II.6.1. Petrolul.

Țițeiul (petrolul brut) 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 cca. 350 - 400 milioane de ani în urmă când a avut loc în rândurile florei și faunei o mortalitate în masă, explicată prin teoria meteoritului uriaș care a căzut în acea perioadă pe Pământ, declanșând temperaturi și presiuni ridicate.

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.

Petrolul este un amestec de hidrocarburi solide și gazoase dizolvate într-un amestec de hidrocarburi lichide. Țițeiul în stare brută (nerafinat) conține peste 17 000 de substanțe organice (alcani în cea mai mare proporție, cicloalcani, hidrocarburi aromatice, compuși organici cu oxigen, azot sau sulf, unele metale etc.)

Rezervele mondiale de petrol:

1. Arabia Saudită deține 19,2% din totalul rezervelor de pe glob.
2. Canada deține 12,9% din totalul rezervelor mondiale de petrol.
3. Iran are rezerve de petrol de 10,1% din total.
4. Irak deține 8,5% din totalul rezervelor mondiale de petrol.
5. Kuweit are 101,5 de milioane de barili în rezervă, echivalentul a 7,5% din rezervele mondiale.
6. Venezuela are rezervele de petrol de 99,3 de miliarde de barili, adică 7,3% din total.
7. Emiratele Arabe Unite are rezerve de 97,8 de miliarde de barili, adică 7,2% din total.
8. Rusia deține 4,4% din rezervele mondiale de petrol.
9. Libia are rezerve de 44,3 de miliarde de barili, adică 3,2% din totalul mondial.
10. Nigeria este pe locul zece, atât din punctul de vedere al rezervelor de petrol, cât și al producției.

Proprietățile fizice ale petrolului

Petrolul este un lichid vâscos, a cărui culoare variază de la galben-verde pînă la negru, avînd reflexe colorate diferite. Mirosul petrolului este caracteristic. Petrolul nu este solubil în apă şi mai uşor ca aceasta. Fiind un amestec din diverși compuși, petrolul nu are punct de fierbere definitiv , el se distilează continuu, la temperatura de 30-360 C. Petrolul brut este considerat la fel de valoros ca şi aurul, de aceea a fost numit aurul negru.

Distilarea fracționată a petrolului

Petrolul brut este extras din zăcământ și transportat pe căi feroviare sau navale spre rafinăriile petrochimice.

Procedeul care stă la baza rafinării petrolului este distilarea, care este un procedeu fizic de separare a componentelor prin fierberea lor.

Vaporii rezultați sunt apoi condensați prin răcire. Funcționarea sa se bazează pe diferența de temperatură de fierbere a fiecăruia dintre produsele pure conținute în petrol.

Deoarece în urma distilării petrolului brut se obțin amestecuri de hidrocarburi saturate, cu puncte de fierbere apropiate, numite fracții, operația se numește distilare fracționată.

Ea se face industrial în coloane de distilare fracționată.

În urma distilării fracționate la presiune atmosferică a petrolului brut se obțin următoarele fracții :

• Fracția C₁-C₄, numită gaze ușoare, este folosită atât ca materie primă în petrochimie, cât și ca gaz combustibil.
• Fracția C₅-C₆, numită benzină ușoară (eter de petrol), este principalul constituent al benzinei.
• Fracția C₆-C₁₀, numită benzină grea (nafta), este materie primă pentru obținerea benzinelor și în petrochimie.
• Fracția C₁₁-C₁₅, numită kerosen (petrol lampant), este combustibil petrolier folosit mai ales la motoare cu reacție (turboreactoare).
• Fracția _C12-C₂₀, numită motorină, este folosită drept carburant la motoarele Diesel.
• Fracția > C₂₀, se numește reziduu atmosferic, formată în partea de jos a coloanei de distilare. Acest reziduu solid se distilează la o presiune mult mai mică decât cea atmosferică pentru obținerea lubrifianților, păcurei și asfaltului.

Chimizarea petrolului

Fracțiile principale obținute în urma distilării fracționate a petrolului sunt folosite fie ca atare, fie supuse unor procedee chimice de cracare catalitică (la 440 °C) sau cracare termică (la 800 °C).

Produsele obținute la rafinarea petrolului sunt transportate, cel mai ieftin și practic, prin conducte de mare capacitate, numite oleoducte, de la rafinărie spre centre, fie pentru comercializarea (cazul combustibililor și a benzinelor), fie pentru prelucrarea ulterioară (în cazul compușilor care sunt folosiți ca materie primă).

Prin chimizarea petrolului se obține o gamă largă de substanțe:

• Gaze de rafinărie
• Benzină
• Motorină
• Parafină

Petrolul se folosește:

• drept combustibil sub formă de benzină, motorină, kerosen etc.
• la obținerea de: vopsele și coloranți, medicamente, materiale plastice, cauciuc sintetic, fire sintetice, adezivi, detergenți, produse cosmetice, explozivi, insecticide și pesticide etc.

Benzina.Cifra octanică

Cifra octanică (CO) a unei benzine reprezintă rezistența la autoaprindere a combustibilului, adică rezistența la detonație.

Cifra octanică se definește prin compararea comportării benzinei cu cea a unui amestec etalon, format din hidrocarburi cu proprietăți antidetonante opuse. Drept hidrocarbură care detonează ușor, adică are rezistență la autoaprindere mică, se folosește normal heptanul (C₇H₁₆), căruia i se atribuie, în mod convențional cifra octanică CO = 0. Drept hidrocarbură care detonează greu, adică are rezistență la autoaprindere mare, se folosește izooctanul (2,2,4-trimetilpentanul) (C₈H₁₈), căruia i se atribuie, în mod convențional cifra octanică CO = 100. Cifra octanică este definită de procentul de izooctan în volumul amestecului etalon.

La începutul secolului al XX-lea benzinele obținute la rafinarea petrolului aveau cifra octanică în intervalul 50-60, ceea ce făcea dificil demarajul autovehiculelor. Studiile au arătat că tetraetil-plumbul este un aditiv ideal pentru creșterea calității benzinei și a performanțelor autovehiculelor. În anul 1939, cifra octanică a benzinei comerciale era de 78. În anii 90 cifra octanică varia între 95 și 98. Gazele eliminate prin arderea benzinelor aditivate cu tetraetil-plumb conțin oxid de plumb, compus cu toxicitate mare, nociv atât petru om, cât și pentru mediu.

Încă din anii 70, în Statele Unite s-a obținut o benzină cu cifra octanică 98, care nu conține tetraetil-plumb, numită benzină fără plumb, aditivată cu săruri de potasiu sau eteri.

Consiliul Europei a stabilit încă din anul 1998 ca autovehiculele să fie echipate cu motoare care să folosească benzina fără plumb, în scopul prezervării ecosistemelor și a creșterii calității aerului, apei, solului și subsolului, prin eliminarea factorului poluant-oxid de plumb.

Pentru mașinile noi, mai moderne este recomandat să folosești un carburant cu cifră octanică ridicată, respectiv de 98 sau de 100. Benzina cu CO foarte mare nu asigură o viteză mai ridicată și demaraje fulminante, ci mărește raportul de compresie, tipic motoarelor moderne, ce reclamă o detonare precisă și bine sincronizată cu mișcarea pistoanelor.

Pentru vehicule cu vechime apreciabilă poți să optezi pentru benzină cu cifră octanică de 95.