Petrolio gordina erabil daiteke energia-iturritzat, baina horren desabantailak ugariak dira, eta erabilera nagusia ez da hori. Petrolioa era askotako hidrokarburoz osatua dago nagusiki, eta eraginkorragoa da homogeneoagoak diren nahasteak edo frakzioak bereiztea, gero horiek erregaitzat edo, industria petrokimikoan, lehengaitzat erabiltzeko (hainbat konposatu lortzeko eta sintetizatzeko).

Petrolio-findegia

Fintze-prozesu nagusiak

Funtsean, fintzean egiten diren prozesuak bi eratakoak dira:

• Prozesu fisikoak. Ez dituzte osagaien molekulak aldatzen, molekulak tamainaren edo familia kimikoaren arabera bereizi baizik. Gehien erabiltzen den teknika destilazioa da. Destilazioaren bidez tamainaz (hau da, pisu molekularraz) bereizten dira osagaiak, substantzien irakite-tenperatura molekularen tamaina handitu ahala igotzen delako. Lehenbizi, destilatu beharreko likidoa erabat edo neurri batean lurruntzen da, eta gero tenperatura desberdinetan kondentsaturiko frakzioak bereizi egiten dira.

• Prozesu kimikoak. Molekulen egitura aldatzen dute, bestelako ezaugarri fisiko edo kimikoak dituzten konposatuak lortzeko. Eraldaketa hauek lortzeko era bat molekulen tamaina txikiagotzea da (cracking edo haustura). Cracking-a termikoa, hau da, petrolioaren osagaiak tenperatura handian berotuz soilik eragindakoa, edo katalitikoa izan daiteke. Katalizatzailea hutsik edo hidrogenoarekin batera (hidrocracking-a) erabil daiteke, hausturan molekula-mota jakin bat era dadin. Horrela, produktu astunak (fuel-olioa edo asfaltoa, adibidez) produktu arin (gasolina edo gasolio, adibidez) bihurtzea lortzen da. Prozesu horietako kasu partikular bat petrolioaren osagaiak katalizatzaileekin hidrogenoz tratatzea da, elementu poluitzaileak kentzeko (sufrea, esaterako; kasu horretan, prozesua hidrodesulfurazioa da). Tratamendu horretan hidrokarburo-kateen karbono-atomoen kopurua ez da aldatzen (fintzearen ikuspegitik, beraz, bereizte-prozesua da). Beste era bat alderantzizkoa da, hau da, molekulen tamaina handiagotzea. Horretarako, gehienetan katalizatzaileak erabiliz, molekula berdinak (polimerizazioa) edo desberdinak (alkilazioa) elkartzen dira. Horren bidez, gas-hidrokarburoetatik abiatuta gasolinak edo antzeko likidoak lortzen dira. Hirugarren bidea molekula batzuk, katearen luzera aldatu gabe, beste familia petrokimiko bateko molekula bihurtzen diren transformazio katalitikoa da. Adibidez, ibilgailuen motorretan erantzun hobea duten gasolinak lortzeko reforming-a eta isomerizazioa.

Noizbait prozesu fisikoak eta kimikoak aldi berean egiten dira (prozesu mistoak deritze horrelakoei); katalizatzaileekin batera egindako destilazioak, adibidez. Horrelakoetan helburua produkzio-unitatean eman beharreko urrats-kopurua murriztea izan ohi da.

Petrolio-fintzearen diagrama orokorra. Prozesu fisikoen laukiak horiak dira; kimikoenak, berdeak; produktuak, berriz, lauki urdinetan daude (iturria: EVE-EEEren Energiaren Hiztegi Entziklopedikoa)

Instalazioak

Bereizketa-unitateak

Prozesu fisikoak eta kimikoak erabiltzen dira. Produkzio-unitateak hauek dira:

• Petrolio gordinaren destilazio atmosferikoa. Petrolio gordinetik abiatuz zenbait frakzio lortzen dira: gasak, naftak, kerosenoak, destilatu ertainak (gasolioak) eta hondar gordina (hau da fuel-olioaren oinarri nagusia) (destilazio atmosferiko).

Destilazio-dorrea (iturria: EVE-EEEren Energiaren Hiztegi Entziklopedikoa)

• Hidrogeno bidezko desulfurazioa. Nafta, keroseno edo destilatu ertainak, hidrogenoarekin eta presio eta tenperatura egokian, katalizatzaile-ohantzetik pasatzen dira erreaktore batean, hidrokarburo-molekulek eduki ditzaketen sufre-atomoak kentzeko (azido sulfhidrikoa eratzen da eta gas gisa bereizten da).

• Petrolio-gas likidotuen (PGL) desulfurazioa. Gas likidotuetatik merkaptanoak (R-SH) kentzea da helburua. Sosa kaustikoko korrontearen bidez erauzten dira.

• Destilatu astunen desulfurazioa. Destilatu ertain eta arinen desulfurazioaren oinarri bera du, baina eragiketa-kondizioak zorrotzagoak dira. Helburua errendimendua optimizatzeko FCC unitateko karga prestatzea da.

• PGLen bereizketa. Frakzionatuz, butanoa, propanoa eta gas erregaia bereizten dira. Azken hori findegiko labeetan erretzen da.

Bihurketa-unitateak

Fintze-prozesu kimikoak erabiltzen dira. Produkzio-unitateak hauek dira:

• Frakzio astunaren hutseko destilazioa. Hutseko destilaziorako destilazio atmosferikorako baino tenperatura baxuagoa behar izaten da. Horri esker, destilatu beharreko produktua koke bihurtzea eragozten da. Gasolio astunak eta destilazio-hondarrak lortzen dira (asfaltoa batzuetan) eta frakzio bakoitzak gero bere tratamendua du.

