocarburi sono apolari (non hanno dipoli perchè la differenza di
elettronegatività tra i due nuclei che si legano non superano il valore di 0,4 per la
quale se questo valore fosse stato maggiore di 0,5 si sarebbe creato almeno un
dipolo e nel caso fosse stata una molecola con una massa molecolare non troppo
elevata, un dipolo molecolare conseguente, ossia si sarebbe creata sia una parziale
carica negativa al nucleo più elettronegativo che una parziale carica positiva al nucleo
meno elettronegativo).
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Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Nel caso di idrocarburi ciclici con meno di 6 nuclei di carbonio, questi hanno una
grande tensione d'anello e sono molto reattivi, e bisogna considerare che gli
idrocarburi insaturi sono più reattivi di quelli saturi.
Gli aromatici hanno una reattività completamente differente dagli idrocarburi
alifatici.
Illustrazione 2 Illustrazione 4 Illustrazione 3
Illustrazione 1
Illustrazione 5 Illustrazione 7 Illustrazione 6 Illustrazione 8
Esistono rappresentazioni diverse del benzene (Illustrazioni 1 e 8) perchè in alcuni
contesti è più semplice studiare un “esatriene” di un benzene. Ma nel benzene gli
elettroni sono condivisi tra i sei atomi di carbonio del ciclo e non formano tre doppi
legami.
In chimica si tende a suddividere gli idrocarburi in 4 gruppi (frazioni) a dipendenza
degli atomi di carbonio presenti in una molecola della sostanza.
Il primo gruppo, i bassobollenti, comprendono molecole che variano da 1 a 4 nuclei
di carbonio.
Il secondo gruppo, quello delle benzina, le cui molecole variano da 5 a 12 atomi di
carbonio.
Il terzo, del gasolio e del diesel, le cui molecole variano da 13 a 18 atomi di carbonio.
E il quarto gruppo, gli altobollenti che comprendono tutte le molecole idrocarburiche
con più di 18 nuclei di carbonio.
In generale i loro intervalli delle temperature di ebollizione sono rispettivamente:
meno di 20, tra 20 e 150, tra 150 e 300, più di 300 gradi Celsius.
Macroscopicamente il petrolio è un liquido nero (bruno o giallo a dipendenza della
composizione) ed ha una densità che varia da 0,77 a 1,06 g/cm2. Quindi dato che è
meno denso dell'acqua ed è apolare, non è miscibile con acqua a normali
temperature e pressioni e quindi galleggia in superficie.
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Scoperta e riscoperta del petrolio
Il petrolio fu scoperto tanto tempo fa, ma solo da meno di due secoli si comprese le
sue potenzialità. La sua scoperta si presuppone sia data dagli affioramenti di petrolio
spontanei. Questo materiale era conosciuto già dagli antichi greci e utilizzato come
olio per candele e medicinali, ma sopratutto per uso bellico. Era conosciuto anche in
ambito militare. Nell'Iliade, Omero narra delle potenzialità di questo materiale che
applicato a delle frecce e dandole fuoco si crea una fiamma “perenne” che non si
spegneva facilmente e in grado di bruciare le navi.
Il petrolio era conosciuto anche in medio oriente, come ne parla Marco Polo in“Il
Milione”:
In seguito all'espansione araba, il petrolio venne portato in oriente e vennero
successivamente edificati centri termali curativi da parte delle popolazioni locali.
Riscoperto nel 1870, permise la nascita della petrolchimica e la conseguente
creazione di moltissimi prodotti oggi importantissimi.
Il termine petrolio fu coniato per la prima volta nel 1556 da Georg Bauer uno dei
padri della mineralogia. L'industria petrolifera nacque nel 1850 in Pennsylvania e
nove anni dopo si trivellò per la prima volta un giacimento petrolifero. Con
l'invenzione del motore a scoppio iniziò ad aumentare la domanda di petrolio,
accrescendo le industrie del campo. I primi pozzi si esaurirono velocemente e
scoppiò una corsa ai giacimenti. Dopo il 1950 il petrolio divenne il combustibile più
venduto al mondo battendo il carbone. Sfortunatamente si successero le crisi
energetiche del '73 e del '79 che portarono ad una spiacevole verità: il petrolio è una
risorsa limitata (anche se tale verità è discutibile) e in quanto tale, motivo di
competizione, che spesso portò a dei conflitti armati.
4Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
L'origine del petrolio
La teoria biogenica
La teoria Biogenica, confermata dall'analogia strutturale tra la metalloporfirina
rintracciata nel petrolio nel 1930 e la clorofilla (componente biologica), ipotizza che il
petrolio deriva da fitoplancton e zooplancton rimasti sepolti nel sottosuolo durante il
paleozoico (periodo con altissima presenza di queste forme di vita). Tutti i materiali
organici sepolti vengono trasformati in cherogene (miscela di composti organici)
grazie a batteri anaerobi che decompongono i componenti organici per formare
metano. Infine il cherogene stesso, dai 60 ai 150 gradi Celsius, può subire il cracking
termico, una reazione che produce petrolio. Tutto questo avviene in media circa a
2000-3000 metri sottoterra, dove temperatura e pressione sono ideali.
Da quella profondità il petrolio, una volta formato, scorre verso la superficie
sfruttando la sua bassa densità e, come può affiorare in superficie, può bloccarsi in
trappole di rocce porose formando così un giacimento petrolifero.
Illustrazione 10 Illustrazione 9
La teoria abiogenica
Anche se la teoria biogenica è quella accettata ufficialmente dagli studiosi, esistono
diverse teorie che ipotizzano una genesi non biologica del petrolio. Sostengono che
tutti gli idrocarburi trovati in natura (petrolio), tranne il metano biogenico, siano di
origine abiotica, ossia derivano per le reazioni avvenute durante la formazione del
pianeta.
5Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Una di queste ipotizza che i depositi di sostanze contenenti carbonio avrebbero
catalizzato la reazione nella quale il metano avrebbe dovuto reagire con dell'altro
metano, formando catene idrocarburiche più lunghe. Un'altra ipotizza che dopo
l'idrolisi di peridotiti nel mantello terrestre ci siano enormi quantità di diidrogeno in
grado di risalire fino in superficie. Risalendo in superficie incontrandosi con rocce e
strati rocciosi carboniosi, questi si comportano da catalizzatori producendo
idrocarburi. La sintesi di idrocarburi di Fischer-Tropsch si basa su questa teoria. In
questo processo chimico si fa reagire CO con H2 per formare idrocarburi. Il processo
venne inventato e usato durante la Seconda guerra mondiale dai tedeschi in
mancanza di carburante.
La teoria abiogenica più plausibile è proposta dal chimico russo Mendeleev che vede
la formazione di idrocarburi da carburi metallici (Fe3C, Ni3C) che reagiscono con
acqua.
A dimostrazione di queste teorie, Titano, una luna di Saturno, presenta idrocarburi.
Gli unici corpi celesti del sistema solare che potrebbero avere forme di vita sono la
Terra e Marte. Perciò non si spiegherebbe la presenza di idrocarburi su Titano. Altre
prove della validità delle teorie abiogeniche del petrolio si basano sul fatto che vi era
petrolio dove non vi era possibile trovare componenti organici, o dove i batteri
anaerobi non avrebbero potuto lavorare, sfruttando situazioni limite che mettono in
discussione la teoria biogenica.
La teoria proposta da Mendeleev nell'800 ha ulteriori prove a suo favore.
Prima di tutto la reazione è nota e riproducibile in laboratorio.
Fe3C (cohenite) + H2O (acqua in una soluzione con HCl) → FeO + CnH2n+2 (idrocarburo).
L'acqua è in soluzione con HCl perchè, per reagire in questa reazione, deve essere
acida e quindi avere un pH inferiore a 7 (che avrebbe se non fosse in soluzione) ma
ciò non compromette l'esperimento poichè nei giacimenti vi sono delle sostanze che
rendono più acida l'acqua.
Sia la teoria abiogenica che quella biogenica non sono errate e quindi da considerarsi
complementari o almeno plausibili. Possiamo concludere che il petrolio si può
formare in diversi modi secondo teorie diverse.
6Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Ottenere il petrolio per trasformarlo
I giacimenti
Prima di ottenere il petrolio bisogna trovare i luoghi dove esso si “nasconde”.
Il geologo identifica alcune vaste zone che, in passato, potrebbero aver permesso la
formazione dei suddetti giacimenti. Dopo aver tracciato una mappa si cercano i
luoghi nella quale potrebbe affiorare spontaneamente.
Nel caso in cui le condizioni fossero favorevoli viene generalmente usato uno
stereoscopio che, grazie ad un volo di perlustrazione, permette di fotografare zone
anche boschive mostrando la forma geologica dell'area e rilevando le strutture che
potrebbero accumulare petrolio.
Il geofisico usa dei metodi che gli permettono di vedere la struttura delle rocce in
profondità e non limitandosi solo alla studio della superficie.
Il metodo gravimetrico consiste nella delimitazione delle strutture che si formano in
profondità, grazie ad una misurazione della forza di gravità in superficie, che è
influenzata dalla distribuzione delle rocce di diversa densità sotto terra.
Con il metodo sismico si vuole far esplodere delle cariche al suolo, in modo che le
onde d'urto vengano registrate a diverse distanze dall'epicentro.
Uno dei metodi sismici si basa su un dato singolare. Le onde d'urto viaggiano più
rapidamente attraverso strutture compatte e più dense. Quindi sapendo la velocità
dell'onda è possibile approssimarne il tipo di roccia e la sua profondità.
Un altro si basa sul fatto che un'onda che colpisce una roccia dura come il calcare
viene riflessa e, in base al tempo che ci mette a ritornare in superficie, si può
calcolare una profondità.
Il metodo magnetico rivela anch'esso la distribuzione delle rocce, ma grazie alle loro
differenti proprietà magnetiche.
La ricerca per i giacimenti non finisce qui. Infatti bisogna sempre verificare che le
formazioni geologiche non siano troppo recenti. Oltre ciò sia geologi che geofisici
non potranno mai accertare la presenza di petrolio con sicurezza dalle loro analisi,
ma possono delimitare zone sempre più ristrette. A questo proposito vengono
effettuate le trivellazioni di prova e uno studio delle rocce e dei fossili che, grazie alle
trivellazioni di prova, giungono in superficie.
7Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Esistono vari tipi di giacimenti, ma se ne intendono 4 classificati in base alla loro
struttura.
L' anticlinale o cupola è un giacimento formato da uno strato di roccia ad arco.
Di questa struttura esiste una variante chiamata cupola salina ed è formata da un
cuneo di sale che, aprendosi la strada tra gli strati rocciosi, imprigiona il petrolio.
Illustrazione 11
La faglia invece è formato da uno strato roccioso impermeabile venutosi a creare da
una frattura degli strati rocciosi.
Illustrazione 12
Esistono anche giacimenti a trappola stratigrafica che hanno la caratteristica di essere
formati da degli strati rocciosi inclinati e da uno strato impermeabile in alto che tiene
in trappola il liquido nero.
8Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Illustrazione 13
Dopo aver localizzato una zona con una buona probabilità che ci sia petrolio, bisogna
iniziare la trivellazione.
