Ropa naftowa to substancja występująca w określonych basenach osadowych, utworzona przez porowate warstwy lub płaty piasku, piaskowców lub wapieni
Obraz David Mark z Pixabay
Ropa naftowa to mieszanina cząsteczek węgla i wodoru, która powstaje w wyniku rozkładu materii organicznej, głównie planktonu, powstałej w wyniku działania bakterii w środowisku o małej zawartości tlenu. Przez miliony lat materiał ten gromadził się na dnie oceanów, mórz i jezior, a pod wpływem ruchów skorupy ziemskiej dał początek substancji, którą nazywamy ropą.
Materiał ten występuje w określonych basenach osadowych, utworzonych z warstw lub porowatych płatów piasku, piaskowców lub wapieni. Ropa naftowa zaliczana jest do paliw kopalnych, ponieważ powstaje w wyniku powolnego rozkładu materii organicznej. Obecnie najpowszechniej stosowanym paliwem kopalnym jest ropa naftowa. Dzieje się tak, ponieważ jego rafinacja prowadzi do powstania różnych frakcji lub mieszanin związków organicznych z bliskimi ilościami węgla, tworzących produkty ropopochodne.
Jednak ropa jest nieodnawialnym źródłem energii. Oznacza to, że jest to źródło energii, której wyczerpuje się natura. Ponadto ta energia pochodzenia organicznego jest ograniczona i powstaje w naturze przez miliony lat. Z tego powodu jego wydobycie i wykorzystanie było i nadal jest celem konfliktów między mocarstwami oraz krajami produkującymi i rafineryjnymi.
Skład chemiczny oleju
Ropa naftowa składa się głównie z cząsteczek węgla i wodoru, zwanych węglowodorami. Te związki składają się na większość olejku, chociaż inne substancje są częścią jego konstytucji.
Skład chemiczny ropy naftowej zawiera również mniej azotu, tlenu, soli i pozostałości niektórych metali. Proporcja elementów, które go tworzą, jest następująca:
- 82% węgla;
- 12% wodoru;
- 4% azotu;
- 1% tlenu;
- 1% soli i pozostałości metali.
Charakterystyka oleju
Główne cechy oleju to:
- Wazeliniarstwo;
- Lepkość
- Charakterystyczny zapach;
- Ubarwienie, które może zmieniać się od bezbarwnego do czarnego;
- Palność;
- Gęstość mniejsza niż wody.
Zasoby i produkcja ropy naftowej
Według danych Centralnej Agencji Wywiadowczej Wenezuela jest krajem o największych zasobach ropy naftowej na świecie, z 300,9 mld baryłek. Drugi to Arabia Saudyjska z 266,5 miliardami baryłek. Brazylia zajmuje 15. miejsce w rankingu, z 12,7 miliardami baryłek tej substancji. Sprawdź listę krajów z największymi rezerwami ropy naftowej na świecie:
Pozycja | Rodzice | Beczki (w milionach) |
---|---|---|
1 | Wenezuela | 300,9 |
2nd | Arabia Saudyjska | 266,5 |
3 | Kanada | 169,7 |
4 | Będzie | 158,4 |
5 | Irak | 142,5 |
6th | Kuwejt | 101,5 |
7th | Zjednoczone Emiraty Arabskie | 97,8 |
8th | Rosja | 80 |
9 | Libia | 48.4 |
10 | Nigeria | 37.1 |
11th | Stany Zjednoczone | 36.5 |
12 | Kazachstan | 30 |
13 | Chiny | 25.6 |
14 | Katar | 25.2 |
15 | Brazylia | 12.7 |
Ogólne informacje dotyczące oleju
Choć znane od zarania cywilizacji ludzkiej, eksploracja złóż i wiercenie szybów naftowych rozpoczęło się dopiero w połowie XIX wieku. Od tego czasu przemysł naftowy przeszedł wielką ekspansję, głównie w Stanach Zjednoczonych i Europie.
