LCH 1 Zajęcia nr 15 Ropa naftowa i gaz ziemny. 1. Ropa naftowa

LCH 1 Zajęcia nr 15
Ropa naftowa i gaz ziemny.
1. Ropa naftowa – jest mazistą mieszaniną węglowodorów, zawiera od 30- 80% alkanów oraz w
zmiennych ilościach cykloalkany i węglowodory aromatyczne z różnych gatunków ropy
naftowej wyodrębniono do tej pory około 300-tysięcy różnych związków, a ocenia się, że jest
ich znacznie więcej.
Surowiec ten jest najprawdopodobniej powstał w wyniku rozkładu szczątków zwierzęcych i
roślinnych opadłych na dno mórz i oceanów pod wpływem bakterii beztlenowych.
2. Współczesna destylacja ropy naftowej.
a. Etapem wstępnym jest oczyszczenie ropy naftowej, które polega na usunięciu siarki
pierwiastkowej i jej związków nieorganicznych (H2S, CS2, COS, H2S2) oraz organicznych
np. CH3SH
b. Oczyszczoną ropę ogrzewa się do takiej temperatury, aby nastąpiło jej przejście w
parę
c. Pary ropy naftowej wprowadza się do kolumny rektyfikacyjnej, która ma średnicę
około 1m kolumna jest zbudowana z półek, na których panuje różna temperatura i
następuje na nich skraplanie różnych jej składników.
Im wyżej w kolumnie znajduje się półka tym niższa panuje na niej temperatura.
Półka jest tak zbudowana, że umożliwia przepływ par do góry kolumny, a skroplone
ciecze z każdej półki odprowadzane są rurami, jako tzw. frakcje destylacji ropy
naftowej:
I frakcja – temp <40ºC – gaz rafineryjny
II frakcja – temp. 40ºC – 160ºC – benzyny
III frakcja – temp 160ºC – 250ºC – nafta
IV frakcja – temp 250ºC – 350ºC – olej
napędowy i oleje smarowe
V frakcja – powyżej 350C – jako stała
(mazista) pozostałośd po destylacji – mazut,
ma on zastosowanie jako paliwo,
poddawany jest także destylacji pod
zmniejszonym ciśnieniem – otrzymuje się
olej opałowy, oleje smarowe, parafiny,
(wyższe węglowodory alifatyczne) asfalt.
Rys. Schemat wieży do destylacji ropy naftowej (Chemia 2 A. i A. Czerwioscy, WSiP).
Poszczególne frakcje uzyskane z różnych gatunków ropy naftowej mogą różnią się
składem i temperaturą wrzenia dlatego dane podane wyżej są wartościami
orientacyjnymi.
Różne gatunki ropy naftowej (w zależności od miejsca powstania i wieku) mogą
znacząco różnid się składem, dlatego najczęściej dana instalacja jest przystosowana
do przerobu ropy naftowej o określonych parametrach.
3. Gaz ziemny – złoża gazu ziemnego w pewnych ilościach zawsze towarzyszą złożom ropy
naftowej. Należy do najczystszych paliw kopalnych. Zawiera:
a. Metan – od 50 do 98% - stanowi składnik gazu wykorzystywanego w przemyśle
chemicznym oraz w gospodarstwach domowych.
b. Pozostałe lekkie alkany – etan, propan, butan, służą do produkcji gazu skroplonego
(propan – butan) służącego jako gaz w butlach, do napełniania zapalniczek, w
ostatnich latach także jako paliwo do samochodowych instalacji LPG;
c. Azot;
d. Siarkowodór – może służyd do produkcji siarki pierwiastkowej;
e. Hel – praktycznie cały wykorzystywany do różnych celów hel otrzymywany jest z gazu
ziemnego.
Podczas użytkowania gazu ziemnego należy zachować szereg środków ostrożności:
f.
Częste wietrzenie pomieszczeo - w czasie spalania gazu zużywa się tlen, a powstaje
dwutlenek węgla;
g. Regularne czyszczenie kominów – zatkane kominy powodują „brak ciągu” a przez to
Gaz ulega półspalaniu i spalaniu niecałkowitemu – powstaje wówczas silnie trujący
tlenek węgla (II) – czad. Proces takiego spalania łatwo rozpoznad ponieważ gdy
metan ulega całkowitemu spalaniu to płomieo jest niebieski, natomiast im bardziej
niepełne jest spalanie to płomieo robi się żółty – kolor ten nadają rozżarzone
drobinki sadzy.
h. Regularna kontrola szczelności instalacji – gaz ziemny po zmieszaniu z powietrzem
jest silnie wybuchowy – wystarczy już ok. 4% metanu w powietrzu aby nastąpiła
eksplozja pod wpływem iskry – np. podczas zapalania światła;
i. Czysty metan jest bez zapachu dlatego do gazu używanego w gospodarstwach
domowych dodaje się specjalne środki zapachowe tzw. nawaniacze.