Prima pagină > Uncategorized > PETROLUL- sursa naturala de hidrocarburi

PETROLUL- sursa naturala de hidrocarburi

 Petrolul/țițeiul  face 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.

        Compozitia petrolului

Din punct de vedere al compozitie chimice, petrolul este un amestec foarte complicat de hidrocarburi cu molecule de diferite marimi, incepand de la metan pana la hidrocarburi cu mase moleculare foarte mari. Compozitia petrolului variaza de la un zacamant la altul.

Toate titeiurile sunt insa amestecuri din trei clase de hidrocarburi si anume: hidrocarburi saturate aciclice (alcani), hidrocarburi saturate ciclice(cicloalcani; cicloalcanii din petrol se numesc si naftene) si hidrocarburi aromatice. In petrol nu se gasesc hidrocarburi nesaturate.

Petrolul din ex U.R.S.S. este bogat in hidrocarburi ciclice, petrolul nord-american contine in special alcani, iar cel din Kalimantan este bogat in hidrocarburi aromatice. Petrolul romanesc are o compozitie intermediara.

Nici un petrol nu a fost separate inca in toate componentele sale, in numar de cateva sute. Sunt cunoscute cel mai bine fractiunile de petrol cu puncte de fierbere mai scazute avand molecule mai mici.

Din clasa alcanilor au fost identificate majoritatea hidrocarburilor cu catena normala de la un atom de carbon la 50 atomi de carbon in molecula. Aceste hidrocarburi sunt insotite de izomerii lor cu catena ramificata. Clasa alcanilor este reprezentata de ciclopentan si ciclohexan, precum si de derivatii lor substituiti cu grupe alchil. In fractiunile superioare de petrol se gasesc si hidrocarburi cu mai multe cicluri in molecula.

Se obisnuieste sa se clasifice titeiul dupa continutul lor in parafina (alcanii cu catena normala de la circa douazeci la circa treizeci de atomi de carbon in molecula). Astfel se disting titeiuri parafinoase avand un continut ridicat de parafina, titeiuri semiparafinoase si titeiuri asfaltoasesarace in parafin dar bogate in asflat.

Titeiurile contin si mici cantitati de acizi organici (acizi naftenici sub 1%), iar unele contin si sulf (pana la 3%). Acesta din urma trebuie indepartat in cursul prelucrarii caci da prin ardere bioxid de sulf (un gaz corosiv)

             Originea petrolului

Asupra modului de formare a titeiului in scoarta pamantului s-au emis mai multe teorii. Unele din acestea considera titeiul ca fiind de origine anorganica, altele ii atribuie origine organica.

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 biogena se fundamenteaza pe mai multe ipoteze, si anume:

-titeiul este de origune vegetala (Figuier), formandu-se din plante, prin putrezirea acestora si transformarea lor in metan, bioxid de carbon si acizi grasi etc.;

-titeiul este de origine animala (Engler), rezultand din transformarea grasimilor animalelor marine, in special a pestilor, la temperaturi si presiuni mari in scoarta pamantului;

-titeiul este de origine mixta, vegetala-animala (Potonié): prin transformarea unor plante si animale marine microscopice, acoperite de namol, si sub actiunea unor bacterii anaerobe a rezultat o materie organica, numita “sapropel”, care a imbibat namolul. Sub influenta temperaturii si a presiunii inalte, “saprolpelul” din namol a suferit transformari chimice, rezultand titeiul.

Teoria abiogenă  asupra originei titeiului a fost formulata de M. Berthelot si a fost completata si sustinuta de D. I. Mendeleer. Acesta teorie afirma ca titeiul s-a format in straturi adanci ale scoartei prin actiunea apei asupra carburilor metalice: CaCl2, Al4C3 etc. care in contact cu apa se descompun rezultand acetilena, metan si alte hidrocarburi; sub actiunea temperaturii si presiunii inalte din interiorul pamantului si in prezenta catalizatorilor naturali, hidrocarburile nesaturate sau polimerizat formand titeiul de astazi.

         Extragerea petrolului

Petrolul brut din zacaminte se extrage cu ajutorul sondelor. Daca sonda atinge stratul de petrol atunci petrolul brut este impins in afara de presiunea gazului aflat in partea superioara, intocmai ca apa gazoasa dintr-un sifon. Daca stratul gazos natural a fost evacuat, petrolul este scos la suprafata prin pompare sau prin comprimare de gaze.


