Dodaj do listy

Ropa naftowa

Ropa naftowa to ciemnobrunatna lub słabo opalizująca, oleista ciecz, o charakterystycznym zapachu. Jej gęstość waha się w granicach 0,79 - 0,96 g/cm3. Z punktu widzenia chemicznego stanowi mieszaninę różnorodnych węglowodorów, w większości alkanów, cykloalkanów i arylów. Ropa naftowa jest jednym z podstawowych źródeł energii w dzisiejszym świecie. W wyniku jej destylacji otrzymuje się m.in. benzyny i nafty, będące paliwami. Mino, iż ropa naftowa była znana już w starożytności, to dopiero gwałtowny rozwój cywilizacji w XX wieku spowodował zwiększone zapotrzebowanie na ten surowiec.

Na przestrzeni wieków wysuwano wiele teorii tłumaczących powstanie ropy naftowej. Jedną z pierwszych teorii ogłosił Mendelejew. Według niego ropa naftowa postała z materii nieorganicznej, głównie z przeobrażenia węglików metali ciężkich, pod wpływem wody. Jednak jego teza została odrzucona, ponieważ nie tłumaczyła, jak mogły powstawać związki chiralne (optycznie czynne) oraz skąd pochodzą domieszki azotowe w ropie. Kolejną teorię wysunęli niemieccy uczeni: Engler i Hoefer. Według nich ropa to efekt przemian tłuszczy pochodzących ze szczątków zwierząt, które żyły w poprzednich epokach geologicznych. Obecnie, za najbardziej prawdopodobną uważa się teorię polskiego badacza: Radziszewskiego. Udowodnił on doświadczalnie, iż ropę naftową można otrzymać zarówno ze szczątków roślinnych, jak i ze zwierzęcych. Odkrył, że zarówno w ropie, jak i w roślinach zielonych obecny jest barwnik - chlorofil. Ropa naftowa najprawdopodobniej powstała w okresie trzeciorzędu oraz w erze mezozoicznej, na skutek przeobrażeń, pod warstwą skał osadowych, w warunkach beztlenowych szczątków organizmów żywych.

Ropa naftowa jest zróżnicowane pod względem składu, w zależności od miejsca jej wydobycia. Dla przykładu ropy pensylwańskie zawierają głównie węglowodory parafinowe, czyli węglowodory nasycone o długich, prostych łańcuchach węglowych. Z klei ropy kaukaskie mogą zawierać nawet 90 % węglowodorów naftenowych.

Najważniejszymi składnikami ropy naftowej są mieszaniny, wzajemnie rozpuszczających się węglowodorów. Wśród nich można wyróżnić:

- alkany

- cykloalkany, m.in. cyklopentan i cykloheksan

- węglowodory aromatyczne, w tym gównie pochodne benzenu

- niewielkie ilości węglowodorów nienasyconych, wśród nich przede wszystkim alkeny.

Oprócz składników węglowodorowych w ropie naftowej obecne są także domieszki innych związków organicznych zawierających siarkę, tlen oraz azot. Procentowa zawartość siarki w ropie naftowej stanowi jednocześnie kryterium do jej podziału na:

- ropę niskosiarkową - zawartość siarki nie przekracza 0,5 %

- ropę wysokosiarkową - zawartość siarki stanowi powyżej 0,5 %. Warto wspomnieć, że niektóre gatunki ropy mogą zawierać nawet 6 % siarki.

Najczęstszym sposobem podziału ropy naftowej jest ich klasyfikacja ze względu na rodzaj Rodzaj jednostka systematyczna - jedna z kategorii w systemie klasyfikacji roślin i zwierząt, wyższa od gatunku, a niższa od rodziny, np. rodzaj szczur obejmuje gatunki: szczur śniady, szczur wędrowny; rodzaj... Czytaj dalej Słownik biologiczny związków organicznych, które przeważają. I tak można wyróżnić:

- ropy bezparafinowe

- ropy parafinowe

- ropy naftenowe

- ropy aromatyczne

Naturalnie ropa niezwykle rzadko występuję między skałami, pomiędzy którymi powstała. Na skutek działania ciśnienia wyższych warstw, często zostaje wyciśnięta ze skał ilastych i przemieszczona. Obecnie spotyka się ją w skałach porowatych, wykazujących silne spękania (tzw. kolektorach). Wśród nich można wymienić skały, z którymi najczęściej związana jest ropa naftowa: wapienie, dolomity, piaskowce, piaski i żwiry. Należy zaznaczyć, iż złoże ropy może powstać jedynie w miejscu, w którym panują odpowiednie warunki, umożliwiające zatrzymanie ropy. Tak więc skały muszą być nieprzepuszczalne. Dowodem tego jest fakt, iż ropa niezwykle rzadko wypływa samoistnie na powierzchnie ziemi.

Pokładom ropy naftowej bardzo często towarzyszą złoża gazu ziemnego. Gaz ziemny, którego głównym składnikiem jest metan występuje pod wysokim ciśnieniem. W celu wydobycia ropy naftowej z podziemnych złóż, które bardzo często występują na znacznych głębokościach, wywierca się otwór wydobywczy. Przez otwór ten można dostać się do złoża. Początkowo ropa sama wypływa na powierzchnie, pod wpływem wysokiego ciśnienia, spowodowanego obecnością gazu ziemnego. Po pewnym czasie, gdy ciśnienie spadnie, ropę wydobywa się za pomocą pomp głębinowych lub poprzez wtłaczanie wody do szyby wiertniczego. Gęstość wody jest większa od gęstości ropy, dlatego ropa wypływa na powierzchnie wody jako pierwsza.

Najbardziej obfite złoża ropy znajdują się na Bliskim Wschodzie. Dziś takie kraje jak: Iran, Irak, Arabia Saudyjska, Kuwejt, Zjednoczone Emiraty Arabskie należą do światowych potentatów. Liczne złoża ropy występują także w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej, Kanadzie, a także w Meksyku, Wenezueli, Rosji i w krajach północnej Afryki.

Ropę, wydobyta spod ziemi nazywa się ropą surową. Zawiera ona domieszki metanu i innych lotnych węglowodorów, pochodzących z gazu ziemnego oraz niewielkie ilości wody. Ropę taka poddaje się wstępnej obróbce, w wyniku której zostaje odgazowana i odwodniona. Uzyskany w ten sposób produkt Produkt dobro wytworzone w procesie produkcji rolniczej, przemysłowej i usługowej. Występuje jako dobro materialne oraz dobro niematerialne (usługa). Dobra (produkty) materialne dzielą się na produkty pracy -... Czytaj dalej Słownik geograficzny można używać do opału. Jednak w dzisiejszych czasach ropę naftową poddaje się destylacji frakcyjnej. Proces ten ma na celu wyodrębnienie frakcji, czyli grup związków chemicznych o podobnych temperaturach wrzenia. Zabieg taki pozwala na lepsze wykorzystanie poszczególnych składników. W obliczu wyczerpujących się naturalnych złóż ropy naftowej oraz węgla, takie postępowanie jest najbardziej racjonalne. W ten sposób można uzyskać maksymalne ilości energii.

Do przeprowadzania destylacji na skalę przemysłową służą rafinerie. W zakładach rafineryjnych ponadto oczyszcza się oraz poddaje dalszej obróbce produkty destylacji.

Pierwszą, historyczną destylację ropy naftowej przeprowadził Ignacy Łukasiewicz. Polskiemu aptekarzowi udało się w roku 1852 wyodrębnić naftę, która posłużyła mu do skonstruowania lampy naftowej. W dwa lata później założył w Polsce, w Krośnie kopalnie ropy naftowej. Wydarzenie to przeszło do historii, a sam Łukasiewicz został nazwany ojcem przemysłu naftowego w Polsce.

