La raffinazione del petrolio è il procedimento attraverso il quale il petrolio greggio viene separato nei suoi componenti, che vengono poi ulteriormente trattati per ottenere i prodotti commerciali che conosciamo, come il GPL, il bitume e la plastica. L'intero processo di raffinazione viene svolto all'interno di specifici impianti (le raffinerie); qui il petrolio greggio (o grezzo) viene purificato eliminando l'acqua, i sali, i solidi in sospensione ed i gas disciolti.
La raffineria è un impianto di grandi dimensioni, solitamente diviso in tre blocchi distinti: uno che ospita le cisterne per lo stoccaggio del greggio, un altro che prevede le torri di lavorazione, e infine l'ultimo, riservato allo stoccaggio dei prodotti raffinati.
Queste tre aree sono collegate tra loro da fasci di tubi, che permettono una lavorazione a ciclo continuo. Nelle prime cisterne il livello si abbassa in continuazione, perché il greggio fluisce negli impianti. Nelle torri di lavorazione il petrolio viene riscaldato, raffreddato, scaldato ancora, compresso ed infine filtrato, per essere successivamente separato nei prodotti che lo compongono. Nelle ultime cisterne, infatti, confluiscono i differenti prodotti distillati.
Quanto più il petrolio è di bassa qualità, tanto più alti saranno i costi economici nel processo di lavorazione e di raffinazione petrolio. Inoltre una materia prima di scarsa qualità avrà anche minori applicazioni tecniche. È molto importante dunque che la raffinazione del petrolio avvenga nelle migliori condizioni e con l'ausilio della tecnologia più avanzata: in Italia sono gli stabilimenti di Livorno, Gela e Taranto, di proprietà dell'Eni, ad aver determinato il trend positivo delle lavorazioni di petrolio e di semilavorati nel 2010, con un incremento dei volumi dello 0,5 per cento rispetto all'anno precedente.
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