Industria dei combustibili

Queste materie prime vengono lavorate nelle raffinerie per vari prodotti, quali:

a) Gas liquido (GPL)

b) Carburanti (benzina, cherosene, gasolio)

c) Oli da riscaldamento

d) Asfalto stradale e industriale

e) Materie prime idrocarburiche per varie sintesi

f) coke di petrolio

g) Idrocarburi di petrolio solidi (ad esempio paraffina)

Inoltre, i prodotti dell’industria dei combustibili svolgono il ruolo di materie prime per la preparazione di vari prodotti chimici , compresi i prodotti farmaceutici (paraffina ottenuta da frazioni di olio pesante utilizzata come lassativo), i fertilizzanti (fenolo utilizzato per la produzione di fitofarmaci) ), solventi (etere di petrolio e acetone) e plastica (poliolefine).

Lavorazione del petrolio greggio

Nell’industria, oltre il 90 %del petrolio greggio viene trasformato in benzina, oli e asfalto. La soluzione di idrossido di sodio, cioè la soda lisciva, è di grande importanza in questo processo. Viene utilizzato per rimuovere impurità come composti di zolfo e anidride carbonica. La loro eliminazione è una fase fondamentale nel processo di raffinazione del petrolio , necessaria per soddisfare i requisiti legali per il contenuto di questi composti. La liscivia di soda viene anche utilizzata nella raffinazione dei prodotti finali ottenuti dopo la lavorazione del petrolio greggio. Esistono diversi processi di base:

a) Distillazione – un processo che consiste nella separazione del petrolio greggio in frazioni che differiscono con il punto di ebollizione. In questo modo si ottengono diverse materie prime, come gas secco e umido, benzina, cherosene, gasolio, mazout e gudron.

b) Cracking catalitico: comporta l’uso di un catalizzatore (principalmente zeoliti) per scomporre le frazioni di olio pesante in frazioni più leggere. In questo modo si ottiene una quantità relativamente grande di benzina di alta qualità.

c) Reforming catalitico – una conversione catalitica di benzina a basso numero di ottano in benzina ad alto numero di ottano in presenza di un catalizzatore di platino. I principali prodotti di questo processo sono: idrogeno, gas di raffineria, GPL, iso e n-butano.

d) Hydrocracking – trasformazione catalitica di frazioni di petrolio pesante, mazout e gudron sotto pressione di idrogeno in combustibili più leggeri. In questo modo si ottengono benzina, cherosene e gasolio.

e) Pirolisi: un processo di scomposizione delle frazioni di olio pesante in presenza di vapore acqueo. In questo modo si ottengono pirolisi benzina, olio e catrame.

f) Alchilazione – coinvolge la reazione delle olefine con l’isobutano, con conseguente formazione di isoparaffine con peso molecolare e numero di ottano più elevati. Questo processo prevede reazioni condotte a bassa temperatura e in presenza di un catalizzatore. Il catalizzatore più usato è l’acido solforico . Nel gruppo PCC, l’acido solforico è ottenuto mediante processo di contatto, che gli conferisce una purezza molto elevata. L’acido solforico così ottenuto può essere utilizzato nei processi di purificazione di oli, cherosene, paraffina ed essiccazione a gas .

Tipi di combustibili

I combustibili possono essere suddivisi in base alla loro origine (naturale e artificiale), potere calorifico (alto e basso contenuto calorico), nonché il loro stato di aggregazione (liquido, gassoso e solido). Ogni tipo ha proprietà diverse e una gamma di applicazioni.

Combustibili liquidi – benzina

I combustibili liquidi più importanti ottenuti dal petrolio greggio includono: benzina, cherosene, gasolio e oli da riscaldamento. La benzina è una frazione di petrolio greggio che bolle a una temperatura compresa tra circa 40 ° C e 200 ° C. È un carburante utilizzato principalmente per l’alimentazione motori ad accensione comandata. Può anche agire come solvente (es. Etere di petrolio). La benzina è costituita principalmente da idrocarburi alifatici, contiene anche alcune quantità di idrocarburi aromatici e insaturi. Le proprietà più importanti della benzina sono : il numero di ottano (cioè resistenza alla detonazione), la capacità di formare miscele combustibili e la tendenza a formare depositi di resina. Esistono diversi tipi di benzina:

a) Piombo benzina – Etilico. È stato utilizzato fino alla metà degli anni ’80. Conteneva un piombo tetraetile che, bruciato nel motore, portava alla formazione di ossidi di piombo tossici.

b) Benzina senza piombo (95 RON) – tipo di benzina senza piombo più economico, con numero di ottano 95.

c) Benzina senza piombo (98 RON) – la variante più costosa, con il numero di ottano 98.