Ottenimento e trasporto
Un impianto di trivellazione è costituito da una serie di tubazioni di acciaio con uno
scalpello all'estremità inferiore e uno snodo all'estremità superiore. Il treno di
perforazione (sembra un tubo) è cavo all'interno e vi scorre del fango grazie a delle
potenti pompe. Sulla piattaforma di perforazione in superficie, vi è la tavola rotante
al cui centro vi è un foro quadrato dove si inserirà l'asta quadra. La trivellazione ha
inizio quando un motore fa girare la tavola rotante che a sua volta trascina l'asta
quadra, permettendo allo scalpello di penetrare il terreno. Continuando la
trivellazione tutto il complesso si abbassa lentamente fino a quando l'asta quadra
raggiunge la tavola rotante. A questo punto tutta la tubazione viene retta da dei
cunei e durante questo lasso di tempo il motore si ferma. Una volta sollevato il treno
di perforazione grazie al verricello, installato un nuova asta lunga quasi 10m, rimosso
i cunei che sostenevano il complesso e aver calato il treno nel pozzo, si può
procedere nuovamente con la trivellazione. In questo modo l'impianto viene
costruito passo passo fino anche a raggiungere la profondità massima di 5'500 metri.
Durante la perforazione viene spinto, attraverso delle pompe poste nelle aste, del
fango particolare che, ritornando in superficie, trasporta della roccia che viene
studiata, datata e usata per conoscere la natura dello strato roccioso perforato.
9Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Il fango è molto utile per impedire al petrolio di eruttare e/o raffreddare lo scalpello
e per sostenere le pareti del pozzo venutosi a creare con la trivellazione.
Perforando il terreno bisogna anche cementare pezzi di acciaio attorno alla parete
del pozzo, sia per permetterne la chiusura nel caso di forti pressioni, sia per un
rafforzo ulteriore.
Una volta che nel fango viene identificato del petrolio, si continua la trivellazione
finché non si viene a conoscenza dello spessore dello strato contenente il liquido
nero. Dopodiché si ritrae tutto il treno di aste e si cementa la parete del pozzo, con
un rivestimento di minor diametro della precedente cementazione, sino allo strato
petrolifero per evitare infiltrazioni d'acqua. Ora che il fango trattiene il petrolio e il
pozzo è rivestito, viene introdotto un tubo filtrante in grado di separare la sabbia dal
petrolio e dai gas che invece vengono portati in superficie attraverso un altro tubo, il
tubo di adduzione. Come ultimo si cerca di riprendere il fango pompato nel pozzo, in
quanto contiene petrolio in minima parte e il fango impiegato è molto costoso,
perciò riciclarlo il più possibile è molto conveniente, quindi si riempie il pozzo di
acqua.
Ottenere il petrolio non è sempre semplice.
Una volta accertata la presenza di petrolio in quantità industriale bisogna accertarsi
delle dimensioni del giacimenti, di quanto può reggere la cappa gassosa del
giacimento, qual'è il livello del piano d'acqua e bisogna conoscere porosità, spessore
e impermeabilità delle rocce che contengono il petrolio. Solo dopo questi studi si
possono trivellare i giacimenti tramite un piano di trivellazione. Di solito si dislocano i
pozzi nella zona in modo da trivellare da più parti il giacimento. Anche se
generalmente si trivella perpendicolarmente alcune volte bisogna trivellare
“direzionalmente”. Questo sopratutto quando i giacimenti sono collocati sotto paludi
o coperti dal mare. Nel Golfo del Messico infatti si trivella “direzionalmente”.
Il pozzo e il giacimento si evolvono man mano. Se un pozzo non sembra avere più
petrolio, si cementa il fondo per poter continuare la trivellazione in direzione deviata.
Se in un pozzo c'è troppa pressione, si può pompare tramite un pozzo obliquo del
fango nello strato petrolifero per bloccarlo.
Per conoscere lo sviluppo economico del giacimento vengono effettuati quattro studi
che, come risultato, danno una “carta del sottosuolo”.
10Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Illustrazione 14
La litologia consiste nello studio di quelle rocce che si ottengono grazie ai fanghi e la
trivellazione. Identificando rocce porose o calcaree significa avere buone probabilità
di trovare gas e petrolio.
La paleontologia determina l'età dei fossili e di conseguenza anche degli strati
trivellati.
Vengono poi fatte due indagini, una elettrica e una radioattiva.
Quella elettrica si basa sul fatto che diverse tipologie di rocce hanno differenti
reazioni agli impulsi elettrici e in tal modo si possono riconoscere gli strati calcarei o
porosi dagli altri (qualora ce ne fossero).
Invece l'indagine radioattiva si basa sulle diverse proprietà radioattive degli strati
rocciosi e di conseguenza (sebbene con più approssimazioni dell'indagine elettrica) è
in grado di riconoscere gli strati che potrebbero celare il petrolio.
Spesso non si eseguono tutti gli studi, ma a volte vengono fatti in contemporanea.
Il petrolio viene spinto in superficie grazie alla pressione causata dall'acqua e dal gas,
ma quando la pressione diminuisce a un certo punto, oltre ad uscire gradualmente
meno petrolio, non sale più spontaneamente. Per contrastare questo problema
bisogna ricorrere a mezzi artificiali come il pompaggio meccanico o aumentando la
pressione con acqua e gas.
11Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Illustrazione 15
Sebbene il pompaggio meccanico sia il più comune, a un certo punto mancherà la
differenza di pressione necessaria per estrarre il petrolio in modo efficiente, per
questo si utilizzano entrambi i metodi. Pompare acqua e gas in due pozzi adiacenti è
infatti l'ultima risorsa che si ha prima di finire il pozzo.
Il petrolio greggio appena estratto viene trasportato in serbatoi da una tubazione per
poi essere pompato a una raffineria o in qualche deposito grazie a una stazione di
pompaggio.
Gli oleodotti di regola sono più lunghi di 1600km e con un diametro di almeno 65 cm.
Nel caso fossero molto lunghi bisognerebbe installare stazioni di pompaggio
intermedie.
Un oleodotto può servire più raffinerie e di solito sono interrate. Però possono anche
essere solo adagiate a terra nel caso sia una zona poco popolata. Siccome la
pressione dentro gli oleodotti è molto elevata, i materiali che lo compongono devono
essere resistenti almeno per sopportare 70kg/cm2, e spesso vengono impiegati più
tubi. Oltre ad essere saldate bene devono essere ricoperte da bitume per prevenire
la corrosione, mentre quelle interrate devono anche essere messe in una trincea
asciutta.
