Charakterystyka rop naftowych
Ropa naftowa - charakterystyka surowca
1.1 Pochodzenie
Ropa naftowa powstała w wyniku przemian biochemicznych, chemicznych i geochemicznych materii organicznej pochodzącej z obumarłych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Organizmy te zbudowane są z niewielu typów związków chemicznych - należą do nich proteiny (białka), węglowodany (cukry, głównie celuloza), lipidy (najbardziej rozpowszechnione są tłuszcze), woski, żywice i olejki eteryczne, węglowodory, lignina, pigmenty roślinne i zwierzęce. W skład pierwiastkowy naturalnych prekursorów ropy naftowej wchodzą przede wszystkim: węgiel, wodór, siarka, azot i tlen, natomiast chlor, magnez, żelazo, nikiel i wanad występują w znacznie mniejszym stężeniu. Materia organiczna obumarłych organizmów osadzała się i gromadziła w określonym miejscu (zagłębienia terenu, zatoki, mokradła), a następnie ulegała unieruchomieniu w wyniku zalania wodą lub pokrycia warstwą osadu. Osadzanie się kolejnych warstw substancji organicznych i nieorganicznych doprowadziło do powstania zbiorników ropy naftowej. Proces tworzenia ropy naftowej przebiegał w dwóch zasadniczych stadiach: digenezy i katogenezy. Stadium diagenezy to etap biochemicznych (bakteryjnych) i chemicznych przemian substancji organicznej skał osadowych, trwający do momentu, gdy istotną rolę zaczyna odgrywać działanie temperatury. Stadium to przebiega na takich głębokościach, na których temperatura jest zbyt niska (50-60oC), aby mógł nastąpić termiczny rozkład składników substancji organicznej (biopolimerów).
W początkowym etapie diagenezy, gdy materiał organiczny znajduje się na głębokości 0-1 m poniżej poziomu terenu zachodzi rozkład aerobowy. Modelową reakcją tego okresu jest aerobowa destrukcja heksozy (C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O). Gdy materiał organiczny zostanie przykryty grubszą warstwą nadkładu zmniejsza się ilość tlenu i zachodzą reakcje hydrolizy celulozy i protein. Lipidy, żywice i lignina nie ulegają przemianom na tym etapie. Rozkład anaerobowy ma miejsce wówczas, gdy substancje organiczne są przykryte warstwą nadkładu o grubości przynajmniej 2-10 m. Tlen potrzebny do metabolizmu bakterie czerpią wtedy ze składników materiału organicznego. Anaerobowa destrukcja heksozy przebiega z wytworzeniem biometanu (C6H12O6 3CO2 + 3CH4). Na tym etapie diagenezy zachodzi
depolimeryzacja polisacharydów (celulozy) i reakcje węglowodanów prostych z siarczanami w wyniku których powstaje siarkowodór (3SO42- + C6H12O6 6HCO3- + 3H2S). Lipidy ulegają hydrolizie do kwasów tłuszczowych. Pod koniec rozkładu anaerobowego substancja organiczna zbudowana jest z produktów łagodnej dekompozycji lipidów, celulozy i ligniny oraz niezmienionych wosków, żywic i węglowodorów. Mieszanina ta w temp. 50-60oC może polimeryzować do nierozpuszczalnej, wysokomolekularnej substancji zwanej kerogenem.
(…)
… wraz z masą cząsteczkową. Ropa oferowana na rynkach naftowych ma temperaturę początku destylacji 25-30oC, a końca 520-560oC. Frakcje wrzące w zakresie 30 - 360oC (frakcje paliwowe: benzyna, nafta, olej napędowy) są zwykle destylowane pod ciśnieniem atmosferycznym, a pozostałe - wrzące w zakresie 360-560oC, pod ciśnieniem zmniejszonym do ok. 30-50 Tr. Oczyszczona ropa, po przejściu przez wymienniki ciepła, w których służyła jako czynnik chłodzący produkty destylacji, jest podgrzewana w piecu rurowym, a następnie wchodzi do kolumny atmosferycznej, na szczycie której są odbierane gazy węglowodorowe, jako frakcje boczne: benzyna, nafta (paliwo lotnicze) i olej napędowy, natomiast na dole kolumny pozostałość atmosferyczna (mazut), której składniki mają temp. wrzenia powyżej 350oC. Pozostałości…
… nafta (paliwo lotnicze) 180 - 250oC olej napędowy 250 - 360oC pozostałość atmosferyczna (mazut) >360oC
2. Podczas destylacja pod ciśnieniem zmniejszonym
destylat próżniowy 360 - 550oC pozostałość próżniowa (gudron) > 550oC Klasyfikacja ropy oparta na zawartości frakcji lekkich (oddestylowujących do 360oC) dzieli ropy na 4 klasy lekkości: z małą zawartością frakcji lekkich < 25% ze średnią zawartością…
…, dlatego ich zawartość we frakcjach olejowych jest znaczna. Węglowodory aromatyczne /areny/ występują w ropie naftowej w ilości rzadko przekraczającej 15% mas. Związki te zawierają przynajmniej jeden pierścień benzenowy. Spośród jednopierścieniowych aromatów w ropie naftowej najwięcej jest toluenu i ksylenu. Węglowodory aromatyczne zwykle koncentrują się we frakcjach ropy wrzących w wyższej temperaturze takich…
… - zawartość azotu w ropach waha się od poniżej 0,01% mas. do ok. 2% mas jest więc kilkakrotnie mniejsza niż siarki. Połączenia te można podzielić na zasadowe: pochodne pirydyny, chinoliny oraz niezasadowe: pochodne pirolu, indolu, karbazolu. Nie stwierdzono połączeń alifatycznych tego pierwiastka. Około 70% mas azotu gromadzi się we frakcja pozostałościowych (wysokowrzących). Porfiryny występują w większości…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)