PRODUCEREA PRODUSELOR PETROLIERE

Petrolul

Petrolul, sau țițeiul, împreună cu cărbunii și gazele naturale fac parte din zăcămintele de origine biogenă care se găsesc în scoarța pământului. Petrolul, care este un amestec de hidrocarburi solide și gazoase dizolvate într-un amestec de hidrocarburi lichide, este un amestec de substanțe lipofile. Țițeiul în stare brută (nerafinat) conține peste 17 000 de substanțe organice complexe, motiv pentru care este materia primă cea mai importantă pentru industria chimică (vopsele, medicamente, materiale plastice, etc.) și producerea carburanților. Ca o curiozitate, se poate menționa că unele varietăți de țiței devin fosforescente în prezența luminii ultraviolete.

Istoric

PEtrolul a fost descoperit în urmă cu câteva mii de ani. Având densitatea mai redusă decât a apei sărate, s-a găsit în caverne și zone cu straturi sedimentare calcaroase, argiloase, sau nisipoase de la suprafață, (în Germania, de exemplu, în jurul Hanovrei și Braunschweig). În cazul în care straturile impermeabile de argilă sunt deasupra, nepermițând ieșirea la suprafață a petrolului, acesta se va găsi în straturile profunde de unde va fi extras prin sonde petroliere.

Straturile de petrol situate la suprafață prin oxidare se transformă în asfalt acesta fiind deja descoperit în Orient în urmă cu cca. 12 000 de ani în Mesopotamia antică.
Oamenii au învățat să folosească asfaltul, prin amestecare cu nisip și alte materiale ce etanșează pereții corăbiilor.

Din timpul Babilonului provine denumirea de naptu (nabatu = luminează) care ne indică faptul că petrolul era utilizat la iluminat, acesta fiind amintit și în legile lui Hammurabi 1875 î.e.n. fiind prima dovadă istorică scrisă pentru reglementarea folosirii petrolului.

Petroleum este un cuvânt de origine romană care provine din „oleum petrae“ = ulei de piatră denumire pe care romanii au preluat-o de la egipteni, care descoperă petrol la suprafață în regiunea munților Golfului Suez se presupune că în antichitate romanii foloseau petrolul ca lubrifiant la osiile carelor romane, sau în timpul Bizanțului acesta era parte componentă a focului grecesc o armă temută în luptele navale de odinioară.
Petrolul era folosit și în medicina veche fiind vândut ca leac miraculos universal.

Țițeiul era cunoscut în zona țării noastre încă din secolul I î.Hr., de când datează obiectele descoperite în cadrul cetății dacice de la Poiana (Nicorești, Galați): podoabe dinsmoală întărită și acoperită cu un strat subțire de argint. De altfel, prima rafinărie de petrol din lume a fost construită în România, în 1856,la periferia orașului Ploiești, în drum spre localitatea Râfov, pe strada Buna Vestire, nr. 174, de către frații Mehedințeanu. Instalațiile rafinăriei erau destul de primitive, toate utilajele fiind formate din vase cilindrice din fier sau fontă, încălzite direct cu foc de lemne. Aceste utilaje au fost comandate în Germania firmei Moltrecht ce construia cazane pentru fabricarea uleiurilor din șisturi bituminoase, iar în decembrie 1856 începe construcția „fabricii de gaz” din Ploiești, pe numele lui Marin Mehedințeanu (decedat în 1861). Distileria de petrol și-a început activitatea când Teodor Mehedințeanu întâmpina greutăți în aplicarea contractului semnat încă din 1856 pentru iluminarea capitalei cu „idrocarbură și lampe”.

Prețul petrolului scade rapid prin creșterea numărului de rafinării, petrolul lampant devine o resursă tot mai importantă în iluminat, înlocuind treptat lumânările.
Exploatarea masivă a petrolului începe în secolul XIX pe motivul răspândirii folosirii petrolului în iluminat, care dădea o lumină mai bună producând fum mai puțin în comparație cu lămpile cu ulei de balenă, sau lumânările de ceară.

