ROPA

RopaRopa je světle žlutá až téměř černá kapalina, jejíž převážnou část

tvoří kapalné uhlovodíky, ale i tuhé a plynné uhlovodíky i jiné látky. V malém množství se v ropě vyskytují sloučeniny síry, dusíku kyslíku, v nepatrném množství sloučeniny křemíku, niklu, mědi i jiných prvků.

Pokud jde o uhlovodíky, kolísá jejich obsah v ropě podle místa naleziště.

Vznik ropy Anorganické způsob : vznikla působením přehřáté páry na karbidy

těžkých kovů které se používají v petrochemii, v dobách, kdy se vyskytovaly blízko zemského povrchu.

Organický způsob : vznikla z prehistorických živočišných a rostlinných zbytků, podrobených rozkladu. Ty se vlivem tepla a tlaku přeměnily nejprve na kerogen, pak na živce a nakonec na ropu a zemní plyn

SloženíSložení ropy se liší dle místa původu, většinou se však pohybuje v

ozmezí 84 až 87% C, 11 až 14% H, 2 až 3% O, N a S.Nejrozšířenější jsou ropy alkanické, obsahující především alkany,

a ropy alkanicko-naftenické, které obsahují alkany a cykloalkany.

NalezištěJsou pod nepropustnými vrstvami, v hloubkách až 8 km pod

zemským povrchem. Ropa při těžbě buď vyvěrá pod tlakem, nebo je čerpána. Vyskytuje se společně se zemním plynem.

ZPRACOVÁNÍ ROPYV přírodní čili surové podobě je ropa zpravidla nepoužitelná.

Zpracovává se v průmyslových závodech, které se nazývají rafinérie.

Ropa i ropné výrobky jsou základním palivem pro dopravu a surovinou pro výrobu plastů. Vyrábějí se z ní i některé léky, hnojiva a pesticidy. Především chudší země používají ropné produkty také k výrobě elektřiny.

Postup zpracování ropy v rafinériích není vždy stejný. Záleží nejen na složení ropy, ale také na tom, jaké produkty chceme z ropy získat, a tak se budují rafinérie destilační, palivářské, olejářské i jiné. Popišeme si technologii zpracování ropy v rafinérii.

Rafinace je technologický postup, kterým se čistí vstupní surovina.

Nežádoucí složky (zápach, barva) se odstraňují např. působením chemických činidel (kyseliny, zásady).

Základem zpracování ropy je proces kontinuální rektifikace, při níž jsou v kolonách odděleny při atmosférickém tlaku jednotlivé skupiny uhlovodíků podle jejich bodů varu.

Technologické postupy

Rektifikační kolona Základní technologické zařízení v rafinériích.Obecně platí, že z vytěžené ropy se musí odstranit většina

nečistot-především sloučeniny síry, vody a v ní rozpuštěné minerální soli, písek a hlína.

Trubková pecOčištěná ropa předehřátá na teplotu kolem 100°C se přivádí do

trubkové pece, zde se zahřívá na teplotu 200 – 320°C.

Předehřívací kolonaPo zahřátí se vstřikuje do předehřívací kolony, kde se z ropy

oddělí plynné uhlovodíky (C1 až C4) a lehký benzín (C4 až C8).

Destilace ropyNejvíce použivaná je kombinace atmosférické a vakuové destilace.

» atmosférická destilační kolonaZbytek ropy, vytékající z předehřáté kolony, se zahřeje na vyšší

teplotu (do 360 °C) a vstřikuje se do atmosférické destilační kolony. Zde se ropa dělí na jednotlivé frakce (složky) za normálního atmosférického tlaku.

» vakuová destilační kolonaZe spodní části kolony se odvádí destilační zbytek – mazut – který

se dále zahřívá na teplotu 360 °C – 400 °C. Vzniklé páry se pak odvádějí do vakuové destilační kolony, kde se mazut za sníženého tlaku dále dělí.

Pozn. vakuová destilace umožňuje dělení mazutu při teplotách, při kterých ještě nedochází ke štěpení příslušných uhlovodíků. Atmosférickou kolonu nelze použít, protože teplota potřebná k dělení by byla podstatně vyšší a dělené látky by se mohly rozkládat.

A. trubková pec 1. plynné uhlovodíky 6. olejové destilátyB. předehřívací kolona 2. lehký benzín 7. mazutC. atmosférická kolona 3. těžký benzín 8. vak. plynový olejD. vakuová kolona 4. petrolej 9. leh,střed,těž. oleje 5. plynový olej 10. asfalt

A) při palivářském zpracování ropy využíváme jednotlivých frakcí buď přímo, nebo je zpracováváme na pohonné hmoty, topná paliva a jiné užitkové produkty.

Z plynných uhlovodíků (C1-C4) se odděluje směs propanu, butanu = součást automobilového paliva LPG.

Petroléter se používá jako rozpouštědlo, např. při chemickém čištění oděvů.

Benzín (C4-C11) (získaný destilací ropy, (40–200 °C) se používá

do elektrických motorů, petrolej ( C10-C18) při teplotě 150–300°C ) ze kterého se vyrábí letecké palivo pro trysková a proudová letadla, a plynový olej (C15-C24 při teplotě 200–300 °C), ze kterého se získává nafta a lehký topný olej.

Olejové destiláty se uplatňují jako mazací oleje. K hodnocení jejich mazacích schopností se používá tzv. viskozitní index.

Zbytek (tzv. mazut) se podrobuje vakuové destilaci za sníženého tlaku, čímž se oddělují těžké topné oleje od asfaltu. Uhlovodíky s dlouhými řetězci mohou být hydrokrakováním rozštěpeny, čímž vzniknou mazací oleje.

Asfalt je destilační zbytek. Tmavá, pevná látka, ká obsahuje látky podobné pryskyřicím. Používá se na povrchovou úpravu cest.

KrakováníBenzínové frakce získané destilací ropy zdaleka nestačí na

pokrytí, proto se produkce benzínu zvyšuje krakováním.Tepelný rozklad uhlovodíků s delším řetězcem na uhlovodíky s

řetězcem kratším. Benzín (C4 až C11) se nejčastěji vyrábí krakováním petroleje (C10 – C18).

ReformaceRůzné katalytické reakce, při nichž se benzínové frakce a krakové

benzíny s nízkým oktanovým číslem zušlechťují na benzíny s vyšším oktanovým číslem.

ViskozitaVeličina charakterizující vnitřní tření a závisí především na

přitažlivých silách mezi částicemi. Kapaliny s větší přitažlivou silou mají větší viskozitu, větší viskozita znamená větší brždění pohybu kapaliny.

Viskozitní index Vyjadřuje závislost viskozity oleje na teplotě. Oleje s vyšším

viskozitním indexem mají příznivější průběh viskozitně - teplotní závislosti než oleje s nižším viskozitním indexem.

B) při chemickém zpracování ropy využíváme jednotlivých frakcí k získání čistých uhlovodíků, které jsou základními výchozími látkami pro syntézu převážné většiny výrobků organické chemie.