Ropa Naftowa

md5sum: be85e613333353db22acc42769452582  ropa.zip

Czym jest ropa naftowa?

Jest to mieszaniną węglowodorów, alkanów, cykloalkanów, oraz arenów które stanowią 80-90%.W składzie ropy jest pewna ilość kwasów karboksylowych, fenoli, tioalkoholi, pochodnych tiofenu, azotowych związków heterocyklicznych, żywic, związków metaloorganicznych. Gęstość wynosi 11-19 g/cm3, jest brązowa lub czarna, odznacza się silnym, specyficznym zapachem, nie rozpuszcza się w wodzie.

Skład ropy naftowej jest zmienny i zależy od miejsca wydobycia. W ropach pensylwańskich główny składnik stanowią węglowodory parafinowe, zaś ropa kaukaska zawiera głównie (do 90%) węglowodory naftenowe; ropy podkarpackie zajmują miejsce pośrednie między obydwoma wymienionymi typami.

Węglowodorom w ropie naftowej towarzyszą również inne związki organiczne, zawierające tlen, azot i siarkę. W zależności od zawartości siarki, klasyfikuje się ropę naftową na: nisko-siarkowe - zawierające do 0,5% Siarki i wysoko-siarkowe zawierające powyżej 0,5% siarki. Zawartość siarki w niektórych ropach naftowych dochodzi do 6%. Ze względu na typ związków chemicznych przeważających w ropie naftowej wyróżnia się najczęściej ropy bezparafinowe, parafinowe, naftenowe, i aromatyczne.

Destylacja ropy naftowej

Na początku XX wieku wynaleziono metodę rozdzielania węglowodorów ropy naftowej drogą destylacji. Obecnie z ropy naftowej wytwarza się tysiące produktów. Destylacja ropy naftowej odbywa się drogą frakcyjną i krakingu.

Po podgrzaniu ropy naftowej do pewnej temperatury zawarte w niej węglowodory przekształcają się w różne gazy. Każdy z nich skrapla się z powrotem w ciecz w innej temperaturze. W ten sposób można rozdzielić ropę naftową na różne części, czyli frakcje. Ta metoda rozdzielania nosi nazwę destylacji frakcyjnej. Gorącą ropę naftową wprowadza się do dolnej części kolumny. Najcięższe węglowodory skraplają się natychmiast i opadają na dół. Inne, jeszcze gazowe węglowodory wznoszą się w górę, dopóki ich temperatura nie zmniejszy się tak, że skroplą się w ciecz, odprowadzaną w celu dalszej obróbki.

W wyniku krakowania katalitycznego następuje rozpad większych cząsteczek węglowodanów na mniejsze, bardziej przydatne. Krakowanie polega na ogrzewaniu oleju ciężkiego pod ciśnieniem w specjalnym reaktorze. Niektóre wiązania między atomami węglami zostają rozerwane i powstaje mieszanina węglowodorów o krótszych łańcuchach. W wypadku użycia katalizatora proces ulega przyspieszeniu i krakowanie może przebiegać w niższej temperaturze.

Zastosowania ropy naftowej

Ropa naftowa nie nadaje się do bezpośredniego zastosowania technicznego jako paliwo. Po wydobyciu z otworu wiertniczego jest ona oczyszczana z zanieczyszczeń mechanicznych, a następnie oddziela się od niej wartościowe i łatwo wrzące składniki : propan, butan i benzyny. Pozostałość podlega w rafineriach stopniowej destylacji ( w maksymalnej temperaturze ok. 400 C ) na szereg gazów i olejów. W drugim etapie procesu destylacji trudno wrzące pozostałości poprzez tzw. kraking rozkłada się na węglowodory lekkie. Końcowymi produktami rafinerii są :

Eter naftowy, zbierany do temperatury 70 C, o gęstości poniżej 0,7 g/ml, składa się głównie z najlżejszych węglowodorów zawierających nie więcej niż sześć atomów węgla w cząsteczce. Zastosowanie: jako benzyna apteczna albo rozpuszczalnik do ekstrakcji.

Benzyna lekka, zbierana od 60 do 100 C i o gęstości 0,7 - 0,75 g/ml. Zastosowanie: głównie jako benzyna lotnicza.

Benzyna ciężka, wrząca w granicach 100 - 150 C o gęstości 0,75 g/ml. Zastosowanie: używana jako benzyna samochodowa.

Ligroina, zwana inaczej benzyną lakową, wrze w granicach 100 - 180 C.

Nafta jest produktem destylacji ropy odbieranym w granicach temperatur wrzenia 215 - 325 C. Surową naftę otrzymaną z pierwszej destylacji i zawierającą sporo smolistych zanieczyszczeń poddaje się następnie rafinacji chemicznej. Oczyszczona nafta powinna być trudna do zapalenia, a więc nie może zawierać lotnych składników, charakterystycznych dla benzyny. Temperatura zapłonu nafty, zgodnie z przepisami, wynosi 39 C. Tak więc nafta nie powinna zapalać się w zetknięciu ze stosunkowo zimnym płomieniem zapałki.

Oleje naftowe. Pozostałość po destylacji ropy naftowej pod zwykłym ciśnieniem, wrzącą powyżej 325 C, poddaje się następnie destylacji próżniowej (pod zmniejszonym ciśnieniem), otrzymując rozmaite produkty przemysłowe, a przede wszystkim różne oleje naftowe. Należą do nich oleje smarowe, oleje silnikowe (używane do silników Diesla), oleje gazowe (przerabiane za pomocą pirolizy na mieszaninę gazów, używaną do oświetlania) oraz olej parafinowy, z którego przez wymrażanie wykrystalizowuje się parafinę służącą do wyrobu świec. Z niskogatunkowych rop, nienadających się do wytwarzania wyżej wymienionych olejów naftowych, otrzymuje się oleje opałowe (mazut) stosowane na statkach lub w przemyśle.

Parafina stała topi się w temperaturze 15 - 60 C. Jest prawie bezbarwnym przezroczystym lub półprzezroczystym ciałem krystalicznym. Składnikami parafiny są węglowodory o zawartości węgla C19 - C39 Zastosowanie: wyrób świec oraz jako materiał izolacyjny w elektrotechnice.

Wazelina jest również produktem destylacji niektórych gatunków ropy naftowej i stanowi pozostałość po oddestylowaniu lżejszych składników. Wazelina surowa jest żółtoczerwoną lub ciemnozieloną półstała masą, używaną jako smar, nieulegającą zmianom na powietrzu ( w odróżnieniu od tłuszczów ). Przez rafinację chemiczną za pomocą stężonego kwasu siarkowego, który następnie usuwa się za pomocą wody, otrzymuje się bezbarwną wazelinę farmaceutyczną, służącą do wyrobu maści.

Smoła ropna (inaczej asfalt naftowy) jest ostateczną pozostałością po przeróbce ropy naftowej, stosuje się ją np. po pokrywania nawierzchni dróg.

Zależnie od pochodzenia ropy i od przeznaczenia destylatu granice te mogą się wahać.