Ropa nafowa

Ze względu na zastosowanie, ropa naftowa, gaz ziemny, oraz inne surowce, takie jak np. Węgiel kamienny, nazywane są paliwami kopalnymi.

Procesy, które doprowadziły do powstanie paliw kopalnych, zachodziły miliony lat temu. Powszechnie przyjmuje się, że ropa naftowa powstała w wyniku działania ogromnego ciśnienia i temperatury na obumarłe szczątki roślinne i zwierzęce. Istnieje teoria, która dowodzi nieorganicznego powstania ropy - miałaby ona powstać w wyniku reakcji chemicznych pod powierzchnią Ziemi - znajduje jednak dużo mniejszą ilość zwolenników i jest dużo mniej prawdopodobna.

W myśl powszechnej teorii ropa to złoża biogeniczne, powstałe ze szczątków drobnych organizmów roślinnych i zwierzęcych, które przed milionami lat żyły w morzach i jeziorach. Obumarłe, opadały na dno, gdzie były częściowo rozkładane przez żyjące tam bakterie i zasypywane kolejnymi warstwami sedymentującego materiału. Wiele szczątków przykryły gliny, które w trakcie milionów lat pod wpływem wysokiego ciśnienia przekształciły się w skałę zwaną łupkiem. Ciśnienie i temperatura spowodowały także transformację szczątków organicznych w ropę naftową i gaz ziemny (składający się głównie z metanu). Działające wciąż ciśnienie wypchnęło ze skały gaz i ropę, które zaczęły wędrówkę ku górze poprzez przepuszczalne (porowate) warstwy skalne. Większość ropy i gazu została jednak w końcu uwięziona pod warstwami nieprzepuszczalnymi w strukturach zwanych pułapkami.


Z chemicznego punktu widzenia ropa naftowa to mieszanina różnych węglowodorów. W węglowodorach stałych rozpuszczone są węglowodory ciekłe i gazowe.

W skład ropy naftowej wchodzi wiele pierwiastków. Są to głównie niemetale, ale znaleźć tam można także związki chemiczne i niewielkie ilości metali. Z ropy naftowej wyodrębniono około 600 związków, ale ich ilość szacuje się na kilka tysięcy.



Niemetale Związki chemiczne Metale
węgiel(C) chlorek sodu(NaCl) nikiel(Ni)
wodór(H) siarkowodór(H2S) mangan(Mn)
siarka(S) amoniak(NH3) żelazo(Fe)
tlen(O) woda(H2O) chrom(Cr)
azot(N) fenole sód(Na)
tioalkohole rtęć(Hg)
związki heterocykliczne


Pierwszym krokiem w poszukiwaniach ropy jest znalezienie potencjalnego złoża. To wymaga z kolei odszukania takich miejsc, gdzie skały nieprzepuszczalne przykrywają położone niżej skały przepuszczalne. Warstwa skały osadowej, czyli na przykład piaskowca, wapienia, bądź dolomitu, jest potencjalnie zbiornikiem ropy, jeśli tylko występuje nad nią skała przepuszczalna.

Poszukiwania rozpoczyna się analizując dostępne dane geologiczne. Badany jest układ i przebieg warstw. W ocenie wieku poszczególnych skał pomagają znajdowane w nich skamieliny. Dokładniejsze dane dotyczące wieku skał uzyskiwane są metodą pomiaru promieniowania pochodzącego od znajdujących się w nich atomów pierwiastków promieniotwórczych. Jeżeli wstępne oceny dostępnego materiału wypadną pomyślnie, geologowie rozpoczynają na miejscu badania przebiegu warstw skalnych na głębokość wielu km. Wykorzystuje się do tego nowoczesne metody pomiarów geofizycznych: magnetyczne, grawitacyjne i sejsmiczne.



METODY POMIARÓW
Nazwa metody
Krótki opis metody
POMIARY MAGNETYCZNE
Natężenie ziemskiego pola magnetycznego zmienia się zależnie od struktury geologicznej skorupy ziemskiej. Skały osadowe są w większości niemagnetyczne, lecz magnetyczne własności wykazują skały znajdujące się pod nimi. Wzajemny układ warstw skalnych wpływa w pewnym, choć niewielkim stopniu, na natężenie pola magnetycznego. Pomiary magnetyczne wykonywane są w celu odnalezienia basenów sedymentacyjnych i określenia ich miąższości. Wielką zaletą badań magnetycznych jest to, że można za ich pomocą badać każdy teren, nawet znajdujący się pod powierzchnią oceanu. Pomiary przeprowadza się za pomocą przyrządu zwanego magnetometrem, ciągniętego za samolotem, ewentualnie zamocowanego do jego ogona. Odczytu natężenia pola magnetycznego dokonuje się w sposób ciągły, gdy samolot leci na stałej wysokości nad badanym terenem.

