Diapositiva 1

1
Gli schemi di raffinazione Le raffinerie hanno
un ciclo di lavorazione che può essere
classificato in funzione degli impianti presenti
e dei prodotti realizzati.Alcuni di essi sono
 
Hydroskimming distillazione topping vacuum,
reforming catalitico, desolforazione gasoli. Si
realizza una bassa resa in prodotti leggeri e
un'alta resa in olio combustibile. Schema a
conversione a differenza delle raffinerie
hydroskimming, le frazioni pesanti non vengono
vendute come olio combustibile, ma convertite
termicamente o cataliticamente in frazioni più
leggere. Le raffinerie di questo tipo sono più
flessibili nel rispondere alle diverse richieste
del mercato (stagionalità dei prodotti). Lube in
una raffineria Lube si producono principalmente
basi per oli lubrificanti. I grezzi che sono
impiegati devono essere a base paraffinica.
2
Gli impianti di raffineriaDi seguito vengono
riportati i principali impianti che sono usati in
una raffineria. Solo alcuni di essi sono presenti
in tutte le raffinerie (distillazione topping,
desolforazioni...). Questo dipende dalle
caratteristiche del petrolio che viene lavorato
in quella raffineria e dalle richieste del
mercato.
Trattamenti preliminariIl petrolio, prima di
poter essere lavorato, deve essere separato
dall'acqua, dai sali e dalla sabbia che sono
eventualmente presenti in sospensione. Queste
operazioni, insieme alla stabilizzazione
(allontanamento della frazione gassosa che
accompagna il petrolio) vengono effettuati anche
a "bocca di pozzo", in fase di estrazione. Si
preferisce ripeterli, in maniera molto più
approfondita, prima di iniziare qualsiasi
lavorazione in raffineria. A causa della sua
elevata viscosità le goccioline ed i solidi
sospesi non riescono a sedimentare spontaneamente
quindi è necessario effettuare un'operazione di
dissalaggio.  
3
Il petrolio viene riscaldato in uno o più
scambiatori di calore fino a 50-150 C, a seconda
della viscosità iniziale, allo scopo di
diminuirla. Questo pre-riscaldamento avviene a
spese di una o più correnti di prodotti caldi che
lasciano l'impianto. Il petrolio, così
riscaldato, viene miscelato con una certa
quantità di acqua ed alcuni additivi ed
attraversa una valvola di laminazione che aiuta a
miscelare il tutto molto bene. I sali presenti
nel petrolio passano così in soluzione e le
goccioline piccole, eventualmente presenti,
possono aggregarsi con altre gocce più grandi che
possono essere agevolmente separate in un
desalter. Il desalter è una sorta di grande
serbatoio che ha all'interno due piastre
elettriche. Tra queste piastre viene applicato un
forte campo elettrico che favorisce la
coalescenza delle goccioline d'acqua che si
separano così dal petrolio. Il petrolio viene
generalmente trattato in un ulteriore desalter e
l'acqua oleosa viene inviata all'impianto di
trattamento apposito per la disoleazione.
4
Il treno di pre-riscaldo Il petrolio, per poter
essere separato nei suoi componenti, deve essere
riscaldato e parzialmente vaporizzato fino a
circa 350 C. Questa operazione si effettua in un
forno e richiede una notevole quantità di
combustibile. Per ridurre al minimo il consumo di
combustibile, si pre-riscalda la corrente di
petrolio dissalato a spese dei prodotti caldi che
abbandonano l'impianto di distillazione topping.
Il numero di scambiatori di calore impiegati può
essere notevole (anche 20 o 30). Ovviamente, per
massimizzare il rendimento del recupero termico,
il petrolio scambierà calore con le correnti in
ordine crescente di temperatura, prima quelle più
fredde e poi quelle più calde. Insieme ai
prodotti che lasciano l'impianto, cedono calore
al petrolio anche i "pump around" che sono dei
riflussi intermedi di prodotti. Questi prodotti
vengono prelevati, raffreddati e reimmessi in
colonna qualche piatto più in alto. In questo
modo si opera la condensazione di parte dei
vapori che risalgono in colonna. Questo insieme
di scambiatori viene comunemente chiamato "treno
di scambio" o "treno di pre-riscaldo".
5
La distillazione topping Il greggio è una
miscela molto complessa di idrocarburi che non
può essere impiegata direttamente. Necessita
innanzi tutto di essere separa in frazioni (o
tagli petroliferi) tramite l'operazione di
distillazione topping (o atmosferica). I tagli
petroliferi sono miscele di idrocarburi che hanno
una temperatura di ebollizione compresa in un
determinato intervallo. Le frazioni che otteniamo
da una colonna di distillazione sono
generalmente 
Incondensabili (C1 C2) GPL (C3 C4) Benzina
(C5 C9) Kerosene (C9 C12) Gasolio leggero
(C13 C14) Gasolio pesante (C15 C20) Residuo
atmosferico(C20)
6
Il petrolio dissalato e pre-riscaldato, viene
alimentato in un forno che lo porta fino ad una
temperatura di 350 C circa. La carica,
parzialmente vaporizzata, viene immessa nella
zona di flash della colonna (sul fondo) dove
vaporizza ulteriormente in virtù di una riduzione
di pressione (si passa da 5 bar a 2 bar). Tutti
i prodotti che hanno una temperatura di
ebollizione inferiore sono vaporizzati e
risalgono verso l'alto mentre i prodotti più
pesanti (residuo atmosferico) escono dal fondo.
La corrente gassosa, man mano che sale in
colonna, viene in contatto con il liquido che
scende dai piatti di ditillazione superiori. In
questo modo condensano prima i prodotti con la
temperatura di ebollizione più alta. Da alcuni
piatti di distillazione sono prelevati i prodotti
che poi vengono inviati alle lavorazioni
successive. La corrente liquida che scende è
costituita dai pump around e dal riflusso
(portata di liquido) immesso in testa alla
colonna.
7
La distillazione vacuum Il residuo topping
contiene ancora altri composti che possono essere
utilizzati, ma la loro temperatura di ebollizione
a pressione atmosferica è così elevata che
subirebbero una rottura se fossero vaporizzati a
pressione atmosferica (cracking termico). Per
ovviare a questo inconveniente si distilla il
residuo topping ad una pressione notevolmente
inferiore (40 mmHg circa). Il residuo Topping
viene riscaldato in un forno nuovamente fino a
380 C ed immesso nel fondo della colonna
vacuum.I prodotti ottenuti dipendono dal tipo di
grezzo utilizzato e sono, nel caso di grezzi
paraffinici per lubrificanti

