Storia del petrolio

Formazione

La teoria biogenica, supportata dalla maggior parte dei geologi petroliferi, dice che il petrolio deriva da materia organica rimasta sepolta, che si scompone in un materiale ceroso noto come pirobitume o cherogene, che sotto l'influenza di elevato calore e pressione si trasforma in idrocarburi. La differenza di densità e la ridotta viscosità consente agli idrocarburi di migrare dalla roccia madre, più profonda, alla roccia serbatoio dove permane per effetto di trappole sedimentarie (luoghi in cui si trovano dei depositi di petrolio a grande profondità) dando luogo ai giacimenti petroliferi attuali.

Teorie alternative o complementari

Molte di queste teorie sono complementari e non mutuamente esclusive. C'è generale accordo sul fatto che i giacimenti d’origine abiotica esistenti, siano in ogni modo minoritari. Peró la teoria abiotica sostiene che tutti gli idrocarburi naturali siano d’origine abiotica, eccetto il metano, prodotto attraverso batteri in superficie.
La teoria dell'origine abiotica del petrolio prevede che al momento della formazione della Terra si siano formati dei significativi depositi di carbonio, ora preservati solo nel mantello superiore. Questi depositi, trovandosi in condizioni d’elevata temperatura e pressione, catalizzerebbero molecole elementari di metano a formare idrocarburi complessi. Questa teoria non è in contraddizione col secondo principio della termodinamica.
Una variante di questa teoria prevede l'idrolisi di peridotiti del mantello allo scopo di formare un fluido ricco in idrogeno che, risalendo, dilaverebbe le rocce carbonatiche superiori e con metalli catalizzatori come Ni, Cr, Co, V, ecc., generando idrocarburi. Questa reazione chimica si chiama sintesi di Fischer-Tropsch.

Composizione

Il petrolio deriva da depositi di carbonio ed idrogeno esposti ad elevate pressioni e ad elevato calore. Sia la fase liquida oleosa (petrolio) che la fase gassosa (gas naturali) tendono a migrare attraverso le rocce porose finché incontrano strati impermeabili del terreno dove tendono a raccogliersi. Dopo il processo d’estrazione, il petrolio greggio viene raffinato attraverso la distillazione. Il prodotto finale include cherosene, benzene, benzina, paraffina, asfalto, ecc...
Propriamente parlando, il petrolio consiste per la maggior parte d’idrocarburi alifatici sia lineari che ramificati e d’idrocarburi aromatici (mono-, bi- e poli- ciclici) composti quasi esclusivamente da idrogeno e carbonio. Sono tuttavia presenti quantità di composti solforati (solfuri e disolfuri), azotati (chinoline e piridine) e ossigenati (acidi grassi, acidi naftenici e fenoli) anche se la loro percentuale, complessivamente, difficilmente supera il 7 %. Nel petrolio si trovano anche metalli come Ni, V, Co, Cr, Cd, Pb, As, Hg, ecc.
Le catene molecolari nel range di C5-7 sono nafte leggere, evaporano facilmente. Vengono usate come solventi, fluidi per pulizia a secco, e altri prodotti ad asciugatura rapida. Le catene da C6H14 a C12H26 sono miscelate insieme e usate per la benzina.

Il cherosene è composto di catene nel range da C10 a C15, seguito dal combustibile diesel e per riscaldamento (da C10 a C20) e combustibili più pesanti come quelli usati nei motori delle navi. Questi derivati del petrolio sono liquidi a temperatura ambiente.

Gli oli lubrificanti e grassi semi solidi (come la vaselina®) sono nel range da C16 fino a C20. Le catene da C20 in avanti sono solidi, cominciando dalla "paraffina", poi catrame e bitume per asfalto.

Intervalli di temperature d’ebollizione delle frazioni di distillazione del petrolio a pressione atmosferica in gradi Celsius:


Molecola del Benzene


Albero del Petrolio

• • etere di petrolio: 40 - 70 (usato come solvente)
• • benzina leggera: 60 - 100 (combustibile per automobili)
• • benzina pesante: 100 - 150 (combustibile per automobili)
• • cherosene leggero: 120 - 150 (solvente casalingo e carburante)
• • cherosene: 150 - 300 (carburante per motori jet)
• • gasolio: 250 - 350 (carburante per motori Diesel / riscaldamento)
• • olio lubrificante: > 300 (olio per motori)
• • frazioni rimanenti: catrame, asfalto, residual fuel

Lo stabilimento dove si trasforma il petrolio greggio in prodotti finiti è detto raffineria.

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