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Che cos'è l'apparecchio per la distillazione del petrolio in laboratorio?

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Un'apparecchiatura di distillazione petrolifera da laboratorio è un gruppo in vetro (o ibrido vetro-metallo) costruito per separare campioni di petrolio grezzo, carburanti, lubrificanti o altre miscele complesse di idrocarburi in frazioni a bassa ebollizione.

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Un apparecchio di distillazione petrolifera da laboratorio è un gruppo in vetro (o ibrido vetro-metallo) costruito per separare campioni di petrolio grezzo, carburanti, lubrificanti o altre miscele complesse di idrocarburi in frazioni a bassa ebollizione. L'unità viene utilizzata nei laboratori didattici, nei laboratori di controllo delle raffinerie e nei gruppi di ricerca e sviluppo per ottenere una "curva di distillazione" (volume % rispetto alla temperatura) che rivela immediatamente la quantità di benzina, cherosene, gasolio, ecc. presente in un determinato campione.
La costruzione è semplice e in gran parte invariata dagli anni Venti. Un matraccio a fondo tondo (in genere 100-500 mL di vetro borosilicato) viene caricato con 50-250 mL di campione e dotato di una testa di distillazione rettificata di precisione approvata da ASTM. Il calore proviene da un mantello riscaldante elettrico la cui velocità può essere regolata a 1-2 °C di aumento al minuto. Il vapore esce dal braccio laterale della testa, passa attraverso un condensatore Liebig o Allihn raffreddato ad acqua e il liquido condensato viene raccolto in cilindri graduati. Un termometro o una sonda Pt-100 posizionata all'uscita del vapore registra la temperatura corrispondente a ogni successivo incremento del 5 % o 10 % del volume recuperato. Le versioni moderne aggiungono barre di agitazione magnetiche, camicie da vuoto intorno alla testa e registratori di dati automatizzati, ma il principio fisico - la separazione per differenza di punto di ebollizione - rimane identico.

Il test stesso è controllato da metodi standardizzati a livello internazionale: ASTM D86 per la distillazione atmosferica di benzina e distillati medi; ASTM D1160 per i prodotti pesanti a pressione ridotta; e ASTM D2892 (la "colonna a 15 piastre teoriche") per le curve del punto di ebollizione reali utilizzate nella progettazione dei processi di raffineria. Dalla curva grezza l'operatore legge il punto di ebollizione iniziale (IBP), il punto di ebollizione finale (FBP) e le temperature di recupero del 10 %, 50 % e 90 %. Questi numeri vengono confrontati con le specifiche dei combustibili commerciali; deviazioni di pochi gradi possono costringere un miscelatore a reindirizzare migliaia di barili di prodotto.
Oltre al controllo di qualità di routine, la stessa vetreria viene utilizzata per un rapido lavoro di scouting: valutare un nuovo catalizzatore che promette una maggiore resa in benzina, verificare se un taglio di olio di scisto può essere venduto come diesel senza idrotrattamento o stimare il potere solvente di un estratto aromatico. I laboratori ambientali utilizzano la distillazione in miniatura per preparare frazioni per la successiva analisi GC/MS del petrolio fuoriuscito, in modo da rilevare l'impronta digitale della fonte e tracciare l'invecchiamento nel suolo o nell'acqua di mare.
In breve, l'apparecchiatura per la distillazione del petrolio è il primo strumento che un analista utilizza quando si chiede: "Cosa c'è esattamente in questo campione di petrolio e come si comporterà in raffineria o nell'ambiente?"