                          Platformă de extragere a petrolului

(Insulă de foraj) pe mare

Prelucrarea petrolului brut

Preincalzitor   Reziduu         Motorina              Petrol             Benzina

Titeiul este un lichid brun, nemiscibil cu apa, avand densitatea 0,8-0,9. Titeiul extras este intai separate de apa sarata, cu care de obicei este amestecat, si supus unei distilari fractionate (distilare primara). In rafinariile de petrol moderne se folosesc numai instalatii de distilare continua. In aceste instalatii petrolul brut este pompat intai intr-un incalzitor (vezi fig.2) si de aici intr-o coloana de fractionare. Coloanele de fractionare sunt construite incat sa permita un amestec cat mai intim intre vapori si lichid.

Petrolul brut incalzit este pompat la mijlocul coloanei. Temperature variaza de-a lungul coloanei. Temperatura variaza de-a lungul coloanei, fiind cea mai scazuta in partea superioara, cea mai inalta in partea inferioara.in coloana se realizeaza astfel o fractionare a titeiului, componentele mai volatile adunandu-se in partea superioara, iar cele mai grele in partea inferioara a coloanei. De la diferite niveluri ale coloanei sunt scoase fractiuni diferite prin volatilitatea lor.

Benzina, fractiunea cea mai volatila, contine hidrocarburile cu punct de fierbere intre aproximativ 25° si 200°. Hidrocarburile din benzina contin intre 5 si 10 atomi de carbon in molecula.

Benzina este utilizata drept combustibil in motoarele cu explozie ale automobilelor si avioanelor. In cilindrii acestor motoare un amestec de vapori de benzina si aer este aprins de o scanteie electrica. Benzina obtinuta prin distilarea directa a titeiului, asa cum s-a aratat mai sus, nu satisface toate cerintele motoarelor moderne. De aceea se foloseste mult si benzina de cracare.

Petrolul lampant fierbe intre limitele 170°C si 270°C si contine hidrocarburile cu aproximativ 10 pana la 15 atomi de carbon.

Motorina fierbe intre 220°C si 360°C si cuprinde hidrocarburil de la 12 la 20 de atomi de carbon.

Motorina este un comustibil folosit in motoarele Diesel. In aceste motoare combustibilul pompat in cilindru simultan cu aer se aprinde prin caldura produsa de compresia gazelor.mult utilizat inainte in lampile cu petrol, serveste in prezent anumite tipuri de motoare cu explozie (tractoare), dar mai ales in motoarele cu reactie ale avioanelor moderne.

Pacura este reziduul, de culoare neagra, ce se aduna la fundul coloanei dupa distilarea fractiunii aratate mai sus.

Pacura se arde, in cea mai mare parte, pentru producerea aburului, in locomotive, vapoare, dar si in instalatii fixe (in aceestea din urma, combustibilul cel mai indicat este insa metanul, mai ieftin si mai usor de transportat, prin conducte). Pacura serveste insa si pentru obtinerea a doua produse importante: uleiurile de uns si asfaltul.


Uleiurile de uns obisnuite (pentru masini cu turatie mica) se fabrica din pacura obtinuta din titeiurile neparafinoase sau asfaltoase, prin distilare sub presiune redudusa. Uleiurile de calitate superioara pentru motoarele cu turatie mare ale automobilelor si avioanelor, se fabrica din pacurile titeiurilor parafinoase care intai se parafineaza, iar apoi sunt supuse unei rafinari cu un solvent selectiv.

Rezervele mondiale de petrol

Fișier:Oil reserves 2005.jpg

Rezervele de petrol din lume, anul 2005 (în miliarde de barili)

Titeiul  exista pe toate continentele si sub toate platformele continentale.Unele campuri petroliere sunt in productie activa.Alte zacaminte urmeaza sa fie exploatate.Estimarile asupra duratei pe care o mai au rezervele petroliere se bazeaza pe doua cifre-rezervele deja descoperite care pot fi exploatate economic,utilizand tehnologiile actuale si rata productiei dintr-un an de referinta.Rezervele totale de petrol din 1989,erau estimate sa dureze 41 de ani,la un nivel al productiei din 1988.Cresterea rezervelor ca urmare a unor noi descoperiri,cresterea sau diminuarea productiei ,sau utilizarea unei noi tehnologii pot modifica aceste estimari.Inainte de 1970,Marea Britanie era aproape complet dependenta de petrolul importat.In 1969 s-au descoperit zacaminte de petrol marin si productia a inceput in 1975,facand din Marea Britanie un producator important.In 1990,Marea Britanie a devenit al noualea producator de titei din lume,din zacaminte marine.Expertii preconizeaza insa un slab declin al productiei,dar Marea Britanie va ramane unul dintre producatorii importanti ai secolului al XXI-lea.

