Palivový průmysl

Tyto suroviny se zpracovávají v rafinériích na různé produkty, jako například:

a) Zkapalněný plyn (LPG)

b) Motorová paliva (benzín, petrolej, motorová nafta)

c) Topné oleje

d) Silniční a průmyslový asfalt

e) Uhlovodíkové suroviny pro různé syntézy

f) Ropný koks

g) Pevné ropné uhlovodíky (např. parafín)

Kromě toho produkty palivového průmyslu hrají roli surovin pro přípravu různých chemických produktů , včetně léčiv (parafin získaný z těžkých ropných frakcí používaný jako projímadlo), hnojiv (fenol používaný k výrobě chemikálií na ochranu rostlin), rozpouštědel (petrolether a aceton) a plastů (polyolefiny).

Zpracování ropy

V průmyslu se více než 90 %ropy zpracovává na benzín, oleje a asfalt. Roztok hydroxidu sodného, ​​tj. sodný louh, má v tomto procesu velký význam. Používá se k odstraňování nečistot, jako jsou sloučeniny síry a oxid uhličitý. Jejich odstranění je klíčovou fází procesu rafinace ropy , nezbytnou pro splnění zákonných požadavků na obsah těchto sloučenin. Sodný louh se také používá při rafinaci konečných produktů získaných po zpracování ropy. Existuje několik základních procesů:

a) Destilace – proces spočívající v oddělení ropy na frakce lišící se bodem varu. Tímto způsobem se získává několik surovin, jako je suchý a mokrý plyn, benzín, petrolej, motorová nafta, mazut a gudron.

b) Katalytické krakování – zahrnuje použití katalyzátoru (hlavně zeolitů) k rozkladu těžkých ropných frakcí na lehčí frakce. Tímto způsobem se získá relativně velké množství vysoce kvalitního benzinu.

c) Katalytické reformování – katalytická přeměna nízkooktanového benzinu na vysokooktanový benzin za přítomnosti platinového katalyzátoru. Hlavními produkty tohoto procesu jsou: vodík, rafinérský plyn, LPG, iso- a n-butan.

d) Hydrokrakování – katalytické zpracování těžkých ropných frakcí, mazutu a gudronu za tlaku vodíku na lehčí paliva. Tímto způsobem se získává benzín, petrolej a motorová nafta.

e) Pyrolýza – proces rozkladu těžkých ropných frakcí za přítomnosti vodní páry. Tímto způsobem se získává pyrolýzní benzín, ropa a dehet.

f) Alkylace – zahrnuje reakci olefinů s isobutanem, což vede k tvorbě isoparafinů s vyšší molekulovou hmotností a oktanovým číslem. Tento proces zahrnuje reakce prováděné při nízké teplotě a za přítomnosti katalyzátoru. Nejčastěji používaným katalyzátorem je kyselina sírová . Ve skupině PCC se kyselina sírová získává kontaktním procesem, který jí dává velmi vysokou čistotu. Takto získaná kyselina sírová může být použita v procesech čištění olejů, petroleje, parafínu a sušení plynu .

Druhy paliv

Paliva lze rozdělit podle jejich původu (přírodní a umělá), výhřevnosti (vysoce a nízkokalorická) a také podle jejich skupenství (kapalné, plynné a pevné). Každý typ má odlišné vlastnosti a řadu použití.

Kapalná paliva – benzín

Mezi nejdůležitější kapalná paliva získaná z ropy patří: benzín, petrolej, motorová nafta a topné oleje. Benzín je frakce ropy, která má teplotu varu asi 40 °C až 200 °C. Je to palivo používané hlavně k pohonu zážehových motorů. Může také působit jako rozpouštědlo (např. petrolether). Benzín se skládá převážně z alifatických uhlovodíků, obsahuje také určité množství aromatických a nenasycených uhlovodíků. Nejdůležitější vlastnosti benzínu jsou : oktanové číslo (tj. odolnost vůči detonaci), schopnost tvořit hořlavé směsi a sklon k tvorbě pryskyřičných usazenin. Existuje několik druhů benzínu:

a) Olovnatý benzín – ethyl. Používal se do poloviny 80. let 20. století. Obsahoval tetraethylolovo, které při spalování v motoru vedlo k tvorbě toxických oxidů olova.

b) Bezolovnatý benzin (95 RON) – levnější druh bezolovnatého benzinu s oktanovým číslem 95.

c) Bezolovnatý benzín (98 RON) – dražší varianta s oktanovým číslem 98.