POMIARY GRAWITACYJNE
Analogicznie do pola magnetycznego, również ziemskie pole grawitacyjne zmienia się w zależności od przebiegu warstw skalnych. Precyzyjne pomiary natężenia pola grawitacyjnego pomagają określić położenie i rozmiary basenów sedymentacyjnych. Skały podłoża są zwykle gęstsze od powstałych na nich skał osadowych, przez co w ich otoczeniu pole grawitacyjne jest silniejsze. Pomiary natężenia pola grawitacyjnego wykonywane są grawimetrem na lądzie, morzu i w powietrzu. Gdy grawimetr pracuje na morzu, należy go montować na specjalnej, stabilizowanej platformie, celem uzyskania poprawnych rezultatów.

POMIARY SEJSMICZE
Badania sejsmiczne wykorzystują do określania układu warstw geologicznych fale sejsmiczne i fale akustyczne o niskiej częstotliwości rozchodzące się w skorupie ziemskiej. Termin "sejsmiczny" pochodzi od greckiego określenia trzęsienia ziemi. Instrumenty do rejestracji oraz pomiaru wstrząsów skorupy ziemskiej były znane w Chinach już w II wieku n.e. W końcu XIX wieku odkryto, że siła wstrząsów sejsmicznych jest redukowana przez skały o dużej gęstości, leżące pod powierzchnią Ziemi. Odkrycie to umożliwiło zastosowanie fal sejsmicznych do badania układu i struktury warstw skalnych. Geofizycy wykorzystują do badania skorupy ziemskiej fale sejsmiczne, powstające przy detonowaniu ładunków wybuchowych lub zrzucaniu na powierzchnię Ziemi dużych mas, bądź też fale akustyczne produkowane przez specjalne generatory dużej mocy. Fale wędrują w głąb skorupy ziemskiej, lecz część energii jest odbijana na granicy pomiędzy różnymi rodzajami skał. Te odbite fale są rejestrowane przez detektory, rozmieszczone na badanym terytorium. Na podstawie amplitudy i czasu zarejestrowania fal, komputery tworzą mapę skał zalegających pod powierzchnią badanego obszaru.

POMIARY AKUSTYCZNE
Na oceanie wykorzystywane są echosondy, które wysyłają sygnały akustyczne w kierunku dna. Odbita fala dźwiękowa jest odbierana przez system mikrofonów ciągniętych przez statek, a następnie analizowana przez specjalistyczne komputery, które podają prawdopodobny układ skał pod dnem morskim.


ODWIERTY PRÓBNE
Gdy już znajdzie się obiecujące miejsce, to jedynym sposobem ostatecznego potwierdzenia istnienia odpowiednio zasobnego złoża ropy naftowej jest wykonanie odwiertów próbnych. Ich głębokość sięga niekiedy 8 km w głąb skorupy ziemskiej. Zadanie jest kosztowne, pracochłonne i trudne do zrealizowania - a także ryzykowne dla inwestorów, którzy nie wiedzą, czy ich wkład zwróci się w postaci źródła nadającego się do efektywnego wykorzystania. Wiertło jest dołączone do końca bardzo długiego "węża" rur wiertniczych. Każda rura ma ok. 9 m długości przy średnicy 13 cm. Do umieszczenia rur na miejscu używa się specjalnej wieży wiertniczej. U jego podstawy znajduje się obracająca się platforma, przez którą opuszcza się w dół zespół wiertła. Gdy wiertło zagłębi się w skale na długość rury wiertniczej, dołącza się od góry następną. Jednak wiertło tępi się w trakcie wiercenia i co pewien czas musi być wymieniane. Wiąże się to z konieczności wyjęcia z otworu wszystkich rur wiertniczych, jedna po drugiej. Taka operacja może zając cały dzień.
Dawniej, w początkach wydobywania ropy, dowiercenie się do złoża ropy i gazu, znajdujących się pod wysokim ciśnieniem, powodowało wytrysk zawartości złoża kończący się najczęściej jego zapłonem i eksplozją. Dziś zdarza się to bardzo rzadko, gdyż do otworu wlewa się płuczkę - ciecz o dużej gęstości - mającą za zadanie zrównoważyć ciśnienie złoża. Płuczka jest wtłaczana do rur wiertniczych, wydostaje się z nich otworem na końcu wiertła, a potem wraca na powierzchnię poprzez przestrzeń między rurami a ścianami otworu. Przestrzeń ta powstaje, gdyż średnica właściwego wiertła jest zawsze większa od średnicy rur, na których jest ono zamocowane. Poza zapobieganiem erupcjom gazu i ropy, płuczka smaruje i chłodzi wiertło w czasie pracy.
Wypływając na powierzchnię, płuczka transportuje na zewnątrz otworu urobek - pokruszone kawałki skały, w której pracuje wiertło. Są one sortowane i analizowane, celem potwierdzenia układu warstw geologicznych. Gdy na powierzchni, wraz z płuczką, pojawia się ropa, bada się jej jakość i mierzy tempo wypływu. Jeżeli parametry te wskazują na to, że złoże jest wystarczająco duże i ma wystarczającą jakość do rozpoczęcia jego przemysłowej eksploatacji, to nad otworem montuje się urządzenia wydobywcze.
Początkiem współczesnego górnictwa naftowego stało się wykonanie w 1859 roku w Pensylwanii (USA) pierwszego udanego odwiertu, którego głębokość sięgała 30 metrów.


