Vyspelý svet potrebuje obrovské množstvo energie nielen na zabezpečovanie tepla, svetla, osobnej a nákladnej dopravy, ale aj na pohon rozličných zariadení a podporu poľnohospodárstva. Na tieto účely sa najviac využívajú tieto suroviny:
- ropa
- zemný plyn
- uhlie

Vznik surovinových zdrojov organických zlúčenín:
Ak by pred niekoľko miliónmi rokov neboli žili na Zemi rastliny a živočíchy, dnes by sme nemali žiadne zásoby ropy, zemného plynu a uhlia, ktoré sú jednými z najdôležitejších zdrojov energie. Tieto zdroje surovín vznikli rozkladom živých organizmov, ktoré boli zasypané vrstvou zeme a prešli chemickými zmenami. Ich výsledkom sú látky zložené z rôznych molekúl, ktoré patria do kategórie uhľovodíkov. Väčšina energie sa získava z fosílnych palív- uhlie, ropy a zemného plynu, ktoré vznikli v dávnych časoch premenou rastlinných zvyškov. Nahradenie fosílnych palív by trvalo mnoho miliónov rokov, preto sa tieto zdroje označujú ako neobnoviteľné. Predpokladá sa, že pri súčasnej spotrebe energie sa zásoby ropy vyčerpajú v priebehu 30 rokov. A zásoby uhlia vydržia len na 170 rokov. Okrem toho stúpajúca spotreba energie nepriaznivo ovplyvňuje životné prostredie. ROPA
Ropa sa nachádza takmer všade na svete. Niektoré náleziská sú pod morskou hladinou, no ťaží sa aj v pobrežných oblastiach, ktoré boli pred miliónmi rokov zaliate morom. Ropa sa zhromažďuje v závislosti od geologickej štruktúry jednotlivých oblastí v rôznych hĺbkach pod zemským povrchom. Časom sa však začne predierať nahor a zastaví sa až pred nepriepustnou vrstvou hornín. Preto existujú oblasti ako Stredný východ, kde ropa preniká až na povrch a vytvára tam rozsiahle jazerá. Vo väčšine prípadov sa však ropa ťaží z hĺbkových vrtov.

Chemické zaradenie ropy:
Ropu tvoria uhľovodíky, organické zlúčeniny vodíka a uhlíka. Uhľovodíky tvoria stupnicu od ľahkých plynov ako je metán (CH4) až po ťažké tuhé látky ako asfalt alebo mazut. Ropa je zmesou ťažkých aj ľahkých uhľovodíkov a v ložiskách sa často nachádza aj s prírodným plynom. Na vytvorenie ropného ložiska v minulosti boli teba 3 druhy hornín: A to usadené, z ktorých sa uvoľňovali uhľovodíky; porózne horniny, ktoré udržiavali ropu a plyn a navrchu nepriepustné horniny, ktoré slúžili ako krycia vrstva. Ťažba ropy:
Po lokalizácii pravdepodobného náleziska sa začínajú skúšobné vrty. Prvú ropu vyťažil plukovník Edwin Drake v roku 1859 v Titusville v západnej Pennsylvánii v USA.

Upútalo ho miesto na rieke, kde voda bola často znečistená na povrchu presakujúcou ropou. Ropu našiel v hĺbke 21 metrov a vyťažil ju zariadením, ktoré stálym zvislým pohybom udieralo do zeme. Dnes sa ropa ťaží rotačnými súpravami a kým narazia na ropu musia vŕtať až do niekoľko kilometrovej hĺbky. Ak sa nájde ekonomicky dostatočné a výhodné (náklady na ťažbu by nemali byť vyššie ako výnosy z nej) ložisko s dostatočným množstvom ropy, začnú sa vŕtať ťažobné vrty. V jednom vrte sa môže navŕtať viacej stvolov rozvetvených tak aby zasiahli všetky časti ložiska. Avšak veľké ložisko sa môže navŕtať aj z niekoľkých plošín. Každý vrt je zapažený oceľovými pažnicami, ktoré sú zacementované. Pažnice sa perforujú pomocou výbušných striel, aby do nich mohla pretekať ropa z okolitej horniny. Po skončení ťažobného vrtu sa doň zapustia čerpacie rúry a na povrchu sa namontuje sústava ventilov, regulujúcich prítok ropy. Tlak ropy môže byť dostatočne veľký na to aby vytlačil ropu na povrch samotokom v opačnom prípade je ropa z ložiska vyčerpaná pomocou čerpadiel. Pri poklese tlaku sa do ložiska načerpáva voda aby zvýšila tlak v ložisku. Aj napriek tomuto postupu sa podarí z ložiska vyťažiť len 30-40% ropy. Ropa z morského dna sa ťaží vrtmi. Nad ložiskom v mieste vrtov sa vybuduje plošina, tzv. rampa. Z nej sa čerpá ropa cez nakladaciu bóju do cisternových lodí.