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Gli oleodotti sono la
variabile più economica
ed efficiente, ma possono
essere impiegate delle
cisterne ferroviarie di
capacità che variano da 10
a 40 tonnellate.
Per il trasporto dei
prodotti delle raffinerie e,
in certi Paesi, anche per
altri tragitti, vengono
impiegate sopratutto
autocisterne.
Illustrazione 16
Il petrolio passa dal campo
petrolifero da cui viene estratto a dei serbatoi di raccolta che lo inviano ai centri di
raccolta del luogo per essere spedito alle stazioni di pompaggio. Queste stazioni si
occupano di pomparlo sia in diverse raffinerie si da un terminale oceanico, che a sua
volta lo manda a delle raffinerie. Una raffineria può inviare il prodotto o lo stesso
petrolio greggio ad altri consumatori oppure allo stesso terminale oceanico che
gliel'ha inviato.
Il trasporto per mari e oceani è richiesto sia per viaggi lunghi, sia per tragitti più
brevi. Solitamente viene usata una petroliera. Fu ideata con lo scopo di essere un
enorme serbatoio galleggiante, ma oggi è diventata un'imbarcazione per trasporti
comodi, veloci e talmente moderni che costituiscono quasi un quarto del
tonnellaggio mercantile globale. La si riconosce perché il fumaiolo sta a poppa, c'è un
complicato sistema di tubazioni che non permettono la mescolanza dei prodotti e
una buona tenuta. La nave non ha alberi ma una passerella che congiunge prora e
poppa, e le cisterne caricate sono ben lontane da cucine e caldaie per una questione
di sicurezza.
Le petroliere oceaniche variano per
equipaggio imbarcato (da 30 a 60 uomini),
per la velocità (da 10 a 18 nodi) e per la
portata massima (da 5'000 a 45'000
tonnellate).
Le petroliere costiere e di lago hanno una
portata massima che varia da 500 a 8000
Illustrazione 17 tonnellate e sebbene non abbiano
13Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
differenze di struttura confronto a una oceanica, se non la grandezza, vengono
impiegate per brevi tragitti.
Infine vengono usate bettoline e chiatte di portata variabile tra le 50 alle 1000
tonnellate per fare bunkeraggi (rifornire grandi navi). Molto spesso ne vengono
richieste più di una e alcune possono essere solo rimorchiate.
Illustrazione 18
Prima di passare al capitolo sui processi industriali, bisogna ricordarsi che il petrolio
estratto dai giacimenti non è considerato ancora greggio. Prima di essere mandato a
delle raffinerie o distillato, si esegue una decantazione e una dissalazione (si tolgono i
sali). La decantazione permette di separare di solito le sostanze solide dalle sostanze
liquide ma anche due sostanze liquide, sfruttando le diverse densità. Una volta
effettuata la decantazione si ottiene un materiale senza troppe impurità (come rocce,
altri solidi, fango, acqua...) che deve ancora subire altri processi.
I processi chimico-industriali fondamentali
I processi chimici fondamentali consistono nella separazione delle diverse sostanze
presenti nel petrolio greggio. Il petrolio viene diviso in base alla diversa temperatura
di ebollizione delle diverse sostanze presenti. Vengono quindi effettuate due
distillazioni, una più accurata dell'altra. La distillazione primaria è un processo
effettuato con un mastodontico insieme di tubi e colonne.
14Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
La distillazione primaria:
Illustrazione 19
Il petrolio viene pompato dalle cisterne di deposito verso un forno tubolare dove
viene vaporizzato per poi arrivare alla colonna di frazionamento. Mentre il vapore
sale attraversando le campane di gorgogliamento, esso si condensa sui piatti
riempiendoli fino a che gli idrocarburi superflui non cadano, passando dagli appositi
passaggi, sui piatti inferiori.
Ogni piatto ha un temperatura diversa e più è alta la posizione del piatto, più si
troveranno sostanze volatili.
I vapori gorgoglianti, al passaggio nelle campane di gorgogliamento, fanno si che le
date sostanze vaporizzate, con uguale temperatura di ebollizione di quelle presenti
sul piatto, condensino restando con i suoi simili. Gli idrocarburi, che hanno
temperatura di ebollizione più bassa delle altre sostanze del piatto sulla quale si
condensano, possono evaporare grazie alla temperatura dei vapori che salgono verso
i piatti superiori.
Gli idrocarburi altobollenti (cui molecole hanno catena più lunga) cadono dai piatti,
vengono portati a un ribollitore e successivamente ricondotti alla colonna di
frazionamento ricominciando un nuovo ciclo.
Quelle sostanze fatte da molecole con una catena idrocarburica lunghissima, che non
evaporano perché la temperatura è insufficiente, vengono pompate via dalla colonna
e considerate residuo pesante.
15Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Dopo questo processo, a grandi linee si dovrebbe ottenere, sui vari piatti, delle
sostanze idrocarburiche divise per intervallo di distillazione. È possibile ottenere delle
sostanze condensate sui piatti. Alcuni di queste sostanze vengono trasportate in
colonne di frazionamento chiamate side-strippers. In queste colonne due correnti si
scontrano, la corrente che scorre verso il basso attraversando una serie di piatti
(idrocarburi) e una corrente che scorre verso l'alto (vapore acqueo) che riesce a
riportare quelle sostanze volatili liquide, che si erano condensate nel piatto sbagliato,
nella colonna principale; ottenendo così un preciso insieme di sostanze con uguale
temperatura di ebollizione. Il processo è molto simile alla distillazione con vapore
acqueo. Analogamente a quanto detto, le distillazioni per correnti di vapore usano lo
stesso principio. Il vapore acqueo abbassa la temperatura, in questo caso, degli
idrocarburi, affinché possano evaporare prima. Questo sistema permette una
migliore distillazione delle sostanze.
Grazie alla distillazione primaria si ottengono benzina di distillazione (componente
dell'olio combustibile), residui pesanti e gas da raffineria. Spesso, grazie ai side-
strippers, si puó ottenere gasolio e petrolio distillato.
