Paliwa ciekłe
Podział paliw ciekłych
Paliwa ciekłe dzieli si na:
�naturalne (ropa naftowa i jej pochodne,
oleje łupkowe, smoła łupkowa),
�sztuczne (alkohole, paliwa z upłynniania
w gla, oleje ro linne).
Inne surowce do wytwarzania
paliw ciekłych
Surowcem do wytwarzania paliw ciekłych s
tak e:
�łupki olejowe
�łupki smołowe
�piaski olejowe
Ropa
naftowa
i
gaz
ziemny
Ropa naftowa
Ropa naft ow a jest jedynym
nat uralnym paliw em c iek łym .
Ponad połowa złó ropy naftowej pochodzi z
trzeciorz du (sprzed 1 60 mln lat).
Ropa naftowa to mieszanina około 3000
w glowodorów.
Pocz tki eksploatacji ropy naftowej ł cz si z nazwiskiem A
ukasiewicz (1853)
Skład ropa naftowej
�frakcyjny (udział ró nych frakcji ró ni cych
si temperatur wrzenia),
�chemiczny (udział poszczególnych grup
w glowodorów),
�elementarny (udział poszczególnych
pierwiastków).
Destylacja ropy naftowej
Frakcje ropy naftowej:
� lekka benzyna: 313 433 K,
� ci ka benzyna (ligroina): 433 473 K,
� nafta: 473 590 K,
� olej nap dowy: 590 633 K,
� lekki destylat pró niowy: 633 813 K,
� ci ki destylat pró niowy: powy ej 813 K.
Skład chemiczny ropy naftowej
 w glowodory parafinowe s to wo-ry nasycone (CnH2n+ 2)
wyst puj ce we wszystkich frakcjach ropy naftowej,
 w glowodory naftenowe s to nasycone w glowodory
cykliczne (CnH2n) o pier cieniowym układzie atomów w gla i
wodoru, wyst puj w du ych ilo ciach w olejach ci kich,
 w glowodory aromatyczne  z tej grupy w glowodorów
w ropie wyst puj głównie benzen, naftalen, fenantren i
antracen oraz ich homologi,
 w glowodory olefinowe wyst puj w niewielkich ilo ciach
w ropie naftowej, spotykane s raczej w produktach
przeróbki ropy, s to pentan, oktan itd.,
 zwi zki heteroorganiczne - siarki (merkaptany, siarczki
dwusiarczki i inne), azotu (głównie pirydyna i jej pochodne
oraz aminy), tlenu (kwasy karboksylowe i ich estry, fenole,
alkohole, ketony), a ponadto aminokwasy, tiazole i inne.
Skład elementarny ropy naftowej
Jest pi ć podstawowych podstawowych pierwiastków w ropie naftowej
Pierwiastek Udział, % wag. Pierwiastek Udział, % wag.
Azot 0,01 1,2
83 87
W giel
Tlen 0,05 4
12 14
Wodór
Siarka
0,01 8
Inne pierwiastki w ropie, jak wanad, nikiel, elazo, mangan, kobalt, fosfor, oraz
mikroelementy wyst puj w st eniu rz du warto ci 10 3 10 5%.
Klasyfikacja ropy naftowej
Nie ma jednolitej klasyfikacji gatunków ropy naftowej.
Najprostsze systemy klasyfikacyjne opieraj si na
łatwo mierzalnych wła ciwo ciach ropy:
�g sto ć,
�zawarto ć siarki,
�zawarto ć substancji ywiczno-asfaltenowych,
�zawarto ć parafiny oraz frakcji  lekkich
Przykłady systemów klasyfikacji
ropy naftowej
a) ze wzgl du na zawarto ć siarki rop dzielimy na:
niskosiarkow (S < 0,5%), siarkow (S = 0,5 2%) i
wysokosiarkow (S > 2%),
b) ze wzgl du na g sto ć wyró nia si rop :
lekk (� < 0,87 kg/m3),
redn (� = 0,87 0,91 kg/m3),
i ci k (� > 0,91 kg/m3),
c) ze wzgl du na zawarto ć parafiny rop dzieli si
na: niskoparafinow zaw. parafiny < 5%),
parafinow (zaw. parafiny 5 10 %)
i wysokoparafinow (zaw. parafiny > 10%)
Klasyfikacja ropy naftowej wg.