Złoża ropy i gazu ziemnego znajdują się na wszystkich kontynentach, często pod dnem morskim, w szelfach kontynentalnych, blisko brzegu. Czasami ropa wycieka na powierzchnię (w takich wypadkach bardziej lotne frakcje zawarte w ropie sublimują, pozostawiając gęstą, oleistą substancję zwaną asfaltem naturalnym). W normalnych warunkach ponad złożem ropy naftowej tworzy się warstwa zawierająca gaz ziemny.Niektóre pola roponośne są wykorzystywane, inne wciąż jeszcze czekają na odkrycie i eksploatację.

Najstarsze, niewielkie złoża ropy naftowej powstały na początku górnego proterozoiku (ok. 900 mln lat temu), natomiast największe złoża są młodsze. Ich wiek to przypuszczalnie 250-400 mln lat. Szacuje się, że rezerwy ropy naftowej wystarczą na mniej więcej 40 lat, jeśli wydobycie utrzyma się na poziomie z 1988 roku. Szacunki te opierają się na dwóch danych :
szacunkowej zasobności znanych złóż, których eksploatacja jest możliwa przy użyciu obecnie znanych technologii
wysokości średniego światowego wydobycia w danym roku. Oczywiście liczby te mogą się zmieniać w zależności od wykorzystywanych technologii.

Na przykład przed rokiem 1970 Wielka Brytania była niemal całkowicie uzależniona od importu ropy. Odkrycie złóż ropy naftowej pod dnem Morza Północnego w 1969 roku całkowicie zmieniło tę sytuację, czyniąc ten kraj jednym z głównych producentów ropy na świecie. Do 1990 roku Wielka Brytania wspięła się na 9 miejsce wśród krajów eksploatujących podmorskie złoża ropy. Eksperci są zdania, że wydobycie będzie maleć, nie zmienia to jednak faktu, że Wielka Brytania będzie jednym z głównych producentów ropy w XXI wieku.
Największe złoża ropy znajdują się w krajach arabskich Bliskiego Wchodu i stanowią ok. 65% znanych rezerw ropy naftowej. Pod koniec lat 80. :
Iran,
Irak,
Kuwejt,
Zjednoczone Emiraty Arabskie
posiadały udokumentowane złoża ropy, które przy poziomie wydobycia w tych krajach z roku 1988 starczyłyby na sto lat.

Na początku 1989 roku rezerwy Arabii Saudyjskiej (ok. 25% światowych zasobów) szacowano na 90 lat. Dzięki odkryciu nowych złóż w 1990 roku czas ten wydłużył się o dalsze 50 lat. Pod koniec lat 80 czołowym producentem ropy naftowej był ZSRR, dostarczający około 18% światowego wydobycia. Z 15 republik największy udział w wydobyciu miały:
Rosja, Azerbejdżan, Kazachstan, Kirgizja, Tadżykistan, Turkmenia, Ukraina Uzbekistan.
Stany Zjednoczone, zajmując drugie miejsce, dostarczały wraz z Kanadą w 1990 roku 16% ropy.
Poziom wydobycia zależy od popytu na światowych rynkach, np. recesja we wczesnych latach 90. spowodowała spadek zapotrzebowania na ropę, a co za tym idzie, zmniejszenie wydobycia.


NAJBOGATSZE ZŁOŻA
Zdecydowana większość złóż jest skoncentrowana w kilku zaledwie miejscach: 65% ropy naftowej należy do krajów Bliskiego Wschodu, a wśród nich niewątpliwie palma pierwszeństwa należy się Arabii Saudyjskiej. Po odkryciu nowych złóż na jej terenie szacuje się, że państwo to posiada ok. 300 bilionów baryłek ropy naftowej, co stanowi 1 wszystkich złóż świata. Na terenie pozostałych krajów Azjatyckich znajduje się kolejne 4 % zasobów. W Ameryce Północnej największe złoża ropy naftowej występują w Zatoce Meksykańskiej, na wybrzeżu Pacyfiku w okolicach Los Angeles oraz w Morzu Arktycznym na północ od Kanady (13% światowych złóż). W Ameryce Południowej bogate pola naftowe odkryto również w:
Brazylii,
Kolumbii,
Peru,
Trynidadzie
Wenezueli

W Europie morskie platformy wiertnicze posiadają również :
Dania,
Hiszpania,
Holandia,
Norwegia,
Wielka Brytania
Włochy

Spośród krajów Afryki największymi producentami ropy naftowej wydobywanej spod dna morskiego są Nigeria, Ghana i Gabon. Ropę odkryto tu również w wodach przybrzeżnych Konga, Wybrzeża Kości Słoniowej, Egiptu oraz Tunezji. W Azji, poza krajami Bliskiego Wschodu, ropę wydobywa się w Brunei, Chinach, Indiach, Indonezji, Japonii, Malezji. Przybrzeżne pola naftowe eksploatują też Australia i Nowa Zelandia.

