2. Ropa naftowa (olej skalny, paliwo
kopalne). Jest ciekłą mieszaniną
węglowodorów(80-90%) oraz
substancji nieorganicznych. Składa się
z węgla, wodoru, siarki, tlenu, azotu
oraz kombinacji około 50 pierwiastków.
Skład ropy naftowej jest zmienny i
zależy od miejsca wydobycia.
4. Złoża ropy naftowej często łączą się ze złożami gazu
ziemnego. Występują najczęściej w antyklinach, przy
czym sekwencja jest następująca: u dołu występuje
podścielająca złoże solanka, następnie ropa naftowa, a
w szczycie antykliny gaz ziemny. Może też występować
w mieszaninie z piaskiem, tworząc tzw. piaski
bitumiczne. Skałami macierzystymi ropy naftowej
są najczęściej ciemne łupki o dużej zawartości
substancji bitumicznych. Ze skał macierzystych ropa
pod wpływem gradientu ciśnienia przesączała się do
sąsiadujących ze skałami macierzystymi skał o
większej porowatości i/lub przepuszczalności (głównie
piaskowców, często również wapieni).
5. Podziały ropy naftowej, ze względu na:
Ciężar: Zawartość siarki:
• Lekka (<825 kg/m3) • Nisko siarkowa zwana inaczej słodką
(< 0,5%)
• Średnia (825 – 875 kg/m3)
• Siarkowa zwana inaczej kwaśną (>
• Ciężka (>875 kg/m3) 0,5%)
Skład chemiczny: Zawartość żywic:
• Parafinowa • Mało żywiczna ( <17%)
• Naftenowa • Żywiczna (18-35%)
• Parafinowo-naftenowa • Wysoko żywiczna ( >35%)
• Aromatyczna Zawartość parafiny:
• Parafinowo-naftenowo- • Nisko parafinowa (krzepnięcie w
aromatyczna temperaturze < -16°C)
• Parafinowo-aromatyczna • Parafinowa (krzepnięcie w
temperaturach -15-+20°C)
• Wysokoparafinowa (krzepnięcie w
temperaturze >+20°C)
6. Metody wydobycia
1. Metody pierwsze (energia złożowa):
-intensyfikacja dopływu ropy: rozwiercanie, odwierty poziome, zamykanie
interwałów wodnych i gazowych,
- stymulacja: szczelinowanie hydrauliczne, kwasowanie, torpedowanie,
wygrzewanie i płukanie.
2. Metody wtórne (wypieranie wodą lub gazem):
- nawadnianie: alkalia, polimery,
- zatłaczanie gazu: gaz ziemny, powietrze, azot, dwutlenek węgla, gazy
spalinowe.
3. Metody trzecie (wypieranie chemiczne, zmieszanie faz):
- metody cieplne: wypierane parą, gorącą wodą, wewnątrzstrefowe
spalanie elektromagnetyczne.
- inne: mikrobiologiczne.
7.
8. Przetwórstwo ropy naftowej
Po wydobyciu ropy naftowej należy poddać ją
odpowiedniej przeróbce, ponieważ 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. Przetwórstwem ropy
naftowej zajmuje się przemysł rafineryjny, który
przerabia ją w rafineriach.
9. Destylacja ropy
Destylacja ropy naftowej odbywa się drogą frakcyjną- 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. 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
Końcowe produkty rafineryjne:
10. • Eter naftowy, zbierany do temperatury 70 °C, 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. Zastosowanie: głównie
jako benzyna lotnicza.
• Benzyna ciężka, wrząca w granicach 100 - 150 °C. 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.
• 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.
• Smoła ropna (inaczej asfalt naftowy) jest ostateczną pozostałością
11. Kraking
Kraking prowadzi się stosując różne metody, zazwyczaj
w temperaturze 470-540°C, pod ciśnieniem 2-7 MPa
(kraking termiczny), z dodatkiem katalizatorów (kraking
katalityczny), czasem w obecności tlenu (kraking
utleniający) czy przez dodatek wodoru (hydrokraking). W
wyniku krakowania 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.
12. Zastosowanie ropy naftowej:
• Jeden z najważniejszych surowców energetycznych.
• Podstawowe paliwo dla transportu – paliwa
wyprodukowane z ropy napędzają samochody
(benzyna), ciężarówki, statki, pociągi (diesel), samoloty
(nafta lotnicza).
