Petrolioa ia edozer egiteko
Hori bai, kontuan izan behar da petrolio gordin mota ugari dagoela eta guztiek ez dutela denetarik lortzeko aukera ematen. Esan liteke ia hobi bakoitzak petrolio-mota berezi bat duela, baita elkarrengandik gertu egonda ere.
Petrolio gordin motak eta osaera
Hidrokarburoak karbonoz eta hidrogenoz osatutako konposatu organikoak dira eta petrolio gordina, baita gas naturala ere, hidrokarburo-nahaste konplexua da. Hau da, petrolioa hidrokarburo bat da.
Hidrokarburo-mota desberdinak bereizten dira hidrokarburo-nahastea osatzen duten molekula horietako karbono- eta hidrogeno-atomoen arteko loturen arabera: alifatikoak karbono-atomoen kateak irekiak direnean, ziklikoak karbono-kateak itxiak direnean eta mistoak katea nagusikoarekiko ezaugarri desberdineko erradikalak dauzkatenean. Petrolio gordin arruntena alifatiko parafinikoa da.
Baina hidrokarburoekin batera, beste elementu batzuk dauzkaten konposatu organikoak ere egon daitezke petrolioan: sufrea (hirugarren osagai ugariena), oxigenoa, nitrogenoa edota metalak (banadioa eta nikela dira ugarienak). Oro har, osagai horiek guztiak poluitzailetzat hartzen dira petrolioa fintzeko industrian.
Petrolioaren konposizioa hain desberdina izanik, petrolio gordinen sailkapenak ere hainbat dira, zeren arabera egiten diren. Adibidez:
- Parafinikoak, asegabeak, naftenikoak edo aromatikoak, konposizioan nagusi den hidrokarburo-motaren arabera.
- API dentsitatea: petrolio gordinaren dentsitatea adierazteko eskala arbitrarioa da eta API gradutan adierazten da. Petrolio gordina arina (38 API gradutik gorakoa), ertaina edo astuna (22 API gradutik beherakoa) da. Hidrokarburoen molekulek zenbat eta atomo gehiago izan, hainbat eta astunagoa da hidrokarburoa. Gehien erabiltzen den sailkapena da.
- Azidoak edo gozoak, azido eta sufre-konposatu asko edo gutxi daukaten.
Petrolioaren fintzea
Petrolio gordina zuzenean erabil daiteke energia-iturri gisa, labe eta galdaretako erregai gisa esaterako, baina hori ez da erabilera nagusia. Izan ere, etekin ekonomikoa askoz ere handiagoa da petrolio gordinak dauzkan osagaiak frakziotan bereizita; eta hori petrolio-findegietan egiten da. Gainera, petrolio gordina erretzeak poluzio handia eragiten du, fintzean bereizten ez diren eta errekuntza horretan behar ez diren osagai asko erre edo askatzen baita.
Edonola ere, bai petrolioa eta bai gas naturala poluitzaileak dira, eta isurtze-iturri garrantzitsuenak erregai-errekuntza, petrolio-findegiak eta industria kimikoa dira.
Petrolioaren deribatuak erabiltzen hasi zirenetik, petrolioaren fintze-lanak aldatuz joan dira, lortu nahi ziren produktuen eta eskura zeuden teknologien arabera. Hasieran, fintze klasiko deritzona egiten zen. Prozesu fisikoak ziren nagusi: petrolio gordina presio atmosferikoan distilatu eta frakzioak bereiztea, produktuak araztea (gehienetan desulfuratzea) eta gas likidotuak bereiztea. Prozesu kimiko bakarra naften reforming-a zen, gasolina egokiak lortzeko. Findegiaren diagraman horiz ageri diren atalak dira.
Geroago, bihurtze-prozesuak egiten hasi ziren, produktu espezifikoagoak lortzeko. Izan ere, petrolio-produktuen kontsumo-egitura aldatu ahala produktu ertainak eta, nagusiki, arinak (gasolinak eta gasolioak) ugaldu egin dira (findegiaren diagraman berdez ageri dira). Produktu astunen eskaria, berriz, urritu egin da.