Pomimo silnej konkurencji z węglem i innymi paliwami uważanymi wówczas za szlachetne, ropa zaczęła być wykorzystywana na dużą skalę, zwłaszcza po wynalezieniu silników benzynowych i diesla. Ropa naftowa była przez wiele dziesięcioleci głównym motorem napędowym międzynarodowej gospodarki, osiągając na początku lat 70. prawie 50% światowego zużycia energii pierwotnej. Chociaż z upływem czasu spada, jego udział w tym zużyciu nadal stanowi około 39%, według Międzynarodowej Agencji Energetycznej.
Oprócz tego, że dominują w sektorze transportu, produkty naftowe są również odpowiedzialne za wytwarzanie energii elektrycznej w kilku krajach na całym świecie. Możliwe jest wytwarzanie energii elektrycznej ze spalania tych pochodnych w kotłach, turbinach i silnikach spalinowych. Produkty ropopochodne zwykle używane do tego celu to olej opałowy, bardzo lepki olej, olej napędowy i gaz rafineryjny.
Pochodne ropy naftowej stanowią znaczącą część macierzy energetycznej w takich krajach jak Stany Zjednoczone, Japonia, Meksyk, Arabia Saudyjska, Włochy i Chiny. W Brazylii produkcja energii elektrycznej z produktów ropopochodnych nie jest tak znacząca ze względu na historię dominacji energetyki wodnej. Istnieją jednak elektrownie termoelektryczne, które wytwarzają energię elektryczną z produktów ropopochodnych, aby sprostać wystąpieniu szczytów w systemie elektrycznym, wykorzystywane głównie do zaspokajania zapotrzebowania społeczności nieobsługiwanych przez połączony system elektroenergetyczny.
Rafinacja ropy
W rafineriach ropa przechodzi różne procesy, aż do uzyskania pożądanej jakości dla danego celu. Rafinacja oleju odbywa się w następujących etapach:
Separacja
Procesy separacji mają na celu usunięcie określonych składników oleju lub „rozbicie” oleju na podstawowe frakcje. Są to zmiany fizyczne, w których wymagana jest energia (zmiany temperatury lub ciśnienia) lub masa (stosunek rozpuszczalności do rozpuszczalników).
Destylacja jest jednym z etapów tego procesu separacji. To dzięki niej olej odparowuje, a następnie skrapla się pod wpływem temperatury i ciśnienia. Proces ten ma na celu uzyskanie paliwa gazowego, gazu skroplonego, benzyny ciężkiej, nafty, olejów napędowych (atmosferycznych i próżniowych) oraz pozostałości próżniowej. Uzysk produktów różni się w zależności od przerobionej ropy naftowej.
Konwersja
Procesy konwersji służą do zmiany składu chemicznego określonej frakcji ropy naftowej w poszukiwaniu ulepszeń jakościowych, jak w przypadku przemiany olejów napędowych i odpadów w naftę, naftę czy olej napędowy. Ten etap obejmuje procedury krakowania, alkilowania i reform katalitycznych i różni się w zależności od ropy naftowej i pochodnej, którą chcesz uzyskać.
Leczenie
Proces oczyszczania ma na celu usunięcie zanieczyszczeń w oleju, takich jak siarka, azot, metale i inne składniki, które powodują niepożądane skutki dla pochodnych. Udoskonalenie technik oczyszczania pozwala na złagodzenie skutków emisji gazów do atmosfery.
Wytwarzanie energii elektrycznej
Produkcja energii elektrycznej z produktów ropopochodnych rozpoczyna się od procesu spalania materiału w komorze spalania. Uzyskane ciepło jest wykorzystywane do podgrzewania i zwiększania ciśnienia wody, przekształcając ją w parę, która z kolei będzie poruszać turbiny, przekształcając energię cieplną w mechanikę. Ruch turbin uruchamia generator, który przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną. Para jest następnie kierowana do skraplacza, gdzie zostanie schłodzona, aby powrócić do stanu ciekłego i wykorzystana jako woda przez system kotła.