Il petrolio distillato non è più considerato “greggio”, ma è detto soltanto “petrolio”.
La distillazione sotto vuoto:
Il residuo pesante è un miscuglio di tantissime sostanze diverse che devono essere
ancora separate. In generale il discorso è analogo al precedente quindi, per logica, si
utilizzerebbe una colonna di frazionamento diversa dalla precedente solo per la
maggiore temperatura applicata al miscuglio da separare. Ma dobbiamo considerare
che a pressione atmosferica, se applicassimo un temperatura sufficiente per far
evaporare il residuo esso si decomporrebbe.
Fortunatamente, abbassando la pressione, si può diminuire la temperatura
necessaria per l'ebollizione evitando il processo di decomposizione.
Usando eiettori a vapore e pompe si è in grado di mantenere una bassissima
pressione. Le pompe riescono anche a trasportare il residuo pesante che
normalmente si sarebbe spostato per scorrimento.
Applicando le precedenti modifiche si procede alla separazione sotto vuoto. Qui il
miscuglio entra in un forno che fa evaporare molte sostanze. Quello che non evapora
(il bitume pesante) scorre controcorrente al vapore acqueo e, come succede nei side-
strippers, lo scontro delle due correnti permette di separare quelle sostanze volatili
disciolte in bitume che, successivamente, tornano nella colonna di frazionamento, in
questo caso, sotto vuoto.
16Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Illustrazione 20
Anche nella colonna di frazionamento sottovuoto possono esserci dei side-strippers
aggiuntivi cui funzionamento è analogo a quelli della distillazione primaria.
Dal residuo pesante della distillazione precedente possiamo ottenere bitume, diverse
frazioni di oli lubrificanti che necessitano un processo di raffinazione aggiuntivo e
gasolio. Ad ogni modo, i prodotti della distillazione devono sempre attraversare
processi di purificazione quale la desolforazione. Questa consiste a grandi linee nel
separare gli idrocarburi da sostanze contenenti zolfo come CH3SH, che vengono
trasformati ottenendo, infine, H2SO4 (acido solforico), un inquinante. Ma anche altri
processi, come il cracking termico o quello catalitico che producono idrocarburi
bassobollenti a partire da altobollenti.
Il cracking termico
Tutti i residui della distillazione primaria, che non servono, che non vengono venduti
o che è possibile vendere meglio solo dopo il processo di cracking, vengono “rotti”.
Ad elevatissime temperature le molecole si spaccano per riformarsi in alcune più
piccole. Questo ci permette di ottenere benzina da idrocarburi a catena più lunga. E
si sa che la benzina è il derivato del petrolio più venduto al mondo e l'incessante
domanda rende importante lo stesso processo e la sua formazione.
17Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Illustrazione 21
Si immette in un'altra colonna di frazionamento il residuo della distillazione primaria
che inizialmente va a riscaldarsi per arrivare in una camera di reazione dove avviene
il cracking. Qui si “spaccano” molecole grandissime per ricomporsi in alcune più
piccole e quindi alcune sostanze con temperatura di ebollizione elevata si
trasformano in altre più volatili. Immesse nuovamente nella colonna di
frazionamento si ottengono gas e benzina evaporata. Quindi si vede la
trasformazione di alcani a catena lunga ad alcani e alcheni a catena più corta.
Il cracking catalitico fluido
Ci sono altri processi per fare il cracking. Uno di questi riesce a produrre benzina di
miglior qualità, e si chiama cracking catalitico fluido. Ci sono anche tantissimi
cracking che usano catalizzatori, in questo viene usato una polvere molto fine che
trascinata da una corrente di gas si comporta come un fluido, da qui il nome.
Gli idrocarburi che subiscono il processo, come nella distillazione sotto vuoto,
vengono riscaldati, ma di meno. I vapori e il catalizzatore migrano insieme nella
camera di cracking catalitico chiamato anche reattore.
18Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Illustrazione 22 Illustrazione 23
Di solito la temperatura applicata non varia troppo dai 540 gradi Celsius. Il
catalizzatore va a precipitarsi sul fondo (perché è polvere e quindi solido) formando
un “letto”. Durante la reazione si formano incrostazioni carboniose attorno al
catalizzatore, che impediscono il proseguimento del processo catalitico con gli altri
gas, perciò il “letto” viene estratto dal fondo e immesso in una camera di
rigenerazione, dove un getto di aria calda ripristina il catalizzatore.
Infine i vapori della camera dopo il processo catalitico (rottura delle catene
idrocarburiche per formarne di più piccole) finiscono in una classica colonna di
frazionamento.
Illustrazione 24
19Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Come nel cracking termico la “benzina” (meglio chiamata vapori di benzina di
cracking) è sotto forma gassosa e in entrambi i casi tutti i gas ottenuti vengono fatti
passare attraverso un condensatore, che grazie a dell'acqua fredda permette di far
condensare le benzine, ma non gli altri gas.
La benzina viene venduta mentre i gas devono ancora passare altri processi chimici
che, in generale, li trasforma in benzina ad alto numero di ottani utili sia per
macchine che per aerei.
La Separazione dei Gas
Metano ed etano, derivati dalla distillazione primaria e dall'estrazione dal pozzo,
possono essere usati per produrre diidrogeno secondo la seguente reazione a 900
gradi Celsius: H2O +CH4 → H2 + CO2. Il diidrogeno è utile per la sintesi di varie
sostanze come l'ammoniaca (NH3), questa usata per produrre successivamente
fertilizzanti come NH4NO3.
Illustrazione 25
Le olefine derivati dal cracking vengono utilizzati per la sintesi di altri prodotti. Perciò
bisogna separarle dal resto dei gas che servirebbero principalmente a “produrre”
energia o ad essere ritrasformati in altri idrocarburi qualora fosse possibile.
20Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Le olefine si possono dividere in EE (Etano/Etilene), PP (Propano/Propilene) e BB
(Butano/Butilene). Tutti gli altri gas sono paraffine e anche queste vengono utilizzate.
La separazione dei gas avviene in modo analogo alle altre distillazioni, viene soltanto
applicata una pressione maggiore, così da liquefare il miscuglio da distillare.
Come nella colonna di frazionamento, anche nell'assorbitore-rettificatore, nello
stripper, nel depropanizzatore e nel deetanizzatore, si frazionano le sostanze. L'unica
differenza la fa l'assorbitore-rettificatore che separa le olefine EE, PP e BB dal metano
sfruttando la capacita del metano di non liquefarsi per raffreddamento con acqua.
Alla fine di qualsiasi processo chimico ogni derivato del petrolio, che sia olefine,
paraffina, benzina o altro, viene venduto o impiegato per la creazione di vari prodotti
come alcoli, chetoni utili anch'essi per la sintesi di altri prodotti o per semplice
vendita.
Benzina e Numero di Ottani
La maggior parte dei derivati del petrolio è benzina a causa dell'enorme domanda
per questo materiale. Il rimanente viene impiegato per tantissime sintesi e di
conseguenza diversi prodotti. Proprio perché il petrolio non è composto soprattutto
da catene idrocarburiche C6-C14 (benzina) le si vuole sintetizzare. Le si sintetizza per
reforming catalitico in un processo di alchilazione. Esso consiste nel trasformare degli
idrocarburi a catena corta in idrocarburi a catena più lunga. Quindi tramite
catalizzatori come HF, AlCl3 come anche altri, si fanno reagire più idrocarburi volatili
per formarne uno meno volatile e più simile possibile ad un idrocarburo della
frazione delle benzine.
Però bisogna sempre considerare che le benzine devono aver un preciso numero di
ottani per essere vendute, e più una benzina ha un elevato numero di ottani, più è
efficiente nel motore a scoppio. La relativa “efficienza” di una benzina è legata al suo
potere antidetonante. Più la benzina è efficiente più sarà improbabile uno scoppio
nel motore per semplice compressione del pistone. Uno scoppio per semplice
compressione è in grado di destabilizzare il meccanismo che muove la macchina
rovinando il motore. Oggi le distinzioni tra benzine per il loro numero di ottani è
quasi completamente irrilevante.
Durante i giri del pistone, questo comprime la benzina miscelata con aria contenente
diossigeno e grazie ad una scintilla avviene uno scoppio che spinge via il pistone.
Questo movimento permette di muovere la macchina. Se la benzina esplodesse per
semplice compressione, il motore si rovinerebbe (“batte in testa”).
21Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Illustrazione 26
Il potere antidetonante è classificato in base al numero di ottani. Più alto è il numero
di ottani della benzina, più è prestante. Per convenzione si calcola un valore 100 nel
caso in cui la benzina fosse composta dal 100% da isottano e 0% da n-eptano. Questo
significa che le catene ramificate, più delle catene lineari, hanno potere
antidetonante.
Per aumentare il numero di ottani si ricorre all'isomerizzazione e al platforming.
L'isomerizzazione utilizza dei catalizzatori per ramificare idrocarburi a catena lineare
o saturi, mentre il platforming usa altri catalizzatori per deidrogenare e rendere ciclici
idrocarburi saturi o a catene lineari in modo da trasformarli in idrocarburi aromatici.
Il platforming è famoso perché gli idrocarburi aromatici possiedono un elevato
numero di ottani. In Europa, le auto devono avere una benzina cui numero di ottani
deve essere di circa 95-98.
Analogamente al numero di ottani, si parla di numero di cetano per il diesel che al
contrario deve esplodere per semplice compressione e non tramite la scintilla della
candela. Al cetano viene associato il valore di 100 numero di cetano, mentre al
metilnaftene e al isocetano il valore 0. Perché un diesel funzioni deve tenere un
numero di cetano tra 30 e 32. Ossia potrebbe essere costituita dal 32 % di cetano e
dal 68% di isocetano.
Illustrazione 27
Illustrazione 28
Illustrazione 30 Illustrazione 29
22Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Prodotti ed ecologia
La problematica ecologica
Incombono tre gravi problemi ecologici usando o lavorando il petrolio. Esistono
problemi legati per lo più ai consumatori, i quali usano la maggior parte del petrolio
(o meglio di un suo derivato) come combustibile generando gas serra. Altri legati ai
lavoratori che estraggono questo materiale dai pozzi petroliferi oceanici e marittimi.
Infatti una perdita di petrolio nell'oceano o nel mare può causare la distruzione sia
della fauna che della flora locale, oltre che alla perdita di milioni di dollari. Ma
esistono anche altri problemi legati al suo valore. Oggi esistono interventi militari nei
paesi del Terzo Mondo al fine di conquistarsi petrolio a prezzi più bassi.
Illustrazione 31
Riguardo alla prima delle tre problematiche principali dell'uso del petrolio, si sa che
bruciare benzine e carburanti fossili produce CO2 un gas serra. Il vapore acqueo (per il
50% responsabile), il metano (per il 18%), l'anidride carbonica (per il 22%) ed altri
(10%) sono gas serra responsabili dell'effetto serra che filtra i raggi solari, tiene la
temperatura della terra al giusto livello affinché sia abitabile.
Le radiazioni solari vengono in parte assorbiti dall'atmosfera e in parte dal pianeta
Terra. Una parte delle radiazioni solari, però, vengono respinte sia dall'atmosfera che
dalla Terra.
Anche la Terra emette delle radiazioni, solo che a differenza di quelle del sole che
sono UV, queste sono infrarosse. Queste radiazioni arrivano all'atmosfera dove sono
presenti i gas serra, e questi ultimi respingono parte della radiazione alla terra,
conferendo calore al globo.
23Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Aumentando sensibilmente la quantità di diossido di carbonio nell'aria, non
rispettando i suoi cicli naturali, si arriva ad una situazione di surriscaldamento
globale, ossia il globo è più caldo di quanto dovrebbe essere.