Transport ropy:
Najjednoduchší spôsob prepravy ropy je preprava diaľkovým potrubím – ropovod. Skladá sa z pozváraných oceľových rúr s priemerom až 1,2 m. Druhou variantov prepravy sú ropné tankery. Tanker je loď navrhnutá na prepravu veľkého objemu nafty alebo iného tekutého nákladu. I keď tankery tvoria iba 42% celkového množstva lodí na svete, ale náklad čo prevezú tvorí vyše 50% celkového prepravovaného tovaru. Prvý ropný tanker postavili v roku 1886 v Nemecku a mal kapacitu 2 240 lb. (1 017 kg). Počas ropnej krízy v 70-tich rokoch vznikla potreba po veľmi veľkých tankeroch. Ultra veľké ropné tankery (ULCC), najväčšie používané, majú kapacitu až 300 000 ton a sú dlhé až 366 m. Prázdny trup tankeru je predelený obrovskými nádržami, ktoré obsahujú sústavu čerpadiel, ktoré pri napĺňaní a pri vyprázdňovaní tlačia ropu do alebo z tankera. Dnešné tankery sú stavané tak aby mohli previesť tak veľa ropy ako sa len dá a aby boli čo najľahšie a čo najmenšie. Pretože ich veľká dĺžka, najvyššia rýchlosť 15 až 16 uzlov, vyžadujú miesto na preplávanie až 3 míle (4,5 km).

Dnešné tankery by mali mať dvojité dná ako poistku pri porušení trupu lode aby sa zamedzilo častým únikom a znečisteniu morí ropou.

Spracovanie ropy:
Vyťažená hustá tekutina sa nikdy nepoužíva v surovom stave, ale posiela sa na spracovanie do rafinérií, kde ju roztriedia na jednotlivé zložky. Ropa sa spracúva pomocou dvoch technológii: destilácie a rafinovania. Ropa sa napustí do veľkých zásobníkov, kde sa usadí podľa hustoty jednotlivých zložiek smerom zdola nahor. Zvyšovaním teploty sa získavajú stále ľahšie a ľahšie deriváty. Od ťažkého bitumenu, ktorý sa používa pri asfaltovaní ciest, sa dostaneme až k benzínu a k plynu. Všetky deriváty prechádzajú ďalším výrobným procesom, na konci ktorého sú hotové ropné produkty. Použitie:
Benzín - Výroba benzínov je založená na destilácii. Zmes kvapalných látok je zahrievaná v uzavretej nádobe, prchavejšie zložky sa odparujú, pary ochladením mimo varnej nádoby kondenzujú a zhromažďujú sa v tzv. predlohe. Predčistená ropa sa v rafinériách rozdelí na nepretržitou destiláciou na jednotlivé frakcie. Na tento primárny proces naväzujú zušľachťovanie procesy, pri ktorých sa mení chemická štruktúra a oddeľujú sa nežiadúce prímesi. Tomuto procesu štiepenia pri teplote cca 500 - 550 °C sa hovorí krakovanie. Benzíny sa delia na olovnaté a bezolovnaté.

Technické benzíny - sú zmesi ropných uhľovodíkov, ktoré vrú približne v rozmedzí teplôt podľa označenia. Získavajú sa z primárnych benzínových destilátov. Sú to priezračné bezfarebné kvapaliny charakteristického benzínového zápachu. Z hľadiska hygieny práce sú to látky škodiace zdraviu, z hľadiska požiarneho sú to horľavé kvapaliny 1. triedy nebezpečnosti.