Sachanena
Klasa ropy Skład ropy naftowej
Parafinowa
Zawarto ć w glowodorów parafinowych ponad 75%
Naftenowa
Zawarto ć w glowodorów naftenowych ponad 70%
Aromatyczna
Zawarto ć w glowodorów aromatycznych ponad 50%
Asfaltowa
Zawarto ć ywic i asfaltów ponad 60%
Parafinowo-
Zawarto ć w glowodorów parafinowych 60 70% i
naftenowa
w glowodorów naftenowych ponad 20%
Parafinowo-naftenowo-
Zawarto ć w glowodorów parafinowych, naftenowych i
aromatycznych
aromatyczna
w przybli eniu jednakowe
Naftenowo-
Zawarto ć w glowodorów naftenowych lub aromatycznych ponad
aromatyczna
35%
Naftenowo-
Zawarto ć w glowodorów naftenowych, aromatycznych lub
aromatyczno- asfaltowa
zwi zków ywiczno-asfaltowych ponad 25%
Aromatyczno-
Zawarto ć w glowodorów aromatycznych lub zwi zków
ywiczno-
asfaltowa
asfaltowych ponad 35%
Produkty naftowe
� gaz płynny,
� paliwa silnikowe (benzyny, oleje nap dowe, paliwa odrzutowe,
nafta),
� oleje opałowe,
� stałe w glowodory naftowe (parafiny, cerezyny, wazeliny),
� asfalty drogowe i przemysłowe,
� surowce w glowodorowe do syntez organicznych.
Procesy przeróbki ropy naftowej
Destylacja
Kraking katalityczny
Reforming katalityczny.
Hydrokraking
Piroliza
Hydrorafinacja
Paliwa ciekłe z ropy naftowej
Warto ć
Nazwa Zastosowanie
opałowa
kJ/kg
do tłokowych silników spalinowych z
lotnicza 42 900 46 500
zapłonem iskrowym w lotnictwie
do tłokowych silników spalinowych z
Benzy
samochodowa 42 900 46 500
zapłonem iskrowym w motoryzacji oraz w
na
innych maszynach i urz dzeniach
do tłokowych silników spalinowych z
traktorowa 43 500 45 250
zapłonem iskrowym w traktorach i innych
maszynach rolniczych
Nafta
lotnicza 42 400 45 700 do turbinowych silników spalinowych w
lotnictwie
do tłokowych silników z zapłonem
nap dowe 41 800 42 750
samoczynnym w motoryzacji oraz
Oleje
w energetycznych turbinach gazowych
do palników olejowych w urz dzeniach
opałowe 39 400 39 800
grzewczych, energetycznych i przemysłowych
Oleje opałowe
Oleje opałowe to pozostało ć po destylacji ropy
naftowej lub mieszaniny ropy z frakcjami olejowymi lub
frakcje olejowe otrzymywane przez destylacj ropy
naftowej.
Według PN-C-96024:2001 dzieli si je na dwie grupy,
oleje opałowe
�lekkie,
�ci kie.
Oleje opałowe lekkie: L-1 i L-2
Wła ciwo ci Wymagania
L-1 L-2
G sto ć w 15 �C, max, kg/m3 860 890
Temperatura zapłonu, min, �C 56
Lepko ć kinetyczna w 20 �C, max, cSt 6,0 8,0
Temperatura płyni cia, max., �C  20
Zawarto ć siarki, max. (m/m) % 0,20 0,3
Zawarto ć wody, max., mg/kg 200 500
Zawarto ć zanieczysz., max., mg/kg 24
Pozostało ć po spopiel., max., (m/m) % 0,01
Barwa - czerwona
Warto ć opałowa, min., MJ/kg 42,6 41,5
Oleje opałowe ci kie: C-1,C-2, C-3
Wymagania
Wła ciwo ci
C-1 C-2 C-3
Lepko ć kinematyczna:
w 50 �C max., cSt (mm2/s) 90 180 
w 100 �C max., cSt (mm2/s)   55
Pozostało ć po spopiel., max, % 0,1 0,15 0,20
Zawarto ć siarki, max, %
0,5�2,0 0,5�2,5 0,5�3,0
Zawarto ć wody, max, (V/V) % 1,0 1,0 1,0
Zawarto ć wanadu, max, mg/kg 100 150
Temperatura zapłonu, min, �C 62
Warto ć opałowa, min, MJ/kg 41,3 39, 9 39,7
Ci kie oleje opałowe (C-3)
Oleje opałowe to pozostało ć po destylacji ropy naftowej lub
mieszaniny pozostało ci ropy z frakcjami olejowymi lub frakcje
olejowe otrzymywane przez destylacj ropy naftowej:
" Mazut: pozostało ć po atmosferycznej destylacji r.n.
