PRODUKTY DESTYLACJI ROPY NAFTOWEJ
Przeróbkę ropy naftowej dzieli się na kilka procesów. Proces pierwszy, polegający na rozpylaniu ropy w urządzeniu zwanym separatorem, ma na celu oddzielenie od ropy gazolu, czyli mieszaniny metanu i butanu. Skroplony gazol używany jest do spalania w przenośnych kuchenkach gazowych.
Po oddzieleniu gazolu poddaje się ropę destylacji w rafinerii. Podstawowymi urządzeniami rafinerii są piece rurowo-wę-żownicowe i kolumny o wysokości ok. 35 m ze zdolnością przetwórstwa od 100 do 20 000 t ropy dziennie. Zbudowane są w kształcie wież cylindrycznych (rys. 90) z ok. 70 wanienkami na różnych wysokościach. Wanienki te posiadają rurki odpływowe dla zbierających się tam płynów.
Ogrzana w piecach do ok. 400°C ropa naftowa zamienia się w parę. Para ropy naftowej jest mieszaniną wielu składników o różnej gęstości. Pary ropy naftowej doprowadzone do kolumny unoszą się w niej na różnych wysokościach. Pary najlżejsze skraplają się w najwyższych wanienkach wieży frakcyjnej, naj-
cięższe zaś skraplają się w wanienkach najniżej położonych. Powstałe ze skroplenia się pary ciecze noszą nazwę frakcji, a proces tej destylacji nazywa się frakcjonowaniem. Rozróżniamy frakcje lekkie, średnie i ciężkie., Do frakcji lekkich zaliczamy benzynę, do średnich — naftę, do ciężkich — oleje.
Frakcje ciężkie zawierają oczywiście pewne ilości frakcji lekkich, a więc benzynę. Aby otrzymać benzynę z frakcji ciężkich, frakcje te powtórnie ogrzewa się pod dużym ciśnieniem do temperatury ok. 480°C, powodując ich rozpad w czasie parowania w następnych kolumnach. Takie powtórne przerabianie produktów otrzymanych z ropy naftowej, w celu oddzielenia od nich benzyny, nazywamy krakingiem, a otrzymaną benzynę nazywamy benzyną krakowaną. O ile w czasie pierwszego frakcjonowania ze 100 kg ropy naftowej otrzymujemy ok. 25 kg benzyny, to w wyniku zastosowania krakingu ilość otrzymanej benzyny wzrasta do 80 kg. Istnieją również inne sposoby krakowania, np. za pomocą katalizatora, uwodorniające i inne.
Benzyny dzielimy na specjalne i silnikowe. Benzyny specjalne używane są jako rozpuszczalniki. Spośród benzyn specjalnych na szczególną uwagę zasługuje benzyna ekstrakcyjna, zwana również eterem naftowym. Jest to ciecz bardzo lotna, używamy jej w przemyśle do ekstrahowania olejów. Jakość benzyny silnikowej oceniamy na podstawie jej spalania się w silniku. Najwyżej ceniona jest" benzyna, która nie powoduje nadmiernego wybuchu w czasie zapłonu w cylindrze silnika spalinowego.
Nafta jest frakcją o średnim ciężarze. Jest to ciecz palna o barwie lekko żółtej. Naftę poddajemy oczyszczaniu otrzymując rozmaite gatunki nafty: do oświetlenia, do silników traktorowych, do silników odrzutowych.
Oleje są frakcjami ciężkimi, o konsystencji gęstej i lepkiej. Są one mieszaniną różnych węglowodorów, charakteryzują się różną temperaturą wrzenia i różną lepkością. Oleje o niskiej temperaturze wrzenia i małej lepkości stosowane są jako paliwo do silników wysokoprężnych, oleje o wysokiej temperaturze wrzenia i znacznej lepkości używane są jako smary maszynowe.
Mazut jest najcięższą frakcją. Jest to ciecz gęsta, oleista, palna. Mazut jest cenionym paliwem.
W czasie krakingu nafty, olejów i mazutu otrzymujemy, oprócz benzyny, cenne gazy, jak metan, etylen, propylen i butadien.