Zanieczyszczenia zawarte w produktach ropopochodnych są emitowane do atmosfery podczas etapów spalania i chłodzenia, tak że ilość i rodzaj emitowanego gazu zmienia się w zależności od składu spalanego paliwa i warunków rozproszenia zanieczyszczeń. Im gęstsze paliwo, tym większy potencjał emisji - jest to jeden z powodów, dla których olej napędowy i oleje ultra-lepkie są uważane za pochodne o dużym potencjale zanieczyszczenia. Ostatnio podjęto wysiłki w celu ulepszenia technologii konwersji energii, poprawy wydajności systemów, a także wychwytywania gazów zanieczyszczających.
Skutki społeczno-środowiskowe ropy naftowej
Główne wpływy wytwarzania energii elektrycznej z produktów ropopochodnych wynikają z emisji zanieczyszczeń do atmosfery, głównie tzw. Gazów cieplarnianych. Nagromadzenie wysokich stężeń gazów cieplarnianych w atmosferze blokuje ciepło emitowane przez słońce i zatrzymuje je na powierzchni Ziemi, nasilając globalne ocieplenie.
Główną konsekwencją nasilenia się globalnego ocieplenia jest topnienie lodowców i polarnych czap lodowych, zjawisko odpowiedzialne za podnoszenie się poziomu morza i zalewanie obszarów przybrzeżnych. Proces ten wpływa na dużą liczbę ludzi i dzikich zwierząt oraz zmienia bioróżnorodność tych regionów.
- „Apartheid klimatyczny” może doprowadzić do ubóstwa ponad 120 milionów ludzi
Wśród innych zanieczyszczeń powietrza powstających w wyniku spalania substancji ropopochodnych wyróżnia się dwutlenek siarki (SO2) oraz tzw. Pył zawieszony, czyli pył zawieszony i popiół. Oprócz zmian w lokalnej różnorodności biologicznej, zanieczyszczenia te powodują szereg problemów zdrowotnych, takich jak zaburzenia układu oddechowego, alergie, zmiany zwyrodnieniowe układu nerwowego i ważnych narządów, nowotwory. Zakłócenia te mają tendencję do nasilania się zimą, kiedy inwersje termiczne powodują uwięzienie gorącego powietrza i utrudniają rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń.
Ponadto ropa może przedostać się do środowiska w wyniku szeregu zdarzeń, takich jak wypadki tankowców, na platformach wiertniczych oraz wycieki wody używanej do mycia zbiorników, w których jest przechowywany. Kiedy ropa przedostaje się do środowiska, powoduje szereg szkód w ekosystemach, powodując chemiczne i fizyczne zmiany w środowisku, a także szkodząc życiu istniejącemu w tym miejscu.
W środowisku morskim olej zapobiega przenikaniu światła, które szkodzi organizmom fotosyntetyzującym, takim jak fitoplankton. Wraz z redukcją fitoplanktonu, zooplankton, który żywi się tymi organizmami, kończy się zmniejszeniem rezerw pożywienia. W ten sposób olej wpływa negatywnie na cały łańcuch pokarmowy.
Zanieczyszczenie może również dotyczyć namorzynów. W tych ekosystemach olej dociera do systemu korzeniowego roślin, uniemożliwiając im wchłanianie składników odżywczych i tlenu. Ponadto może to dotyczyć również zwierząt, które wykorzystują region do rozmnażania się, tak jak ma to miejsce w przypadku krabów i kilku innych gatunków.
Zwierzęta wodne mogą umrzeć w wyniku wycieku ropy. Mogą się odurzyć substancją, umrzeć z powodu uduszenia, a nawet utknąć w oleju. Ten rodzaj zatrucia upośledza układ nerwowy i wydalniczy tych zwierząt. Zanieczyszczenie środowiska ropą powoduje również bezpośrednie szkody dla ludzi, wpływając na turystykę i rybołówstwo w regionie.