Cele mai mari rezerve de titei se afla in tarile Orientului Mijlociu,care detin aproximativ 65% din rezervele mondiale cunoscute.La sfarsitul anilor 1980,Iranul,Irakul,Kuweitul si Emiratele Arabe Unite detineau rezerve petroliere care urmau sa ajunga peste 100 de ani,la un nivel al productiei al anului 1988.La inceputul anului 1989,rezervele Arabiei Saudite aproximativ 25% din rezervele mondiale totale erau estimate a ajunge vreme de 90 de ani la nivelul productiei anului 1988. 

   Producatorii de petrol

La sfarsitul anilor ’80,cele 15 republici ale fostei Uniuni Sovietice erau in fruntea productiei de titei,producand aproximativ 18% din totalul mondial.Dintre acestea Rusia este producatorul principal,urmata de Azerbaidjan,Kazahstan,Kirghistan,Tadjikistan,Turmenistan.Ucraina si Uzbekistan.S.U.A.,cel de-al doilea mare producator de titei impreuna cu Canada,au realizat,in 1990,aproape 16% din productia totala urmate de Arabia Saudita,Iran,Mexic,China,Venezuela,Irak si Marea Britanie.Productia variaza in functie de cerere.Recesiunea mondiala inceputa in 1990 a dus la o scadere masiva a consumului.Cei mai mari producatori de gaze naturale sunt tot statele fostei Uniuni Sovietice,mai ales Rusia,urmata de S.U.A.,Olanda si Canada.Alti producatori importanti sunt Marea Britanie,Mexicul,Norvegia si Romania.

1

Arabia Saudita:  Rezervele de petrol cunoscute sunt de 259,9 de miliarde de barili, echivantul a 19,2% din totalul rezevelor de pe Glob. Productia zilnica este de 9,76 de milioane de barili, in timp ce consumul este de 2,43 de milioane de barili. Arabia Saudita exporta zilnic aproape 1,1 de milioane de barili.

2

Canada: Detine 12,9% din totalul rezervelor mondiale de petrol, adica 175,2 de miliarde de barili. Produce intr-o zi 3,29 de milioane de barili, fiind al saselea cel mai mare producator mondial de petrol, consuma 2,15 de milioane de barili, iar exporturile zilnice catre SUA ajung la 2,71 de milioane de barili.

3

Iran: Rezervele de petrol ajung la 10,1% din total, adica 137,6 de miliarde de barili. Productia zilnica este de 4,18 milioane de barili, iar consumul este de 1,69 de milioane de barili. Iranul nu exporta catre SUA. Iran este al cincelea cel mai mare producator de petrol din lume.

4

Irac: Detine 8,5% din totalul rezervelor mondiale de petrol, adica 115 de miliarde de barili. Produce intr-o zi 2,4 de milioane de barili. Cu toate acestea, tara se afla pe locul 12 in clasamentul mondial al producatorilor de petrol.

7

Emiratele Arabe Unite: Al optulea producator mondial de petrol are rezerve de 97,8 de miliarde de barili, adica 7,2% din total. Productia zilnica se ridica la 2,79 de milioane de barili, consumul este de 429.000 de barili, iar exportrile catre SUA sunt de 10.000 de barili pe zi.

8

Rusia: Detine 4,4% din rezervele mondiale de petrol, adica 60 de miliarde de barili. Rusia este al doilea cel mai mare producator de petrol din lume, cu o productie zilnica de 9,93 de milioane de barili. Consumul este de 2,74 de milioane de barili pe zi, iar catre SUA se exporta in acelasi interval 0,51 de milioane de barili.

