Zdroje a zpracování uhlovodíků
1
zdroje uhlovodíků (suroviny)
Fosilní = neobnovitelné
Recentní = obnovitelné 2
1) Fosilní zdroje - vznikly geochemickými procesy, v pravěku
a) ropa b) uhlí c) zemní plyn
3
2) Recentní zdroje - stále se tvoří
a) dřevo b) rostlinné plody c) tuky
4
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
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
• 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 250 000 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
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 50 000 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 1989.
8
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
Zpracování ropy - postup Frakční destilací se oddělují složky: uhlovodíkové plyny benzín petrolej plynný olej mazací oleje mazut
10
Zpracování ropy
11
12
Na destilaci navazují další zpracovatelské postupy 1) RAFINACE 2) KRAKOVÁNÍ 3) ODPARAFINOVÁNÍ
13
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
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
3) ODPARAFINOVÁNÍ OLEJŮ - pomocí různých činidel, často kombinovaných s ochlazováním příslušné frakce na teplotu -10°C dochází k odstranění pevných uhlovodíků z příslušné 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
Produkty ropy a jejich význam:
17
ze spodní části kolony se odvádí destilační zbytek – mazut – který se dále zahřívá na teplotu 360 – 400°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
CETANOVÉ ČÍSLO - u nafty = Míra odolnosti proti tvrdému chodu vznětového motoru (prodloužení doby vztřiku paliva) Cetan = hexadekat = 100 1-methylnaftalen = 0
19
1) Fosilní : b) Uhlí směs makromomolekulárních látek vznikly UHELNATĚNÍM složení: nejvíce: C, dále: H, O, N, S (minerální látky) Uhlí
černé
hnědé
antracit 20
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
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
• Těží se hlubinným způsobem, doly jsou často až 1 km hluboké • V ČR je několik lokalit, kde se těžilo uhlí (Kladensko, RosickoOslavanský revír), dnes se těží pouze V OstravskoKarvinském revíru.
23
24
25
26
i) KOKS Použití: a) jako kvalitní pevné palivo b) surovina používaná k výrobě železa, acetylénu a vodního plynu
27
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
iii) Černouhelný dehet - hustá, černohnědá, nepříjemně páchnoucí kapalina - je zdrojem základních arénů a dalších složitějších sloučenin - dále se zpracovává frakční destilací
29
30
B) Hnědé uhlí • Vzniklo v druhohorách (jura, křída) • Je méně kvalitní, obsahuje více příměsí (hlavně síru- spalováním vznikají oxidy síry, kyselé deště). • S + O2 → SO2 • SO2 + H2O → H2SO3 • 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
C) Antracit
• druh černého uhlí • nejjakostnější černé uhlí • určené především pro litinové kotle
33
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 CO2 b) Méně škodlivin c) SO2 zanedbatelně d) Nemá N 34
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
1) Fosilní : c) Zemní plyn ČR není moc = z Ruska, Norska Nejefektivnější ze všech primárních paliv
Zemní plyn
suchý
mokrý 36
37
Suchý zemní plyn - tvořen pouze methanem (stlačitelný) CNG
Mokrý zemní plyn - tvořen kromě methanu i uhlovodíky, které se dají zkapalnit (LNG) 38
39