W rafineriach stosuje się wielkie, nowoczesne instalacje rurowo - wieżowe. Służą one do ciągłej destylacji ropy i odbierania gotowych frakcji. W procesie destylacji pierwszy etap stanowi podgrzanie ropy surowej, już odgazowanej i odwodnionej, do temperatury ok. 350 ºC, w której większość składników ropy przechodzi w stan gazowy. Unoszące się ku górze pary ulegają ochłodzeniu. Im wyżej w wieży destylacyjnej, tym niższa panuje temperatura. Składniki ropy w zależności od temperatury skraplania przechodzą w ciecz i osadzają się na tzw. półkach destylacyjnych. Dzięki destylacji frakcyjnej można otrzymać kilka różnych frakcji, czyli grup składników o podobnych temperaturach wrzenia. Do najważniejszych frakcji można zaliczyć:

- Gazy rafineryjne - to grupa lekkich, gazowych węglowodorów, o krótkich łańcuchach węglowych.

- Eter naftowy - stanowi mieszaninę lekkich węglowodorów, o cząsteczkach nie przekraczają sześciu atomów węgla. Jest zbierany do temperatury ok. 70 ºC. Gęstość eteru wynosi maksymalnie ok. 0,7 g/cm3. Znajduje zastosowanie jako rozpuszczalnik używany do ekstrakcji, a także jako benzyna apteczna.

- Benzyna lekka - stanowi frakcję zbieraną w temperaturze ok. 60 do 100 ºC, jej gęstość wynosi ok. 0,7 - 0,75 g/cm3. Jest wykorzystywana przede wszystkim w lotnictwie, jako benzyna lotnicza.

- Benzyna ciężka - charakteryzuje się temperaturą wrzenia wahającą się w granicach 100 - 150 ºC. Jej gęstość to ok. 0,75 g/cm5. Benzyna ciężka jest powszechnie wykorzystywana w pojazdach samochodowych jako paliwo.

- Ligroina - to mieszanina wrząca w szerokim zakresie temperatur 100 do 180 ºC.

- Nafta Nafta North American Free Trade Agreement, Północnoamerykańskie Porozumienie o Wolnym Handlu utworzone w 1992 roku, obejmujące USA, Kanadę i Meksyk. Celem organizacji jest zapewnienie każdemu członkowskiemu... Czytaj dalej Słownik geograficzny - jest frakcją ropy naftowej o temperaturze wrzenia ok. 215 - 280 ºC. Stanowi mieszaniną węglowodorów, których łańcuchy węglowe zawierają ok. 9 - 16 atomów węgla. W temperaturze pokojowej jest cieczą o żółtawym zabarwieniu i charakterystycznym zapachu. Obecnie jest wykorzystywana jako dodatek do paliw używanych w silnikach odrzutowych. Poza tym znajduje zastosowanie jako rozpuszczalnik.

- Oleje naftowe - charakteryzują się temperaturami wrzenia, mierzonymi pod ciśnieniem atmosferycznym, powyżej 280 ºC. Stanowią mieszaniny węglowodorów, o łańcuchach węglowych o długości ok. 14 - 16 atomów węgla. Olej naftowy wykorzystuje się jako paliwo w silnikach Diesla. Często jest poddawany destylacji próżniowej, w wyniku której otrzymuje się różne oleje, znajdujące szerokie zastosowanie w przemyśle. Wśród nich można wymienić:

- oleje smarowe

- oleje silnikowe

- oleje gazowe

- olej parafinowy

- Mazut - stanowi pozostałość podestylacyjną ropy naftowej. Są to frakcje o temperaturach wrzenia powyżej 350 ºC. Odbiera się je na samym dole kolumny. Mazut poddaje się destylacji próżniowej, w celu uzyskania olejów smarowych oraz asfaltu naftowego, nazywanego inaczej smołą ropną. Asfalt Asfalt skała osadowa pochodzenia organicznego będąca mieszaniną węglowodorów łańcuchowych i cyklicznych o kolorze czarnym lub brunatnym. Powstaje podczas wietrzenia ropy naftowej. Asfalt może być także... Czytaj dalej Słownik geograficzny naftowy to pozostałość po destylacji próżniowej mazutu, wykorzystuje się go do produkcji asfaltu, używanego w budownictwie.