MESTERSÉGES TÜZELŐANYAGOK ÉS MOTORHAJTÓANYAGOK
Előzmények Kőolaj • Kialakulása kb. 500millió évvel ezelőtt kezdődött és kb. 1 millió éve fejeződött be. Ehhez képest a készleteket közel 200 év alatt használja fel az emberiség. • i.e. ~3000 Kircuk környéke, lángoló tavak. • Ókori felhasználás ún. aszfalttavakból kenőanyagok (hajók oldala). • Baku 1860 világítópetróleum. • 1870-es évek robbanómotorok, autógyártás fejlődése. • Texas és az arab térség feltérképezése.
Fontosabb kőolajlelőhelyek • A mai kitermelhető kőolaj és földgázkészletek 20%-a négy szuperóriás mezőben, 80%-a 272 óriásmezőben található. • A négy szuperóriás mező: Sorszám
Terület
Millió tonna
1
Kuwait
7700
2
Szaud-Arábia
6300
3
Szaud-Arábia. – Kuwait
2000
határterülete 4
Volt Szovjetúnió területe
1700
A tartalékok
Fontosabb kőolajlelőhelyek • Magyarországon: – Szeged – Algyő (jó minőségű paraffinos kőolaj). – zalai kőolajmező (erősen bitumenes kőolaj). – Az átlagos kitermelés ~1.7millió tonna/év, ez az érték azonban évről évre csökken. A készletek ~15 év múlva elfogynak. – Az össz magyarországi felhasználás kb. 8millió tonna/év import
Termékek és igények • A termékek iránti igény befolyásolja a finomítók működését, illetve a finomító jellege befolyásolja a terméköszzetételt. • A magyarországi felhasználás: – – – –
Petrolkémiai ipar ~2% Kenőanyagok ~1% Bitumen ~1-2% Benzin, Petróleum, Gázolaj
~80%
Termékek és igények
Kutatás – Geológiai: • Fényképezés (műhold, IR technika). • Földtani kép (medencék, üledékes kőzetek). • Olajcsapdák keresése. • Kísérleti robbantások (hátrány: rengeteg adat) .
– Geofizikai: hol lehet dúsulásra számítani ?! – Geokémiai: próbafúrások utáni talajvizsgálatok
Fúrások • Az agyagos záróréteg alatti nagynyomású gáz kinyomja a kőolajat. A gázt nyomáscsökkenés esetén pótolni szokták a megfelelő nyomás érdekébe. Hirtelen nagymennyiségű olaj kivétele esetén a kőzetek kapillárisában megszakad az olaj és a kút kiapad. A visszamaradt olajat nagyon nehéz utána kitermelni. Sok texasi kút ment emiatt a hiba miatt tönkre a múlt század közepén. • Alkalmazott fúrók: általában gyémánt fejjel
Fúrások + Másodlagos kitermelés:
Feldolgozás
Kőolajfrakciók • Kulcsfrakciók – 1. – 2.
Atmoszférikus desztilláció termékei (fp: 250°C – 275°C) Vákuumdesztilláció termékei (fp: 275°C – 300°C p~40Hgmm) Termék
Forrpont [°C]
C atomszám
Fűtőgáz
- 100
1–2
PB(lepárlási) gáz
-100 – 0
3–4
Benzin
0 – 200
5 – 10
Kerozin
160 – 270
9 – 15
Petróleum
180 – 270
10 – 15
Gázolaj
193 – 343
15 – 45
Fűtőolaj
> 343
> 40
Benzin • Típusai: – Motorbenzin: • könnyűbenzin: fp: 30 – 150 °C; • nehézbenzin: fp: 150 – 200 °C
– Speciálbenzin
• Jellemzői: – Oktánszám: Az oktánszám egyenlő egy olyan i-oktán, n-heptán elegy v/v%-ban kifejezett izooktán tartalmával, amely szabványos üzemi feltételek mellett kompressziótűrés szempontjából azonos a vizsgálandó mintával. – Kétféle oktánszám ismeretes: Kísérleti, vagy terhelés nélküli (KOSZ – Kísérleti oktánszám) és motor, vagy terheléses (MOSZ – Motoroktánszám) – Minél több egy benzinben az aromás szénhidrogén annál nagyobb az oktánszáma (95-benzin, 98-benzin) !
