Ropa naftowa

Ropa naftowa jest najcenniejszą kopaliną. Jest niezastąpiona przy produkcji tworzyw sztucznych, leków, środków piorących i czyszczących, kosmetyków i żywności. Niestety większość wydobytej ropy marnowana jest w procesach spalania, po przerobieniu na benzynę, olej napędowy i olej opałowy. Jeżeli światowe wydobycie ropy nie spadnie to już w XXI wieku może okazać się, że 3–4 pokolenia wykorzystały jej bogactwo, które powstawało przez miliony lat w Ziemi. Ropa naftowa tworzyła się w odległych epokach geologicznych, na skutek rozkładu rozmaitych szczątków roślin i zwierząt.
Złoża ropy naftowej występuję na znacznej głębokości rzędu kilku kilometrów na obszarze lądów i mórz. Pokładom ropy towarzyszy gaz ziemny pod wysokim ciśnieniem. Po wywierceniu otworu, początkowa ropa wypływa z niego sama. Po pewnym czasie, gdy obniży się ciśnienie trzeba stosować pompy głębinowe lub wtłaczać wodę drugim otworem. Woda ma większą gęstość, więc wypycha ropę na powierzchnię i wypływa jako pierwsza.
Ropa naftowa jest mieszaniną tysięcy różnych węglowodorów. Ze względu na znaczne różnice w składzie ropy z różnych regionów geograficznych możemy spotkać ropę żółtą, brązową lub czarną. Do cech wspólnych wszystkich gatunków ropy jest: palność, znikoma rozpuszczalność w wodzie i gęstość mniejsza niż gęstość wody.
Cechy te wyjaśniają straszne skutki wydostania się ropy z tankowców ropy naftowej. Pływająca po wodzie ropa dociera do lądu i wsiąka w glebę powodując niszczenie życia biologicznego.
W celu uzyskania niektórych surowców z ropy naftowej, poddaje się ją wielu procesom. Wstępne operacje przeprowadza się w rafineriach. Największe w Polsce są w Płocku i Gdańsku. Pierwszym etapem jest destylacja, która wykorzystuje różnice w temperaturach wrzenia. Pierwszy wrze składnik o najniższej temperaturze wrzenia. Para przechodzi do chłodnicy gdzie zostaje skroplona. Po oddestylowaniu jednego składnika temperatura wzrasta do temperatury wrzenia kolejnego. W mieszaninach zawierających duża liczbę składników, jak ropa naftowa, oddestylowuje po kilka składników jednocześnie. Taka destylacja pozwala jedynie na wstępne rozdzielenie składników wrzące w określonym przedziale temperatur.
Na skalę przemysłową, w rafineriach, do rozdestylowania ropy stosuje się wieżę o wysokości kilkudziesięciu metrów. Ropę wprowadza się ciągłym strumieniem w połowie wysokości wieży. Lotne składniki wędrują do góry wieży, a składniki o wyższej temperaturze wrzenia opadają. Przez otwory na różnych wysokościach wypuszcza się frakcje wrzące w określonym przedziale temperatur.
Głównymi produktami destylacji ropy są:
1. Benzyna – mieszanina węglowodorów o temperaturach wrzenia 40°C - 180°C
2. Nafta – mieszanina węglowodorów o temperaturach wrzenia 180°C - 280°C
3. Olej napędowy – mieszanina węglowodorów o temperaturach wrzenia 280°C - 350°C
4. Mazut – mieszanina węglowodorów o temperaturach wrzenia ponad 350°C
Każdy z tych produktów rozdziela się dalej lub poddaje różnorodnym przemianom chemicznym. Końcowym wynikiem tych procesów są m.in. różne rodzaje benzyn do silników samochodowych i lotniczych, olej napędowy do silników Diesla, rozmaite smary, oleje smarujące, parafina i asfalt.
Do przetwarzania ropy naftowej służy również kraking. Jest to proces przemysłowy rozkładu ciężkich frakcji ropy naftowej i węgla lub smoły węglowej, którego celem jest produkcja m.in. alkanów: paliw ciekłych (np. benzyny) i gazu (gazy krakowe). Kraking prowadzi się stosując różne metody, zazwyczaj w temperaturze 470-540°C, pod ciśnieniem 2-7 MPa (kraking termiczny), z dodatkiem katalizatorów (kraking katalityczny), czasem w obecności tlenu (kraking utleniający) czy przez dodatek wodoru (hydrokraking). Pod względem przerobu kraking ropy naftowej zajmuje pierwsze miejsce na liście procesów chemicznych prowadzonych przez ludzką cywilizację.