Ropa

Kategorie: Chémia (celkem: 338 referátů a seminárek)

Informace o referátu:

  • Přidal/a: anonymous
  • Datum přidání: 23. února 2007
  • Zobrazeno: 4902×

Příbuzná témata



Ropa

Ropa, prírodná horľavá kvapalina tvorená zmesou plynných, prchavých a rozpustných tuhých uhľovodíkov. Obsahuje neuhľovodíkové organické zlúčeniny a minerálne prímesi (vodu, soľ, piesok). Takmer bezfarebná až čierna, zeleno fluoreskujúca, rôzne viskózna kvapalina. Podľa špecifickej hmotnosti sa rozlišuje ropa ľahká (pod 0,83 g•cm–3), stredne ťažká a ťažká (0,83 – 0,93 g•cm–3) a veľmi ťažká (nad 0,93 g•cm–3). Podľa zloženia (prevládajúcich uhľovodíkov) sa rozoznávajú ropy alkanické (parafinické), naftenické a aromatické. Niektoré ropy (parafinické) môžu pri nízkej teplote tuhnúť, iné zostávajú v tekutom stave aj pri veľmi nízkych teplotách. Chemické zloženie ropy závisí na nálezisku, surová vyťažená ropa obsahuje emulgovanú vodu (z rozpustenými solami a ďalšími látkami), pevné častice (napr. zrnka piesku), rozpustené plyny metán,etán,sulfán aj.). Zapálená horí čadivým plameňom. Destiluje sa od 300 K do 700 K a vyššie (nad 600 K už býva tepelný rozklad). Najvýznamnejšie náleziská ropy sú na severnej pologuli v Rusku, Saudskej Arábii, USA, Mexiku, Číne, Veľké Británii, Iraku, Kuvajtu, Líbii, Nórsku, Kanade, Egypte, Rumunsku; v rovníkovej a južnej sfére sú významné náleziska vo Venezuele a v Indonézii.



CHEMICKÉ PROCESY

Úlohou chemických procesov je premieňať a upravovať ropné frakcie tak, aby sa získali produkty vo výťažkoch a v kvalite, ako ich vyžaduje trh. Rozkladnými deštrukčnými procesmi sa premieňajú ťažké podiely ropy na ľahšie pohonné látky alebo základné chemické suroviny. Syntézne procesy umožňujú naopak premieňať nadbytočné ľahšie produkty na ťažšie pohonné látky, chemické suroviny, alebo mazivá.
Selektívnymi chemickými procesmi sa získavajú produkty s optimálnym chemickým zložením, ktoré nie je totožné so zložením produktov v rope. Pritom sa nemusí meniť molekulová váha spracúvanej látky.
Chemickými rafináciami odstraňujeme z produktov zložky, ktoré pochádzajú z ropy alebo zo spracúvacích procesov a nepriaznivo ovplyvňujú ich vlastnosti. Okrem toho sa ropné produkty premieňajú na chemikálie.
Rozkladné procesy sa zakladajú na štiepení väzieb v molekule. Aby sa molekula rozštiepila, treba jej dodať energiu v množstve, ktoré prevyšuje väzbovú energiu štiepnej väzby. Pri termolýze dodávame túto energiu vo forme tepla. Pri fotolýze ako svetlo a pri rádiolýze ako rádioaktívne žiarenie. Najvýznamnejšie je štiepenie väzieb -C-C-.

