a kőolaj és a földgáz

A KŐOLAJ ÉS A FÖLDGÁZ

Készítette: Anveiler Szilveszter 11.E

A kőolaj

A kőolaj (más néven ásványolaj) a Föld szilárd kérgében található természetes eredetű, élő szervezetek bomlásával, átalakulásával keletkezett ásványi termék. Fő összetevői folyékony halmazállapotú szénhidrogének, de lelőhelyén, annak földrajzi helyzetétől függően oldatban, nyomás alatt gáznemű, valamint szilárd halmazállapotú szénhidrogéneket is tartalmazhat kisebb-nagyobb mennyiségben.

A kőolaj

Mivel a kőolaj ezeknek a vegyületeknek a komplex elegye, alkotórészei közé kell sorolnunk a szénhidrogéneknek (a kőolajban kisebb mennyiségben található) számos kénnel, nitrogénnel, oxigénnel (és egyéb kémiai elemekkel) képzett vegyületeit is. Ezeken kívül vizet és szilárd ásványi szennyezőanyagokat is tartalmaz.

A kőolaj viszonylag magas fajlagos energiatartalma, könnyű kitermelése, szállítása, tárolása és alkalmazhatósága miatt az egyik legfontosabb, legszélesebb körben alkalmazott ásványi erőforrásunkká vált.

A kőolaj

Egy eredetileg Lomonoszov orosz tudós által javasolt majd az utóbbi években Thomas Gold amerikai asztronómus és számos orosz és ukrán geológus által támogatott vélemény szerint a kőolaj jó része nem biológiai folyamatok eredménye, hanem még a Föld keletkezése idején képződött mélyen fekvő lerakódásokból szivárog a felszín felé.

A kőolajcsapda

A képződött kőolaj keletkezési helyéről általában elvándorol. Gazdaságosan azok a geológiai készletek hasznosíthatók, amelyekben az olaj nagy koncentrációban van jelen. A kőolaj felhalmozódásához egy megfelelő geológiai alakzat szükséges, amelyben egy nagy permeabilitású (áteresztőképességű) kőzetet felette egy nem áteresztő réteg határol,

A kőolajcsapda

melynek, hogy az olaj ne vándorolhasson tovább valamelyest dóm alakúnak (antiklinárisnak) kell lennie. Az ilyen megfelelő geológiai alakzatot kőolajcsapdának nevezik. A nagy permeábilitású, porózus, likacsos és repedezett kőzet lehet homok, szemcsés mészkő, vagy dolomit és a kőzet annál alkalmasabb a kőolaj tárolására, minél repedezettebb, lukacsosabb. A gyakorlatban az üres tér az össztérfogatnak kb. 25–40%-a.

A kőolajcsapda

A csapdában általában az olajtartalmú réteg alatt egy vizet, felette pedig egy gázt tartalmazó réteget is találunk, úgyhogy sokszor a fúrás helyének megválasztásától függ, hogy az eredmény víz, olaj, vagy gáz.

Az olajfúrótorony

A Rotary-fúrórendszeres eljárásban a lyukat (pithole) speciális kialakítású acél vagy iparigyémánt borítású fúrófejjel fúrják, amely körbe forogva szilánkokká aprítja a kőzetet. A fúrólyukba a fúrás során béléscsövet csúsztatnak annak érdekében, hogy ne omoljon be. A fúrófej előrehaladtával a rudazatot folyamatosan toldják 9 m-es szakasszal. A fúrás közben keletkező törmeléket bentonit alapú iszap keringetésével hozzák a felszínre.

Az olajfúrótorony

A fúrófejeket a terep keménységének a függvényében óránként esetleg naponként cserélik. A csere a rudazat hosszától függően akár 10 órán át is eltarthat. A fúrási sebesség a kőzet keménységétől függ, kemény kőzetnél 300 mm/óra, homokos kőzetnél 60 m/óra is lehetséges. Az elkészült fúrólyuk teljes béléscsövezése után a csöveket átlövik, hogy a kőolaj a nyílásokon keresztül a felszínre áramolhasson.

A kőolaj-fiomítás és termékei A kőolaj sokféle, változatos összetételű szerves

vegyületet tartalmaz. Ezeket nem tiszta állapotukban nyerik ki, hanem alkalmazási területeik szerinti csoportonként választják el.

Így a finomítás jelentése szélesebb értelemben magába foglalja a termékek szorosabb értelemben vett finomításán, vagyis tisztításán, kívül a kőolaj részekre bontását, kondenzációját, vagyis frakciókra bontását, amit frakcionálásnak is nevezünk. Így nyerjük a különböző üzemanyagokat/fűtőanyagokat:

A kőolaj-fiomítás és termékei benzint, paraffin lámpaolajat, lökhajtásos

repülő, gyorsjárású dízel, hajódízel üzemanyagot, kazánfűtőolajat, ill. pakurát. Az atmoszférikus desztilláció legkönnyebb párlatának ún. finomdesztillációval való részekre bontásával különböző speciális oldószereket (például petróleumétereket) nyerünk. Finomításhoz tartozik az atmoszférikus maradék különböző kenőolaj (orsó-, könnyű gép-, motor-, és nehéz henger-olaj) alapanyagaira szolgáló frakciókra bontása is vákuum desztillációval,

A kőolaj-fiomítás és termékei valamint egyéb speciális termékek,

úgymint paraffin viasz, különféle vágóolajok és kenőzsírok gyártása, finomítása, és a termékek kritikus tulajdonságainak megjavítására szolgáló adalékanyagok gyártása és a megfelelő termékékbe keverése is.