• Otrzymywanie: smarów, asfaltów, mazutów i wazelin.
• Wytwarza się z niej: oleje
niezbędne dla prawidłowej
pracy silników, plastiki,
lekarstwa, nawozy sztuczne.
13. Gaz ziemny zwany również błękitnym
paliwem – rodzaj paliwa kopalnego
pochodzenia organicznego, gaz
zbierający się w skorupie ziemskiej w
pokładach wypełniających
przestrzenie, niekiedy pod wysokim
ciśnieniem. Pokłady gazu ziemnego
występują samodzielnie lub
towarzyszą złożom ropy naftowej lub
węgla kamiennego.
14. Właściwości gazu ziemnego.
•Gaz
•Bez smakowy
•Bez zapachowy
•Nierozpuszczalny w wodzie
•Lżejszy od powietrza
•Mieszanina węglowodorów gazowych jak propan, czy
butan, wykorzystuje się go do ocieplania budynków
•Łatwopalny
15. Gaz ziemny docierający do końcowego użytkownika znacznie
się różni od składu gazu wydobywanego. Większość
dostarczanego gazu to jest tzw. gaz wysokometanowy, ale gaz
surowy zanim zostanie wtłoczony do rurociągów musi zostać
oddzielony od innych frakcji węglowodorów i oczyszczony z
zanieczyszczeń. Niektóre węglowodory takie jak etan, propan,
butan są bardzo wartościowe jako niezależne produkty, ale nie
mogą być tłoczone gazociągami ze względu na tendencję do
skraplania się. W surowym gazie ziemnym występują też para
wodna, hel, siarka i siarkowodór, dwutlenek węgla, resztki ropy
(zwłaszcza przy gazie towarzyszącym wydobywaniu ropy
naftowej). Instalacje do przetwórstwa gazu ziemnego nie
wymagają aż tak dużych nakładów jak rafinerie ropy naftowej,
ale wraz z całą infrastrukturą przesyłową są one na tyle wysokie
w przypadku gazu towarzyszącego wydobywaniu ropy naftowej,
że często firmy wydobywcze wolą surowy gaz spalić niż
przetworzyć i przesłać rurociągami lub w postaci gazu
skroplonego do końcowego użytkownika. Redukcja
nieuzasadnionego spalania surowego gazu ziemnego jest jedną
z trosk Banku Światowego mającą na celu ochronę środowiska
naturalnego i redukcję emisji dwutlenku węgla
16. Zastosowanie gazu
ziemnego.
•Wykorzystywany jest jako źródło energii w
gospodarstwach domowych
•Służy do ogrzewania domów, podgrzewania wody
użytkowej i gotowania posiłków.
•Dostarczany jest siecią gazociągów bezpośrednio do
domu użytkownika niezawodnie, bez przerwy, przez cały
rok.
•Nie wymaga magazynowania u odbiorcy.
17. Węgiel kamienny skała osadowa
pochodzenia roślinnego, zawierająca
75-97% pierwiastka węgla, powstała
głównie w karbonie (era paleozoiczna)
ze szczątków roślinnych, które bez
dostępu tlenu uległy uwęgleniu. Ma
czarną barwę, matowy połysk, czarną
rysę.
18.
19. Właściwości węgla
kamiennego.
•Dwu i czterowartościowy
•Mało aktywny chemicznie
•Nie rozpuszcza się w wodzie, kwasach i zasadach, w
temperaturze pokojowej reaguje tylko z fluorem.
•Po ogrzaniu tworzy związki z tlenem i siarką .
•Atomy węgla wykazują zdolność do tworzenia wiązań między
sobą, wskutek czego istnieje ogromna liczba związków węgla,
łańcuchowych i pierścieniowych, prostych i rozgałęzionych, w
skład których oprócz węgla i wodoru wchodzą przede
wszystkim fluorowce, siarka, tlen i azot. Związki te stanowią
przedmiot chemii organicznej.
20. Zastosowanie węgla
kamiennego
• Służy do produkcji kosmetyków i pestycydów
• Smoła węglowa nadaje się do wytwarzana materiałów
wybuchowych, rozpuszczalników, leków, aromatów do
ciast, tłuszczów i środków do pielęgnacji, odzyskany z
węgla amoniak również jest często wyzyskiwany
• Barwniki do tkanin, lekarstw, środków zapachowych,
nawozów, środków ochrony roślin.