9

Libia: Are rezerve de 44,3 de miliarde de barili (3,2% din total), produce intr-o zi 1,79 de milioane de barili, consuma 264.000 de barili si exporta catre SUA 66.000 de barili.

14

SUA: Detine 1,4% din totalul rezervelor mondiale de petrol, adica 19,2 de miliarde de barili. Produce intr-o zi 9,14 de milioane de barili, fiind al treilea cel mai mare producator mondial de petrol, si consuma 18,81 de milioane de barili.

15

Brazilia: Este pe locul noua in clasamentul mondial al producatorilor de petrol, cu o productie zilnica de 2,57 de milioane de barili, in timp ce consumul ajunge la 2,52 de milioane de barili intr-o zi. Din punctul de vedere al rezervelor, este pe locul 15, cu 0,9% din total, adica 11,65 de miliarde de barili. In fiecare zi, Brazilia exporta catre SUA 295.000 de barili.

13

China: Rezervele de petrol cunoscute sunt de 19,2 de miliarde de barili, echivantul a 1,42% din totalul rezevelor de pe Glob. Productia zilnica este de 9,14 de milioane de barili, China fiind astfel al patrulea producator mondial de petrol, in timp ce consumul este de 18,81 de milioane de barili, egal cu cel al SUA.


Comertul cu petrol

Deoarece titeiul este o materie prima atat de utila,productia acestuia a crescut de la 10 milioane de barili pe zi in 1950,la 65 de milioane de barili pe zi in 1990.In 40 de ani lumea a devenit dependenta de titei.In unele tari produsele petroliere erau atat de ieftine incat titeiul se utiliza adesea cu o mare risipa.Tarile dezvoltate si-au epuizat rezerva proprie de titei si odata cu cresterea cererii au fost obligate sa importe cantitati din ce in ce mai mari.Sursele principale de titei din comertul international includeau si cateva tari in curs de dezvoltare,care au beneficit curand din extractia si exportul titeiului in tarile dezvoltate.Unele tari in curs de dezvoltare au utilizat veniturile din exportul titeiului pentru a finanta proiecte de asistenta sociala,pentru a construi scoli si pentru a ridica nivelul de trai.Multe tari au facut investitii majore in proiecte de dezvoltare,cum ar fi instalatiile de desalanizare din Arabia Saudita care transforma apa marina in apa potabila si Marele Rau Artificial din Libia care capteaza apa din rocile situate sub desertul Saharei si transporta apa pana pe coastele mediteraneene.

Impactul petrolului asupra mediului inconjurator

 

Metodele de curatare folosite în cazul revarsarii titeiului în mari si oceane au evoluat în timp, dar, de cele mai multe ori, furtunile au împiedicat operatiunile de salvare.
Deversarile de petrol au efecte dramatice asupra ecosistemelor marine, ca urmare a expunerii organismelor vii la compusii chimici. Poluarea cu petrol afecteaza în mod deosebit specii ca pasarile mari si mamiferele acvatice, care traiesc la suprafata apei.

Petrolul deversat contine hidrocarburi, care sunt substante poluante ce afecteaza si pe termen lung comunitatile marine. Unele studii au demonstrat faptul ca, în timp, mor mai multe animale si pasari decât în momentul în care se produc catastrofele ecologice, provocate de scurgerea petrolului din vasele avariate.

Cercetatorii spanioli au efectuat teste biochimice asupra pescarusilor care traiesc pe malurile din Galicia, care au fost expuse deversarii de petrol în anul 2002, când a naufragiat nava „Prestige”. Ei au masurat 16 concentratii de hidrocarburi din tesuturile pasarilor, pe care le-au comparat ulterior cu rezultatele testelor care au fost efectuate pe colonii de pescarusi care nu au fost supusi dezastrului.

La 17 luni dupa accidentul ecologic, au fost obtinute rezultate îngrijoratoare. Testele biochimice au relevat leziuni ale organelor interne vitale, rinichi si ficat, în rândul pasarilor adulte. Puii au fost afectati într-o mai mica masura, efectele grave survenite în rândul adultilor fiind justificate prin faptul ca acestia au fost expusi contaminarii o perioada mai lunga dupa deversare.