Już Chińczycy około 320 roku p.n.e. rozpoczęli wiercenia w poszukiwaniu ropy, jednak nigdy nie wiercili zbyt głęboko.
W czasach nowożytnych pierwszy udany odwiert w poszukiwaniu ropy wykonał w Pensylwanii, w 1859 roku, Edwin Drake. Był to otwór o głębokości około 30 m. To przedsięwzięcie można uznać za początek nowożytnej historii przemysłu przetwórstwa ropy naftowej.
Ropę naftową można wydobywać z powierzchni ziemi, lub z dna morskiego.

WYDOBYCIE Z POWIERZCHNI ZIEMI
Ropa może wydostawać się na powierzchnię na wiele sposobów. Niekiedy ciśnienie wody znajdującej się pod złożem ropy jest na tyle duże, że ta jest wtłaczana do szybu i sama wędruje do góry.Bywa, że ropę wypycha na powierzchnię ciśnienie znajdującego się nad nią gazu. Bywa również, że ropę trzeba pompować, gdyż ciśnienie ropy jest niewystarczające do samoczynnego wypływu ropy.

Często ilość gazu towarzyszącego ropie jest na tyle mała, ze jego eksploatacja jest nieopłacalna. W takim wypadku gaz jest spalany nad głowicą odwiertu. Czasem gaz jest używany jako paliwo do napędzania urządzeń wydobywczych. Niekiedy wtłacza się go z powrotem pod ziemię, by utrzymać stałe tempo wypływu ropy. Czasami w tym samym celu używa się ropy.

WYDOBYCIE Z DNA MORZA
W celu dostania się do morskiego źródła ropy naftowej należy zbudować bardzo kosztowną platformę (po stwierdzeniu obecności ropy za pomocą sejsmografów analizujących fale dźwiękowe odbite z głębi skorupy ziemskiej) , na której trzeba stworzyć odpowiednie warunki bytowania dla obsługi. Platforma jest to konstrukcja ze stali lub żelbetu, stała (nieruchoma, związana trwale z dnem morskim, montowana w stoczni albo na miejscu przeznaczenia) lub pływająca (ruchoma, związana z dnem tylko podczas pracy, holowana na miejsce i tam osadzana na dnie) Pracownikom należy, na czas pobytu na morzu, zapewnić mieszkanie, posiłki, rozrywki, pranie, opiekę medyczną i wiele innych niezbędnych na co dzień rzeczy. Aby zapobiec zalewaniu przez wodę platformy, pozostawia się pod nią tzw. przestrzeń powietrzną (wolną), ponieważ korozja oraz ciśnienie wody na konstrukcję pokładu mogą stanowić poważne zagrożenie. Wielkość tej przestrzeniu ustala się biorąc pod uwagę maksymalną wysokość fali na akwenie, na którym platforma ma być ustawiona.

Pierwszych odwiertów na morzu dokonywano ze specjalnie przebudowanych statków. Pojawiały się jednak problemy z utrzymaniem statku w dokładnie takiej samej pozycji nad otworem, szczególnie w czasie sztormów. Obecnie większości wierceń podmorskich dokonuje się z platform wiertniczych. Budowa takiej typowej platformy trwa dziś około dwa lata.

Na płytkiej wodzie, do około 30 metrów głębokości, platformy buduje się od podstaw na dnie. Do 90 m używa się platform, holowanych na miejsce wiercenia. Gdy taka platforma znajduje się już na miejscu, opuszcza się jej "nogi", aż spoczną na dnie. Następnie platformę wznosi się do góry, aż znajdzie się dostatecznie wysoko nad powierzchnią wody. Najważniejszy element platformy morskiej stanowi wiertnica morska, składająca się z wieży wiertniczej (konstrukcji kratowej przymocowanej do pokładu platformy), na której zawieszone są przewody wiertnicze ze świdrami. Wieża sięga na wysokość kilkudziesięciu metrów, a jej udźwig dochodzi do kilkudziesięciu ton.

Nogi platform współzanurzonych, odpowiednich na głębokie akweny, spoczywają na unoszących je zanurzonych pływakach. Platformy są utrzymywane w miejscu przez systemy wielu kotwic. Najbardziej zaawansowany technologicznie sposób utrzymania takiej platformy w miejscu polega na dynamicznym sterowaniu jej położeniem, w zależności od warunków zewnętrznych. Umieszczony na dnie nadajnik wysyła sygnały, które umożliwiają precyzyjne oznaczenie położenia platformy. Gdy zaczyna ona dryfować w którąkolwiek stronę, uruchamiane są silniki napędzające śruby i platforma wraca na swoje miejsce.

Zanim rozpoczną się wiercenia eksploatacyjne (czyli wydobycie ropy), załoga platformy wykonuje wiercenie wstępne (badawcze), służące do określenia głębokości i wielkości złóż ropy lub gazu. W tym celu w głąb ziemi opuszcza się nabijane diamentami, niezwykle twarde wiertło (koronkę wiertniczą), zamocowane na długim ciągu stalowych rur. Rury zwisają z wieży wiertniczej na skomplikowanym systemie bloków, przekładni i przewodów, utrzymujących konstrukcję ważąca dziesiątki ton i obracana przez silniki wysokoprężne. W miarę zagłębiania się wiertła w złoże ciąg rur przedłuża się kolejnymi odcinkami. Rury ciągu wiertniczego są w środku puste; tłoczy się nimi w dół szlam, czyli mieszaninę wody, iłów, dodatków chemicznych oraz zawiesiny składającej się z różnych składników. Wydostający się z otworów w wiertle szlam unosi ze sobą odpady skalne i wypływa na powierzchnię - w innym wypadku okruchy mogłyby uszkodzić wiertło. Na powierzchni szlam trafia do zbiorników, w których usuwa się z niego skalny złom (wędruje on do laboratorium, by naukowcy mogli poszukać w nim śladów ropy). Oczyszczony szlam kieruje się ponownie do ciągu wiertniczego.


