Zastosowanie ropy naftowej
Jest podstawowym surowcem przemysłu petrochemicznego stosowanym do otrzymywania m.in. benzyny, nafty, olejów, parafiny, smarów, asfaltów, mazutów, wazelin i wielu materiałów syntetycznych.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.
Gaz
Wykorzystanie gazu ziemnego:
Gaz ziemny występujący ze złożami ropy naftowej lub niezależnie od nich, ma formę suchą lub mokrą (odgazolinowuje się go). Jest źródłem alkanów, helu, azotu, CO2
Gaz syntezowy – gaz do syntez chemicznych, stanowiący mieszaninę głównie CO i H2 w różnych stosunkach. Otrzymywany głównie przez zagazowanie węgla (gaz wodny), z gazu ziemnego, oraz na bazie węglowodorów ciekłych. Alternatywnie z biomasy. Główna zaleta: możliwy do otrzymania z każdej substancji zawierającej węgiel i łatwy do transportu. Dzięki wykorzystaniu do produkcji sy-gazu gazu ziemnego, gaz ziemny staje się konkurencyjnym źródłem surowców dla przemysłu organicznego. U podstaw tworzenia gazu syntezowego z gazu ziemnego leżą reakcje:
-CH2- + ½ O2 → CO + H2
-CH2- + H2O → CO + 2H2
W wariancie pierwszym stosuje się reaktory rurowe i kontaktowe katalizatory Ni – K2O – należy więc odsiarczyć substrat, by zapobiec zatruciu katalizatora. Po reakcji właściwej w T = 1200 dopala się pozostały metan (niepożądany w sy-gazie).
Drugi proces – proces Stella – substratami mogą być wszystkie węglowodory. Część z nich jest spalana w tlenie, a reszta ulega konwersji z parą wodną obecną w produkcie spalania.