Přírodní zdroje uhlovodíků

Transkript

1 Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Říjen 2010 Mgr. Alena Jirčáková

2 Zemní plyn - vznik: Výskyt často spolu s ropou (naftový zemní plyn) nebo s uhlím (karbonský zemní plyn) Uvolňování při tvorbě uhlí (prouhelňování) nebo ropy (bituminace), postupným rozkladem organického materiálu (rostlinných a živočišných zbytků) Vše probíhalo za vysokého tlaku a teploty, bez přístupu vzduchu Podle anorganické teorie vznikal zemní plyn řadou chemických reakcí z anorganických látek.

3 Zemní plyn - výskyt a složení: Přírodní hořlavý plyn, který se vyskytuje samostatně nebo doprovází ložiska ropy a uhlí Složení se liší podle místa těžby, hlavní složkou je methan (až 90 %) a ethan (1 6 %) dále následují ostatní plynné uhlovodíky, vodík, dusík a oxid uhličitý Spalováním zemního plynu se uvolňuje nejméně oxidu uhličitého (proti ostatním ropným produktům a uhlí) proto ekologické palivo Zemní plyn je bez zápachu, přídavek zapáchajících plynů identifikace v případě úniku

4 Prvohory (karbon) Přírodní vývěr plynu (Rumunsko) Ložisko plynu

5 Zemní plyn - užití: Ekologické plynné topivo pro průmysl a domácnost (náhrada dnes neužívaného nebezpečného svítiplynu) CNG (Compressed Natural Gas) - stlačený zemní plyn, používá se jako palivo pro motorová vozidla (menší ekologická zátěž pro životní prostředí proti benzínu a naftě) LNG (Liquefied Natural Gas) - zkapalněný zemní plyn, doprava na odbytiště, pomocí tankerů Využíván také jako významná surovina chemického průmyslu (petrochemie)

6 Svícení (plynové lampy) Vaření a topení v domácnostech Pohon motorových vozidel

7 Ropa - vznik: Ropa vznikla bituminací z prehistorických živočišných a rostlinných zbytků, které se postupně rozkládaly bez přístupu vzduchu Organické zbytky se přeměnily vlivem vysoké teploty a tlaku se na kerogen (polymerní organické látky), následně na živice (bitumen, organické kapaliny, vysoce viskózní, černé barvy asfalt, dehet) a nakonec na ropu a zemní plyn Ropa a zemní plyn migrovaly podél nerostných vrstev, až do porézních hornin, čímž vznikla jejich současná naleziště.

8 Ropa - výskyt a složení: Nachází se ve svrchních vrstvách zemské kůry (kontinentální šelfy) Naleziště ropy jsou pod nepropustnými vrstvami, v hloubkách až 8 km pod zemským povrchem Ropa při těžbě buď vyvěrá pod tlakem, nebo je čerpána. Vyskytuje se společně se zemním plynem Ropa je složena ze směsi kapalných uhlovodíků, ve kterých jsou rozpuštěny i uhlovodíky plynné a pevné Složení ropy se liší podle naleziště (podíl alkanů a cykloalkanů, arénů a heterocyklických sloučenin je různý)

9 Prvohory (karbon) Vzorek ropy Těžní ropná věž

10 Ropa - užití: Ropa i ropné výrobky jsou základním palivem pro dopravu a surovinou pro výrobu plastů Vyrábějí se z ní i některé léky, hnojiva a pesticidy Chudší země používají ropné produkty také k výrobě elektřiny (asi 7 % světové produkce) Základem zpracování ropy je proces kontinuální rektifikace (frakční destilace - zastaralý postup, neefektivní), při níž jsou v kolonách odděleny při atmosférickém tlaku jednotlivé skupiny uhlovodíků (frakce) podle bodů varu Plynné uhlovodíky (methan, ethan, propan, butan) se oddělí jako první (propan a butan = automobilové palivo LPG Následují frakce: Benzinová, petrolejová, plynový olej, mazací oleje a pevný zbytek (mazut)

11

12 Uhlí - vznik: Hořlavá, hnědá až černá hornina organogenního původu Uhlí vzniklo prouhelňováním z rostlinných zbytků, které byly uloženy v anaerobním prostředí (rozklad bez přístupu kyslíku) za vysokého tlaku a teploty Lignit a hnědé uhlí jehličnaté a listnaté stromy, třetihorní původ Černé uhlí - rozklad a prouhelňování vyhynulých stromových plavuní, přesliček a kapradin ( bažiny, prvohorní a druhohorní původ)

13 Uhlí složení a výskyt: Uhlí je složeno především z uhlíku, vodíku a kyslíku, obsahuje však také další chemické prvky především síru a příměsi radioaktivních prvků (uran a thorium) Uhelné pánve (těžba povrchová nebo hlubinná), některá světová ložiska dosud netěžena, zásoby asi na 120 let

14 Uhlí - užití: Lignit - nejméně kvalitní druh uhlí, pro výrobu elektřiny nebo výrobu technologického tepla, leštěný byl využíván jako ozdobný kámen Hnědé uhlí - vytápění domácností nebo výroba tepla a elektřiny Černé uhlí vysoká hustota, barva obvykle černá až hnědočerná, chemické zpracování (karbonizace, hydrogenace, výroba syntézního plynu) Antracit - nejkvalitnější uhlí, používá se na vytápění a k výrobě chemikálií

15 Lignit Antracit Prvohory (karbon)

16 Chemie pro střední školy Jiří Banýr,Pavel Beneš a kolektiv SPN Praha,1997 Chemie II v kostce pro střední školy Bohumír Kotlík, Květoslava Růžičková nakladatelství Fragment,