Aby se benzín stal komerčním produktem, je také nutné do jeho složení zahrnout řadu přísad, které zabraňují nežádoucím a nepříznivým jevům během skladování, používání a přepravy paliva.

Přísady do benzínu

Mezi nejdůležitější přísady do benzinu patří inhibitory oxidace . Vzhledem k tomu, že benzin je jako produkt směsí uhlovodíků, může během skladování docházet k oxidaci. To vede ke zhoršení vlastností paliva snížením jeho oktanového čísla. Mezi inhibitory oxidace obvykle patří aromatické aminy a fenoly.

Druhou skupinou dalších látek jsou deaktivátory kovů. Podporují inhibitory oxidace tím, že působí proti katalytickému účinku kovů na reakce oxidace benzinu. Jejich fungování spočívá ve vytváření ochranných vrstev na povrchu kovů.

Nezbytnými přísadami jsou také dispergační a emulgační sloučeniny, které udržují sedimenty a produkty koroze v disperzním stavu. Produktovou skupinou, která může tyto funkce plnit, jsou ROKAmery. Tyto produkty patří do skupiny neiontových blokových kopolymerů ethylenoxidu a propylenu. Tato vlastnost odlišuje skupinu ROKAmer od ostatních neiontových povrchově aktivních látek a určuje jejich protipěnivé vlastnosti.

Další skupinou aditiv jsou maziva . Zabraňují rychlému opotřebení součástí palivového čerpadla, které vyžadují řádné mazání. Příklady takových sloučenin mohou být karboxylové kyseliny, estery nebo aminy. Voda z benzínu se odstraňuje pomocí deemulgátorů , díky nimž se uvolňuje jako samostatná fáze v nádrži. To je zvláště důležité například při čerpání paliva. Aby se tomuto jevu zabránilo, používají se výše zmíněné aditiva nazývaná deemulgátory.

Většina instalací v ropném průmyslu je vyrobena z oceli, a proto může v přítomnosti vody docházet ke korozi, což vede k riziku úniku. K prevenci se používají inhibitory koroze . Reagují s povrchem kovu a vytvářejí ochrannou bariéru, čímž zabraňují vlivu korozivních látek. Obvykle se jedná o sloučeniny na bázi aminů, amidů nebo amonných solí.

Poslední, ale neméně důležitou vlastností moderních motorových benzinů je jejich schopnost udržovat palivový systém (zejména sací systém) a spalovací komory motoru čisté. K tomuto účelu se používají rafinační přísady nazývané detergenty. Pro tento účel se perfektně hodí produkt skupiny PCC, Petrotex DF30 . Jedná se o žlutou, olejovitou kapalinu používanou jako přísada do dispergačních a emulgačních směsí. Nejdůležitější vlastností tohoto produktu je jeho mycí schopnost. Petrotex DF30 se používá hlavně jako detergent k čištění vstupních a výstupních ventilů válců. Dodecylfenol se také perfektně hodí jako přísada do čisticích prostředků palivového systému. Je to hustá, viskózní kapalina žluté barvy a fenolického zápachu. Dodecylfenol se používá k výrobě propoxylátů, které tvoří syntetické složky balíčků palivových aditiv.

Kapalná paliva – motorová nafta

Motorová nafta je palivo určené především pro vznětové motory se samovznícením. Jedná se o směs parafínu, naftalenu a aromatických uhlovodíků oddělených z ropy destilačními procesy. Jedná se o ropnou frakci s teplotou varu 180–350 °C. Nejdůležitějšími parametry tohoto kapalného paliva jsou : viskozita (rozstřik), odolnost proti samovznícení (cetanové číslo) a teplota tuhnutí, a také obsah síry. Vzhledem k tomu, že destiláty motorové nafty mají vysoký obsah sirných sloučenin, je nutné je odstraňovat hydrogenační rafinací.

Aditiva do motorové nafty

V současné době používaná motorová nafta vyžaduje použití různých obohacujících přísad. Většina z nich plní podobné funkce jako přísady určené pro benzín. Klíčové v případě motorové nafty je však použití protipěnivých přísad, antistatických přísad a modifikátorů zvyšujících cetanové číslo.

