Ropa naftowa jest złożoną mieszaniną węglowodorów. Zawiera tysiące różnych związków. Są to głównie alkany, cykloalkany i związki aromatyczne. Musimy ją przetworzyć, aby ją wykorzystać.
Jednym z podstawowych procesów przetwarzania ropy naftowej jest destylacja frakcyjna. To proces fizyczny. Opiera się na różnicach w temperaturach wrzenia poszczególnych składników ropy naftowej. Dzięki temu możemy rozdzielić ropę naftową na frakcje o różnych zakresach temperatur wrzenia.
Jak działa destylacja frakcyjna?
Destylacja frakcyjna odbywa się w specjalnych urządzeniach. Są to kolumny rektyfikacyjne. Kolumna jest wysoka i ma różną temperaturę na różnych poziomach. Im wyżej w kolumnie, tym niższa temperatura.
Ropę naftową podgrzewa się do wysokiej temperatury. Zazwyczaj około 400°C. Powoduje to, że większość składników ropy naftowej przechodzi w stan gazowy. Para ropy naftowej wprowadzana jest do dolnej części kolumny rektyfikacyjnej.
Para unosi się w kolumnie. Podczas wznoszenia się, ochładza się. Składniki o najwyższej temperaturze wrzenia skraplają się jako pierwsze. Skraplają się na najniższych poziomach kolumny. Składniki o niższych temperaturach wrzenia wznoszą się wyżej. Skraplają się na wyższych poziomach kolumny, gdzie temperatura jest niższa.
Skroplone frakcje są zbierane z różnych poziomów kolumny. Każda frakcja zawiera mieszaninę węglowodorów o zbliżonych temperaturach wrzenia. Otrzymane frakcje poddaje się dalszemu przetwarzaniu, aby uzyskać konkretne produkty.
Frakcje otrzymywane w wyniku destylacji frakcyjnej ropy naftowej
W wyniku destylacji frakcyjnej ropy naftowej otrzymujemy szereg frakcji. Każda frakcja ma inne właściwości i zastosowania. Do najważniejszych frakcji należą:
Gazy rafineryjne
Gazy rafineryjne to frakcja o najniższej temperaturze wrzenia. Zawiera głównie metan, etan, propan i butan. Wykorzystuje się je jako paliwo. Stosowane są w butlach gazowych i jako surowiec do produkcji tworzyw sztucznych.
Benzyna
Benzyna to frakcja o wyższej temperaturze wrzenia niż gazy rafineryjne. Składa się z węglowodorów zawierających od 5 do 12 atomów węgla w cząsteczce. Używana jest jako paliwo do silników spalinowych. Jest to jeden z najważniejszych produktów destylacji ropy naftowej.
Nafta
Nafta to frakcja o wyższej temperaturze wrzenia niż benzyna. Zawiera węglowodory zawierające od 12 do 15 atomów węgla w cząsteczce. Wykorzystywana jest jako paliwo lotnicze (kerozyna) oraz jako rozpuszczalnik. Służy również jako surowiec do produkcji innych chemikaliów.
Olej napędowy
Olej napędowy to frakcja o wyższej temperaturze wrzenia niż nafta. Składa się z węglowodorów zawierających od 15 do 18 atomów węgla w cząsteczce. Stosowany jest jako paliwo do silników Diesla. Ma szerokie zastosowanie w transporcie i przemyśle.
Oleje smarowe
Oleje smarowe to frakcja o jeszcze wyższej temperaturze wrzenia. Zawiera węglowodory zawierające ponad 20 atomów węgla w cząsteczce. Używane są jako środki smarne w silnikach i maszynach. Zmniejszają tarcie i zużycie części mechanicznych.
Mazut
Mazut to frakcja o najwyższej temperaturze wrzenia. Jest to gęsta, ciemna ciecz. Wykorzystywana jest jako paliwo w elektrowniach i okrętach. Może być również poddawany dalszemu przetwarzaniu.
Asfalt
Asfalt to pozostałość po destylacji ropy naftowej. Jest to substancja stała. Używana jest do budowy dróg i pokryć dachowych. Zapewnia trwałość i wodoodporność nawierzchni.
Znaczenie destylacji frakcyjnej
Destylacja frakcyjna jest niezwykle ważnym procesem. Umożliwia wykorzystanie ropy naftowej jako źródła energii i surowców. Bez niej nie moglibyśmy korzystać z paliw, tworzyw sztucznych, smarów i wielu innych produktów. To fundament współczesnej gospodarki.
Proces ten pozwala na efektywne rozdzielenie złożonej mieszaniny węglowodorów. Otrzymujemy substancje o konkretnych właściwościach. Mają one zastosowanie w różnych dziedzinach życia. Od transportu po przemysł chemiczny.
Warto pamiętać, że destylacja frakcyjna jest tylko jednym z etapów przetwarzania ropy naftowej. Otrzymane frakcje poddaje się dalszym procesom. Są to kraking, reforming i alkilacja. Pozwalają one na uzyskanie produktów o pożądanych właściwościach. Zaspokajają one potrzeby rynku.
Ropa naftowa jest cennym surowcem. Odpowiednie procesy przetwarzania są kluczowe dla jej efektywnego wykorzystania. Destylacja frakcyjna stanowi pierwszy i fundamentalny krok w tym procesie.