" Gudron: pozostało ć po pró niowej destylacji r.n.
Ci kie oleje opalowe (3) maj du lepko ć, co
powoduje, e do transportu i rozpylania wymagaj
podgrzania do temperatury co najmniej w zakresie
65 90 �C.
Wpływ temperatury na lepko ć oleju
1  olej nap dowego, 2  olej opałowego, 3  woda
Jednostki lepko ci
Podstawowa:
m2/s
Pochodna:
cSt mm2/s
1 cSt = 10-6 m2/s
Przykład parametrów mazutu
przy zamówieniu w elektrowni
 dolna warto ć opałowa: 39380 kJ/kg,
 minimalna temperatura zapłonu: 438 K (165 �C),
 maksymalna temperatura krzepni cia: 303 K (30 �C),
 lepko ć w temperaturze 353 K (30 �C): 110 cSt,
 maksymalna temperatura podgrzania oleju: 363 398 K (90
125 �C),
 maksymalna zawarto ć siarki: 3%,
 maksymalna pozostało ć po spalaniu: 0,3%,
Kocioł
 maksymalna zawarto ć wody: 1,5%,
OP 650
 maksymalna zawarto ć ciał stałych: 0,5%.
Lekkie oleje opałowe
Lekki olej opałowy EL
Wymagania Warto ci
Warto ć opałowa, nie mniej ni 42,0 MJ/kg
G sto ć w temperaturze 15 �C, nie wi cej ni 0,860 kg/l
Punkt zapłonu w kolbie zamkni tej, nie mniej ni 55 �C
Lepko ć kinetyczna w temperaturze 20 �C, nie wi cej ni 6,0 cSt
Temperatura krzepni cia, nie wi cej ni  6 �C
Zawarto ć wody, w % mas., nie wi cej ni 0,05
Pozostało ć po spopieleniu, w % mas., nie wi cej ni 0,01
Zawarto ć siarki, w % mas., nie wi cej ni 0,20
Pozostało ć koksu wg Conradsona, w % mas., nie wi cej ni 0,1
Zawarto ć wytr ce , w % mas., nie wi cej ni 0,05
Sztuczne paliwa ciekłe
Olej opałowy ze smoły
Oleje opałowe otrzymuje si z:
�surowej smoły koksowniczej,
�gazowniczej, generatorowej
�wytlewnej z w gla kamiennego.
Smoła koksownicza powstaje w procesie koksowania w gla w
bateriach koksowniczych w temperaturze do 1000 �C, uzyskuje
si j przez oczyszczanie gazu koksowniczego.
Olej opałowy uzyskuje si jako jedn z frakcji destylacji smoły,
tworz go głównie w glowodory aromatyczne.
Wła ciwo ci oleju ze smoły
Wymagania Gatunki
I II
G sto ć, kg/m3
0,96 1,09 0,96 1,12
Zawarto ć wody (%), mniej ni
1 1
Zawarto ć popiołu (%), mniej ni
0,05 0,5
Temperatura zapłonu (wg Markussona) (�C),
70 65
nie ni sza ni
35 600 33 500
Warto ć opałowa (kJ/kg), nie ni sza ni
(ok. 8500, (ok. 8000,
kcal/kg) kcal/kg)
Alkohole
Wytwarzanie alkoholi
Alkohole: metylowy i etylowy mog być silnikowymi paliwami
zast pczymi w stosunku do w glowodorów (benzyn).