Po dotarciu do złoża roponośnego i zaprzestaniu tłoczenia szlamu pustymi rurami zaczyna płynąć ropa, wypychana przez wysokie ciśnienie złoża. Platformy wiertnicze umożliwiają prowadzenie odwiertów na głębokości nawet do 1000 metrów, jednak na większości z nich instaluje się urządzenia pozwalające na prace na wodach nie głębszych niż 400-600 metrów. Współczesne platformy mogą obsłużyć nawet 60 odwiertów jednocześnie; część z nich znajduje się bezpośrednio pod platformą, natomiast pozostałe są od niej oddalone i połączone z nią rurociągami położonymi na dnie morza.

Pod względem przeznaczenia, platformy morskie dzieli się na: wiertnicze (służące do wierceń poszukiwawczych i eksploatacyjnych zasobów mineralnych poniżej dna morskiego) wydobywcze magazynowe produkcyjne mieszkalne
Jedna platforma może mieć kilka przeznaczeń, np. wydobywczo-magazynowo-mieszkalne itp.

Średnia głębokość Morza Północnego jest stosunkowo niewielka, co umożliwia budowę rurociągów biegnących po dnie morskim i transportujących ropę z platform na wybrzeże. Wydobytą ropę pompuje się do cystern lub do rurociągów, którymi trafia do rafinerii. W wypadku złóż podwodnych rurociągi wykorzystywane są rzadko. Znacznie częściej ropę wtłacza się do zbiorników balastowych u podstawy platformy i przechowuje aż do przypłynięcia zbiornikowca.

Najpoważniejszym problemem jest pogoda. Zimowe sztormy stanowią niebezpieczeństwo nie tylko dla samej platformy, ale także dla obsługujących ją statków (zbiornikowców).
Na lądzie ropę naftową przewozi się w cysternach, a przechowuje w specjalnych zbiornikach.


Wydobytą ropę transportuje się różnymi drogami do zakładów przetwórczych - rafinerii. Współczesna rafineria produkuje wiele różnorodnych wyrobów o rozmaitym przeznaczeniu i dlatego lokalizuje się ją zazwyczaj w centrum zużycia produktów naftowych. Jej wielkość jest uzależniona od możliwości wykorzystania istniejących zasobów ropy.

Zdolność przerobowa małych rafinerii mieści się w granicach 0,5 - 3 mln ton ropy rocznie, dużych - od 5 do 12 mln ton. W wypadku dużego zapotrzebowania na ropę i jej produkty buduje się jeszcze większe, lub kombinat składający się z kilku dużych zakładów przerobowych.

Rafinerie, zależnie od profilu produkcyjnego, możemy podzielić na trzy typy:
paliwowe: otrzymuje się w nich przede wszystkim paliwa silnikowe i olej opałowy
paliwowo - opałowe: produkty to głównie paliwa i oleje smarowe
petrochemiczne: produkują węglowodorowe produkty do syntez chemicznych: eten, propen, butadien, areny oraz benzynę wysokooktanową i olej opałowy) - w dużych kombinatach na miejscu prowadzi się syntezy z uzyskanych produktów
W niektórych kombinatach otrzymuje się (po odpowiedniej uszlachetniającej przeróbce frakcji naftowych) produkty specjalne, m. in. benzynę ekstrakcyjną, lakową, oleje cylindrowe, oleje do sprężarek i kondensatorów oraz lepiki.

W rafineriach rozpoczyna się proces przerobu ropy naftowej, zwany destylacją frakcyjną lub restryfikacją. Wynalazcą tej metody był Polski chemik, Ignacy Łukasiewicz. Pierwotnie przerób polegał jedynie na rozdzieleniu cieczy na poszczególne frakcje i ich oczyszczeniu - proces ten nazywamy przerobem płytkim (obejmuje destylację ropy, prowadzącą do otrzymania benzyny i oleju opałowego oraz rafinację - czyli ich odsiarczanie). Jednak w dzisiejszych czasach metody tej nie stosuje się już prawie nigdzie - nie prowadzi ona do pełnego wykorzystania ropy naftowej. Dzisiaj ropę przerabia się głównie metodą pogłębioną, powtórnie przetwarzając część oleju opałowego na wiele znacznie bardziej wartościowych produktów, m.in. benzynę, oleje napędowe, asfalty, gazy płynne (których używamy potem w kuchni), oraz surowce chemiczne.