Benzin • Adalékok: – oxigenátok (12 – 13%): • alkoholok (MeOH, EtOH, IPA) • éterek (MTBÉ, ETBÉ) (metil-tbutil-éter, etil-tbutil-éter)
– oktánszámnövelők: Pb(Et)4, MTBE, EtOH, MeOH 2001-től a Pb(Et)4-et nem lehet használni – detergensek: PIB aminok, – korróziógátlók: Aminok, zsírsavészterek, – jegesedésgátlók, – kopásgátlók: zsírsavak K-sói szelepülékek védelme.
Sugárhajtómű üzemanyagok (kerozin) • • •
Óriási termelés az utóbbi években, sok finomító II. számú terméke. Kétféle típus : polgári közlekedés ill. katonai közlekedés. Paraméterek – Aromás tartalom 20% alatt kell legyen, – alacsony kristályosodási pont (-60°C) – alacsony kéntartalom (ppm nagyságrend) – tipikus összetétel: Összetevő
v/v%
n - paraffin i - paraffin Monociklusos paraffin Diciklusos paraffin Triciklusos paraffin Aromás egygyűrűs Többgyűrűs
23 16 32 11 0 15 3
– Adalékanyagok lásd benzinnél
Világítópetróleum , vagy klasszikus petróleum • • • •
0.1% alatti kéntartalom fp tartomány: 160-315°C zárttéri lobbanáspont >21°C alacsony aromástartalmat kell biztosítani ne kormozzon
Gázolaj (Diesel-üzemanyag) • Cetánszám: A gázolajok gyulladási hajlamának jellemzésére szolgál. A vizsgált olaj cetánszáma egyenlő a vizsgálómotorban vele azonos égési tulajdonságokat mutató n-cetánból és α-metil-naftalinból készült elegyben lévő cetántartalom v/v%-ban kifejezett számértékével. Újabban az α-metilnaftalin helyett a 15-ös cetánszámú 2,2,4,4,6,8,8-heptametil-nonánt használják a normál hexadekán mellett az összehasonlító elegy készítéséhez. • Ez a tulajdonság azért fontos, mert a Diesel-motor a beszívott levegőt a hengerben komprimálja és a komprimálástól felmelegedett levegőbe porlasztják bele a hajtóanyagot. Ez minden külső gyújtás nélkül, csupán a hengerben uralkodó hőmérséklet hatására elég. • Kéntartalom: 2000-ben 0.035%, 2005-re 50ppm az EU országokban. • Adalékok: – Detergensek, diszpergensek. – Füstcsökkentők. – Korróziógátlók, antioxidánsok.
Háztartási tüzelőolaj • Nem tartalmaz annyi adalékanyagot mint a gázolaj. • Nincs cetánszám követelmény. • Kéntartalma magasabb mint a gázolajé.
Fűtőolaj • Ez a frakció lényegében az atmoszférikus desztillációs maradéka, amit tüzelhető állapotba kell hozni. – Jellemzők: • Viszkozitás ne kelljen nagy energia a szivattyúzáshoz. • Lobbanáspont: >50°C.
– Minőségi jellemzésére használt érték: SZ/P (Szivattyúzhatóság/Porlaszthatóság). – Probléma lehet az aszfalténtartalommal kormozóan ég és, tömít.
Kenőolaj • • •
Vákuumdesztillációs párlat. C25 – C50 könnyű és közép kenőolajpárlat. Jellemzők: – – – – – –
• •
Lobbanáspont >55°C, fp: ~400°C, viszkozitás, dermedéspont, kokszolódási hajlam, párolgási hajlam,
Összetétele: Elsősorban i-paraffinok, cikloparaffinok és naftének. Heteroatomos molekulák közül N, S, O tartalmúak mind alifás mind aromás formában. Főbb típusai: – Fehérolajok (tiszta i-paraffinok): Rendkívül drágák, az élelmiszeripar és a kozmetikai ipar használja. – Transzformátorolajok. – Valódi kenőolajok (hajtómű- és motorolajok). – Kenőzsírok.