Petrolio gordinaren ezaugarrien eta lortu nahi diren azken produktuen arabera, instalazioaren egitura eta konfigurazioa alda daiteke. Hala ere, findegietan lau helburu nagusi izaten dira: i) petrolio gordina frakziotan banatzea, ii) eskari gutxieneko frakzioen balioa gehitzea gasolina eta antzeko produktuak lortzeko, iii) gasolinen kalitatea emendatzea reforming bidez eta iv) lortutako produktuak garbitzea azken fintzearen bidez. Horretarako funtsezko prozesuak ere berberak dira findegi guztietan (ikus beheko koadroa).
Findegiak eta ingurumena
Findegietan burutzen diren prozesu horietan guztietan maila bateko edo besteko poluzioa gertatzen da, nahiz eta, Europan, findegien eta ingurumenaren arteko ‘harremanak’ pixkanaka onera egin duen.
Istripuz isuritako gas, petrolio edo beste osagaiez gain, prozesuetan isurtzen diren poluitzaileen zerrenda amaigabea da: findegietan energia-kontsumoak sortutako karbono dioxidoa (CO 2 ), sufre dioxidoa (SO 2 ), nitrogeno oxidoak (NO x ), hidrokarburo aromatiko poliziklikoak (bentzenoa, toluenoa, etil-bentzenoa, konposatu organiko lurrinkorrak…), freoiak, katalisi-prozesuetako hidrogeno kloruroa (HCl), hidrokarburoak uretan, karbono disulfuroa (CS 2 ) eta fenolak, besteak beste. 1990ean, esaterako, Europako 95 findegik 3.340 tona petrolio isuri zituzten uretara.
Ingurumena eta Osasuna Babesteko Europako Petrolio-enpresen Erakundearen (CONCAWE) datuen arabera, Europako 89 findegitan milioi bat tona hondakin sortu ziren 1993an. Hiru taldetan banatzen dute zabor hori: 1) lohiak, petroliodunak eta gabeak, 2) fintze-prozesuko hondakinak, likidoak, erdi-likidoak eta solidoak, eta 3) findegi-hondakinak ez direnak (eraikuntzakoak, garbigarriak…). Ez dituzte, beraz, kontuan hartzen airera isurtzen diren gasak. Identifikatu dituzten hondakin-motak eskuineko taulan ikus ditzakezue.
‘Lohi biologikoen’ kantitatea emendatu egin da urtetik urtera, isurkien tratamendu biologikoa areagotzearen ondorioz. Katalisi-hondakinak ere gehitu egin dira, petrolio-fintzearen errendimendua areagotu egin baita produktuen ingurumen-betebeharrak zorroztu izanaren ondorioz.
Baina findegietako isurketen artean, beharbada, sufrea da garrantzi berezia duena, Europako ipar eta erdian euri azidoak eragindako kalteak direla eta. Erakunde berak, 1995ean, 79 findegitan egindako azterketan, batez beste, 1.350 mg/Nm 3 SO 2 isurtzen zituztela dio. 1998an, berriz, 1.125 mg/Nm 3 isuri zituzten. Murrizketa ingurumen-legediaren zorroztasunari egozten diote, baita iparraldeko eta Mediterraneo inguruko herrialdeen artean dagoen isuritako kantitatearen desberdintasuna ere (550 mg/Nm 3 iparraldeko herrialdetan eta 1.870 mg/Nm 3 mediterraneo ingurukoetan, 1998an). SO 2 -ren isurketen prozesuen araberako jatorria grafikoan ikus dezakezue.
Azkenik, petrolioa fintzean poluzioa sortzen bada ere, kontuan izan behar da katea ez dela findegietan amaitzen, azken finean, bertan sortzen diren produktuetako askoren erabilerak ere poluzioa sortzen baitu. Horregatik, zenbait herrialdetan, petrolioaren osagairik poluitzaileenak fintze-prozesuan bertan erauzteko joera hartu dute, lokalizatuagoak egonik kontrolatzea errazagoa baita.