În anul 1852 medicul și geologul canadian Abraham Gesner obține patentarea rafinării petrolului lampant curat numit petroleum, iar în 1855 chimistul american Benjamin Sillimanpropune purificarea petrolului cu acid sulfuric.
Pentru obținerea masivă a petrolului, urmează o perioadă de forare intensivă. Cel mai renumit foraj este efectuat de Edwin L. Drake la 27 august 1859 în Oil Creek, Pennsylvania, fiind finanțat de industriașul american George H. Bissell, aici găsindu-se la 21,2 m adâncime zăcăminte mari de petrol.

După introducerea iluminatului electric a scăzut importanța petrolului în iluminat, dar s-a extins utilizarea drept carburant în industria automobilului. Familia de industriași americani Rockefeller, întemeietoare a companiei Standard Oil Company, a convins opinia publică să folosească benzina în locul etanolului pe post de carburant în industria automobilului, combătând concepția lui Henry Ford.

Formare

Teoria biogenă de formare a zăcămintelor de petrol susține că petrolul ia naștere din organisme marine plancton care după moarte s-au depus pe fundul mării, fiind acoperite ulterior de sedimente.
Conform acestei teorii perioada de formare a petrolului se întinde pe perioada de timp de ca. 350 – 400 milioane de ani în urmă Devonian perioadă în care a avut loc în rândurile florei și faunei o mortalitate în masă, explicată prin teoria meteoritului uriaș care a căzut în aceea perioadă pe pământ, declanșând temperaturi și presiuni ridicate.
Astfel s-au format așa numitele substanțe cherogene ce provin din substanțe organice cu un conținut ridicat în carbon și hidrogen.
Prin procesele următoare de diageneză aceste substanțe cherogene pot deveni substanțe bituminoase, rocile sedimentare ce conțin substanțe cherogene sunt denumite roci mamă a zăcămintelor de petrol.
Materia cherogenă alcătuită din particule fin dispersate în roca mamă, sub anumite condiții, mai ales în prezența temperaturilor înalte suferă un proces de migrație fiind împinse de apa sărată care are o greutate specifică mai mare, sub presiunea exercitată particulele fine se unesc într-o masă compactă de petrol. Această migrație are tendință ascendentă spre suprafață, dacă acest proces de migrație este oprită de un strat impermeabil (argilos), are loc sub presiune îmbogățirea zăcământului care se află deja în porii rocii de depozitare a petrolului, în condiții asemănătoare iau naștere gazele naturale, de aceea deasupra unui zăcământ de petrol se poate afla o cupolă de gaz natural. În peninsula Arabiei zăcămintele de petrol se află înmagazinate într-un calcar poros biogen care a luat naștere din corali.
Compoziția zăcământului de petrol poate avea un raport diferit de alcani și alchene, la fel poate diferi raportul grupărilor alifatice și aromatice.
Teoria abiogenă are adepți mai puțini (Thomas Gold) petrolul ar fi rezultat din minerale, roci cu un conținut ridicat în carbon și hidrogen care având greutatea specifică mai mică au fost presate spre suprafață.

Obținere (extracție)

Dacă zăcământul de petrol se află aproape de suprafață, exploatarea se poate realiza prin cariere de suprafață, zăcămintele din profunzime sunt extrase prin sonde de petrol (foraje de adâncime). O altă modalitate de extragere a petrolului este extragerea din zăcămintele submarine cu ajutorul unor insule sau platforme de foraj unde dificultățile de forare sunt mult mai mari. La toate procedeele de foraj se folosește un lichid de sondă cu polimeri pentru a stabiliza gaura de foraj, care lichid necesită o greutate specifică mare, pentru aceasta se adaugă baritină, lichidul de foraj trebuie să aibă o anumită vâscozitate. Capul de foraj, freza, este prevăzut cu tăișuri cu vârf de diamant, coloana de sondă este alcătuită din țevi de oțel care se montează împreună prin înșurubare (una în alta) această coloană atingând lungimi de până la câteva mii de metri. În cazul zăcămitelor de petrol care nu se află sub presiune, această presiune se realizează prin pomparea de apă sau gaz, iar în cazul zăcămintelor cu o vâscozitate ridicată se presează lichide pentru reducerea vâscozității.