Pri rozštiepení jednej takejto väzby v uhľovodíku vznikajú dva uhľovodíky s menšou molekulovou váhou, z toho väčšinou jeden nasýtený a druhý nenasýtený. Najjednoduchším prípadom je štiepenie alkánov na ľahšie alkány a alkény.
Reakciu štiepenia väzieb -C-C- spravidla označujeme ako štiepenie a v niektorých prípadoch ako krakovanie, dezalkylácie, alebo depolymerizácie. Tieto reakcie sa uskutočňujú v neprítomnosti i prítomnosti katalyzátorov. V prvom prípade hovoríme o tepelnom krakovaní, alebo, ak štiepnou surovinou je benzín, o tepelnom reformovaní a pri teplotách vyše 600C o vysokoteplotných pyrolýzach. V druhom prípade o katalytickom krakovaní, alebo reformovaní.
Opačne ako deštrukcie prebiehajú syntézy: tepelné aj katalytické alkylácie a v prípade alkénov aj katalytické polymerizácie.
Okrem väzieb -C-C- sa môžu štiepiť aj väzby -C-H-. Hovoríme o dehydrogenácií. Z alkánov vznikajú alkény , alkadiény, aromáty, prípadne látky ešte chudobnejšie na vodík, v krajnom prípade karboidy. Podobné na vodík chudobné látky vznikajú z alkénov, aromátov a iných zlúčenín. Opačným smerom prebiehajú hydrogenácie.
Zvláštnym prípadom štiepenia väzieb -C-H-, ktoré vedie k súčasnej hydrogenácií a dehydrogenácií a s ktorým sa stretávame pri deštrukciách nenasýtených látok, je preskupovanie vodíka, tzv. disproporcionácia vodíka. Disproporcionáciou môžu vzniknúť až karboidy, na druhej strane sa potom hydrogenuje viac molekúl alkénu.
Štiepiť sa môžu aj väzby -C-O-, -C-S-, -C-N- a iné. Mimoriadne sú citlivé väzby –C-S-. Namiesto nenasýtených uhľovodíkov vznikajú nasýtené uhľovodíky a namiesto neuhľovodíkových splodín voda, sírovodík, alebo amoniak , ktorý sa môže rozložiť na dusík a vodík.
Reakcie v prítomnosti vodíka sa uplatňujú pri hydrogenačnom štiepení, krakovaní, reformovaní, dezalkyláciách, hydrogenačných rafináciách a selektívnych hydrogenáciach uhľovodíkov. Energiu na rozštiepenie väzieb možno dodať aj uskutočňovaním procesu v prítomnosti vzduchu, alebo kyslíka. Ak pracujeme v prítomnosti látok s viazaním kyslíkom, najmä vodou, alebo kysličníkom uhličitým, prebieha štiepenie tiež, ale musíme zabezpečiť prívod tepla.
Pri nedostatku kyslíka vznikajú produkty podobné produktom bežného štiepenia. Hovoríme o oxidačnom štiepení. Pri vhodnom množstve kyslíka, alebo látok obsahujúcich kyslík vzniká ako hlavný produkt kysličník uhoľnatý a vodík. Tieto oxidačné konverzie majú význam v plynárenstve a pri výrobe plynov pre syntézu chemikálií ako napr. amoniak, metanol, aldehyd, uhľovodíkov a.i.

Pri selektívnych chemických procesoch ide spravidla o premenu, alebo výrobu individuálnych uhľovodíkov. Okrem selektívnych hydrogenerácií sú to napr. izomerizácie uhľovodíkov. Ide zväčša o katalické procesy.
Chemické rafinácie dopĺňajú, alebo nahrádzajú fyzikálne rafinácie rozpúšťadlami , alebo adsorbentmi, pri ktorých čiastočne, alebo úplne odstraňujeme zo suroviny nenasýtené uhľovodíky ako aj neuhľovodíkové podiely. Rafinuje sa kyselinami, zásadami, redukčnými činidlami i okysličovadlami.



FYZIKÁLNE METÓDY

Fyzikálnymi procesmi rozdeľujeme látky v rope podľa ich skupenstva, prípadne fázy, veľkosti, prchavosti, polarity molekúl a iných fyzikálnych kritérií. Patria sem procesy destilačné, absorbčné, extrakčné, adsorpčné, termálna difúzia, difúzia polopriepustnými blanami, rôzne kryštalizačné procesy a ďalšie. Aj keď ešte všetky z nich nenadobudli priemyselný význam, fyzikálne procesy patria medzi najdôležitejšie. Majú však jeden nedostatok, a to, že nedovoľujú získavať iné látky ako tie, ktoré už v rope sú. To je už úlohou chemických procesov. Avšak aj pri chemických procesoch sa spracúvajú a získavajú zmesi látok. Preto sa i tu uplatňujú fyzikálne procesy a tak dnešné rafinérie nevyhnutne dostávajú svoj typický charakter, spracovanie ropy nimi začína, pokračuje aj končí. PREHĽAD METÓD ZNEŠKODŇOVANIA ROPNÝCH LÁTOK


1/ Gravitačné čistenie

Využíva sa pri rôznej špecifickej váhe polutantov a vody. Klasickým prípadom je systém ropná látka-voda a zariadenia typu Lapol. Jedná sa o nádrž s prepážkami osadenými tak, aby zachovali fázu voľne plávajúcu na hladine. Ropné látky sú potom z hladiny priebežne odoberané. V prípade, že kontaminant je ťažší ako voda, je princíp podobný s tým, že sa odoberá zo dna nádrže. Týmto zariadením nie je možné zachytiť rozpustené látky a emulzie.

