Obraz 8 (24)

Ropa skarbów pełna

przez niego w 1870 roku Standard Oil Company potrzebowała zaledwie dziewięciu łat na podporządkowanie sobie ponad 90% amerykańskich rafinerii.

W XIX wieku ropę naftową wydobywano przede wszystkim dla celów oświetleniowych i nie bardzo wiedziano, co zrobić z resztą produktów otrzymywanych w procesie destylacji. Na ich zastosowanie trzeba było poczekać aż do roku 1886, kiedy Karol Benz skonstruował silnik spalinowy. Okazało się wówczas, że .naftowa gorączka’ związana z wprowadzeniem lamp naftowych to zaledwie preludium do prawdziwego naftowego szaleństwa spowodowanego przez automobile.

Pod koniec XX wieku nie jesteśmy już w stanie obejść się bez ropy naftowej. Decyduje ona o wojnie i pokoju, stwarza ogromne zagrożenie dla środowiska naturalnego, ale jednocześnie ogromnie ułatwia i uprzyjemnia nam życie. Nie ma chyba na naszej planecie drugiego surowca, który budziłby tyle emocji co .olej, który ze skały idzie".

IWONA SZYMAŃSKA

Ropa naftowa jest naturalną oleistą cieczą składającą się z węglowodorów ciekłych i gazowych, zawierającą rozpuszczone bituminy stałe i niewielką domieszkę związków organicznych, zawierających tlen, siarkę i azot. Węglowodory występujące w ropie należą do szeregu metanowego, naftenowego i aromatycznego. Ropa naftowa występuje w złożach na ogół łącznie z gazem ziemnym i bituminami stałymi.

Siarkę zawartą w ropie naftowej usuwa się we wstępnym procesie obróbki i odzyskuje w postaci siarki pierwiastkowej. Uzysk siarki z odsiarczania ropy jest obecnie większy niż produkcja siarki rodzimej ze złóż naturalnych.

Gaz ziemny składa się z węglowodorów gazowych - metanu, etanu, propanu i butanu; niekiedy z helu. W Polsce stacja odzysku i skraplania helu znajduje się w Odolanowie.

Węglowodory stale z szeregu metanowego (alkany) tworzą ozokeryt, a naftenowego - asfalt.

Istnieje kilka hipotez powstania złóż ropy i gazu. Najbardziej niesamowita jest teoria Sokołowa, zdaniem którego węglowodory występowały już w okresie stanu gwiezdnego Ziemi w jej otoczce gazowej i w czasie ostygania skorupy ziemskiej kondensowały w najchłodniejszych, górnych warstwach litosfery.

Największe uznanie ma jednak hipoteza organiczna, według której materiałem wyjściowym dla złóż ropy i gazu była organiczna substancja roślinna i zwierzęca zgromadzona w poprzednich epokach geologicznych na dnie zbiorników wodnych i przykryta warstwami osadów nieorganicznych. Według obliczeń botaników i biochemików ilość węgla syntetyzowanego w tkankach planktonu i dostarczanego do osadu po jego obumarciu wynosi dziesiątki miliardów ton rocznie. W pierwszym stadium przeobrażenia substancja organiczna przekształcana była przez mikroorganizmy w substancję bitumiczną. W drugim stadium, związanym z pogrążaniem się osadów i zwiększaniem ciśnienia i temperatury, mikroorganizmy beztlenowe przetwarzały substancję bitumiczną w węglowodory stałe, ciekłe i gazowe. W trzecim stadium ropa naftowa i gaz ziemny przemieszczały się w skałach do miejsc porowatych i izolowanych od góry, sprzyjających ich gromadzeniu. Ze względu na migrację ropy i gazu trudno jest określić wiek powstania danego złoża - można jedynie określić wiek skał, w których występują złoża. Pokłady ropy i gazu znaleziono w utworach prekambryj-skich, a także w utworach kambru, ordowiku i syluru. Największe i najliczniejsze złoża ropy i gazu występują w utworach od dewonu do trzeciorzędu.