• Gasolio da vuoto (VGO)3 frazioni lubrificanti
  leggere e medie
• Residuo da vuoto (asfalteni frazione
  lubrificante pesante)
• Nel caso di grezzi per la produzione di
  combustibili 
• Gasolio leggero da vuoto (LVGO)
• Gasolio pesante da vuoto (HVGO)
• Residuo vacuum (asfalteni)

8

• I gasoli da vuoto possono essere utilizzati per
  alimentare le navi oppure per produrre benzine e
  gasoli per autotrazione tramite dei processi di
  cracking termico o catalitico.I prodotti della
  distillazione vengono di solito inviati ai
  trattamenti di desolforazione, in cui si inietta
  H2 che viene poi separato in forma di H2S e in
  seguito ridotto, a zolfo elementare.
• Dalla distillazione sotto vuoto si ottengono
  quindi i prodotti pesanti, quali gasolio e olio
  combustibile.Questi prodotti non sono subito
  utilizzabili commercialmente, perché spesso non
  rispettano tutte le specifiche come il numero di
  ottano o il contenuto di zolfo. Inoltre è
  improbabile che le quantità prodotte rispettino
  le proporzioni delle quantità vendute. Si sono
  quindi sviluppate nel tempo delle tecniche di
  processo mediante le quali le molecole di
  idrocarburi pesanti vengono spezzate in molecole
  più leggere (Craking).
• Greggi molto leggeri possono dare un eccesso di
  benzine a scapito dei gasoli. Sono stati allora
  sviluppati dei processi di reforming.

9

• Attraverso tutti questi trattamenti di
  ottengono, nelle quantità desiderate, tutti i
  prodotti che il mercato richiede. Tra questi, si
  distinguono le frazioni pesanti (C-20 e oltre),
  che hanno poco interesse commerciale e che
  vengono spesso usate in raffineria per produzione
  di energia in speciali caldaie, e soprattutto la
  virgin naphta, già citata, che è la principale
  materia prima per l'industria petrolchimica, e
  quindi per la produzione di materie plastiche,
  gomme sintetiche e di un'infinità di materiali
  diversi.

10
La torre di frazionamento La torre di
frazionamento è composta da una torre cilindrica
in acciaio alta circa 30 m e larga 3,50 m.
Allinterno della torre ad intervalli regolari si
trovano dei piatti orizzontali forati, muniti di
appositi passaggi, alcuni dei quali sormontati da
coperchi detti campane di gorgogliamento. La
temperatura della torre è elevata alla base e va
diminuendo con laltezza. Il petrolio che entra
alla base della torre è preriscaldato in un forno
fino a 360C.
11

• I componenti che hanno punto di ebollizione
  inferiore a quella temperatura, salgono la torre
  sotto forma di vapore. Incontrando i piatti e le
  campane di gorgogliamento che sono al di sotto
  della temperatura di ebollizione, condensano e si
  depositano sul piatto allo stato liquido.
  Apposite tubazioni possono raccogliere queste
  frazioni liquide e allontanarle dalla torre. Le
  frazioni ad elevato punto di ebollizione che non
  evaporano entrando nella torre, si spostano alla
  base e, data lelevata temperatura, passano allo
  stato aeriforme e, condensando, si raccolgono sui
  piatti inferiori

12

• La raffineria e l'ambiente
• Una raffineria di petrolio è certamente un
  impianto industriale con forte impatto
  ambientale,
• sia per l'area che essa normalmente occupa,
  misurabile in ettari,
• sia per la grande componente energetica (quasi
  tutti i processi di raffinazione
  sono di tipo termico)
• sia per l'effetto sull'ambiente.
• In tempi recenti le tecnologie di raffinazione
  hanno ridotto di molto gli scarichi liquidi e
  gassosi oggi è possibile vivere vicino ad una
  raffineria senza seri problemi sanitari.
  Tuttavia, le emissioni, pur ridotte, non sono
  annullate, e le grandi dimensioni di questi
  impianti fanno si che queste emissioni, piccole
  se considerate relativamente, siano comunque
  importanti in termini assoluti.

13
D'altra parte, le raffinerie sono un tassello
essenziale nella filosofia di vita attuale. Se è
quindi giusto operare per un sempre minore
impatto ambientale della raffineria, si deve pur
sempre tenere conto che nessun processo, fisico o
chimico, può mai lasciare inalterato l'ambiente
che lo circonda.
Nel periodo tra il 2004 e il 2006, si è avuto un
netto aumento degli investimenti sia in nuovi
impianti che nel miglioramento di quelli
esistenti. L'elevato costo del greggio, consente
alle imprese di raffinazione di compiere ingenti
investimenti realizzando così economie di
processo e di scala (una raffineria completa, nel
2006, aveva un costo dell'ordine di 1 - 2
miliardi di Euro).