 

Pentru a scoate petrolul la suprafata exista mai multe metode dar cea mai interesanta si una dintre cele mai mari realizari inginiere din ultimele decenii este constructia la marginea unei mari sau a unui ocean,a unei turle pentru sonde petroliere.Acestea sunt instalate pentru a functiona de pe o platforma petroliera pina la adincimi de citeva sute de metri; platforma poate fie sa pluteasca, fie sa stea pe picioare instalate pe fundul apei. Ea poate rezista valurilor si vinturilor puternice,sau in regiunile arctice la banchizele de gheata. Ca si in turlele traditionale, dericul(macara invirtitoare) este in principal un dispozitiv pentru suspendarea si rotirea tevilor care foreaza dupa petrol.In acest fel au fost forate cu succes mari puturi pina la adincimea de 6,5 km de la suprata oceanului. Unul dintre statele care folosesc acest procedeu este chiar S.U.A. deoarece a avut foarte mult de cistigat de-a lungul anilor din exportul de petrol.

O data ce petrolul este scos,este tratat cu produse chimice si caldura pentru a se inlatura apa si alte impuritati astfel incit petrolul sa fie de cea mai buna calitate.Apoi,este transportat la o rafinarie in cisterne.Unele centre de extractie a petrolului au tevi care transporta petrolul direct la rafinarie.

Importanță

Petrol  (rafinare)

+----------+--------+  --> crește punctul de fierbere -->  --------------+
|          |                |            |             |                 |
Gaze     Benzină         Kerosen  Gaz de sondă--+---gaz de sondă     Reziduuri
 \      /   |               |            |      |      |                 |
  \    / Benzină     Benzină ușoară   Diesel,   |   Ulei mineral      Păcură
   \  /                              Motorină   |    Tenzide          Bitum
    \/                                          |                Cocs, Negru de fum
(Piroliză)                                      |
     |                                          |
 Olefine și                                  Cracare
  Hidrocarburi Aromate                          |
     |                                       Benzină
 (Reacții)
     |
   Monomer
     |
(Polimerizare)
     |
 Substanțe sintetice

Petrolul este folosit in aproape toate domeniile,pentru ca, cu siguranta este cea mai importanta resursa naturala a Terrei.Oamenii de stiinta au cautat altceva ce ar putea inlocui petrolul in viitor cind toate resursele de petrol vor epuiza.Dar, se pare ca,pentru moment petrolul poate fi cel mai bine inlocuit de carbune,dar chiar si acesta nu este la fel de folositor ca si petrolul.Se foloseste ca si combustibil sau ca materie prima in industria chimica. Mai precis, petrolul si derivatii lui se folosesc la fabricarea medicamentelor si a ingrasamintelor chimice,a produselor alimentare, a maselor plastice, a materialelor de constructii, a vopselelor si la producerea de electricitate.

COMPOZITIA

Petrolul este format in cea mai mare parte din hidrocarburi desi si citiva compusi cu oxigen si sulf intra in componenta lui.Petrolul contine elemente solide, gazoase si lichide fiind un amestec de hidrocarburi solide si gazoase dizolvate in hidrocarburi lichide.Consistenta petrolului variaza, avind stare de lichid mai fluide asa cum este benzina si pina la lichid viscos care de-abia curge.Are culoare brun-inchisa si miros caracteristic.

Benzina, este un amestec lichid derivat din petrol, care este compus în principal din hidrocarburi lichide (având între șase și zece atomi de carbon în moleculă) și care este imbunătățit cu benzenuri, pentru a mări cifra octanică, folosit drept combustibil în motoare cu combustie internă.

Petrolul se formeaza sub suprafata scoartei terestre prin descompunerea organismelor.Resturile organismelor mici care traiesc in mare sunt amestecate cu nisipurile fine de la fundul apei.Aceste depozite,bogate in substante organice, devin sursa de formare a petrolului.Acest proces dureaza milioane de ani.

