Ropa Naftowa

Ropa naftowa jest mieszaniną węglowodorów takich jak: butan (C4H10), pentan(C5H12), heksan(C6H14), heptan(C7H16), oktan(C8H18), dodekan(C12H26), pentadekan(C15H32), oktadekan(C18H38), pentakozan(C25H52), tetrakontan(C40H82). Jest oleistą cieczą o charakterystycznym zapachu . Nie miesza się z wodą , jest palna. Powstała ze szczątków drobnych roślin i zwierząt , które żyły przed milionami lat. Organizmy te umierając, opadły na dno, gdzie pokrywały je warstwy mułu i piasku. Z biegiem lat zamieniały się w skałę . Kolejne warstwy skalne wciskały organiczne szczątki coraz głębiej. Pod wpływem ciepła, bakterii i nacisku skały zamieniły się one w ropę naftową. Ponad 80% eksploatowanych obecnie złóż ropy powstało w erze mezozoicznej lub w trzeciorzędzie. Ropa naftowa występuje prawie wyłącznie w skałach osadowych, głównie piaskowcach, których porowatości i szczeliny mogą być nasycone ropą. Aby mogło powstać złoże ropy naftowej musi istnieć warstwa skał nieprzepuszczalnych przykrywająca skałę przepuszczalną . Złoża ropy znajdują się na wszystkich kontynentach, często pod dnem morskim w szelfach kontynentalnych blisko brzegu . Wówczas wieżę szybową oraz urządzenia wiertnicze ustawia się na platformie. Ropę wypływającą z szybu nazywa się ropą surową . Rurociągami, tankowcami i cysternami dostarcza się do rafinerii. Surowa ropa naftowa jest mieszaniną związków chemicznych wodoru i węgla, które w rafinerii oddziela się od siebie . Wraz ze złożami ropy naftowej występują złoża gazu ziemnego, którego głównym składnikiem jest metan.
Destylacja ropy naftowej. Obróbka rozpoczyna się od tak zwanej destylacji frakcyjnej, którą przeprowadza się w wielkiej wieży. Surową ropę podgrzewa się tak długo , aż większość jej płynnych składników przejdzie w stan lotny. Pary te unosząc się ku górze wieży, coraz bardziej się oziębiają, wreszcie ponownie stają się płynami . Różne substancje przechodzą w stan ciekły przy różnych temperaturach, toteż wypływają one z wieży na różnych poziomach . Tak oddzielone substancje ropy nazywa się frakcjami .Otrzymuje się z nich benzynę , naftę , oleje smarowe i opałowe oraz pozostałość – asfalt naftowy. Podczas obróbki ropy naftowej wytwarza się również gaz . Niektóre z płynów uzyskiwanych w wyniku destylacji są zbyt gęste i ciężkie , aby można je było stosować w takiej postaci . W procesie zwanym krakowaniem rozkłada się je więc na substancje prostsze , uzyskując więcej benzyny , a także olei lekkich .
Podczas destylacji frakcyjnej z surowej ropy naftowej otrzymuje się następujące produkty:
· Gaz, składa się głównie z najlżejszych węglowodorów zawierających nie więcej niż cztery atomy węgla w cząsteczce
· 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.
· Ligroina, zwana inaczej benzyną lakową, wrze w granicach 100 - 180 ºC.
· Nafta jest produktem destylacji ropy odbieranym w granicach temperatur wrzenia 215 - 325 ºC.
· 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, oleje silnikowe, oleje gazowe oraz olej parafinowy, z którego przez wymrażanie wykrystalizowuje się parafinę służącą do wyrobu świec.
· 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.
· Smoła ropna (inaczej asfalt naftowy) jest ostateczną pozostałością po przeróbce ropy naftowej, stosuje się ją np. po pokrywania nawierzchni dróg.
Ubocznym produktem przeróbki ropy są kwasy naftenowe, kwasy mahoniowe i kwasy zielone. Sole miedziowe i cynkowe tych kwasów mają własności grzybobójcze i używa się ich do konserwacji drewna. Sole kwasów mahoniowych i zielonych wykorzystuje się w przemyśle włókienniczy i do chłodzenia obróbki metali.
Z ropy naftowej wytwarza się połowę energii wykorzystywanej na świecie . Jako surowca energetycznego używa się ropy w transporcie , przemyśle i innych działach gospodarki. Ropa naftowa wykorzystywana jest do produkcji wielu paliw , smarów i olejów silnikowych. Służy również do produkcji nawierzchni asfaltowych i całej gamy innych produktów, np. kosmetyków , leków , barwników , materiałów wybuchowych , nawozów sztucznych, włókien sztucznych , atramentu , środków owadobójczych , plastiku , syntetycznego kauczuku . Ropa naftowa stała się głównym motorem rozwoju przemysłu i cywilizacji w XX wieku . Niestety jej produkcja i przeróbka powoduje zanieczyszczenie środowiska . Skażenie wód morskich ropą zdarza się przy czyszczeniu tankowców , kolizji morskich i wypadkach na morskich platformach wydobywczych . Do największych skażeń dochodzi , gdy tankowce zostaną uszkodzone lub zatoną .Tak stało się kilka tygodni temu na Atlantyku, w wybrzeży Hiszpanii. Obecnie skażenie to dociera już do Francji. Wycieki ropy doprowadzają do zagłady ptaków, ryb i innych morskich organizmów . Stosowanie benzyny w silnikach samochodowych doprowadziło do ciężkiego skażenia powietrza w wielu miastach. Spaliny z samochodów i innych urządzeń napędzanych ropą zawierają trujące gazy, takie jak tlenek węgla , nie spalone węglowodory , tlenki azotu i ołów . Niektóre z tych zanieczyszczeń wchodzą w reakcje ze światłem słonecznym , tworząc smog w wielkich miastach , takich jak Los Angeles czy Meksyk . Kiedy tlenki azotu wymieszają się z drobinami wody w chmurach , spadają tzw. kwaśne deszcze . Zanieczyszczają one rzeki i jeziora oraz niszczą lasy . Wiele krajów świata podjeło już działania , mające na celu ograniczenie emisji spalin samochodów . Zachęca się do stosowania benzyny bezołowiowej , a w wielu krajach niedługo nie będzie można zarejestrować samochodu , który nie będzie wyposażony w katalizator spalin , redukujący w znacznym stopniu emisji trujących gazów . Zabiegi te są jednak niewystarczające , jako że z roku na rok zwiększa się światowe zużycie ropy naftowej.
Szacuje się , że rezerwy ropy naftowej wystarczą na mniej więcej 40 lat . Największe złoża ropy znajdują się w krajach arabskich Bliskiego Wschodu i stanowią ok. 65% znanych rezerw ropy naftowej . Czołowym producentem ropy jest Rosja, Stany Zjednoczone ,Arabia Saudyjska , Iran , Meksyk ,Chiny , Wenezuela , Irak i Wielka Brytania . W Polsce wydobycie wynosi 0,2 mln t, co stanowi 0,01% światowego wydobycia
Pochodnymi węglowodorów są kwasy karboksylowe. Są kwasy organiczne zawierające w cząsteczce przynajmniej jedną grupę karboksylową -COOH. Są to ciecze lub ciała stałe będące zazwyczaj słabymi kwasami. Powstają m.in. jako produkty utleniania alkoholi pierwszorzędowych (alkohole), aldehydów, albo w reakcji odpowiednich organicznych bezwodników kwasowych z wodą.Reagują z zasadami tworząc sole organiczne, natomiast z alkoholami dają estry. Kwasy karboksylowe z jedną grupą -COOH, będące pochodnymi węglowodorów alifatycznych, nazywa się kwasami tłuszczowymi. Kwasy karboksylowe mogą zawierać oprócz grupy -COOH także inne grupy funkcyjne.
Przykłady kwasów karboksylowych:
· metanowy (mrówkowy) – HCOOH
· etanowy (octowy) -CH3COOH
· propanowy - C2H5COOH
· butanowy (masłowy) - C3H7COOH
· oktadekanowy (stearynowy) -C17H35COOH

Ropa naftowa jest mieszaniną węglowodorów. Spalanie ropy jest więc spalaniem poszczególnych węglowodorów. Temperatura zapłonu jest różna dla poszczególnych jej składników. Temperatura zapłonu ropy naftowej jako mieszaniny wynosi 17 oC.
Temperatura zapłonu np.
· mazutu 65-100 oC
· nafty 38-74 oC
· parafiny 199 oC
· benzyna 28-34 oC