Metan jest gazem bezbarwnym i bez zapachu, lżejszym od powietrza, spala się spokojnym płomieniem wydzielając duże ilości ciepła. Metan z ogrzanym powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową. Jest gazem trwałym, trudno rozpuszcza się w wodzie. W wyniku pirolizy metanu otrzymuje się acetylen lub etylen — surowce niezbędne w produkcji tworzyw polistyrenowych, akrylowych i poliwinylowych.
Etylen jest gazem palnym, bezbarwnym, o słabo wyczuwalnym zapachu. Zmieszany z powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową. Niewielka ilość etylenu w powietrzu prz~yspiesza dojrzewanie owoców. Ma to praktyczne znaczenie w dojrzewaniu owoców cytrusowych w przechowalniach.
Etylen w 200°C i pod ciśnieniem 1500 atm (152 MPa) w obecności katalizatorów ulega polimeryzacji, czyli łączeniu się cząsteczek w makrocząsteczki. Powstały produkt zwie się polietylenem.
Etylen służy także do otrzymywania styrenu, surowca niezbędnego do produkcji syntetycznego kauczuku i polistyrenu. Z etylenu otrzymujemy również alkohol etylowy. Działając kwasem siarkowym na etylen otrzymujemy kwas etylosiarkowy, który ogrzewany z wodą hydrolizuje na alkohol etylowy i kwas siarkowy.
Propylen jest gazem bezbarwnym, bez zapachu, pali się. Działając na propylen chlorem i kwasem podchlorawym otrzymujemy syntetyczny glicerol. Propylen ulega polimeryzacji.
Butadien jest to gaz palny, bezbarwny, ulega polimeryzacji. W wyniku polimeryzacji butadienu otrzymujemy syntetyczny kauczuk.
Z frakcji olejowych otrzymujemy parafinę i wazelinę.
Parafina jest ciałem stałym koloru białego lub przezroczystego,' nie posiada zapachu, nie rozpuszcza się w wodzie, jest odporna na działanie alkoholu, zasad i kwasów. Parafinę otrzymuje się przez odparowanie oleju parafinowego. Używamy jej do produkcji świec i impregnacji zapałek, do produkcji papieru przetłuszczonego, kremów kosmetycznych, izolacji elektrycznych, impregnacji tkanin, natłuszczania skór, konserwacji artykułów spożywczych.
Parafinę przechowuje się w stalowych beczkach.
Wazelina jest jednolitą substancją tłustą, ciągliwą, o swoistym zapachu, koloru ciemnobrązowego, rozpuszcza się w wodzie i glicerolu, trudno rozpuszcza się w alkoholu etylowym, łatwo zaś w benzynie. Wazelinę otrzymujemy przez działanie stężonym kwasem siarkowym na oleje ciężkie.
Wazelina ma zastosowanie w przemyśle maszynowym jako smar oraz jako środek chroniący wyroby metalowe przed korozją. Używa się jej także w. kosmetyce. Wazelinę pakuje się w stalowe i beczki. Przechowujemy ją z dala od ognia.
Z niektórych gatunków ropy naftowej otrzymać można wosk zwany cerezyną. Jest to ciało stałe, kruche, o barwie lekko kremowej, bez zapachu. Cerezyna jest woskiem trudno rozpuszczalnym. Jako rozpuszczalnika cerezyny używamy znanego nam już benzenu lub ksylenu.
Cerezyna znajduje zastosowanie do produkcji kremów kosmetycznych, do impregnacji tkanin, oraz w przemyśle farmaceutycznym. Cerezynę transportuje się w beczkach drewnianych lub żelaznych, przechowuje z dala od ognia.
| Asfalt jest pozostałością po przeróbce ropy naftowej. Jest to
masa twarda, czarna, o silnym połysku. Asfaltu używamy do produkcji lakierów asfaltowych, papy, gumy, do budowy dróg, do produkcji lepików budowlanych. Asfalt transportowany jest w stalowych beczkach lub luzem.
Z ropy naftowej otrzymujemy także benzen, toluen, fenol — produkty otrzymywane do niedawna tylko z węgla.