In queste circostanze non ci si spaventa, ma l'aumento di temperatura può causare,
oltre l'estinzione di alcune specie e tantissimi altri problemi ambientali, la fusione dei
ghiacciai. Significa che alcune zone costali potrebbero venire inondate, e non solo...
Oggi siamo arrivati ad una concentrazione talmente elevata di gas serra, la quale può
causare parecchie problematiche importanti a livello globale.
Illustrazione 32
Ad ogni modo tutti i problemi correlati al surriscaldamento globale sono molteplici e
sopratutto catastrofici, come l'estinzione degli orsi polari che vedono il loro habitat
distrutto e inabitabile. Da alcuni anni dalla notizia si è cercato di provvedere
limitando il consumo di combustibili fossili e in analoghi modi senza particolari
successi. La causa potrebbe essere ricondotta all'enorme scompenso economico che
il mondo dovrebbe subire senza l'uso del petrolio come carburante.
Anche la seconda problematica porta gravi danni e può essere causata sia dalla
natura che dagli uomini. Il versamento di petrolio in mari e oceani causa dapprima
l'inquinamento delle acque danneggiando la macro fauna. Poi, dato che il petrolio ha
24Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
una densità minore di quella dell'acqua, forma una pellicola impermeabile al
diossigeno che uccide il plancton e infine una precipitazione successiva di questo
materiale uccide in modo analogo anche agli organismi bentonici come le alghe
pluricellulari. La formazione di questa patina sull'acqua ha un effetto dannoso anche
agli uccelli che immersi di idrocarburi diventano più suscettibili a cambiamenti
climatici, infatti gli idrocarburi riducono la capacità di isolante termico del piumaggio.
Oltretutto gli uccelli tendono a pulirsi il piumaggio con il becco ingerendo il petrolio
con molteplici effetti negativi sulla salute e che potrebbe causar loro anche la morte.
L'ingerimento di petrolio, e sopratutto di idrocarburi aromatici presenti in esso, porta
allo sviluppo di alterazioni ormonali che provocano altri problemi per la salute.
Anche i mammiferi marini, lontre e foche, come gli uccelli, a contatto con il petrolio
perdono la capacità delle loro pellicce di isolante termico morendo quindi di
ipotermia. Generalmente questi animali muoiono prima di ogni intervento umano.
Per l'uomo il problema è limitato solamente ad uno scompenso economico notevole,
infatti si perdono molte tonnellate di greggio in mare ogni anno.
L'ultima problematica è legata alle guerre per l'ottenimento di petrolio a prezzi più
bassi. Le guerre per il controllo e il monopolio del petrolio provocano danni sia a chi
le combatte, sia alle popolazioni indigene sfruttate per la sua estrazione. In più già
circa 10 anni fa si iniziò a parlare di energofascismo legato a questo tema. Un
esempio di guerra per il controllo del petrolio è la guerra del Delta in Nigeria. A
grandi linee le popolazioni sfruttate per l'estrazione del petrolio si ribellarono
scatenando una guerra.
I derivati del petrolio
Bisogna oltretutto ricordare che i derivati del petrolio non sono costituiti solo da
benzina, ma comprendono molte sostanze utili e, spesso, non si cita questo aspetto.
Ció che non viene trasformato in benzina verrà inviato a diverse raffinerie e industrie
chimiche diventando una grossa parte dei nostri oggetti, e delle nostre strutture.
Infatti dal petrolio derivano un serie di prodotti utili. Nella seguente lista, però, non
sono esclusi i derivati combustibili:
Materie plastiche:
Le plastiche (o polimeri) sono classificati in tante classi diverse per produzione e per
caratteristiche.
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Il polietilene (PE):
Di polietileni esistono:
Quelli ad alta densità (HDPE), usati per la costruzione di tubi, flaconi, cavi, innaffiatoi,
tubazioni interrate, bottiglie dure, taniche, giocattoli, sedie e tavoli pieghevoli, Tyvek
usato per i braccialetti per il controllo accessi... isolatori interni, piattelli, piatti,
protesi per il seno, pellicole protettive...
Quelli a bassa densità (LDPE), usati per la costruzione di sacchetti con spessore,
pellicole per alimenti, vaschette, recipienti, superfici, bottiglie morbide, cartoni per
succhi latte ed altre bevande (queste sono costruite anche da uno strato di
cartoncino e uno di alluminio ma ricoperti sia fuori che dentro da LDPE), hardware
come il disco rigido, scivoli, imballaggi vari, oggetti che richiedono una componente
flessibile, saldature, pellicole protettive...
Quelli ad altissimo peso molecolare (UHMWPE), usati per la costruzione di protesi,
solette per sci e snowboard.
Quelli lineari a bassa densità (LLDPE) usati per i sacchetti con poco spessore (di solito
usa e getta), giocattoli, coperchi, tubi flessibili, alcuni contenitori...
Quelli espansi usati sopratutto per isolamenti termo-acustici.
Il polistirene (PS):
Il polistirene viene usato per la creazione di modelli, nastro adesivo per auto, parti di
elettrodomestici, per isolamento termico ed elettrico e anche per imballaggio nel
caso fosse polistirene espanso.
Il polipropilene (PP):
Il polipropilene viene usato per la costruzione di alcuni bottali, alcuni tappeti e
moquette, cavi elettrici (soprattutto per gallerie dato che in quelle condizioni non
rilascia sostanze acide), tubi prestanti, aeromodelli dinamici (molto leggeri) nel caso
fosse propilene espanso (in commercio chiamato Elapor), lastre per l'edilizia, vasi ed
altri contenitori...
La poliammide (PA) chiamato comunemente nylon:
Il Nylon viene usato per la creazione di collant (calze da donna),costumi da bagno,
abiti sportivi, borse, ombrelli, pavimentazione (nel caso i fili di Nylon abbiano un
grande diametro), calze senza cucitura, tappeti e nel caso il nylon avesse la forma di
un fiocco, si può impiegare con cotone e lana per la creazione di moltissimi capi
d'abbigliamento più economici compreso le calzature da uomo, poi ancora ingranaggi
e apparecchi radiotelevisivi.
