(CHEMIA W MOTORYZACJI) ZASTOSOWANIE PRODUKTÓW PRZEROBU ROPY NAFTOWEJ (CHEMIA W MOTORYZACJI)

ROPA NAFTOWA, czyli olej skalny, jest najważniejszym surowcem węglowodorowym do otrzymywania cennych produktów przemysłowych, np. benzyny, nafty, olejów smarowych, parafiny. Ropa naftowa jest ciemnobrunatną cieczą o gęstości 0,79 - 0,96 g/ml i o swoistym zapachu. Barwa jej bywa również jasna i słabo opalizująca, nie rozpuszcza się w wodzie. Głównymi składnikami ropy naftowej są rozmaite węglowodory: - nasycone węglowodory parafinowe, a więc homologi metanu, - małe ilości węglowodorów oleinowych (homologi etylenu), - nasycone węglowodory cykliczne, tzw. węglowodory naftenowe, pochodne cyklopentanu i cykloheksanu o wzorze CnH2n, - węglowodory aromatyczne, pochodne benzenu C6H6. Aby rozdzielić tę mieszaninę na poszczególne składniki, należy poddać ją destylacji frakcjonowanej. Cały proces odbywa się w zakładach zwanych rafineriami. Ogrzaną w specjalnych piecach rurowych ropę naftową wtłacza się do wysokiej wieży zwanej kolumną destylacyjną. Wieża jest chłodzona z zewnątrz. W kolumnie węglowodory najbardziej lotne unoszą się do góry i tam po ochłodzeniu ulegają skropleniu. Na niższych półkach kolumny skraplają się węglowodory mniej lotne.

Najbardziej lotną frakcją ropy naftowej jest benzyna (temperatura wrzenia 0-140°C). Następna frakcja to nafta o temperaturze wrzenia do 250°C. Powyżej tej temperatury uzyskuje się oleje (np. olej napędowy). Pozostałość nosi nazwę mazutu. Służy on do celów opałowych lub dalszej przeróbki. Substancją stałą pozostającą po destylacji ropy naftowej jest asfalt.

Podczas destylacji frakcyjnej z surowej ropy naftowej otrzymuje się następujące produkty: Eter naftowy, zbierany do temperatury 70 ºC, o gęstości poniżej 0,7 g/ml, składa się głównie z najlżejszych węglowodorów zawierających nie więcej niż sześć atomów węgla w cząsteczce. Zastosowanie: jako benzyna apteczna albo rozpuszczalnik do ekstrakcji.

Benzyna lekka, zbierana od 60 do 100 ºC i o gęstości 0,7 - 0,75 g/ml, stosowana głównie jako benzyna lotnicza. Benzyna ciężka, wrząca w granicach 100 - 150 ºC o gęstości 0,75 g/ml, używana jako benzyna samochodowa. Stosuje się ją głównie jako paliwo do silników, jako środek piorący i odtłuszczający, jako rozpuszczalnik tłuszczów farb i lakierów.

Ligroina, zwana inaczej benzyną lakową, wrze w granicach 100 - 180 ºC Ligroina, zwana inaczej benzyną lakową, wrze w granicach 100 - 180 ºC. Podane powyżej granice temperatur wrzenia poszczególnych frakcji oraz ich gęstość nie charakteryzują dokładnie danego rodzaju benzyny. Zależnie od pochodzenia ropy i od przeznaczenia destylatu granice te mogą się wahać.

Nafta jest produktem destylacji ropy odbieranym w granicach temperatur wrzenia 215 - 325 ºC. Surową naftę otrzymaną z pierwszej destylacji i zawierającą sporo smolistych zanieczyszczeń poddaje się następnie rafinacji chemicznej. Oczyszczona nafta powinna być trudno zapalna, a więc nie może zawierać lotnych składników, charakterystycznych dla benzyny. Temperatura zapłonu nafty, zgodnie z przepisami, wynosi 39 ºC. A zatem nafta nie powinna zapalać się w zetknięciu ze stosunkowo zimnym płomieniem zapałki.

Oleje naftowe. Pozostałość po destylacji ropy naftowej pod zwykłym ciśnieniem, wrzącą powyżej 325 ºC, poddaje się następnie destylacji próżniowej (pod zmniejszonym ciśnieniem), otrzymując rozmaite produkty przemysłowe, a przede wszystkim różne oleje naftowe. Należą do nich: • oleje smarowe, stosowane jako smary • oleje silnikowe (używane do silników Diesla), • oleje gazowe (przerabiane za pomocą pirolizy na mieszaninę gazów, używaną do oświetlania), mogą być stosowne jako paliwo • oleje parafinowe, z których przez wymrażanie wykrystalizowuje się parafinę służącą do wyrobu świec. Z niskogatunkowych rop, nie nadających się do wytwarzania wyżej wymienionych olejów naftowych, otrzymuje się oleje opałowe stosowane na statkach lub w przemyśle.

Parafina stała topi się w temperaturze 15 - 60 ºC Parafina stała topi się w temperaturze 15 - 60 ºC. Jest prawie bezbarwnym przezroczystym lub półprzezroczystym ciałem krystalicznym. Składnikami parafiny są węglowodory o zawartości węgla C19 - C39. Parafina służy do wyrobu świec oraz jako materiał izolacyjny w elektrotechnice.

Wazelina jest również produktem destylacji niektórych gatunków ropy naftowej i stanowi pozostałość po oddestylowaniu lżejszych składników. Wazelin surowa jest żółtoczerwoną lub ciemnozieloną półstała masą, używaną jako smar, nie ulegający zmianom na powietrzu ( w odróżnieniu od tłuszczów). Przez rafinację chemiczną za pomocą stężonego kwasu siarkowego, który następnie usuwa się za pomocą wody, otrzymuje się bezbarwną wazelinę farmaceutyczną, służącą do wyrobu maści.

Mazut czyli pozostałość jest surowcem do produkcji smaru, parafiny i asfaltu oraz surowcem w procesach krakowania stosowanych do otrzymywania benzyny.

Smoła ropna (inaczej asfalt naftowy) jest ostateczną pozostałością po przeróbce ropy naftowej, stosuje się ją np. po pokrywania nawierzchni dróg.

Benzyna jest substancją ciekłą, bardzo lotną i łatwopalną o charakterystycznym zapachu. Pary benzyny z powietrzem tworzą mieszanki wybuchowe. Nierozpuszczalna w wodzie, natomiast dobrze rozpuszczalna w bezwodnym alkoholu - eterze, chloroformie, itp. Stosuje się ją głównie jako paliwo do silników, jako środek piorący i odtłuszczający, jako rozpuszczalnik tłuszczów farb i lakierów. Ponieważ rozwój motoryzacji pociąga za sobą coraz większe zapotrzebowanie na benzynę, wyższe frakcje ropy naftowej takie jak oleje i mazut, przerabiane są na benzynę w procesie krakingu.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ ! ;)