Wytwarzanie alkoholi:
Metanol: mo na produkować na skal przemysłow z takich
surowców jak: gaz ziemny, w giel, drewno i odpady.
Etanol: jest wytwarzany z biomasy przez fermentacj i destylacj .
Wła ciwo ci alkoholi
Wła ciwo ci Metanol Etanol
Chemiczna formuła CH3OH C2H5OH
Warto ć opałowa, kJ/kg 19 000 27 000
Zapotrzebowanie powietrza do spalenia, 6,45 9,01
kg/kg
Lepko ć w temp. 293 K, cSt 0,75 1,51
Liczba oktanowa 96 94
OLEJE RO LINNE
Rodzaje olejów ro linnych
�Rzepakowy
�Słonecznikowy
�Palmowy
�Sojowy
Estry kwasów tłuszczowych
Estryfikacja olejów ro linnych
Estryfikacja jest procesem oddziaływania na
olej ro linny alkoholu metylowego/etylowego w
obecno ci katalizatora.
W wyniku otrzymuje si estry metylowe
kwasów tłuszczowych (EMKT, lub FAME z ang.
Fatty Acid Methyl Ester) o wła ciwo ciach
zbli onych do wła ciwo ci olejów nap dowych.
Wymagania wła ciwo ci EMKT, jako biopaliwa
silnikowego, okre la norma PN-EN 14214:2004.
Porównanie oleju nap dowego ON, rzepakowego OR i
estru metylowego EMKT
Rodzaj paliwa
Wła ciwo ć
ON [30] OR EMKT [31]
0,820�0,845 0,914 0,860�0,900
G sto ć w 15 �C,
g/cm3
2,0�4,5 34,6 3,5�5,0
Lepko ć w 40 �C,
mm2/s
Liczba cetanowa (LC) 51,0 49 51
Temperatura zapłonu, e" 55 200 e" 120
�C
Zaniecz. stałe, mg/kg d" 24 d" 24
Zawart. siarki, mg/kg 50,0 d" 10,0
1
Warto ć opał., MJ/kg H" 42 37,7 36,7
Najwa niejsze parametry paliw ciekłych
1. Skład paliwa.
2. Ciepło spalania Qs i
warto ć opałowa Qi (MJ/kg).
3. G sto ć � (kg/m3).
4. Lepko ć �
5. Temperatura zapłonu
6. Temperatura krzepni cia.
7. Ciepło parowania (J/kg).
8. Zawarto ć popiołu.
9. Zawarto ć siarki.
10. Liczba oktanowa LO,
11. Liczba cetanowa LC,
Liczba cetanowa
Liczba cetanowa LC jest miar zdolno ci paliwa do tłokowych
silników z zapłonem samoczynnym do samozapłonu
Okre la si j przez porównanie LC danego paliwa z LC
wzorcowego paliwa, którym jest mieszanina cetanu i
metylonaftalenu. Cetan ma LC = 100, a ą-metylonaftalen ma
LC = 0. Udział obj to ciowy cetanu w mieszaninie jest równy
jej LC.
KALORYCZNO Ć WYBRANYCH
PALIW CIEKA
YCH
TYP
NAZWA WARTO Ć CIEPA
O
PALIWA
OPAA
OWA SPALANIA
MJ/kg MJ/kg
Alkohol etylowy 26,8 29,7
CIEKA
E
Benzyna
42,0 45,2
Olej nap dowy
41,8 44,7
Olej opałowy
42,1 44,8
Lekki
Zu ycie oraz zasoby ropy naftowej
WIAT
wiatowe rezerwy ropy naftowej ocenia si na: 137 mld Mg
wiatowe zasoby ropy naftowej ocenia si na: 370 mld Mg.
Przy obecnym poziomie wiatowego wydobycia naftowej
wystarczy jej na: 44 lata.
Zu ycie oraz zasoby ropy naftowej
POLSKA
Zasoby ropy naftowej ocenia si na: 12 mln Mg.
Roczne wydobycie ropy naftowej: 728 tys. Mg.
Import ropy naftowej: 18 mln Mg.
Import benzyn silnikowych: 0,627 mln Mg.
Import oleju nap dowego: 968 tys. Mg.