Použite technických benzínov:
Technický benzín 60/80 - na extrakciu tukov a olejov z prírodných surovín
Technický benzín 80/110 - na extrakciu tukov a olejov a pre gumárenský priemysel.
Technický benzín 50/110 - na prípravu kaučukových lepidiel a pre iné špeciálne účely.
Technický benzín 90/150 - na prípravu rozpúšťadla gumy a kaučuku a ako riedidlo do farieb
Technický benzín 50/160 - na prípravu kaučukových lepidiel a na hrubé odmasťovanie
Technický benzín 140/200 - nazývaný tiež lakový benzín sa používa ako riedidlo do náterových hmôt, pri výrobe pást, leštiacich krémov

Motorová nafta - je zmes kvapalných uhľovodíkov, ktorá vrie v teplotnom rozmedzí 150 - 370 ° C. Obsahuje overené prísady na zlepšenie nízkoteplotných vlastností paliva. Môže obsahovať aj iné prísady na zlepšenie úžitkových vlastností, ktoré sú overené a odsúhlasené výrobcami motorov. Je dovolené použiť aj farby a označovacie látky.

Letecký petrolej - letecký petrolej je zmes kvapalných uhľovodíkov, ktoré vrú prevažne do teploty 275 °C.

Je to číra, bezfarebná až žltkastá kvapalina s typickým zápachom po petroleji. Obsahuje antioxidačnú, antistatickú a mazivostnú prísadu. Môže obsahovať aj iné prísady, ktoré zodpovedajú prevádzke leteckej techniky a sú odsúhlasené orgánmi zodpovednými za leteckú prevádzku. Letecký petrolej sa vyrába v dvoch verziách, ktoré sa od seba odlišujú frakčným zložením. Petrolej na svietenie - je hydrogenačne rafinovaná zmes uhľovodíkov, ktoré vrú v rozmedzí 140 - 300 ° C. Je to číra bezfarebná, prípadne slabožltá kvapalina bez viditeľnej vody a mechanických nečistôt. Petrolej na svietenie je podľa STN 65 0201 horľavina II. triedy nebezpečnosti. Vdychovanie jeho pár má narkotický účinok a dlhodobý styk s pokožkou môže vyvolať jej podráždenie a zápaly.
Plynový olej - používa sa ako ľahký vykurovací olej a v zmesi s petrolejom pod názvom nafta ako palivo do vzletových strojov.

Mazacie oleje - používa sa na mazanie strojov

Vazelína- používa sa na mazanie, čistá v kozmetike a lekárnictve.

Parafín- používa sa na výrobu sviečok, leštidiel, pást na parkety, krémov na topánky.

Asfalt- používa sa na povrchovú úpravu ciest

UHLIE
V 19. Storočí bolo najvýznamnejším palivom- poháňalo rozmáhajúci sa priemysel a vyhrievalo ľudské obydlia. Rozlišujeme tri hlavné druhy uhlia. Lignit a hnedé uhlie sú uložené tesne pod povrchom a často sa dajú ťažiť z povrchových baní. Vznikli v treťohorách, obsahujú teda menej uhlíka a viac H2O, a preto majú menšiu výhrevnosť. Kamenné uhlie má čiernu farbu a ťažia sa z hlbinných baniach. Vrstvy uhlia sú uložené pod zemou v slojoch, ktoré vyzerajú ako vrstvy krému v torte. Fyzikálne vlastnosti:
Fyzikálne a fyzikálno mechanické vlastnosti sú závislé na stupni prouholnenia, na petrologickom zložení, na podiele a charaktere minerálnych prímesí a na stupni porušenia.

Ťažba uhlia:
Niektoré vrstvy sa nachádzajú v blízkosti povrchu a dajú sa ťažiť rýpadlami. Hovoríme tomu povrchové dobývanie. Väčšina vrstiev je však uložená oveľa hlbšie. Musia ich dolovať baníci, ktorí používajú ťažké stroje. Ročne sa vyťaží 5 000 miliónov ton uhlia.

Použitie:
Približne polovica z vyťaženého uhlia sa spáli v elektrárňach pri výrobe elektriny. Z tvrdého uhlia, ktoré sa nachádza hlboko v podzemí, sa pri spaľovaní uvoľňuje viac energie. Spaľovanie veľkého objemu uhlia silne znečisťuje ovzdušie a spôsobuje globálne otepľovanie.
Z rašeliny sa vyrábajú brikety na kúrenie. Mäkké, drobivé čierne uhlie sa používa na výrobu koksu. Čierne kamenné uhlie sa spaľuje v elektrárňach.

Antracit sa používa v domácnostiach a v továrňach. Výroba koksu - Rozdrvené uhlie sa vkladá do obrovských pecí a zahrieva na teplotu viac ako 900°C. Keď sa dvere pece otvoria, koks sa vysype. Používa sa pri výrobe ocele. Vedľajšími produktmi pri výrobe koksu sú decht, oleje a plyny. Decht, ktorý zostáva na dne pece, sa používa na výrobu mydla.