Beraz, bukatzeko, lasai esan liteke petrolioari zuku handia ateratzen diogula, bai, baina…
Findegietako funtsezko prozesuak
Bereizketa
Fintze-prozesu fisikoak erabiltzen dira petrolio gordinaren frakzioak bereizteko. Ez dira osagaien molekulak aldatzen; tamainaren edo familia kimikoaren arabera bereizi besterik ez. Bereizketan hainbat prozesu erabiltzen da:
- Petrolio gordinaren distilazio atmosferikoa. Likidoa erabat edo neurri batean lurrundu, eta, gero, tenperatura desberdinetan kondentsaturiko frakzioak bereizi egiten dira: gasak, naftak, kerosenoak, distilatu ertainak (gasolioak) eta hondakin gordina (fuel-olioaren oinarri nagusia). Gehien erabiltzen den teknika da.
- Desulfurazio-prozesuak. Distilatu-mota bakoitzarentzat desulfurazio-prozesu bereizia erabiltzen da (hidrogeno bidezkoa, soda kaustikoko korrontearen bidezkoa…). Helburua sufrea erauztea da.
- Petrolio-gas likidotuen (PGL) bereizketa. Distilazioan bereizitzako PGLak frakzionatuz, butanoa, propanoa eta gas erregaia bereizten dira. Azken hau findegiko labeetan erretzen da.
Bihurketa
Fintze-prozesu kimikoak erabiltzen dira frakzioetatik produktu espezifikoak bereizteko. Prozesu kimikoetan molekulen egitura aldatu egiten da: molekulen tamaina txikiagotu (cracking edo haustura), handiagotu (gehienetan katalizatzaileen bidez) edo, katearen luzera aldatu gabe, beste familia petrokimiko bateko molekula bihurtu (transformazio katalitikoa; reforming-a eta isomerizazioa, esaterako). Ondorengoak dira bihurketa-prozesu ohikoenak:
- Frakzio astunaren hutseko distilazioa. Distilazio atmosferikorako baino tenperatura baxuagoa behar izaten da. Gasolio astunak eta hondakinak lortzen dira (asfaltoa batzuetan) eta frakzio bakoitzak bere tratamendua izango du. Petrolioaren distilazio atmosferikoaren hondarrari ezartzen zaio.
- Cracking termikoa eta katalitikoa. Hondakina berotuta edo katalizatzaile batekin tratatuta, hidrokarburo-molekulak hautsi egiten dira. Hondakinaren likatasuna gutxitzeko, petrolio-kokea eta produktu arin zein ertainak lortzeko eta frakzionatzera bidaltzeko hidrokarburo-lurruna lortzeko erabiltzen da. Cracking katalitikoa hidrogenoarekin egiten bada hidrocracking esaten zaio. Hidrogenoa elementu poluitzaileak (sufrea, nitrogenoa edo metalak) deuseztatzeko erabiltzen da.
- Naften reforming katalitikoa. Desulfuratu ondoren, deshidrogenazio- eta isomerizazio-erreakzioen bidez, naften konposatu aromatikoen edukia emendatzen da eta, ondorioz, gasolinaren oktano-zenbakiak ere bai. Erreakzio horietan sortzen den hidrogeno ugaria lehen aipatutako desulfurazio-prozesuetarako erabiltzen da.
- Hidrogeno-produkzioa. Findegi klasikoan, desulfuraziorako behar adina hidrogeno ekoizten zen reforming katalitikoko unitatean. Desulfurazio sakonagoa edo distilatu-kantitate handiagoak behar direnean, ordea, hidrogeno-produkzioak ere handiagoa behar du izan eta hori lurrun bidezko reforming-unitateetan lortzen da. Horietan hidrokarburoa erabat deskonposatzen da H 2 eta CO 2 -tan.
- Butano-frakzioaren optimizazioa. Findegian dauden hainbat butano-korrontetatik abiatuz, oktano-zenbaki handiko produktu likido baliotsuak lortzen dira berunik gabeko gasolinak prestatzeko.
Noizbait prozesu fisikoak eta kimikoak aldi berean egiten dira; katalizatzaileekin batera egindako distilazioak, adibidez. Prozesu mistoen helburua produkzio-unitatean eman beharreko urrats-kopurua murriztea izan ohi da.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