PRZERÓB PŁYTKI
Po wydobyciu ze złoża ropę odwadnia się, dzięki czemu zawartość wody w niej zawartej maleje do około 0,5 - 1,5 %. Jednocześnie obniżeniu ulega zawartość soli w ropie. Pozostałą po tych czynnościach substancję poddaje się stabilizacji, czyli oddzieleniu z niej najlżejszych, gazowych węglowodorów, a następnie ogrzewa się w piecu do około 350oC. Oczyszczona i podgrzana ropa naftowa przepływa do tzw. wież destylacyjnych wchodzących w skład instalacji rurowo - wieżowych rafinerii. Ogrzana do wysokiej temperatury i wpompowana do dolnej części wieży ropa zaczyna się rozdzielać na pary i ciecze. Duże, ciężkie cząsteczki pod wpływem gorąca zmieniają się w gęstą, lepką ciecz i pozostają na dole wieży destylacyjnej. Z innych cząsteczek, zbudowanych z mniejszej ilości atomów węgla, po ogrzaniu powstaje para, która w miarę wznoszenia się w wieży z powrotem ochładza się i zmienia w ciecz. W ten sposób, na kolejnych, umieszczonych coraz wyżej półkach następuje skraplanie i przechodzenie w ciecz mniejszych i lżejszych cząsteczek. Niektóre z nich docierają na szczyt jako gazy, gdzie pod dodatkowym oczyszczeniu są zbierane w butlach.

Oto schemat kolejności, w jakiej wyodrębniają się kolejne destylaty (pierwsza kropka symbolizuje wylot gazów a ostatnia najniższą półkę) wraz z krótką charakterystyką: Eter naftowy - Frakcja nie ma nic wspólnego ze strukturą eterów. Nazwa wzięła się faktu, iż pod względem lotności niezwykle przypomina eter etylowy. Frakcja stanowi mieszaninę różnych węglowodorów pięciowęglowych z niewielką domieszką sześciowęglowych.
Benzyna - Wyróżniamy kilka jej gatunków, w zależności od przewagi konkretnego rodzaju związków węglowodorowych (benzyny ekstrakcyjne, zwykłe i ciężkie). Temperatura wrzenia tej frakcji wynosi 35-200oC.
Nafta - Zawiera związki mające od 10 do 15 atomów węgla w cząsteczce. Temperatura wrzenia to 150-340oC.
Oleje - Temperatura wrzenia wynosi ok. 280-350oC. Z tej frakcji wydzielamy oleje opałowe, napędowe i ciężkie. Oleje napędowe (wykorzystywane w silnikach Diesla) są tańsze od benzyny, gdyż nie musza być uszlachetniane.
Mazut - Czarna, bardzo gęsta maź, stosowana jako paliwo oraz substrat do produkcji asfaltu. Osadza się na dnie wieży destylacyjnej.

Jak już wspomnieliśmy wcześniej, poprzestanie na powyższym stopniu wykorzystania byłoby wysoce nieekonomiczne. Dlatego też po przerobie płytkim przystępuje się do metody określanej słowem
KRAKING

Określenie to jest skrótową formą wyrażenia "katalityczny kraking destylatów próżniowych". Pozwala ona na "wyciśniecie" dodatkowych ilości benzyny, olejów i nafty z mniej użytecznych produktów destylacji. Polega na rozbiciu długich cząsteczek ciężkich węglowodorów na mniejsze, uzyskując wspomniane wyżej substancje. Zachodzi to w zbiorniku, w którym pod wysokim ciśnieniem ogrzewa się otrzymaną w pierwszej wieży destylacyjnej naftę i oleje ciężkie. Pod wpływem silnego ogrzewania następuje pękanie dużych cząsteczek na krótsze, które - jak poprzednio ropę - kieruje się do kolejnej wieży destylacyjnej. Następujący teraz proces jest powtórzeniem poprzedniej destylacji. I tym razem w jej wyniku powstają gazy (kierowane następnie do przeróbki chemicznej), benzyna (stosowana później w silnikach) i oleje. Dzięki krakingowi z tony ropy naftowej można otrzymać nie 100 a 400 kg benzyny

Ropa naftowa znajduje szerokie zastosowanie. Jest czystsza i wydajniejsza niż węgiel, a w porównaniu z gazem - łatwiejsza do transportowania. Czasem, podobnie jak węgiel, nazywana jest czarnym złotem. Wytwarza się z niej połowę energii wykorzystywanej na świecie. Jako surowca energetycznego wytwarza się ropę w transporcie, przemyśle i innych działach gospodarki.

Ropa naftowa wykorzystywana jest do produkcji wielu artykułów. Bezpośrednio z ropy naftowej powstaje:
asfalt,
oleje napędowe,
oleje i smary,
nafta,
różnego rodzaju benzyny.

Ropę naftową używa się do produkcji olejów silnikowych i smarów, gdyż bez nich niemożliwe by było funkcjonowanie maszyn. Służy również do produkcji całej gamy produktów, np. kosmetyków, leków, barwników, materiałów wybuchowych, nawozów sztucznych, włókien sztucznych (nylon), atramentu, środków owadobójczych, plastiku, syntetycznego kauczuku (opony) itp.

