- je to hnědá až černá kapalina
- je tvořena směsí pevných a plynných uhlovodíků s menším množstvím kyslíku, dusíku a síry
- $C$: 84 - 87%
- $H$: 11 - 14%
- $O,N,S$: 2 - 3%
- typy ropy:
- alkanická ropa
- obsahuje převážně alkany
- cyklanická (naftenická) ropa
- obsahuje převážně cykloalkany
- aromatická ropa
- asfaltická ropa
- existují i další mezitypy
- nejrozšířenější jsou alkanické ropy a alkanicko-naftenické ropy, které obsahují směs cyklických a alicyklických alkanů
- alkanická ropa
Zpracování ropy
- ropa se zpracovává v rafineriích
- postup se různí podle složení ropy
Čištění ropy
- ropa je nejprve očištěna od nežádoucích látek
- čistí se od sirných sloučenin, minerálních solí, vody, písku a hlíny
Destilace ropy
- zpracování na rektifikačních kolonách
- ropa se zahřeje v trubkové peci na teploty asi 200 °C
- vstřikuje se do předehřívací kolony, kde se oddělí plynné uhlovodíky a lehký benzín
Název frakce | Uhlovodíkový obsah | Teplota varu [°C] |
---|---|---|
plynné uhlovodíky | $C_1$ $C_4$ | <30 |
lehký benzín | $C_4$ $C_8$ | 30 – 90 |
- nejedná se o extrakci čistých látek, ale směsi všech
- zbytek se zahřívá víc a vstřikuje se do atmosférické destilační kolony
- směs se zahřívá na teplotu 360 °C
- směs se destiluje za normálního atmosférického tlaku
Název frakce | Uhlovodíkový obsah | Teplota varu [°C] |
---|---|---|
těžký benzín | $C_8$ $C_{11}$ | 80 – 200 |
petrolej | $C_{10}$ $C_{18}$ | 180 – 270 |
plynový olej | $C_{15}$ $C_{24}$ | 250 – 400 |
olejové destiláty | vyšší uhlovodíky | >350 |
mazut | vyšší uhlovodíky | destlační zbytek |
- mazut se po dalším zahřátí vstřikuje do vakuové destilační kolony
- zahřívá se na teplotu do 400 °C
- extrahuje se vakuový plynný olej, směs lehkých, středních a těžkých olejů a asfalt
- provádí se bez přítomnosti vzduchu, protože na vzduchu by teplota musela být mnohem vyšší a zapříčinila by rozklad některých produktů
Schéma
Rafinace
- odstraňování nežádoucích látek v produktech destilace
- způsobují nižší stabilitu nebo přebarvení
- využívá se chemických činidel, selektivních rozpuštědel a adsorbentů
Krakování
- termolýza
- benzín se vyrábí krakováním petroleje
Odparafinování olejů
- u alkanických rop
- obsah vyšších alkanů způsobuje nižší teplotu tuhnutí
- vyšší alkany jsou ale sami o sobě užitečné látky a proto se separují
- používají se selektivní rozpouštědla
Produkty zpracování ropy
Plynné uhlovodíky
- z plynných uhlovodíků se extrahuje směs propanu a butanu
- dále se extrahuje methan a ethan
Benzíny
- označují se jako primární
- podle délky uhlovodíkových řetězcu ve směsi je dělíme na lehké, střední a těžké
- jsou směsí alkanů, isoalkanů, cykloalkanů a aromátů
- jsou použity pro výrobu motorového benzínu
Kvalita benzínu
- je dána chemickým složením
- důležitým faktorem jsou antidetonační schopnosti
- u spalovacích motorů je potřeba aby spalování probíhalo dostatečně rychle
- pokud se benzín spaluje příliš rychle přechází se k detonaci
- řetězová reakce, tkerá způsobuje klepání
- neslabší antidetonační schopnosti mají alkany s nerozvětveným řetězcem
- alkany s rozvětveným řetězcem nebo methyl homology benzenu jsou proto lepší variantou
- měřením bylo zjištěno, že největší klepání vyvolává n-heptan (přímý heptan) a nejmenší klepání zase 2,2,4-trimethylpentan
- Oktanové číslo
- udává jakost benzínu
- vyjadřuje odolnost vůči klepání
- n-heptan má dohodou oktanové číslo $0$
- 2,2,4-trimethylpentan má dohodou oktanové číslo $100$
- čím vyšší, tím lepší
- např.: Natural 95
- oktanové číslo: 95
- chová se jako směs složena z:
- 95% 2,2,4-trimethylpentanu
- 5% n-heptanu
- hodnota oktanového čísla primárního benzínu je mezi 30 a 70
- Metody zvýšní oktanového čísla
- přídáním antidetonačních látek
- izomerace nebo aromatizace
- přídáním látek s vysokým oktanovým číslem
Petrolej
- je to směs středně dlouhých uhlovodíků
- většina se zpracuje krakováním
- někdy se používá do vzletových motorů
Plynový olej
- často se mísí s petrolejem
- je to směs spíše cyklických uhlovodíků
Nafta
- směs petroleje a plynového oleje
- Kvalita nafty - cetanové číslo
- vyjadřuje míru odolnosti proti tvrdému chodu motoru
- je způsoben prodlužováním doby od vstřiku paliva do spalovacího válce a vznícení
- odpovídá procentové koncentraci cetanu (hexadekanu) ve směsi s 1-methylnafalenem
- čím vyšší, tím lepší
- cetan má dohodou cetanové číslo $100$
- 1-methylnaftalen má dohodou cetanové číslo $0$
- vyjadřuje míru odolnosti proti tvrdému chodu motoru
Olejové destiláty
- uplatňují se jako mazací oleje
- k hodnocení mazacích schopností se využívá viskozitní index
- část olejových destilátů se krakuje na benzín, petrolej a plynové oleje
Mazut
- je to destilační zbytek po atmosférické destilaci ropy
- používá se jako palivo nebo se dál zpracovává
- jeho destiláty se dál krakují nebo se používají jako topné oleje
Asfalt
- je to destliační zbatek po vakuové destilaci mazutu
- používá se na povrchovou úpravu vozovek a jako izolační materiál proti vlhkosti