Výroba aktívneho uhlia:
Aktívne uhlie sa vyrába z rašeliny, dreva, hnedého uhlia, čierneho uhlia a orechovej/kokosovej škrupiny. Tieto materiály musia najskôr zuhoľnatieť. Pritom vznikajú len veľmi malé póry. Z aktívneho - porézneho systému sa pri tom odstránia nestále látky (vodík, kyslík, dusík, síra atď.). Zároveň sa uvolnia aj dechtové produkty, ktoré sú usadené v jemne pórovitom uhlíku, tým sa uvolní a sprístupní rozsiahly skelet uhlíku. Toto sa deje pôsobením horúcich vodných pár pri teplote od 900 do 1100 °C pri ktorej materiál zuhoľnatie. Pritom dôjde k oxidačnej chemickej reakcii medzi uhlíkom a vodou na vnútorných povrchoch uhlíka, ktorý odstraňuje aj uhlík zo stien pórov: C + H2O => CO + CO2 + H2
Veľkosť pórov môže byť podľa typu aplikácie, použitia (teplota, počas atď. ..) vyrobených na mieru. Celosvetovo sa za rok vyrobí takmer 250.000 ton aktívneho uhlia.
Po vyčerpaní kapacity sa aktívne uhlie recykluje dvoma spôsobmi:
Desorpcia - obrátenie adsorpčného procesu - znížením príťažlivých medzipovrchových Van der Waalsových síl, až sa zachytené látky začnú uvoľňovať. Tu ide predovšetkým o teplotu. Čím je teplota vyššia, tým sú Van der Waalsove sily menšie. Prakticky sa to robí vodnou parou (110-200°C). Podľa kvality aktívneho uhlia sa recyklácia desorpciou môže vykonať viac ako 1000x.
Reaktivácia - úplná reaktivácia prehriatou vodnou parou (cez 600 °C) za minimálnej prítomnosti kyslíku.

Aktívne uhlie - má spoločné meno pre skupinu umelo vytvorených, pórovitých uhlíkov s hubovitou štruktúrou. Výrobky, pri ktorých je použité aktívne uhlie pozná každý zo všedného dňa, filtre na kontrolu chuti a zápachu, filtre na redukciu chlóru, redukciu škodlivých organických chemikálií atd. Napríklad biely cukor sa najskôr prečistí cez aktívne uhlie aby sa zbavil hnedej farby. Podobne sa cez aktívne uhlie čistí jedlý olej, lieh alebo mydlo. Aktívne uhlie sa používa aj na prečistenie krvi (dialýza) pri ochorení obličiek. Tieto funkcie sú niekedy skombinované v jednej aplikácii, ale majú jednoznačne odlišné úlohy, zatiaľ čo sa určitý druh aktívneho uhlia výborne hodí pre jednu aplikáciu, nemusí byť vhodný pre inú.

Hoci je využitie aktívneho uhlia rôzne, adsorpčný mechanizmus je vždy rovnaký.
Aktívne uhlie sa používa už veľmi veľa rokov. Malé množstvo aktivovaného uhlia dával už Hippokrates, otec lekárstva, pred 2500 rokmi svojim pacientom. Aj dnes sa ešte aktívne uhlie používa pri liečbe žalúdočne-črevných ťažkostí. Vedecký výskum aktívneho uhlia začal v r. 1785, keď Lowitz objavil jeho adsorpciu rozpustených látok. V roku 1812 podal správu o procese adsorpcie rôznym plynov Susurre, pričom popísal jeho vznik tepla a jeho adsorpciu. Na počiatku 19. storočia sa Fusinierimu a Bellanimu podarilo vyrobiť pristroj na meranie tlaku vzduchu-barometer. Gibbs odvodil v roku 1876 pomocou termodynamiky adsorpčný zákon. ZEMNÝ PLYN
Aj zemný plyn obvykle doprevádza ložiská ropy je však schopný migrovať vrstvami na dlhé vzdialenosti a tvoriť samostatné ložiská. Najväčšie náleziská sú v USA v Rusku .