Ropa naftowa i gaz ziemny znajdują się często w złożach pod ciśnieniem przekraczającym niekiedy 100 barów. Eksploatacja takich złóż jest prosta - należy jedynie przewiercić górną, szczelną pokrywę i zaczopować otwór zaworem. Takie złoża występują, np. w Arabii Saudyjskiej i w Kuwejcie, a koszt wydobycia ropy nie przekracza kilkudziesięciu centów za baryłkę.

Kryzys naftowy w latach 70. oraz utworzenie kartelu państw - producentów ropy naftowej (OPEC), który limituje podaż, aby utrzy

mać cenę rynkową, spowodowały wzrost cen ropy surowej. Opłacalne stało się wtedy wydo--f bywanie ze złóż podmorskich (z szelfu). Technologia konstruowania platform wiertniczych’! oraz prowadzenia wydobycia ropy spod dna morza należy do najbardziej zaawansowanych* technik inżynierskich. Złoża ropy naftowej na Morzu Północnym stały się podstawą szybkie- f go rozwoju ekonomicznego Norwegii i Wielkiej ,1 Brytanii.

Głównymi produktami przerobu ropy naftowej są paliwa; benzyna i olej napędowy oraz substancje bazowe dla produkcji olejów i sma- i rów. Wstępne rozdzielenie produktów nasię-puje poprzez destylację frakcyjną, czyli odpa-| rowanie i oddzielne skroplenie składników ( o różnej lotności. Frakcję, która destyluje do 1 temperatury 70°C nazywa się potocznie eterem naftowym, frakcja o temperaturze wrze-1 nia 50+200°C to benzyna, frakcja o tempera- ! turze wrzenia 200+300°C to nafta. Frakcja na- J stępująca po nafcie to olej opałowy. Następ-1 nymi frakcjami są: oleje lekkie, lekkie oleje j smarowe, średnie oleje smarowe i ciężkie ole-1 je smarowe. Pozostałością po destylacji jest 1 asfalt.

Po ochłodzeniu olejów smarowych wydzie-1 la się z nich parafinę i wazelinę. Odparafino- 1 wane oleje stanowią bazę do produkcji olejów I silnikowych i przekładniowych.

Benzyna surowa, otrzymywana z ropy jest I paliwem o niskiej wartości, a ponadto ilość I otrzymywanej w ten sposób benzyny jest 1 mała. Z tego powodu cięższe frakcje destyla-1 cji poddaje się procesowi krakingu, w którym 1 z węglowodorów o długich łańcuchach otrzy-1 muje się cząsteczki o zawartości 5+10 atomów 1 węgla, a następnie poddaje się je procesowi ] izomeryzacji, w którym proste łańcuchy węglo- I wodorowe przekształcane są w łańcuchy roz- I gałęzione, nadające paliwu wyższą wartość, to 1 znaczy zwiększające jego odporność na sa-1 moczynny zapłon (liczbę oktanową)

W procesie krakingu jako produkt uboczny ] otrzymuje się mieszaninę etylenu i wodoru, 1 które są wykorzystywane jako surowce do wie- | lu syntez organicznych. Przeróbka ropy nafto- 1 wej dostarcza również wielu innych półproduk- I tów dla przemysłu chemicznego: związków 1 aromatycznych, wazeliny, cerezyny aż po as-1 falty. Technologia syntez organicznych jest ■ obecnie tak zaawansowana i różnorodna, że 1 z produktów przeróbki ropy naftowej można ¹ otrzymać dowolny związek organiczny - barw- I nik, tworzywo sztuczne lub lek.

Ze względu na komplemenlarność przemian chemicznych (produkt uboczny jednej I syntezy jest surowcem dla innej) korzystne jest tworzenie zakładów rafineryjno-petroche- m micznych, w których oprócz paliw i olejów I smarnych wytwarza się półprodukty dla innych I syntez przemysłu chemicznego.

Ze względów ekonomicznych ropa ńaf-towa na długie lata pozostanie głównym źró- M dłem paliw płynnych oraz produktów dla syn-1 tez organicznych. Synteza paliw silnikowych fl z węgla kamiennego, podjęta w Niemczech w czasie 11 wojny światowej i ponowiona w cza- J sie szoku naftowego w latach 70. jest nadal I droższa.

KRZYSZTOF ZIELIŃSKI i