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Resine acriliche:
Le resine acriliche sono usate per fare i fusori delle lampade, coperture trasparenti,
oggetti d'arredamento, pitture edilizie, rivestimenti a metalli carta cuoio ed altri
tessuti, adesivi, sigillanti...
Celluloide:
Il celluloide viene usato per creare pettini, tasti, giocattoli, penne stilografiche e
pochi altri oggetti data la sua estrema infiammabilità, ma permise la nascita della
cinematografia, poiché veniva usato come supporto alle pellicole fotografiche.
Cloruro di polivinile (PVC):
Gli usi del PVC sono numerosissimi tra cui creazioni di modelli, cavi, tubi, pellicole,
pavimenti, parrucche, pigiami, finestre, grondaie, finta pelle e molto altro.
Polietilene tereftalato (PET):
Circa il 74% del PET prodotto viene usato per la creazione di contenitori per bevande
e cibi, il resto viene usato per vele, vaschette, corde, indumenti, vasi sanguigni
artificiali... Il Petè uno dei pochi polimeri che si possono riciclare efficacemente
evitando sprechi e inquinamento.
Acido polilattico (PLA):
L'acido polilattico è implicato sopratutto nella costruzione di altri contenitori e
sacchetti.
Resine fenoliche:
Utilizzate per la creazione dell'involucro del telefono, caschi, coperchi, montature di
occhiali...
Resine poliuretaniche:
Utilizzate per creare spine e prese, interruttori, condotti dell'aria, isolamenti
termici... rivestire pannelli, porte, banchi frigo, thermos... le lastre in poliuretano
vengono usate nella nautica, nei rivestimenti termo-acustici... è componente si
alcune vernici, di alcuni adesivi... impiegata anche nell'industria tessile...
Resine melamminiche:
Utilizzate per laminati, vernici, arredamenti, piatti, colle...
Resine epossidiche:
Utilizzate per vernici, rivestimenti, adesivi, isolanti...
27Giovanni Santoro 4M, LAM Chemistry and Business con Paolo Morini, Liceo Lugano 1, 2014
Resine poliestere insature:
Utilizzate per pannelli, vasche da bagno, docce, tubazioni, serbatoi, condotti che
richiedono una particolare resistenza chimica, piscine...
Resine vinilesteri:
Utilizzate per serbatoi, canoe, altre piccole imbarcazioni...
Ci sono altre tipologie di plastiche ma già con alcune di esse si ha una visione
generale dei prodotti che si ottengono. Dal petrolio non derivano solamente materie
plastiche ma anche:
Oli combustibili:
Usati principalmente per tre scopi, come combustibile per produrre energia elettrica,
come combustibile per le navi e come alternativa al petrolio per raffinerie. Prima di
essere lavorato dalle raffinerie viene trasformato tramite altri processi, quindi non si
chiamerebbe più olio combustibile. Perciò possiamo concludere che gli oli
combustibili vengono bruciati.
Benzine:
Utilizzate comunemente come combustibile per auto.
Gasolio e Nafte:
Anch'esso utilizzato principalmente come combustibile, ma questo in particolare per
Diesel, riscaldamento e per produrre energia elettrica. Mentre la nafta viene
principalmente usata come solvente.
Cherosene:
Il cherosene viene usato come combustibile aeronautico, per missili, per
riscaldamenti e stufe, ma sopratutto come solvente organico per molte reazioni
chimiche, al fine di creare altro.
Gas di petrolio liquefatto:
Il gas di petrolio liquefatto viene utilizzato sopratutto per piccole combustioni
(accendino). Questo gas pressato in maniera tale da sembrare liquido serve anche
per cucinare e riscaldare senza troppi sprechi ed è utilissimo in case di montagna.
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Materiali Bituminosi:
I materiali bituminosi sono impiegati soprattutto per la creazione dell'asfalto. Il
catrame non deriva solo dal petrolio, ma sopratutto dal litantrace. Però è impiegato
insieme al bitume nella pavimentazione delle strade. Il bitume invece è in parte
naturale in parte artificiale, ma per la manutenzione delle strade e la creazione di
quelle nuove si usa solamente bitume artificiale. Questo viene usato anche per
formare manti impermeabili e isolamenti elettrici. Dal bitume è possibile ricavare la
pece, largamente utilizzata nell'industria navale per il calafataggio
(impermeabilizzazione dello scafo). La pece viene anche utilizzata per delle scarpe
che non devono scivolare su PVC e pavimenti lisci.
Paraffine:
Le paraffine vengono impiegati maggiormente nei cosmetici, negli oli, nelle creme,
nelle gomme da masticare, nelle candele, nei lubrificanti, per gli isolanti elettrici e
per la patinatura della carta.
Oli lubrificanti:
Gli oli lubrificanti vengono usati per lubrificare le parti meccaniche, di robot di
automobili e di altri marchingegni che abbiano parti meccaniche che si muovono. Per
esempio bisogna lubrificare il motore delle auto per cui senza il pistone toccherebbe i
cilindri quindi danneggiando il motore. Questi oli vengono anche utilizzati per la
fabbricazione di profilattici.
Oli emulsionanti e minerali:
Gli oli emulsionanti vengono usati perlopiù per una funzione di raffreddamento e
protezione contro la ruggine, mentre gli oli minerali vengono impiegati come isolanti.
Coke da petrolio:
Questo derivato è utilizzato principalmente in due ambiti, come combustibile e per la
produzione di elettrodi. Elaborandolo si ottengono sottoprodotti come catrame e
pece.
Il coke è largamente diffuso come carburante per le industrie siderurgiche.
Zolfo (acido solforico)
Questo viene prodotto dopo il processo di desolforazione dei prodotti di distillazione
del petrolio greggio e non viene buttato, viene utilizzato in vari processi industriali
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