Benzynę i naftę, otrzymuje się z ropy naftowej w procesie destylacji frakcyjnej, czyli rektyfikacji. Ropa naftowa jest ogrzewana, a ulatniające się pary są rozdzielane według
temperatury wrzenia i skraplane w specjalnych zbiornikach. Powstałe produkty, zwane destylatami, są podstawą do dalszej obróbki w wyniku której otrzymujemy chemikalia,
Ropą naftową ogrzewanych jest wiele domów prywatnych, a także budynków publicznych. Zarówno wielkość zasobów jak i ilości wydobytej ropy naftowej mierzy się w specjalnych ednostkach - baryłkach. Jedna baryłka stanowi równowartość 159 litrów.

Ropa naftowa była stosowana już dawno temu. Głownie stosowaną ją jako balsam do ciała, bądź nacierano nią główkę pochodni by paliła się dłużej. Również w technice wojennej ropę stosowano jako środek zapalający. Wydobywano ją wtedy w miejscach naturalnego wypływu - w szczelinach skalnych (dlatego nazywano ją olejem skalnym). Nie znano wtedy technologii wiertniczej, lecz czasami, by dostać się do głębszych źródeł, robiono płytkie otwory.

Największym zagrożeniem dla oceanów jest ropa naftowa i jej pochodne. Inne zanieczyszczenia dopełniają tylko ogromu zniszczeń (np. Kiedyś przy usuwaniu skutków katastrofalnych wycieków ropy naftowej powszechnie używano detergentów, powodujących rozbicie oleistej powłoki. Dziś wiadomo, ze ich stosowanie może potęgować szkody powodowane przez samą ropę, dlatego w niektórych przypadkach pozwala się na naturalne rozproszenie i zneutralizowanie ropy.) Pozostawione na plażach przez wysoką wodę sterty śmieci i tłuste zacieki ropy stanowią namacalny dowód zanieczyszczenia oceanów przez nie ulegające biodegradacji substancje i odpadki. Skażenie wód morskich ropą zdarza się również przy czyszczeniu tankowców (do mórz i oceanów dostaje się rocznie od 9 do 20 mln baryłek ropy naftowej), kolizjach morskich wypadkach na morskich platformach wiertniczych. Do największych skażeń dochodzi, gdy tankowce zostaną uszkodzone, lub zatoną. Wycieki ropy doprowadzają do zagłady ptaków, ryb i innych morskich organizmów, ponieważ ropa naftowa nie miesza się z wodą i jest od niej lżejsza, dlatego zlepia skrzydła ptaków i powoduje duszenie się innych organizmów. Ponadto najczęściej nieustannie płonie, powodując wzrost temperatury. Również drobne cząstki stałe, opadając, zabierają ze sobą drobne cząstki ropy, które zatruwają dno.

Jedną z pierwszych wielkich katastrof tankowców był wypadek Torry Canyon na wodach przybrzeżnych Kornwalii w 1967 roku. Na plażach niemal wszystkie formy życia uległy zagładzie. Niewyobrażalne straty poniosły również organizmy i ptaki morskie. Źle zorganizowana akcja ratunkowa, m.in. stosowanie nie rozcieńczonych detergentów, spowodowała dalsze zniszczenia. Co prawda już wkrótce po katastrofie w skażonych wodach pojawiły się zielone glony, następnie brunatnice i skałoczepy, ale pełna odnowa ekosystemu trwała aż 6 lat. Do kolejnej wielkiej katastrofy doszło w 1978 roku w wodach przybrzeżnych Bretanii za sprawą statku Amoco Cadiz.

W 1989 roku tankowiec Exxon Valdez zderzył się z podwodną rafa u wybrzeży Alaski. Około 26 tys. baryłek ropy naftowej wyciekło do morza. W ciągu kilku tygodnia plama ropy skaziła 1600 km wybrzeży, w tym tereny trzech parków narodowych i pięciu rezerwatów przyrody. Korporacja Exxon podjęła, zakrojone na niespotykaną dotąd skale, działania mające na celu oczyszczenie skażonych obszarów, niestety niektóre zmiany były już nieodwracalne. W akcji ratunkowej, która kosztowała 2 mln dolarów, brało udział 11 tysięcy ludzi, a udało się złagodzić skutki katastrofy tylko na około 20% zanieczyszczonej linii brzegowej.

Największy w historii wylew ropy naftowej nie był jednak konsekwencją morskiej katastrofy, ale działań wojennych w Zatoce Perskiej w lutym 1991 roku. Wylano wówczas około 1 kilometra sześciennego ropy.

W styczniu 1993 roku przewożący 84 tysiące ton ropy naftowej tankowiec The Braer rozbił się na południe od Szetlandów. Znaczna część ropy wyciekła doprowadzając na dużym obszarze nie tylko do skażenia wód morskich, ale i powietrza. Zagrożone były kolonie głuptaków, maskonurów, nurzyków i mew, a tak wydry i foki. Znaczne straty ponieśli również rybacy.