Affinché la benzina diventi un prodotto commerciale, è anche necessario includere nella sua composizione una serie di additivi che prevengono gli eventi avversi e indesiderabili durante lo stoccaggio, l’uso e il trasporto del carburante.

Additivi per benzina

Gli additivi della benzina più importanti includono gli inibitori dell’ossidazione . A causa del fatto che la benzina come prodotto è una miscela di idrocarburi, può subire ossidazione durante lo stoccaggio. Ciò porta al deterioramento delle proprietà del carburante its its number of ottano. Tipicamente, gli inibitori dell’ossidazione includono ammine aromatiche e fenoli. Il secondo gruppo di sostanze aggiuntive sono i disattivatori di metalli. Supportano gli inibitori dell’ossidazione contrastando l’effetto catalitico dei metalli sulle reazioni di ossidazione del petrolio. Il loro funzionamento consiste nel creare strati protettivi sulla superficie dei metalli. Le aggiunte essenziali sono anche composti disperdenti-emulsionanti che mantengono i sedimenti ei prodotti di corrosione nello stato di dispersione. Il gruppo di prodotti in grado di svolgere tali funzioni sono i ROKAmers. Questi prodotti appartengono al gruppo dei copolimeri a blocchi non ionici dell’ossido di etilene e del propilene. Questa caratteristica distingue il gruppo ROKAmer da altri tensioattivi non ionici e determina le loro proprietà anti-schiuma. Un altro gruppo di additivi sono i lubrificanti . Impediscono la rapida usura dei componenti della pompa del carburante che richiedono un’adeguata lubrificazione. Esempi di tali composti possono essere acidi carbossilici, esteri o ammine. L’acqua dalla benzina viene rimossa utilizzando de-emulsionanti , grazie ai quali viene rilasciata come fase separata nel serbatoio. Ciò è particolarmente importante quando, ad esempio, si pompa carburante. Per contrastare questo fenomeno vengono utilizzati i suddetti additivi denominati de-emulsionanti. La maggior parte delle installazioni nell’industria petrolifera sono realizzate in acciaio, pertanto in presenza di acqua può verificarsi corrosione, con conseguente rischio di perdite. Per evitare ciò vengono utilizzati inibitori della corrosione . Reagiscono con la superficie del metallo, creando una barriera protettiva, prevenendo così l’influenza degli agenti corrosivi. Di solito si tratta di composti a base di ammine, ammidi o sali di ammonio. L’ultima, ma non meno importante caratteristica delle moderne benzina per motori è la loro capacità di mantenere puliti il sistema di alimentazione (in particolare il sistema di aspirazione) e le camere di combustione del motore. A tale scopo vengono utilizzati additivi di raffinazione chiamati detergenti. Il prodotto di PCC Group, Petrotex DF30 , funzionerà perfettamente per questo scopo. È un liquido oleoso giallo utilizzato come ingrediente nelle composizioni disperdenti ed emulsionanti. La caratteristica più importante di questo prodotto è la sua capacità di lavaggio. Petrotex DF30 è utilizzato principalmente come detergente per la pulizia delle valvole di ingresso e uscita dei cilindri. Il dodecilfenolo è anche adatto come additivo per i detergenti del sistema di alimentazione. È un liquido denso e viscoso con un colore giallo e un odore fenolico. Il dodecilfenolo è utilizzato per la produzione di propossilati che componenti sintetici di confezioni di additivi per carburanti.

Combustibili liquidi – gasolio

Il gasolio è un carburante destinato principalmente ai motori diesel con autoaccensione. È una miscela di paraffina, naftalene e idrocarburi aromatici separati dal petrolio nei processi di distillazione. È una frazione di petrolio che bolle a 180-350oC. I parametri più importanti di questo combustibile liquido sono : viscosità (nebulizzazione), resistenza all’autoaccensione (numero di cetano) e la temperatura di solidificazione, nonché il contenuto di zolfo. A causa del fatto che i distillati di gasolio hanno un alto contenuto di composti solforati, è necessario rimuoverli mediante hydrotreating.