• Cracking termikoa. Hondarra tenperatura egokiraino berotuta, hidrokarburo-molekulak hautsi egiten dira. Helburu bakarra hondarraren likatasuna fuel-oliorako fluidizatzaileak behar ez izateraino jaistea baldin bada, likatasuna jaisteko unitatea dugu, baina muturreraino helduz gero, petrolio-kokea eta produktu arin zein ertainak lor daitezke.

• Ohantze fluidizatuko cracking katalitikoa (FCC). Katalizatzailea, lurrun-korronte baten eraginez, likidoa bailitzan mugiarazten da. Xehe-xehe egindako kargak segundo batzuetan ukitzen du katalizatzailea, 530 °C inguruko tenperaturan. Segundo horietan gertatzen dira haustura- eta isomerizazio-erreakzioak eta ondoren zikloietan bereizi egiten dira, batetik katalizatzailea (gero leheneratu egiten dena, hurrengo zikloan erabiltzeko) eta, bestetik, lurrundutako hidrokarburoak (horiek kondentsatzera eta frakzioak lortzeko prozesura pasatzen dira).

• Naften reforming katalitikoa. Desulfuratu ondoren, unitate honetan naftak katalizatzaileekin kontaktuan jartzen dira 500 °C inguruko tenperaturan. Deshidrogenazio- eta isomerizazio-erreakzioak gertarazten dira, konposatu aromatikoen edukiak gora egiten du eta, ondorioz, gasolinaren oktano-zenbakiak ere bai. Erreakzio hauetan sortzen den hidrogeno ugaria lehen aipatutako desulfurazio-eragiketetarako erabiltzen da.

• Hidrogeno-produkzioa. Findegi klasikoan, desulfuraziorako behar adinako hidrogenoa ekoizten zen reforming katalitikoko unitatean. Desulfurazio sakonagoa edo destilatu-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 H₂ eta CO₂-tan.

• Butano-frakzioaren optimizazioa. Findegian dauden hainbat butano-korrontetatik abiatuz, oktano-zenbaki handiko produktu likido baliotsuak lor daitezke berunik gabeko gasolinak prestatzeko.

Produktuak

Finketa-industriak merkaturatzen dituen ohiko produktuak honako hauek dira:

• Gas erregaia. Funtsean metano, etano eta hidrogenoz osatua da. Findegiko bertako labeetan edo lurruna eta elektrizitatea batera sortzeko unitateetan erretzen da.

• Gas likidotuak (PGL). Propanoa eta butanoa, batez ere etxebizitzetan, industrian eta ibilgailuetan erretzeko. Propilenoa ere gas likidotua da. Bihurketa duten findegietan lortzen da eta petrokimikako oinarri-konposatua da.

• Naftak. 60 eta 200 °C bitartean destilatzen diren produktuak dira. 4tik 10era bitarteko karbono-atomo dituzten molekulez osaturik daude. Era askotako naftak daude: arinak, astunak, disolbatzaileak, etab. Gehienbat gasolinak fabrikatzeko erabiltzen dira, baina pintura- eta tindu-disolbatzaile gisa, amoniakoa edo metanola fabrikatzeko sintesi-gasaren abiapuntu gisa eta industria petrokimikoko oinarri-konposatu gisa ere bai.

• Gasolinak. Destilatzen diren tenperatura-tartea eta karbono-atomoen kopurua naften berdintsua da, baina, naftek ez bezala, eztanda-motorren eskakizunak betetzeko ezaugarri egokiak izan ditzaten prozesu kimikoa jasan dute. Horrez gain, eta helburu bererako, finketan bertan sortutako alkilatoa edo metil-ter-butil-eterra (MTBE) eransten zaie. Gasolinak ia ibilgailuetan eta hegazkinetan baino ez dira erabiltzen.

• Kerosenoak. 150-250 °C-ko tenperatura-tartean destilatzen dira eta normalean 10-14 karbono-atomoko molekulak izaten dituzte. Gehienbat hegazkinen turbina-motorretan erabiltzen dira, eta zertxobait nekazaritzan eta berokuntzarako erregai gisa.

• Gasolioak. 170 eta 370 °C bitarteko frakzioez osatuak dira. 14-20 karbono-atomoko molekulak dituzte. Diesel motorren bidezko garraioan kontsumitzen dira gehien (autobus, kamioi, tren, itsasontzi eta abarretan). Gasolio astunenak berokuntzan erabiltzen dira.

• Fuel-olioak. 370 °C baino tenperatura handiagoetan destilatzen dira. Denak ez dira ezaugarri berekoak. Itsasontzi handietan, erregai industrial gisa, zentral termikoetan energia sortzeko, etxeetako berokuntzan eta abarretan erabiltzen dira. Dena dela, azkenaldian hain poluitzaileak ez diren bestelako erregaiak (gas naturala, adibidez) fuel-olioak ordezkatzen ari dira.

• Beste zenbait. Findegi askotan beste produktu-sorta bat ere lortzen da: hexano eta heptano disolbatzaileak, kalitate desberdineko olio lubrifikatzaileak, argizariak edo parafinak, errepidegintzan hain erabilia den asfaltoa eta su-itzalgailu, edari eta abarretarako karbono dioxidoa.

• Sufrea berez findegiko azpiproduktua da; izan ere, dauden korronteak desulfuratzean produzitzen da. Ugari lortzen da eta hainbat gauzatarako erabiltzen da: azido sulfurikoa lortzeko, kautxua bulkanizatzeko, nekazaritzarako, lehergaiak egiteko eta abarretarako.