Tecnologia Industrial I
2.5.- Petroli i derivats. Gas natural 
    El petroli brut es un líquid de color obscur, menys dens que l’aigua, oliós, de viscositat variable (normalment alta) i amb olor desagradable. Està constituït per barrejes d’hidrocarburs i també conté sofre, oxigen i nitrogen.
    Té una gran importància econòmica, ja que proporciona molts productes amb molt poder energètic, com per ex. :
    Combustibles : benzina, gasoil, fuel, olis, etc...
    Derivats : plàstics, detergents, goma, etc...
      Es va formar fa uns 600 anys, per l’acumulació de plàncton marí. En ser arrossegat cap a la costa, moria i es dispositava al fons, recobert per successives capes de sorra, argila i fang. La matèria orgànica es va descompondre a causa dels bacteris anaerobis. Aquesta descomposició, amb els factors de pressió i temperatura, originà els diferents hidrocarburs que constitueixen el petroli.
    Com el seu estat és líquid va poder desplaçar-se a través de les roques poroses, fins a roques impermeables que l’atrapaven formant dipòsits o bosses de petroli. Les diferents  configuracions geològiques que permeten l’acumulació del petroli s’anomenen trampes petrolíferes.
      La localització és una tasca complicada i costosa. L’exploració es fà en regions amb roques sedimentàries, úniques que contenen petroli. Els geòlegs estudien les estructures tectòniques i els estrats del terreny, però sense perforar és impossible afirmar si hi ha petroli.
    Per perforar es construeix una torre de perforació i s’obre un pou de prova. Després de      travessar la roca i trobar  petroli, s’obren més pous per determinar el petroli que conté la bossa i la qualitat d’aquest. Al avaluar-ho i afirmar-ho es procedeix a l’extració.
    Extracció natural : Es fà quan el petroli es troba pressionat i puja espontàniament pel tub de sondeig.
    Extracció artificial : S’injecta aigua a trvés dels tubs de la sonda i fa que el petroli puji a la superfície, o s’extrau també amb bombes aspirants.
    A la superfície es separa el gas i l’aigua i s’emmagatzema en grans dipòsits.
    Moltes bosses de petroli es toben sota el mar. S’obtenen gràcies a plataformes marines (de grans dimensions) les quals tenen equips necessaris per la perforació i l’extracció.
       A les refineries separen els diferents components o fraccions del petroli mitjançant un processos :
    Destilació fraccionada : S’escalfa el cru fins l’evaporació, seguidament el refreden i obtenen les fraccions condensades separades en funció del seu punt d’ebullició. Per aquest procés fan servir dues torres : una a pressió atmosfèrica i l’altra al buit.
    Procés : s’escalfa el petroli a uns 360 ºC, i s’introdueix a la base de la primera torre. Les fraccions gasoses a 80 ºC Arriben al punt més alt de la torre i s’extrauen. Altres fraccions s’extreuen a diferents nivells, segons el punt d’ebullició. La fracció que resta líquida a 350 ºC (residu atmosfèric), un cop extret, s’escalfa a 400 ºC i s’introdueix a la torre de buit per destilar-se un altre cop. Així, a la part superior i a diferents altures obtenim més derivats del petroli, i al fons de la torre olis i asfalt.
    Cracking : Descomposició dels hidrocarburs més pesants per obtenir-ne més lleugers. Es fa amb temperatures i pressions elevades (cracking tèrmic) o amb catalitzadors químics (cracking catalític).
    Polimerització : Contrari al cracking : els hidrocarburs lleugers es converteixen en compostos més pesants.
    Reforming : S’utilitza per milloar les benzines. Es fa  a altes temperatures i en presència d’un catalitzador, com el platí.

    El cracking i la polimerització són molt importants, ja que obtenen el producte de més demanda : la benzina.
    Al procès final s’eliminen les impureses químiques : sofre i compostos corrosius.
     

    Directament : Gas butà i propà, Èter del petroli, Benzina, Querosè, Gasoil, Olis lubricants, Ceres de parafines, Fuel, Asfalt.
    Indústria petroquímica : Plàstics, Fibres sintètiques, Detergents, Cautxú sintètic, Dissolvents i pintures, insecticides, explosius i productes farmacèutics.
      És un gas format bàsicament per metà barrejat amb altres gassos. És poc contaminant, ja que és format exclusivament per C i H, i només desprèn CO2 i vapor d’aigua.
      La  seva formació és semblant al procés del petroli i la seva localització i extracció  es fa com la del petroli.
    Abans del transport és processat per eliminar les impureses i així s’obté, pràcticament, metà pur.
    El transport es realitza amb gasoeductes o amb vaixells metaners.
    En els gasoeductes es transporta en estat gasós, a una pressió entre 36 i 70 atm. És el sistema de transport més econòmic.
    El transport amb vaixells metaners s’utilitza quan hi han distàncies llargues a través del mar. Perquè el transport amb vaixell sigui econòmic, el gas és sotmès a un procès de refredament fins a obtenir-ne gas natural liquat (GNL).
    La distribució exigeix una xarxa de canonades de diferents pressions.
       - Indústria, comerç i habitatge
    - Centrals tèrmiques mixtes
     - Instal·lacions de cogeneració
    - Indústria petroquímica
     
     


    Gas combustible : Quan és capaç de reaccionar amb l’oxigen de l’aire de forma ràpida i amb alliberament de calor.
    Hi ha tres famílies :
    1ª família : Gas ciutat o manufacturat.
          Poder calorífic : entre 4000 i 5500 kcal/m3 (CN)
          Distribució : xarxa de canonades
    2ª família : Gas natural i l’aire propanat.
     Poder calorífic :entre 10000 i 13000 kcal/m3 (CN)
      Distribució : xarxa de canonades
    3ª família : Gas butà i el propà
     Poder calorífic : entre 22500 i 28700 kcal/m3 (CN)
     Distribució : amb bombones o amb dipòsits a granel en estat líquid.
     
     

    ACTIVITATS

14.- Quins són els processos que es porten a terme en una refineria de petroli? Explica cadascun d’ells.

15.- Quines són les principals aplicacions del petroli refinat ?

16.- Quina és la finalitat d’agrupar els combustibles gasosos comercials en famílies ?

17.- Explica els processos i els canvis d’estat que pateix el gas natural des que és al jaciment fins que arriba a casa nostra.

18.- Enumera els tipus de combustibles gasosos utilitzats a les indústries de la teva població o comarca, i digues en quins processos s’utilitzen.

19.- Calcula el consum de benzina per cada 100 km del motor d’un automòbil que desenvolupa una potència de 60 CV amb una velocitat mitjana de 100 km/h, i amb un rendiment del motor del 32 %. La benzina té un poder calorífic de 12000 kcal/L.

20.- Un motor de gas de 3 CV fa funcionar una grua, amb la qual hem d’aixecar un pes de 5000 N a una alçada de 40m. Calcula el volum de gas consumit en CN, si el rendiment del motor és de 0,2 i el poder calorífic del gas  P (CN) = 7500 kcal/m3.
 

Respostes