Ropa nawtowa

Ropa nafowa


POWSTAWANIE
Niektórzy naukowcy są zdania, iż ropa jest pochodzenia nieorganicznego i powstała w wyniku przemian w jądrze Ziemi. Jednak znaczna większość zakłada inną, bardziej prawdopodobną hipotezę:
Procesy, które doprowadziły do powstania paliw kopalnych zachodziły miliony lat temu. Większość złóż północnej i środkowej części Morza Północnego powstała z glonów i bakterii, które zostały pogrzebane pod mułem i iłem na dnie morza w okresie jurajskim (144-213 mln lat temu). Przykryta warstwą mułu materia organiczna stopniowo rozkładała się i zamieniała w ropę pod wpływem wysokiej temperatury i tego samego, ogromnego ciśnienia, które zamieniało ił i muł w litą skałę. Ropa naftowa i gaz ziemny występują prawie wyłącznie w skałach osadowych, głównie piaskowcach, których porowatości i szczeliny mogą być nasycone ropą i gazem, czyli mogą stać się kolektorem węglowodorów. Aby mogło powstać złoże ropy naftowej lub gazu ziemnego, musi istnieć warstwa skał nieprzepuszczalnych przykrywającą skałę przepuszczalną. Dzięki temu ropa może gromadzić się w strukturze zwanej pułapką.

SKŁAD
Ropa jest mieszaniną różnych związków chemicznych, głównie węglowodorów. Jej skład jest odmienny w zależności od miejsca wydobywania, przez co kolor zmienia się od brązowego do czarnego. Zawiera w większości węglowodory ciekłe oraz rozpuszczone w nich węglowodory stałe i gazowe. Stanowią one ok. 98%. Na ropę składają się głównie trzy rodzaje związków:
1. parafiny - węglowodory o różnej długości łańcuchów
2. kwasy naftalenowe - ich łańcuchy połączone są w pierścienie
3. związki nienasycone.
Oprócz tego znaleźć możemy niewielkie ilości niklu(Ni), manganu(Mn), żelaza(Fe), chromu(Cr), sodu(Na) i rtęci(Mg) oraz większe chlorku sodu(NaCl), wodoru(H2), siarkowodoru(H2S), amoniaku(NH3). Z ropy naftowej naukowcy wydobyli już ok. 600 związków, ale ich ilość szacuje się na kilka tys.

WYDOBYCIE
Ropa naftowa znajduje się najczęściej pod dnem morskim, na dużej głębokości, nierzadko w pobliżu wybrzeży. Nie wszystkie złoża odkryto, nie wszystkie odkryte są eksploatowane. Najwięksi producenci ropy na świecie to kraje w pobliżu Zatoki Perskiej, gdzie znajdują się jej największe zasoby. W Polsce ropę wydobywa się w zagłębiach: Pomorskim, Karpackim oraz z dna morskiego w pobliżu przylądka Rozewie. Czarne złoto może wydostawać się na powierzchnię samoczynnie, w wyniku działającego na nie podziemnego ciśnienia, ale czasami trzeba mu "pomóc" ogromnymi pompami. Do wydobycia ropy z dna służą platformy wiertnicze podparte filarami. Pomiędzy nimi, aż do złoża biegnie trzpień wiertniczy. Ropa naftowa znajduje się również w tzw. piaskach bitumicznych, ale ich eksploatacja jest nieekonomiczna.





PRZETWARZANIE
Po wydobyciu ropy naftowej jest ona poddawana procesowi rektyfikacji, zwanej powszechnie destylacją frakcyjną. Ropę wprowadza się do pieca destylacyjnego i podgrzewa do ok. 350oC. Dzięki różnicom temperatur wrzenia poszczególnych składników ropy rozdzielają się one na frakcje. Pary lżejsze wędrują do górnych części pieca, gdzie, w miarę wzrostu wysokości maleje temperatura. Pary o cięższych cząsteczkach skraplają się już w następnym zbiorniku i spływają do odpowiednich magazynów. Do najwyższej części docierają już tylko najlżejsze gazy rafineryjne. Odkrywcą metody destylacji frakcyjnej był polski chemik Ignacy Łukasiewicz. Aby zwiększyć wydajność przetwarzania ropy naftowej naftę i oleje ciężkie poddaje się tzw. Krakingowi.

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

ZASTOSOWANIE
Ropę naftową wykorzystuje się już od dawna, używana była m.in. do balsamowania zwłok, robienia pochodni, leków, a także jako środek zapalający w machinach wojennych. Obecnie najwięcej zużywają jej wszystkie gałęzie przemysłu, szczególnie motoryzacja do produkcji olejów, smarów itp. Produkty destylacji służą do produkcji tworzyw sztucznych, środków dezynfekujących, gumy, kosmetyków, barwników, leków, wyrobów farbiarskich oraz syntetycznych tkanin.
Bezpośrednio z ropy naftowej powstaje:
asfalt,
oleje napędowe,
oleje i smary,
nafta,
różnego rodzaju benzyny.

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. 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.

NIEBEZPIECZEŃSTWA
Niebezpieczeństwa związane z ropą naftową są znane każdemu z nas. Najczęstszą przyczyną katastrof są zderzenia lub zatonięcia tankowców. Ropa wycieka z ładowni tworząc ogromne często palące się plamy. Zlepia skrzydła ptakom, a opadający pył niszczy życie na dnie. Największy wylew w historii spowodowały działania wojenne w Zatoce Perskiej - wyciekł wtedy ponad 1km3 ropy. Czarne złoto, chociaż pośrednio, zagraża również powietrzu. W większości krajów na 100 osób przypada więcej niż 10 samochodów. Silniki na benzynę i ropę wydalają do atmosfery niespalone węglowodory, dwutlenek węgla (CO2), tlenki azotu i związki ołowiu. Część zanieczyszczeń ulega przemianom pod wpływem słońca tworząc smog - mgłę pyłów unoszącą się nad większymi miastami.

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.
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.

PRZYSZLOSC
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.

Oprócz szukania nowych źródeł energii uczeni stale badają możliwość lepszego i ekonomiczniejszego wykorzystania paliw kopalnych. Póki co nie trzeba się na szczęście martwić, że nagle zgaśnie nam światło.