Asupra alimentatiei nu a fost sesizat niciun efect, principalele consecinte ale infestarii cu petrol facându-se simtite prin disfunctiile organelor vitale ale pasarilor. Hidrocarburile pot afecta însa în întregime componenta lanturilor trofice. Oamenii de stiinta sustin ca, deocamdata, exista prea putine cercetari asupra expunerii mediului înconjurator la poluarea cu petrol. O cunoastere mai buna a impactului pe termen lung a deversarilor de petrol poate aduce un avantaj major în gestionarea si combaterea efectelor asupra mediului si vietii marine.

Titeiul lasa urme care nu pot fi sterse ani în sir

 

De-a lungul timpului, catastrofele ecologice provocate de deversarile masive de petrol au fost mai mult decât numeroase. Surprinse pe mare de futuna, petrolierele si-au pierdut busola ori au fost avariate, prin ciocnire accidentala, de alte vase aflate pe mare, lasând în urma lor pete imense, care nu au mai putut fi sterse, uneori, ani în sir.

Petrolul, care este insolubil în apa si mult mai usor decât aceasta, nu a putut fi strâns, uneori, din cauza furtunilor puternice, care nu au permis accesul barjelor de salvare la vasele avariate sau, pur si simplu, statele riverane zonelor maritime în care s-au produs accidentele nu au fost pregatite pentru a face fata catastrofelor.

În cazurile fericite, petrolul a putut fi împiedicat sa nu ajunga la mal prin iscusinta marinarilor care au reusit, în timp util, sa recupereze si sa stocheze în rezervoarele neafectate, aflate pe vas, o mare parte din combustibilul scurs în momentul accidentarii. Cu toate acestea, titeiul nerecuperat, ramas la suprafata apei, se întinde rapid si formeaza o patura uleioasa, destul de groasa, care pluteste multa vreme în larg, afectând fauna si flora din preajma.

Ecosistemele marine, poluate dublu


Pentru a curata apele de petrolul deversat în urma accidentelor, prima masura care poate fi luata este izolarea zonei cu ajutorul ambarcatiunilor de salvare. Daca pompele aflate pe vas sunt în stare de functionare si exista rezervoare neavariate, petrolul poate fi recuperat din apa prin pompare si restocat. Aceasta operatiune, daca nu este împiedicata de furtuna, nu poate sterge definitiv urmele catastrofei.

De cele mai multe ori, specialistii apeleaza tot la substante chimice, denumite solventi, care sunt împrastiate din elicopter pe suprafetele afectate. Acesti solventi sunt destinati spalarii apelor, dar, la rândul lor, maresc efectele poluarii si nici nu pot fi împrastiati uniform pe suprafetele afectate de deversarile accidentale de petrol. În consecinta, ecosistemele marine sunt expuse, astfel, unei duble poluari. Un litru de petrol, odata ajuns pe suprafata apei, formeaza o pata a carei marime poate atinge dimensiunile unei jumatati dintr-un teren de fotbal. Grosimea acestor pete este variabila, în functie de cantitatea de combustibil deversata.

Scurgerea de petrol din Golful Mexic

Bacterii care înlatura petrolul deversat
O echipa de cercetatori de la Institutul de Cercetari Stiintifice din Spania a descoperit ca anumite bacterii de pe coasta Galitiei sunt capabile sa elimine în mod natural petrolul deversat în timpul naufragiilor. Expertii în domeniu au observat ca aceste vietuitoare minuscule, aflate în ecosistemul marin, pot degrada în mod natural compusii petrolului.

Odata deversate în mare, hidrocarburile suporta diverse transformari, printre care cea mai importanta este biodegradarea. Cu toate ca numerosi compusi ai petrolului sunt în mare parte biodegradabili, exista totusi elemente chimice, ce intra în componenta acestui combustibil, care sunt dificil de eliminat. Pentru studiul lor, oamenii de stiinta au luat probe dintr-o zona afectata si le-au analizat în laborator.

În paralel, au reconstituit artificial conditiile de poluare cu petrol si au comparat ambele situatii. Rezultatele obtinute în primul caz au confirmat existenta bacteriilor si contributia acestora la degradarea titeiului. În al doilea caz, procesul degradarii, desi existent, a fost mult mai lent, nereusindu-se decât partial curatarea apei în care a fost varsat petrolul în conditii de laborator.

                    

Categorii:Uncategorized
  1. Niciun comentariu până acum.
  1. No trackbacks yet.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s

%d blogeri au apreciat asta: