1.Nośniki energii pierwotnej, rodzaje, podstawowe zastosowanie.

Ropa naftowa - surowiec o największym wpływie na bezpieczeństwo energetyczne i gospodarcze poszczególnych krajów i regionów. Obecnie jest prawie wyłącznym surowcem do produkcji paliw płynnych. Podstawowymi produktami handlowymi są paliwa płynne: gaz płynny, benzyna silnikowa, paliwa lotnicze, oleje napędowe, oleje grzewcze i benzyna silnikowa. Paliwa płynne stanową 80% produktów rafinerii. Produkty niepaliwowe to: środki smarowe, woski naftowe, asfalty, surowce petrochemiczne.

Gaz ziemny- paliwo kopalniane „ekologicznie czyste”. Gaz ziemny w ponad 90% używa się jako paliwo przemysłowe, komunalne, energetyczne, samochodowe. Stanowi również surowiec do produkcji wodoru oraz półproduktów petrochemicznych.

Węgiel - używany w ciepłownictwie i elektroenergetyce. Stosowany jest do produkcji koksu hutniczego

Energia jądrowa - produkowana w krajach o wysokim rozwoju technicznym, w krajach ubogich w paliwa kopalniane np. w Europie Zachodniej. W tej części świata wytwarza się energię elektryczną, a ciepło zrzutowe powstające przy jej produkcji używa się do ogrzewania hal produkcyjnych, mieszkań i stawów hodowlanych.

Energia wodna - wykorzystuje się w regionach o odpowiednich zasobach potencjalnych wód.

Odnawialne źródła energii - za najważniejszą uznaje się energię biomasy, w dalszej kolejności wiatru, słońca i morza.

2.Zużycie nośników energii na Świecie i w Polsce

Zużycie Świat (2003):
ropa - 37,4%

Węgiel - 26,4%
gaz ziemny - 24,0%
energia nuklearna - 6,1%
energia wodna - 6,1%

Zużycie UE (2003):
ropa - 42,7%

Węgiel - 14,9%
gaz ziemny - 24,3%
energia nuklearna - 13,6%
energia wodna - 4,5%

Zużycie Polska (2003):
ropa - 22,4%

Węgiel - 64,4%
gaz ziemny - 12,4%
energia nuklearna - 0%
energia wodna - 0,8%

3.Pochodzenie ropy naftowej

Naturalne paliwa węglowodorowe powstały w wyniku przemian biochemicznych, chemicznych i geochemicznych materii organicznej pochodzącej z obumarłych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Prekursorami były organizmy żywe.

Składniki stanowiące budulec organizmów żywych: proteiny, węglowodany (skrobia, celuloza), lipidy (woski, tłuszcze, oleje eteryczne, terpeny, steroidy, węglowodory), glikozydy, taniny, żywice, lignina, pigmenty roślinne i zwierzęce.

W stadium początkowym, gdy materiał organiczny znajduje się na głębokości 0-1m zachodzą reakcje aerobowe.

Gdy materiał organiczny zastanie przykryty grubszą warstwą nakładu, zmniejsza się koncentracja tlenu i rozpoczyna się stadium pleśnienia, w którym zachodzą m.in. reakcje hydrolizy biopolimerów takich jak celuloza lub proteiny. Lipidy, żywice i lignina nie ulegają przemianom w tym etapie. Rozkład anaerobowy ma miejsce wówczas, gdy depozyty organiczne są przykryte warstwą nakładu o grubości przynajmniej 2-10m.

Po rozkładzie anaerobowym tzw „organiczna zupa”, w warunkach diagenezy (50-60 st Celsjusza) może polimeryzować do nierozpuszczalnej wysokotemperaturowej substancji zwanej kerogenem. Większość ropy powstała w złożach zawierających kerogeny I i II.

Stadium ketagenezy to etap przemian kerosenu obejmujący zespół reakcji termicznych i katalitycznych zachodzących w złożu, w temp 60-170 st Celsj w obecności dużej ilości substancji mineralnej. Podczas ketagenezy dominują reakcje krakingu, a istotną rolę odgrywają również reakcje dekarboksylacji i dysproporcjonowania wodoru.

Powstała w procesie ketagenezy ropa naftowa podlega dalszym wpływom temperatury i ciśnienia, z czym związane są zmiany metamorficzne. Może to mieć miejsce zarówno w skałach macierzystych jak i skałach zbiornikowych

4.Zasoby, wydobycie, zużycie ropy naftowej

Zasoby (2003):

Środkowy Wschód - 99,0%

Ameryka Środkowa i Południowa - 14,6%

Europa i Eurazja - 14,5%

Afryka - 13,5%

Ameryka Północna - 8,8%

Azja i Pacyfik - 6,4%

Całkowite wydobycie (2003) - 3697 mln t

2003rok	Wydobycie %	Zużycie %
Środkowy Wschód Europa i Eurazja Ameryka Północna Azja i Pacyfik Afryka Ameryka Środkowa i Południowa	29,6 22,0 18,2 10,2 10,8 9,2	5,9 25,9 30,1 28,8 3,3 6,0

5.Właściwości ropy naftowej

Właściwości chemiczne - skład elementarny:

C:84,5%m/m ; H:13 ; S:1,5 ; N:0,5 ; O:0,5

Właściwości fizyczne

-gęstość- jest funkcją składu chemicznego ropy. Zwiększenie zawartości węglowodorów parafinowych w ropie skutkuje zmniejszeniem gęstości, a większa zawartość węglowodorów aromatycznym jej zwiększeniem. Gęstość zależy również od zawartości siarki, azotu i asfaltenów. Większa zawartość tych składników wiąże się ze zwiększeniem gęstości. Podział ropy ze względu na gęstość:

r. lekkie d<0,825 g/cm3

średnie 0,825<d<0,875

ciężkie 0,875<d<1,000

ekstraciężkie d>1,000

- lepkość - decyduje o mobilności ropy zarówno w trakcie transportu, pompowania, jak i migracji po przedostaniu się do środowiska naturalnego w 20 st Celsjusza zakres lepkości to 5,2 -550 mm²/s
-temperatura krzepnienia i płynięcia (topnienia)- jest parametrem jakościowym ropy i zmienia się w szerokim zakresie od -60C do +30C. Temperatura płynięcia zależy od skłądu ropy. Niepodstawione i symetryczne węglowodory pierścieniowe (areny, nafteny) mają wyższą temp topnienia niż ich parafinowe analogi.. W szeregach homologicznych temperatura topnienia rośnie ze zwiększeniem masy cząsteczkowej

-lotność - najistotniejszy parametr technologiczny informujący o wydajności poszczególnych frakcji oraz jest jednym z najistotniejszych parametrów środowiskowych, pozwalającym wnioskować o dystrybucji uwolnionej do środowiska ropy pomiędzy poszczególny fazy

-TBP (true boiling points) -skoryowane temperatury wrzenia - umożliwia przybliżone określenie takich parametrów jak: gęstość, prężność par, zwartość siarki, zawartość węglowodorów aromatycznych

-Przenikalność dielektryczna - wskazuje na obecność w ropie składników polarnych, takich jak asfalteny, żywice, produkty niepolarne. Składniki niepolarne mają mniejszą przenikalność niż składniki polarne. Dla większości rodzajów ropy wartość przenikalność mieści się w zakresie 1,9-2,5 *10^-11F/m

-Toksyczność - zależy od składu ropy oraz czułości badanych organizmów

6.Kryteria oceny jakości ropy naftowej
- gęstość

- zawartość siarki

- zawartość chlorków

-zawartość wody i zanieczyszczeń stałych

- zawartość pierwiastków śladowych

- lepkość i temperatura płynięcia

- destylacja charakterystyczna

- prężność par wg Reida

- liczba kwasowa

-pozostałość po koksowaniu

-zawartość asfaltenów

-zawartość parafiny

-zawartość azotu całkowitego

7.Ogólne zasady przetwarzania ropy naftowej

Pozyskanie podstawowych produktów przeróbki ropy o odpowiedniej jakości obejmuje realizację ciągu procesów technologicznych, w skład których wchodzą:

• procesy przeróbki zachowawczej - destylacja atmosferyczne, destylacja próżniowa

• procesy konwersji produktów pierwotnych - kraking termiczny, kraking katalityczny, hydrokraking

• procesy ulepszania produktów - reforming katalityczny, izomeryzacja, alkilacja, polimeryzacja, wytwarzanie tlenowych komponentów paliw

• procesy oczyszczania produktów - hydrorafinacja, rafinacja rozpuszczalnikowa, rafinacja chemiczna, rafinacji adsorpcyjna,

• komponowanie produktów

2

---