Rafinarea

Principala metoda de rafinare a petrolului este distilarea.Prin incalzirea treptata a petrolului se separa componentii sai, dupa temperatura lor de fierbere. Acest mod de prelucrare a petrolului se numeste distilare fractionata. Pentru a se obtine o varietate de produse din petrol acesta este cracat prin mai multe procedee.Astfel se obtin:alcooluri, detergenti, cauciuc sintetic, glicerina,ingrasaminte chimice, sulf care dezvoltat enorm industria petrochimica mondiala o data cu descoperirea lor, deci,implicit a petrolului.Pe linga toate acestea se mai obtin:medicamente, nylon, mase plastice, vopsele, poliester si material explozibil.

REzerve de petrol pe glob

Aproape peste tot pe Glob exista bazine de extractie a petrolului. Cele mai mari sunt:Golful Persic (tarile din regiune sunt cele mai mari exportatoare de petrol din lume),Alaska(Prudhoe Bay-10 miliarde de barili* de petrol se presupune ca adaposteste acest bazin) dar si unele mari cum ar fi Marea Nordului(platformele Norvegiei,in principal), Marea Neagra, Marea Ohotsk (in Rusia) etc.Dar cel mai bogat dintre ele este, cu siguranta Golful Persic.De-a lungul ultimelor decenii tarile din regiune au detinut si detin monopolul in ceea ce priveste exporturile de petrol.De altfel, intreaga economie a acestor tari se bazeaza pe productia de petrol. Cele mai mari exportatoare de petrol din lume au fondat o organizatie denumita OPEC(Organizatia tarilor exportatoare de petrol) care are ca domeniu de activitate politica petroliera.Tarile membre sunt: Algeria, Arabia Saudita, Ecuador, Emiratele Arabe Unite, Gabon, Indonezia, Irak, Iran, Kuweit, Libia, Nigeria, Quatar, Venezuela.

 Impactul petrolului asupra naturii

–        impurificarea apelor curgatoare de la suprafata si a apelor freatice ;

–        dezechilibru hidrodinamic al apelor subterane ;

–        influente negative asupra atmosferei, florei si faunei din zona ;

–        poluarea chimica a solului, care poate afecta pentru multi ani proprietatile fertile ale acestuia ;

–         calitati toxice ;

–          extrem de periculoase ;

–         are un grad înalt de rezistenta la degradare si de acumulare în organismele vii si mediul înconjurator ;

–         pot dauna sanatatii umane si mediului înconjurator, fie aproape sau departe de sursele lor ;

–         asupra organismului uman duce la cresterea morbiditatii prin cancer, dezvoltare anormala, fertilitate scazuta, slabirea imunitatii, reducerea capacitatilor intelectuale.

–          Transport (ex : Astazi peste 85% din petrolul exploatat pe glob se transporta cu ajutorul tancurilor petroliere. Esuarea petrolierului „Amoco Cadiz” în 1978, coastele franceze din Bretagne a determinat deversarea a230.000 tone de petrol în mare) ;

STIATI CA…?

