Ropa

Pôvod a výskyt ropy

Pôvodom ropy sa zaoberajú dve rozdielne teórie: anorganická a organická. Zástancami anorganickej teórie boli predovšetkým chemici Mendelejev, Sokolov, Sabatier a iní. Táto teória bola založená na tvorbe uhľovodíkov z anorganických materiálov, predovšetkým z karbidov. Novší variant tvrdí, že z rôznych plynov v zemi (H2, CH4, CO2, CO) v dôsledku katalytického pôsobenia silikátov a ťažkých kovov vznikajú uhľovodíky. Dnes je všeobecne priateľnejšia organická teória vzniku ropy. Jej tvorcami okrem chemikov boli aj geochemici a geológovia (Lomonosov, Engler, Gubkin a iní ). Aj podľa organickej teórie je viacero variantov vzniku ropy. Predpokladom pre vznik ropy je tvorba, následné hromadenie a premeny organických látok mikroorganizmami. Podľa určitých predstáv organická hmota v sedimentoch sa mení v troch vývojových stupňoch:

1. diagenéza – ukladanie organickej hmoty
2. katagenéza – pokles sedimentárnych vrstiev do hĺbky niekoľkých kilometrov
3. metagenéza – je posledné štádium pri tvorbe ropy. Prebieha pri vysokých teplotách a tlakoch, pričom dochádza k ďalším zmenám organického materiálu.

Tvorba ropy v podobe, ako ju dnes poznáme, trvala stá milióny rokov. Čím je ropa staršia, tým je ľahšia, tým menej heteroatómov (S, N, O) obsahuje. Dnešné ložiská ropy obyčajne nie sú totožné s miestami jej vzniku. Pri migrácii ropy dochádza tiež k jej zmenám.

Typy ložísk

Ropa sa nachádza v priepustných horninách, ktoré prešli vrásnením a je tam striedanie priepustných a nepriepustných vrstiev. Ložisko ropy vzniklo tak, že priepustná hornina je prerušená nepriepustnou, ktorá zastaví migráciu ropy. Podľa tvaru sa rozoznávajú ložiská synklikálne, antiklinálne, pri soľnom pni, pri zlome, šošovkové a stratigrafické. Ropu často sprevádzajú plyny a voda. Rozlišujeme režim ložiska plynový, hydraulický a zmiešaný. Od priepustnosti hornín a režimu závisí aj vyťažitelnosť ložiska.Zloženie a vznik ropy

Ropa je horľavá kvapalná zmes, zložená prevažne z kvapalných uhľovodíkov, v ktorých sú rozpustené menšie podiely plynných a tuhých uhľovodíkov. Obyčajne je ľahšia ako voda, má svetlú, žltohnedú, zelenú, sivú až čiernu farbu a charakteristický zápach. Patrí medzi kaustobiolity bituménového radu, pod ktorým rozumieme tie horľavé horniny alebo ich podiely, ktoré sa rozpúšťajú v organických rozpúšťadlách bez zmeny chemickej štruktúry.

Predpokladá sa, že materskou látkou ropy sú zvyšky organizmov, ktoré žili v slaných a čiastočne vysladených vodách, a to najmä zvyšky rastlinného a živočíšneho planktónu a mikroplanktónu, ktorý vzniká v obrovských množstvách aj dnes. Napr. niektoré druhy baktérií by sa mohli teoreticky za jeden deň v ideálnych podmienkach rozmnožiť z jednej baktérie na 1036 jedincov s celkovou hmotnosťou 1,4. 1014 ton. Odumieranie týchto primitývnych organizmov je ale približne rovnako rýchle. Väčšina odumretých organizmov podlieha na vzduchu rýchlemu rozkladu, a len v plytkých a nevetraných moriach, kde oxidačná zóna dosahuje maximálne 200-300 metrov, uchovávajú sa asi 2 až 3% organickej hmoty. Tieto organizmy sa po odumretí miešajú na dne s anorganickými látkami, podliehajú hnilobe a vytvárajú látku nazývanú sapropel. V tomto redukčnom prostredí a pôsobením anaeróbnych baktérií, ktoré v ňom nakoniec odumierajú a obohacujú ho o organické látky, sa prakticky úplne odbúrajú cukry, škroby, celulóza a takmer celkom bielkoviny. Tuky, vosky a živice podliehajú hydrolýze, dekarboxilácii a iným procesom, ktoré vedú k tvorbe jemne rozptýlených bitumérov. Rozklad organickej hmoty v sedimentoch je zo začiatku prevažne biochemický, neskôr sa v čoraz väčšej miere uplatňuje termokatalýza, ktorej rýchlosť priebehu je určovaná hĺbkou a veľkosťou tepelného toku. Zdvojnásobuje sa zvýšením teploty o 15 až 30°C. Izotopické zloženie uhlíka dokazuje, že organická hmota sa v rope menila väčšinou pri teplotách pod 100°C.

Ropa sa skadá hlavne z látok zvaných uhľovodíky, čo sú molekuly vytvorené z dvoch chemických prvkov - z vodíka a uhlíka - spolu s ďalšími látkami. Má rôzne formy, vrátane kvapalnej nafty alebo hustej, lepkavej látky zvanej asfalt.Procesy, vďaka ktorým sa ropa vyvíjala, trvali milíóny rokov. Väčšina ropy v severnej a strednej časti Stredozemného mora vznikla zo zbytkov jednobunkových rias a baktérií, ktoré v priebehu jurskej doby (pred asi 144-213 milíónmi rokov) boli na morskom dne pokryté rôznymi nánosmi a bahnom. Usadený materiál sa pomaly premieňal na ropu vplyvom tepla a tlaku. Výsledkom je čierna lepkavá hmota zložená z rôznych molekúl, ktoré patria do kategórie uhľovodíkov.

Ropa je tmavá viskózna kvapalina, ktorá sa obyčajne vyskytuje vo veľkých hĺbkach pod zemským povrchom i pod dnom morí. Často sa vyskytuje spolu so zemným plynom, ktorý obsahuje predovšetkým metán. Je to tiež zmes alkánov rozdielnych veľkosti i štruktúr. Spracovaním ropy sa vyrába veľký počet užitočných látok.

Organické látky sa pri zemetraseniach a pohyboch zemskej kôry prepadali hlbšie a hlbšie. Pod vplyvom silného tlaku a vysokých teplôt dochádzalo v útrobách zeme k chemickým reakciám a k fúzii látok. 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. 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.