A kőolaj-fiomítás és termékei Átlátható verzió (termék – szénatomszám – felhasználás-tulajdonságai: Nyers benzin, petróleum (gazolin), könnyűbenzin, nehézbenzin – C5–C10

– oldószer, sebbenzin, motorBENZIN: jellegzetes szagú, könnyen párolgó, tűzveszélyes folyadék, jó oldószer, üzemanyag

Világítóolaj (petróleum, kerozin) – C11–C12 – traktor, repülőgép, rakéta hajtóanyaga, benzingyártás, PETRÓLEUM: jellegzetes szagú, halványsárga folyadék

Gázolaj (dízelolaj) - C13–C20 – autók, traktorok, mozdonyok, hajó- és teherautó-motorok hajtóanyaga, GÁZOLAJ VAGY DÍZELOLAJ: kellemetlen szagú, sárga színű folyadék

Pakura (párlási maradék; kenőolaj, vazelin, paraffin) – C20–C30 – tüzelés, gőzmozdonyok (automatizálhatóság), különböző minőségű kenőolajok, gyógyszerek, kozmetikai szerek PAKURA: sötétbarna, sűrű folyadék, visszamaradó anyaga az aszfalt

Bitumen – C31–C50 – útépítés, szigetelés

A kőolaj-finomító működése

Az etén (etilén)

Az etén (etilén)

Az etilén (IUPAC neve etén) egy C2H4 összegképletű szerves vegyület. Az alkének legegyszerűbb képviselője, telítetlen szénhidrogén. Színtelen, kormozó lánggal égő gáz. Molekulája apoláris, vízben rosszul, szerves oldószerekben (például toluolban, éterben) jól oldódik. Jelentősége nagy, etilénből gyártják a polietilént, ami fontos műanyag. Növényi hormon, gyorsítja a gyümölcsök érését és szabályozza a növények virágzását. Az etilén nem található meg a természetben.

Fizikai tzlajdonságai

Színtelen, nem mérgező, édeskés szagú gáz. Levegőnél kisebb sűrűségű. Vízben rosszul oldódik (apoláris). Molekulái között gyenge másodrendű kölcsönhatások lépnek fel, ezért olvadás- (-169 °C) és forráspontja (-104 °C) is alacsony.

Kémiai tulajdonságai

Az etilén az alkének közé tartozik, az alkének az alkánokkal ellentétben nagyon reakcióképesek. A nagy reakciókészség a telítetlen kötéssel magyarázható.

Égése

Az etilén meggyújtásakor világító, kormozó lánggal ég. A kormozó láng arra utal, hogy az etilén égése magas szén- és alacsony hidrogéntartalma miatt nem tökéletes. A világító láng azzal magyarázható, hogy az el nem égett koromszemcsék izzanak.

Az etilén levegővel robbanóelegyet alkot. Az égés reakcióegyenlete (tökéletes

égés esetén):

Addíciós reakciói

Az etilén kétszeres kötése igen hajlamos addíciós reakciókra. Addíciós reakcióban két vagy több molekula egyesül, melléktermék nem képződik. Az etilén könnyen addícionál halogéneket. A reakció brómmal a következő egyenlet szerint játszódik le:

Addíciós reakciói

Oxidációs reakciók

Az etilén enyhe oxidációjakor (H2O2 vagy lúgos közegben KMnO4 hatására) egy epoxid (etilén-oxid) jön létre átmeneti termékként, majd az etilén-oxid etilénglikollá hidrolizál. Az epoxidok háromtagú oxigéntartalmú gyűrűt tartalmazó heterociklusos vegyületek. Az etilén-oxid szerkezete az éterekre hasonlít (gyűrűs éternek tekinthető). Nagyon reakcióképes, könnyen bomlik.

Oxidációs reakciók

Oxidációs reakciók

Az etilén erőteljes oxidációjakor (KMnO4 hatására kénsavas közegben) a telítetlen kötés felhasad és két molekula hangyasav képződik.

Szintén az etilén oxidációs reakciói közé tartozik az ozonidos lebontása is. Az ozonidos lebontás ózongáz hatására játszódik le. A folyamat lánchasadással jár. A lebontás során gyűrűs termék keletkezik. A képződő ozonid robbanékony vegyület. Az ozonidot többféleképpen el lehet bontani, hidrolízise során például aldehid keletkezik.

Etilénből és ecetsavból oxigén és katalizátor jelenlétében vinil-acetát keletkezik. Ez egy több lépésben lejátszódó oxidációs reakció.

Polierizáció (Poliaddícíó)

A poliaddíció a polimerizáció egyik fajtája. Több etilénmolekula kapcsolódik össze makromolekulává, polimerré. A poliaddíció során az addícióhoz hasonlóan nem keletkezik melléktermék. Az etilén polimerizációja katalizátor hatására megy végbe. A polimerizáció során polietilén képződik.

Előállítása

Az etilén ipari méretekben kőolaj vagy földgáz krakkolásával állítható elő. A krakkgázok jelentős mennyiségű etilént tartalmaznak. Laboratóriumban előállítható etanolból kénsavval vízelvonással vagy 1,2-dibrómetánból (vagy 1,2-diklóretánból) eliminációval. Az elimináció cink hatására játszódik le a dibrómetán (vagy diklóretán) alkoholos oldatának melegítésekor.

Előálltása

Vége

Készítette: Anveiler Szilveszter 11.E

Forrás: Wikipédia.hu