Additivi per gasolio

Il gasolio attualmente in uso richiede l’uso di vari additivi arricchenti. La maggior parte di loro svolge funzioni simili a quelle previste per la benzina. La chiave nel caso del diesel, tuttavia, è l’uso di additivi anti-schiuma, additivi anti-elettrostatici e modificatori che aumentano il numero di cetano. Gli agenti antischiuma sono protetti per prevenire la formazione di schiuma durante la preparazione del carburante e il riempimento dei serbatoi. Alcuni combustibili diesel tendono anche a formare schiuma durante il pompaggio, il che interrompe il processo di riempimento del serbatoio, causando perdite. I prodotti della serie ROKAmer impediscono. Si tratta di agenti anti-schiuma che possono essere utilizzati in un intervallo di temperatura molto ampio. Inoltre, i ROKAmers sono caratterizzati da ottime proprietà sgrassanti e dalla capacità di ridurre la tensione superficiale tra liquido e aria. In questo modo migliorano il drenaggio della schiuma, con conseguente riduzione della sua. Gli additivi antistatici sono assicurati per aumentare la conduttività del gasolio, ridurre così il rischio di incendio. Tipicamente, a questo scopo, vengono utilizzati copolimeri di olefine e acrilonitrile in combinazione con poliammine. Un altro gruppo di modificatori sono gli additivi che aumentano il numero di cetano . Il loro compito è abbreviare il tempo di ritardo dell’accensione e aumentare la velocità di combustione. I più popolari sono il 2-etilesil nitrato (EHN) e il di-terz-butil perossido (DTBP). Un importante gruppo di aggiunte sono anche i marcatori. Il loro ruolo è facile l’identificazione del tipo di carburante. Per distinguere l’olio combustibile dall’olio da riscaldamento, vengono introdotti derivati azoici che colorano il carburante in un dato colore. Recentemente, gli additivi profumati sono diventati molto popolari, che sono stati utilizzati dove l’odore di petrolio o benzina è fastidioso . Tali modificatori possono essere ad esempio esteri o terpeni.

Combustibili liquidi – cherosene

Il cherosene è un carburante utilizzato in quantità molto elevate, principalmente nell’aviazione per motori turboelica o jet. È anche usato come solvente e ingrediente nelle formulazioni cosmetiche. Poiché ha un basso numero di ottano e cetano, non può essere utilizzato nei motori ad accensione comandata (motori a benzina) e nei motori semoventi (motori Diesel). Il cherosene è una frazione di petrolio liquido che bolle a circa 170-250 ° C. La sua produzione è relativamente economica. Il cherosene si forma principalmente nel processo di rettifica del petrolio greggio . Solitamente per questo tipo di carburante non vengono utilizzati additivi e processi di raffinazione, come quelli per la produzione di benzina e gasolio. Il cherosene viene anche convertito in benzina, così come altri prodotti nei processi di cracking e reforming.

Combustibili liquidi – biodiesel

Il biodiesel è un’alternativa rinnovabile per il diesel derivato dal petrolio. È ottenuto da oli vegetali o animali. Il biodiesel di solito contiene esteri metilici puri di acidi grassi o esteri etilici di acidi grassi. Spesso le miscele di carburante con il gasolio sono anche chiamate biodiesel. Servono per ottenere carburante che garantisca migliori condizioni di funzionamento del motore. Il biodiesel puro influisce negativamente sui tubi di gomma e sui tubi del carburante. Inoltre, la sua viscosità varia dipendente quando la temperatura aumenta, il che potrebbe richiedere l’uso di un dispositivo di raffreddamento aggiuntivo per il biodiesel. Un altro svantaggio di questo carburante è la sua precipitazione a bassa temperatura, che causa l’intasamento dei filtri e di altri componenti del motore durante il funzionamento in condizioni invernali. Naturalmente, il biodiesel ha anche una serie di vantaggi. Innanzitutto non avvelena l’aria con composti solforati, è biodegradabile, non aumenta la concentrazione di CO2 nell’atmosfera e la sua produzione consente di sfruttare le terre desolate.

Additivi per biodiesel

Additivi diesel multifunzionali di alta qualità riducono molti dei problemi associati ai miscele di biodiesel, come la corrosione del sistema di alimentazione, la separazione dell’acqua e la formazione della schiuma nel carburante. Un tale scopo vengono utilizzati modificatori molto simili a quelli aggiunti agli oli diesel. La questione chiave e spesso preoccupante dell’uso del biodiesel è il suo impatto sulla pulizia degli iniettori e la possibilità di gravi coke, nonché la contaminazione degli ugelli. A tale scopo vengono utilizzati agenti noti come disperdenti. Il gruppo PCC offre prodotti della serie ROKAcet che possono agire come disperdenti. I ROKAcets sono agenti per uso generale che possono essere utilizzati con successo in una varietà di applicazioni industriali. La miscelazione del biodiesel con i combustibili diesel convenzionali può aggravare ulteriormente le sue proprietà schiumogene. Ciò è particolarmente problematico quando, ad esempio, si riempie il serbatoio del carburante in una stazione di servizio. Per prevenire questo fenomeno, vengono utilizzati additivi anti-schiuma. I prodotti sopra menzionati della serie ROKAmer sono perfetti per questo ruolo.