Ropa
Ropa je prírodná kvapalná živica, zložená prevažne z uhľovodíkov rozličnej viskozity (tekutej až veľmi viskóznej) a rozmanitej farby (svetlo žltá až čierna). Je jedným zo základných energických zdrojov, jej význam ako priemyselnej suroviny stále vzrastá (petrochémia). Náleziská ropy sú rozložené nepravidelne po celom svete. Produkčne najvýznamnejšia je oblasť Blízkeho a Stredného východu. Novou významnou ťažobnou oblasťou sa stáva Afrika, najmä Sahara a oblasť Guinejského zálivu (Nigéria). Druhou najvýznamnejšou produkčnou oblasťou je Severná Amerika, najmä USA. Zvyšuje sa ťažba v Kanade. Významným producentom je Karibská oblasť (Venezuela).
Ropa sa vyskytuje vo všetkých geologických útvaroch, od prvohôr až po štvrtohory. Je uložená pod nepriepustnými horninami spolu so zemným plynom a vodou. Len výnimočne je ropa uložená tam, kde vznikla. Ropa vplyvom zemných tlakov migruje. Táto skutočnosť sťažuje presné a definitívne zistenie pôvodu ropy, pretože sa v nej len ťažko nachádzajú pozostatky látok, z kt. pôvodne vznikla. Anorganická teória pôvodu ropy vychádza z faktu, že rôzne uhľovodíky vznikajú rozkladom karbidov kovov vodou alebo premenou metánu. Organická teória vzniku ropy predpokladá, že základom látkou ropy sú zvyšky organizmov (rastlinných a živočíšnych), kt. žili v moriach a po odumretí podľahli hnilobným procesom a bakteriálnej činnosti, čo nakoniec spolu s katalytickým účinkom hlín, rádioaktívneho žiarenia a vzrastaním tlaku vyvolalo vznik uhľovodíkov.
Ložiská ropy sa intenzívne vyhľadávajú najmodernejšími fyzikálnymi, chemickými, geologickými, petrografickými, biologickými a inými metódami. V praxi sa uplatňujú dva spôsoby vŕtania: nárazový, pri kt. sa hornina rozsekáva tvrdým dlátom a potom sa lyžičkuje, alebo točivý, pri kt. sa rozdrvená hornina kontinuálne vynáša vyplachovacou kvapalinou. Vlastná ťažba ropy závisí od charakteru ložiska. Najvýhodnejšia je ťažba kontrolovaným tokom, keď v ložisku je, alebo sa utvorí dostatočný tlak a ropa na povrch vyteká samovoľne. Pracuje sa troma rozlišnými spôsobmi. Pri volumetrickom spôsobe je tlak v ložisku vytvorený vlastným zemným plynom a s postupujúcou tažbou klesá a zvyšuje sa vháňaním stlačeného plynu medzi vystužovacím a ťažným potrubím, alebo sa ťažba uskutočňuje čerpaním. Druhý používaný spôsob je hydraulický, keď sa do ložiska vháňa voda osobitným potrubím. Tretí spôsob je kapilárny, kt. sa používa v ložiskách s málo priepustnými horninami, kde je nízky tlak. Veľmi zriedka sa ropa ťaží šachtami.
Na základe frakčného zloženia sa dá ropa destiláciou rozdeliť na plynné podiely, benzín, petrolej, plynový olej, olejové destiláty a zvyšok. Z chemickej stránky je ropa zmesou uhľovodíkových a neuhľovodíkových komponentov. Charakter a vzájomný pomer jednotlivých typov zlúčenín je rôzny podľa pôvodu a geologického veku ropy a je základom jej klasifikácie.Ropa je zložená z veľkého množstva zlúčenín, preto individuálna identifikácia bola umožnená až v ostatnom čase aplikáciou najmodernejších fyzikálno-chemických separačných a identifikačných metód. Z uhľovodíkov sú prítomné n- a izoparafíny, cykloalkány a aromáty. Nenasýtené uhľovodíky ropa neobsahuje. Z kyslíkatých látok sú najvýznamnejšie naftalénové kyseliny, typickými zástupcami dusíkatých látok v rope sú alkylované pyridíny a chinolíny, ako aj porfyríny. Pravidelnou súčasťou ropy sú sírne zlúčeniny, kt. značne ovplyvňujú spracúvanie a kvalitu výrobkov. V rope sú aj kovové zlúčeniny.
Ropa sa spracúvava na jednotlivé výrobky v rafinériách. Dnes sú tieto závody stavané účelovo (destilačná rafinéria, palivárska rafinéria, hydrogeneračná rafinéria, asfaltérska rafinéria, rafinéria s úplným chem. spracovaním ropy, energeticko-chem. kombinát).Typ rafinérie určuje jednak požiadavka trhu, jednak druh spacúvanej ropy. Vyťažená ropa je znečistená vodou, hlinou a pod. Väčšina nečistôt a časť vody sa oddelia sedimentáciou, zvyšok vody s rozpustenými soľami treba odstrániť odvodnením a odsolením.
Po odsolení sa ropy destiluje. Obvyklá je dvojstupňová destilácia s atm., a vákuovou kolónou, z kt. sa získavajú základné rafinérske výrobky. Podľa stúpajúcej teploty varu sú to:
- uhľovodíkové plyny, kt. sa skvapalňujú a používajú sa najmä ako vykurovcie plyny a petrochem. suroviny. - benzín, kt. je najmä motorovým palivom a významným rozpúšťadlom. - petrolej, kt. po úprave slúži ako palivo do prúdových motorov, príp. na svietenie. Plynný olej sa mieša s petrolejom a slúži ako motorová nafta na pohon dieslových motorov. - mastiace oleje, oleje na špeciálne ciele, parafín, cerezín a plastické masivá. - asfaltové výrobky.
Vyššie ropné frakcie sa podrobujú rôznym termickým a katalytickým, prevažne štiepnym reakciám, pričom sa získavajú žiadúce produkty. Krakovaním sa získava krakový benzín a krakové plyny, kt. sa ďalej využívajú pri petrochem. syntéze. Reformovaním, zahrňujúcim najmä izomériu, dehydroizomériu, dehydrogenáciu, dehydrocyklizáciu, hydrokrakovanie, sa z prim. produktov získavajú kvalitné benzíny s vysokým oktánovým číslom.
Významné sú aj niekt. syntézne reakcie využívajúce ropné podiely. Polymerizáciu nenasýtených uhľovodíkov sa získavajú produkty od benzínov až po mastiace oleje. Z alkylačných reakcií je najvýznamnejšia alkylácia i-butánu olefínmi, ktorými sa získavajú vyyokooktánové alkyláty slúžiace ako letecké palivá. Z izomeračných reakcií sú najvýznamnejšie izomérie ľahkých benzínov na izouhľovodíky. Významnou reakciou je hydrogenačná rafinácia, ktorými sa z ropných podielov eliminujú neuhľovodíkové zložky. Touto rafinačnou reakciou sa čistia suroviny pred ďalším kataltytickým spracovaním. Veľmi perspektívne sú niekt. biochem. procesy, pri kt. sa využívajú ropné uhľovodíky. Tieto procesy sú založené na schopnosti niekt. mikroorganizmov asimilovať určité zložky. Ďalšie reakcie ropných uhľovodíkov, najmä pyrolýza, polymerizácia, oxidácia, hlaogenácia a i., sú základom petrochemických syntéz.
Zdroje:
Malá encyklopédia chémie, 1980 -
|