Zemný plyn sa skladá z niekoľkých častí :
Zložka Vzorec Podiel (%)
Metán CH4 95,0
Etán C2H6 2.3
Propán C3H8 0.7
Bután C4H10 0.3
Oxid uhl. CO2 0.2
Dusík N2 1.5
Niekedy sa v zemnom plyne nachádza aj trochu hélia.
Najväčšie percento tvorí metán, ktorý vzniká anaeróbnym kvasením celulózy a je súčasťou bahenného plynu. Zemný plyn nemá nijaký zápach. Aby sme ho zacítili, keď uniká, pridávajú sa k nemu chemikálie.

Ťažba zemného plynu:
Zemný plyn sa ťaží vo vrtoch, ktorými sa otvorí plynodajná hornina. Zemný plyn v nej vyplňuje póry pod značným tlakom. Ako surovina vyniká lacnou ťažbou, vysokou výhrevnosťou a ľahkým transportom. Transport zemného plynu:
Zemný plyn obsahuje tri rôzne plyny. V čistiacej stanici sa odstraňuje propán a bután. Metán, ktorý horí najlepšie, sa odvádza potrubiami do domov a tovární. Plynové potrubia nekontrolujú ľudia, ale vozíky. Kontrolný vozík je počítač na kolieskach. Vyhľadáva trhliny a iné problematické miesta v potrubí. Pohybuje sa veľmi rýchlo. V potrubí, ktoré vedie od vrtnej súpravy k terminálu, by ste sa mohli postaviť. Do plynovodu, ktorý spája továrenské potrubia s terminálom, by sa zmestil pes. Do potrubia, ktoré privádza plyn do továrne, sa pokojne zmestí mačka. Do plastového potrubia s malým priemerom, ktoré privádza plyn do vášho domu, by sa zmestila myš.
Lode dopravujú metán do miest, ktoré nie sú napojené na plynovod. Plyn sa ochladením skvapalňuje. V kvapalnej podobe zaberá 600- krát menej miesta. Aby sa metán premenil na kvapalinu, musí sa ochladiť na -162°C.

Spracovanie:
Zemný plyn sa môže spracovať priamo tzv.

parciálnou oxidáciou na metanol alebo parciálnou dehydrogenáciou na ľahké alkény a aromáty alebo nepriamo cez syntézny plyn na metanol a celý rad chemikálií cez metanol, alebo priamo zo syntézneho plynu. Vodík získaný zo zemného plynu sa používa na syntézu amoniaku. CH4 + H2O --------> 3H2 + CO (katalytický rozklad metánu)

CH4 + 1/2O2 ---------> 2H2 + CO

Umelo zavedené anaeróbne kvasenie mestského odpadu v čistiacich staniciach produkuje metán, ktorý sa využíva ako topný plyn. Na farmách pri pobreží Kalifornie sa pestujú obrovské hnedé morské riasy. Tri razy do roka ich zbierajú špeciálne lode. Potom sa riasy dávajú do nádrží, kde sa nechajú hniť. Pri hnilobnom procese sa tvorí metán. Použitie:
Zo zemného plynu sa vyrábajú sadze, ktoré sú potrebné v polygrafickom a gumárenskom priemysle (zlepšuje kvalitu gumy, ako farbivo do tušu, do tlačovej černe a krému na topánky), acetylén, kyanovodík a sírouhlík, formaldehyd, metanol, halogénderiváty uhľovodíkov a iné. Pri spaľovaní sa zo zemného plynu uvoľňuje veľké množstvo tepelnej energie, preto má veľký význam ako priemyslové palivo, ktoré nahradzuje jedovatý svietiplyn.

REZERVY FOSILNÝCH PALÍV
Fosílne palivá sú cennými prírodnými zdrojmi energie, ktoré sa v prírode vytvorili za mnoho miliónov rokov. Dnes sú však obrovským tempom vyčerpávané. Na základe niekoľkých počítačových simulácií využívania prírodných zdrojov tu bolo ukázané, že spotreba palív vo svete bude rásť exponenciálnym tempom. Zásoby fosílnych palív sú ohraničené a jedného dňa sa vyčerpajú. Odhadnúť, ako dlho ich budeme môcť ešte užívať, nie je jednoduché. Každý rok sa totiž objavujú správy o nových ložiskách ropy, zemného plynu alebo uhlia. Užitočným údajom pre zhodnotenie zásob je pomer rezerv k ťažbe (spotrebe) v danom roku. Tento podiel vyjadruje dobu, po ktorú bude možné dané rezervy ešte čerpať pri súčasnej úrovni spotreby.

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk

Fosílne suroviny (ropa, zemný plyn, uhlie)