• Petrolul, sau titeiul, impreuna cu carbunii si gazele naturale fac parte din zacamintele de origine biogena care se gasesc in scoarta pamantului
• Titeiul in stare bruta (nerafinat) contine peste 17 000 de substante organice complexe, motiv pentru care este materia prima cea mai importanta pentru industria chimica (vopsele, medicamente, materiale plastice, etc.) si producerea carburantilor
• Ca o curiozitate, se poate mentiona ca unele varietati de titei devin fosforescente in prezenta luminii ultraviole
• Petrolul a fost descoperit deja cu cativa mii de ani in urma, prin faptul ca are densitate mai redusa ca apa sarata, fiind gasita in caverne si zone cu straturi sedimentare calcaroase, argiloase, sau nisipoase, la suprafata ca de exemplu in jurul Hanovrei si Braunschweig din Germania
• Straturile de petrol situate la suprafata prin oxidare se transforma in asfalt acesta fiind deja descoperit in orient in urma cu ca. 12 000 de ani in Mesopotamia antica. Oamenii au invatat sa floseasca asfaltul, prin amestecare cu nisip si alte materiale ce etanseaza peretii corabiilor.
• Din timpul Babilonului provine denumirea de naptu (nabatu = lumineaza) care ne indica faptul ca petrolul era utilizat la iluminat, acesta fiind amintit si in legile lui Hammurabi 1875 i.e.n. fiind prima dovada istorica scrisa pentru reglementarea folosirii petrolului.
• Petroleum este un cuvant de origine romana care provine din „oleum petrae“ = ulei de piatra denumire pe care romanii au preluat-o de la egipteni care descopera petrol la suprafata in regiunea muntilor Golfului Suez se presupune ca in antichtate romanii foloseau petrolul ca lubrifiant la osiile carelor romane, sau in timpul Bizantului acesta era parte componenta a focului grecesc o arma temuta in luptele navale de odinioara.
• Petrolul era folosit si in medicina veche fiind vandut ca leac miraculos universal.
• Focurile nestinse intretinute de gazele ce izbucneau din pamant in regiunea petrolifera din peninsula Apseron – unde se afla acum exploatarile de la Baku – au dat nastere, in vremuri stravechi, cultul lui Zoroastru, cultului focului.
• Exploatarea masiva a petrolului incepe in secolul XIX pe motivul raspandirii folosirii petrolului in iluminat, care dadea o lumina mai buna producand fum mai putin in comparatie cu lampile cu ulei de balena, sau lumanarile de ceara.
• Asia este pe primul loc pe glob la rezerve si productia de petrol.
• Arabia Saudita este cel mai mare producator de petrol de pe glob.
• „The Science of Petroleum” atesta in 1938 faptul ca Romania a fost prima tara din lume cu o productie de petrol oficial inregistrata in statisticile internationale de 275 tone. Au urmat Statele Unite ale Americii in 1859, Italia 1860, Canada in 1862, Rusia in 1863.
• Prima rafinarie din lume s-a infiintat la Ploiesti, construita de fratii Mehedinteanu la marginea orasului, in apropierea garii de Sud
• Bucurestiul a fost primul oras din lume iluminat public cu petrol lampant
• .. prima Scoala de Maistri Sondori din Romania si din lume a fost infiintata in 1904, la Campina.
• ….in 1907, la Ploiesti s-au pus bazele Uzinei Concordia pentru repararea si confectionarea de utilaj petrolier.
• … in Primul Razboi Mondial, in Romania au fost distruse 1677 sonde, din care 1047 productive, rafinarii de petrol, rezervoarele din schele si rafinarii cu toate instalatiile lor anexe si o cantitate de derivate de petrol de 827.000 tone.
• … incepand din 1929 si pana in 1938, toate produsele petroliere obtinute in marile rafinarii romanesti Concordia (Vega), Steaua Romana, Unirea (Orion si Speranta), Columbia, Creditul Minier (Brazi, Doicesti), Prahova (Petrolul Bucuresti), Xenia, Dacia Romana si Petrol Block (Standard) erau solicitate la export.
• … un tabel privind rezervele mondiale probabile (inclusiv sigure) aseza Romania in anul 1937, pe locul 7 in lume dupa: URSS, USA, Irak, Iran, Venezuela, Indiile Olandeze.
• Savantul roman, LAZAR EDELEANU, a reusit pentru prima data in lume, rafinarea produselor petroliere cu bioxid de sulf, adica separarea din petrol a unor grupuri de hidrocarburi componente, fara modificarea lor chimica.
• Ing. Virgiliu Tacit si ing. Valeriu Puscariu au construit un ventil, ramas in istoria de petrol sub numele de „Ventilul Tacit”, care adaptat la sondele in eruptie, le putea inchide hidraulic de la orice distanta, chiar daca sonda eruptiva lua foc. Se aplica la eruptii libere cu o presiune de maximum 100 atm. Ventilul s-a patentat in Romania la 15 mai 1912, apoi in Germania, Austro-Ungaria si Mexic, cerandu-se patentarea lui si in alte tari in care se exploata petrolul.