Jak na razie największą katastrofą ekologiczną związana z ropą naftową było podpalenie kuwejckich szybów naftowych w czasie wojny w Zatoce Perskiej. Szacuje się, że z kuwejckich są one w dużym stopniu narażone na wycieki i katastrofy ekologiczne. Takie spektakularne katastrofy odwracają uwagę od faktu, że większość zanieczyszczeń wód morskich pochodzi z ropy wypuszczonej do rzek albo wyciekającej do morza z przybrzeżnych systemów odprowadzających.

Stosowanie benzyny w silnikach samochodowych doprowadziło do ciężkiego skażenia powietrza w wielu miastach. Spaliny z samochodów i innych urządzeń napędzanych ropą zawierają trujące gazy, takie jak:
tlenek węgla (CO),
nie spalone węglowodory,
tlenek azotu
ołów

Niektóre z tych zanieczyszczeń wchodzą w reakcję ze światłem słonecznym, tworząc smog w wielkich miastach takich jak Los Angeles czy Meksyk. Kiedy tlenki azotu wymieszają się z drobinami wody w chmurach, spadają tzw. kwaśne deszcze. Zanieczyszczają one rzeki i jeziora oraz niszczą lasy. Wiele krajów świata podjęło już działania mające na celu ograniczenie emisji spalin samochodowych. Zachęca się do stosowania benzyny bezołowiowej, a w wielu krajach już niedługo nie będzie można zarejestrować samochodu, który nie będzie wyposażony w katalizator spalin, redukujący w znacznym stopniu emisję trujących gazów. Zabiegi te są jednak niewystarczające, jako że z roku na rok zwiększa się światowe zużycie ropy naftowej.
Pomimo odkrycia nowych złóż ropy naftowej, nie ulega wątpliwości, że jej zasoby kiedyś się wyczerpią, zwłaszcza, że proces jej powstania jest niezwykle wolny. Mimo wszystko, niezależnie od wzrostu cen i świadomości rychłego wyczerpania się zapasów, zapotrzebowanie na ropę naftową wciąż rośnie.

Perspektywy być może nie są aż tak tragiczne, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Niektórzy uczeni utrzymują, ze znane i udokumentowane złoża ropy naftowej stanowią jedynie 1/3 całego ziemskiego zapasu. Reszta, według nich, wciąż czeka pod ziemią na swojego odkrywcę. Rozwój techniki najprawdopodobniej w przyszłości umożliwi eksploatację niedostępnych dzisiaj złóż.

We wczesnych latach 90. amerykańscy uczeni udoskonalili metodę wydobycia nazwaną "chemicznym wypłukiwaniem". Polega ona na wpompowywaniu do skał substancji chemicznych o działaniu podobnym do detergentów. Substancje te wypłukują rozrzedzoną ropę z porów. W przeszłości stosowano tą metodę jedynie na małą skalę, jako że była ona zbyt kosztowna. Obecnie udało się wyprodukować substancję wypłukującą z odpadów powstałych przy produkcji papieru, co doprowadziło do znacznego obniżenia kosztów operacji. Uważa się, że ta relatywnie tania metoda pozwoli na zwiększenia zapasów ropy naftowej USA mniej więcej sześciokrotnie.

Innym źródłem ropy naftowej są tak zwane piaski bitumiczne, czyli piaski nasączone gęstą ropą. Eksploatacja złóż tego typu jest jednak bardzo droga. Ropę można też uzyskiwać z łupków bitumicznych, zawierających znaczna ilość tzw. oleju skalnego. Składające się na niego węglowodory nadają mu właściwości podobne do ropy naftowej. Eksperci szacują, ze z ich największych złóż w kanadyjskiej prowincji Alberta można uzyskać tyle samo ropy, co z pól naftowych Arabii Saudyjskiej.

Jednakże nowe złoża i sposoby wydobycia nie rozwiążą problemu nadchodzącego kryzysu energetycznego. Zasoby ropy na pewno kiedyś się wyczerpią, dlatego już teraz należy poszukiwać alternatywnych źródeł energii. Zanim jednak będzie można na wielką skalę pozyskać energię z innych źródeł, należy bardzo racjonalnie gospodarować zasobami najważniejszego obecnie źródła energii, którym jest ropa naftowa. Najwięcej nadziei budzi możliwość uzyskiwania z węgla płynnego paliwa,
które mogło by w pzyszłości zastąpić topniejące zasoby ropy naftowej. Oto charakterystyka coraz powszechniejszych i popularniejszych, choć wciąż bardzo rzadkich alternatywnych źródeł energii
ENERGIA SŁONECZNA - za pomocą ogniw fotoelektrycznych przekształcić ją można w elektryczną. Jest to jednak energia bardzo droga (drogie są baterie słoneczne i specjalne kolektory energii)
ENERGIA WIATRU - jej plusami są: całkowity brak zanieczyszczeń i odnawialność. Niestety turbiny wirnikowe (które są bardzo drogimi urządzeniami) muszą być ustawione w miejscu, które przez większość część roku jest nawiedzane przez regularne i w miarę stabilne (nie zmieniające kierunku) wiatry.
ENERGIA PŁYWÓW MORSKICH - wydajna tylko przy fali wyższej niż 5m. Konieczne jest także odpowiednie ukształtowanie dna. Dotychczas powstała tylko jedna taka elektrownia, we Francji.