Zdroje a zpracování uhlovodíků

Transkript

1 Zdroje a zpracování uhlovodíků 1

2 zdroje uhlovodíků (suroviny) Fosilní = neobnovitelné Recentní = obnovitelné 2

3 1) Fosilní zdroje - vznikly geochemickými procesy, v pravěku a) ropa b) uhlí c) zemní plyn 3

4 2) Recentní zdroje - stále se tvoří a) dřevo b) rostlinné plody c) tuky 4

5 1) Fosilní : a) Ropa - hnědá až černá olejovitá (l), - směs (l), (s) a (g) uhlovodíků s příměsi O, N, S - složení ropy: C, H, O, N, S - Vznik: rozkladem rostlinných a živočišných zbytků pod zemským povrchem za nepřítomnosti vzduchu při vysokých tlacích, - tento děj trval miliony let, - u nás malá ložiska ropy (ale zato velmi kvalitní!) v okolí Hodonína 5

6 1) Fosilní : a) Ropa Těží se pomocí vrtů, ze kterých pod tlakem tryská sama nebo se z nich čerpá. Doprava: po souši = ropovody po moři = tankery pzn. Ekologická katastrofa při havárii a úniku ropy do ŽP. 6

7 Exxon Valdez ztroskotal 24. března 1989 na pobřeží Aljašky v zálivu prince Williama s plným nákladem ropy. Při katastrofě uniklo do moře přes 40 tisíc tun ropy. Tato událost byla jednou z největších ekologických katastrof zaviněných člověkem na světě. Podle odhadů měla nehoda za následek smrt mořských ptáků, 2800 mořských vyder, 300 tuleňů, 250 orlů, asi 22 kosatek a miliardy jiker lososů a slanečků. Ropa také znečistila celé pobřeží a zapříčinila zničení většiny planktonu v oblasti. 7

8 Ve filmu Vodní svět byl ztroskotaný tanker Exxon Valdez základnou čmoudů, v kanceláři jejich velitele Deacona visí fotografie kapitána Josepha Hazelwooda, vzývaného jako Svatý Joe. Tento člověk, který pravděpodobně havárii způsobil svou nedbalostí, byl odsouzen k pokutě dolarů a 1000hodinám prospěšných prací. V červnu 2009 soud v San Francisku odsoudil společnost Exxon Mobil k zaplacení 507,5 milionu dolarů (cca 9,8 miliardy Kč) jako odškodné za následky havárie tankeru Exxon Valdez v roce

9 Zpracování ropy - postup v rafinériích zařízení: rektifikační kolona postup zaleží na složení ropy, ale také na tom, jaké produkty chceme z ropy získat, odstranění nečistot (tzn. sloučeniny S, voda a v ní rozpuštěné minerální soli, písek a hlína) zpracování: frakční destilací, Pzn. Předehřátá ropa se dopravuje do trubkové pece, kde se zahřeje na teplotu do 200 C a vstřikuje se do destilační kolony. 9

10 Zpracování ropy - postup Frakční destilací se oddělují složky: uhlovodíkové plyny benzín petrolej plynný olej mazací oleje mazut 10

11 Zpracování ropy 11

12 12

13 Na destilaci navazují další zpracovatelské postupy 1) RAFINACE 2) KRAKOVÁNÍ 3) ODPARAFINOVÁNÍ 13

14 1) RAFINACE - ČIŠTĚNÍ - ropné frakce se zbavují nežádoucích složek, které zhoršují stálost produktů, mění barvu a způsobují zápach. - jde o působení chemických činidel (kyseliny, zásady), selektivní rozpouštědla a adsorbenty (aktivní uhlí). 14

15 2) KRAKOVÁNÍ - podstatou je tepelný rozklad uhlovodíků s delším řetězcem na uhlovodíky s řetězcem kratším Př. krakováním se získává více než polovina veškerého benzínu 15

16 3) ODPARAFINOVÁNÍ OLEJŮ - pomocí různých činidel, často kombinovaných s ochlazováním příslušné frakce na teplotu -10 C dochází k odstranění pevných uhlovodíků z pří-p slušné frakce - přítomnost těchto uhlovodíků je nežádoucí například v motorové naftě a v leteckém benzínu, - v čistém stavu jsou tyto látky používané na impregnaci papíru, výrobu různých vosků, svíček 16

17 Produkty ropy a jejich význam: 17

18 ze spodní části kolony se odvádí destilační zbytek mazut který se dále zahřívá na teplotu C, vzniklé páry se pak odvádějí do vakuové destilační kolony, kde se mazut dále dělí. MAZUT Vakuový plynový olej Směs lehkých, středních a těžkých olejů asfalt 18

19 CETANOVÉ ČÍSLO - u nafty = Míra odolnosti proti tvrdému chodu vznětového motoru (prodloužení doby vztřiku paliva) Cetan = hexadekat = methylnaftalen = 0 19

20 směs makromomolekulárních látek vznikly UHELNATĚNÍM 1) Fosilní : b) Uhlí složení: nejvíce: C, dále: H, O, N, S (minerální látky) Uhlí černé hnědé antracit 20

21 1) Fosilní : b) Uhlí Vznik.procesem tzv. uhelnatění přeměna odumřelých stromů v tropických bažinách bez přístupu kyslíku působením tlaku nadložních vrstev nebo i tektonického tlaku. V PRVOHORÁCH A V DRUHOHORÁCH 21

22 A) Černé uhlí Černé uhlí na rozdíl od hnědého uhlí obsahuje více C a méně nežádoucích příměsí. Zpracování = KARBONIZACE = ZAHŘÁTÍ bez přístupu vzduchu (1000 C) a rozklad. 22

23 Těží se hlubinným způsobem, doly jsou často až 1 km hluboké VČR je několik lokalit, kde se těžilo uhlí (Kladensko, Rosicko- Oslavanský revír), dnes se těží pouze V Ostravsko- Karvinském revíru. 23

24 24

25 25

26 26

27 i) KOKS Použití: a) jako kvalitní pevné palivo b) surovina používaná k výrobě železa, acetylénu a vodního plynu 27

28 ii) Koksárenský plyn - ochlazením a dalšími postupy se zbavuje dehtu, naftalenu, amoniaku a benzenových uhlovodíků - využívá se jako průmyslové palivo - dříve se používal v domácnostech (svítiplyn), dnes již byl nahrazen zemním plynem 28

29 iii) Černouhelný dehet - hustá, černohnědá, nepříjemně páchnoucí kapalina - je zdrojem základních arénů a dalších složitějších sloučenin - dále se zpracovává frakční destilací 29

30 30

31 B) Hnědé uhlí Vzniklo v druhohorách (jura, křída) Je méně kvalitní, obsahuje více příměsí (hlavně síru- spalováním vznikají oxidy síry, kyselé deště). S + O 2 SO 2 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 Použití: se výhradně jako palivo do elektráren. Těžba: povrchovým způsobem, což má za následek značnou devastaci krajiny. V ČR se těží v oblasti Krušných hor (Sokolovská a Mostecká pánev). 31

32 32

33 C) Antracit druh černého uhlí nejjakostnější černé uhlí určené především pro litinové kotle 33

34 1) Fosilní : c) Zemní plyn = směs uhlovodíků s převládajícím obsahem methanu (60 97 %). - Hořlavý (g) - Výskyt: sám, s ropou a uhlím - Pro výrobu: řadu org. látek a topního plynu - = EKOLOGICKÉ PALIVO: při spalování: a) méně CO 2 b) Méně škodlivin c) SO 2 zanedbatelně d) Nemá N 34

35 1) Fosilní : c) Zemní plyn + k ŽP: 1) Bez nákladu ke spotřebiteli 2) Doprava nezávislá na klimatu 3) Není budova na skladování jako uhlí 4) Plynný spotřebič lehce ovladatelný 5) K dispozici 24 hodin denně 6) Plynovody v zemi nenarušuje tvář krajiny 35

36 1) Fosilní : c) Zemní plyn ČR není moc = z Ruska, Norska Nejefektivnější ze všech primárních paliv Zemní plyn suchý mokrý 36

37 37

38 Suchý zemní plyn - tvořen pouze methanem (stlačitelný) CNG Mokrý zemní plyn - tvořen kromě methanu i uhlovodíky, které se dají zkapalnit (LNG) 38

39 39