2/ Odstreďovanie

Používa sa hlavne ako súčasť technologických procesov pri chemickej výrobe. Priame uplatnenie pri sanačných prácach sa zatiaľ nenašlo.



3/ Absorbcia

Je veľmi používanou metódou na čistenie vôd od organických látok. Ako sorbenty sú používané materiály s veľkým špecifickým povrchom, schopným zachytávať kontaminant.

Jedná sa o celú škálu materiálov, ako napr. Chezacarb /sadze/ ,rašelina, aktívne uhlie, drevná hmota, hydrofobizované hmoty / Vapex, Perlit / , upravené umelé vlákna s Ca /Fibroil/, zeolity a pod.

S výhodou a dobrým efektom sú tieto materiály využívané ako náplne filtrov aj pri zásahu v prípade havárie na voľnej vode v kombinácií s nornými stenami.

4/ Deemulgačné flotačné a flokulačné čistiarne

Používajú sa najmä v procesoch, kde koncové znečistenie vody je vo forme emulzií. Základným krokom celého postupu je narušenie emulzie. K tomu sa väčšinou využívajú prídavky kyselín, ale aj deemulgačných činidiel, flokulačných činidiel a pod. Ďalším krokom býva vo väčšine prípadov flotácia a odstránenie kontaminantov z vody napr. filtráciou, dekantáciou, odstredením, zberom a pod. Konečným produktom je teda okrem vyčistenej vody i odpad, ktorý je nutné zodpovedajúcim spôsobom zlikvidovať.
Ako flokuačné činidlo sa používa väčšinou Fe, ktoré z rozpustenej formy v kyslom prostredí prechádza po alkalizácií na pevný hydroxid s veľkým povrchom /UNIFLOT/. Obľúbené a účinné sú aj bentonitové čistiarne, kde je ako sorbent použitý bentonit.
S výhodou týchto postupov je to, že z vodného prostredia možno odstrániť s vysokou účinnosťou aj väčšinu kovov.

5/ Stripovanie

Stripovanie a jeho postupy využívajú prchavosť niektorých uhľovodíkov. Princípom metódy je prebublávanie vody vzduchom a následné zachytávanie škodlivín unášaných vzduchom na filtroch, prípadne vymrazovaním. Tento postup je veľmi účinný pri uhľovodíkoch nízkovriacích /aj chlórovaných/ a jeho účinnosť s rastúcimi teplotami varu výrazne klesá. Problémy môže robiť aj vyzrážanie rozpusteného železa, ktoré vedie k upchávaniu kolón.

6/ Čistenie na katexových a anexových kolónach

Je dosť zriedkavé. Jedná sa o postupy používané v špecifických prípadoch najmä v upravárenských technológiách. Jedná sa o relatívne drahé postupy s veľmi dobrou účinnosťou. Ďalšie postupy ako ultrafiltrácia, reverzná osmóza, elektrolýza atď. sú využívané iba v špecifických prípadoch. Ultrafiltrácia je popísaná ako vhodná metóda pri dekontaminácií vody znečistenej herbicídmi a pesticídmi.
Záverom je treba zdôrazniť, že všetky vyššie uvedené metódy, postupy a technológie je potrebné vo väčšine prípadov vzájomne kombinovať a že neexistuje jednoduchá a lacná metóda, ktorú je možné použiť v každom prípade a pritom dosiahnuť potrebnej účinnosti. Použitá literatúra:

1.Kvarčák, M. :Likvidace ropných havárií, Ostrava 2000.
2.Veselí, V. :Chémia a technológia ropy, Bratislava 1967
3. Mostecký, J. : Petrochémia, Bratislava 1989
4. Kolektív autorov: Aktuálne ekologické otázky, Zborník:
Ropné látky v ekosystéme, Košice 1997.

Nový příspěvek



Ochrana proti spamu. Kolik je 2x4?