Syntéza poznatků přírodních věd

Zpracování ropy

ÚVODEM

K jednomu z prvních zpracování ropy – k její destilaci došlo v Evropě, v polském Lvově, kde lékárník a vynálezce Ignacy Łukasiewicz (1822–1882) jako první získal petrolej z ropy pomocí destilace. Zkonstruoval pak petrolejovou lampu. Pro svícení i jako palivo do motorů se tedy nejprve začala využívat jedna z destilačních frakcí ropy – petrolej. V dřívějších dobách ropa vyvěrala z pramenů na zemský povrch. Později byla čerpána z nehlubokých studní (2 až 60m) obyčejnými vědry.

STUDIJNÍ MATERIÁL

Základní dovedností pro zpracování ropy bylo zvládnutí procesu opakované destilace ropy, prováděné za atmosférického tlaku – rektifikace. Díky tomuto procesu bylo možné oddělit jednotlivé složky ropy jakožto směsi různých uhlovodíků o různé délce řetězce.

K čemu se jednotlivé frakce ropy používají?

Frakce	Přibližná teplota varu (°C)	Přibližný obsah frakce v ropě (hmot. %)	Přibližná hustota (kg.m^-3)	Počet uhlíků v řetězcích uhlovodíků
Benzín	70 - 180	20 - 30	700	6 - 12
Lehký benzin - rozpouštědla	do 90	20 - 30	700	6 - 12
Střední benzin - motorový benzin	90 - 150	20 - 30	700	6 - 12
Těžký benzin - motorový benzn	140 - 180	20 - 30	700	6 - 12
Petrolej	170 - 250	5 - 15	800	9 - 12
Motorová nafta, topný (plynový) olej	140 - 300	15 - 25	900	12 - 20
Parafin	> 300			> 20
Mazut	destilační zbytek	40 - 50	950 - 1000	25 - 35

První z frakcí získaných z ropy je benzínová frakce. Automobilový benzín se vyrábí ze frakcí zvané střední a těžký benzin. Ty se upravují k tzv. antidetonační (samozhášecí) odolnosti dané hodnotouoktanového čísla. Když je benzinu přiděleno oktanové číslo 80, znamená to, že tato pohonná hmota obsahuje 20 % nheptanu a 80 % izooktanu. Oktanové číslo je mírou antidetonačních vlastností motorových benzínů. Standardní palivová směs je složena z n-heptanu (oktanové číslo 0) a isooktanu /2,2,4-trimethylpentanu/ (oktanové číslo 100), jehož objemový procentuální obsah udává oktanové číslo. Čím je jeho hodnota vyšší (max. 100), tím je benzín kvalitnější a dochází k jeho dokonalejšímu spalování a tím i omezení tzv. detonací (klepání) motoru. Dříve se k zlepšení kvality benzinu využíval antidetonátor tetraethylolovo. Současné antidetonátory jsou převážně sloučeniny odvozené od etheru např. metyltercbutyleter – MTBE, etyltercbutyleter – ETBE, tercamaylmethyleter – TAME.

Druhou ropnou frakcí je petrolej. Petrolej využívaný pro svícení v lampách musí mít bod vzplanutí nejméně 25 °C. Měl by mít nízkou viskozitu, aby mohl dobře vzlínat knotem. Petrolej je rovněž využíván jako palivo nízkoobrátkových výbušných motorů.

Strukturní vzorec izooktanu

Motorová nafta se vyrábí ze směsi primární petrolejové frakce a plynového oleje. Musí mít schopnost samovznícení při teplotě dosažené kompresí vzduchu v motorovém válci. Letní motorová nafta může obsahovat určité množství vyšších parafinů, které v zimní naftě nesmějí být, protože by zkrystalizovaly a ucpaly by tak přívod paliva do motoru. Kvalitu nafty určuje tzv. cetanové číslo. Motorová nafta se nejčastěji vyrábí s hodnotou cetanového čísla v rozmezí 45–60.

Alternativou pro klasickou naftu vyráběnou z ropy, jsou motorová paliva z obnovitelných zdrojů. Nejčastěji se jedná o speciálně upravené rostlinné oleje a etanol, získaný kvasnými procesy (kvašením jednoduchého cukru (glukózy) vzniklého působením soustavy enzymů na bramborový škrob). Druhou z možností je tzv. bionafta k jejíž výrobě se používají rostlinné oleje – slunečnicový, řepkový, sojový.

Schéma frakční destilace ropy

Výrobky na bázi ropy

Mazut

Mazut je destilačním zbytkem z destilační kolony, ve které probíhá destilace ropy za normálního tlaku. Využívá se k další destilaci za sníženého tlaku. Produktem této destilace je asfalt.

Parafin

Parafin je původně vedlejším produktem výroby mazacích olejů. Používá se na výrobu svíček a jako impregnační materiál.

Asfalt

Asfalt se využívá ve stavebnictví a především se využívá v dopravě při stavbách silnic.

Výrobky z ropy, zdroj: http://www.ceska rafinerska.cz/

UČITELŮV NÁMĚTOVNÍK

Ropa není jen benzin

12a_Metodicky_list.pdf

12b_Pracovni_list.pdf

Cena benzínu

20a_Metodicky_list.pdf

20b_Pracovni_list.pdf

OTÁZKY K ZAMYŠLENÍ

Zamyslete se nad schématem „Výrobky z ropy“ (viz výše), na kterém je zaznačena většina ropných výrobků. Uveďte, které z nich využíváte v běžném životě. Je ropa pro člověka zásadní surovinou?

INTERNETOVÉ ODKAZY