Protipěnidla jsou navržena tak, aby zabránila tvorbě pěny během přípravy paliva a plnění nádrží. Některá motorová nafta mají také tendenci pěnit během čerpání, což narušuje proces plnění nádrže a způsobuje netěsnosti. Produkty řady ROKAmer tomu zabraňují. Jedná se o protipěnidla, která lze použít ve velmi širokém rozsahu teplot. Kromě toho se ROKAmery vyznačují velmi dobrými odmašťovacími vlastnostmi a schopností snižovat povrchové napětí mezi kapalinou a vzduchem. Tímto způsobem zlepšují odtok pěny, což vede k jejímu snížení.

Antistatické přísady jsou navrženy tak, aby zvýšily elektrickou vodivost motorové nafty, a tím snížily riziko požáru. Pro tento účel se obvykle používají kopolymery olefinů a akrylonitrilu v kombinaci s polyaminy.

Další skupinou modifikátorů jsou aditiva, která zvyšují cetanové číslo . Jejich úkolem je zkrátit dobu zpoždění vznícení a zvýšit rychlost hoření. Nejoblíbenější z nich jsou 2-ethylhexylnitrát (EHN) a di-terc-butylperoxid (DTBP).

Důležitou skupinou přísad jsou také markery. Jejich úlohou je usnadnit identifikaci druhu paliva. Pro rozlišení topného oleje od topného oleje se zavádějí azoderiváty, které palivo barví na danou barvu. V poslední době se velmi populární staly vonné přísady, které se používají tam, kde je zápach oleje nebo benzínu obtěžující . Takovými modifikátory mohou být například estery nebo terpeny.

Kapalná paliva – petrolej

Petrolej je palivo používané ve velkém množství, zejména v letectví pro turbovrtulové nebo proudové motory. Používá se také jako rozpouštědlo a přísada do kosmetických přípravků. Vzhledem k nízkému oktanovému a cetanovému číslu jej nelze použít v zážehových motorech (benzínové motory) ani v motorech s vlastním pohonem (dieselové motory). Petrolej je kapalná ropná frakce s teplotou varu přibližně 170–250 °C. Jeho výroba je relativně levná. Petrolej vzniká hlavně v procesu rektifikace ropy . Pro tento typ paliva se obvykle nepoužívají aditiva a rafinační procesy, jako jsou ty pro výrobu benzinu a motorové nafty. Petrolej se také přeměňuje na benzín, stejně jako na další produkty v procesech krakování a reformingu.

Kapalná paliva – bionafta

Bionafta je obnovitelná alternativa k naftě z ropy. Získává se z rostlinných nebo živočišných olejů. Bionafta obvykle obsahuje čisté methylestery mastných kyselin nebo ethylestery mastných kyselin. Často se bionaftou nazývají i směsi paliv s motorovou naftou. Používají se k získání paliva, které zajišťuje lepší provozní podmínky motoru. Čistá bionafta nepříznivě ovlivňuje pryžové hadice a palivové potrubí. Navíc se její viskozita značně mění s rostoucí teplotou, což může vyžadovat použití dalšího chladiče bionafty. Další nevýhodou tohoto paliva je jeho srážení při nízké teplotě, které způsobuje ucpávání filtrů a dalších součástí motoru během provozu v zimních podmínkách. Bionafta má samozřejmě i řadu výhod. V první řadě nezatěžuje vzduch sloučeninami síry, je biologicky odbouratelná, nezvyšuje koncentraci CO2 v atmosféře a její výroba umožňuje využití odpadních vod.

Přísady do bionafty

Vysoce kvalitní multifunkční aditiva do nafty snižují mnoho problémů spojených se směsmi bionafty, jako je koroze palivového systému, oddělování vody a zvýšené pěnění paliva. K tomuto účelu se používají velmi podobné modifikátory, jaké se přidávají do motorových olejů. Klíčovým a často znepokojivým problémem používání bionafty je její vliv na čistotu vstřikovačů a možnost vážného koksování, stejně jako kontaminace trysek. K tomuto účelu se používají dispergační činidla známá jako dispergační činidla. Skupina PCC nabízí produkty řady ROKAcet , které mohou působit jako dispergační činidla. ROKAcety jsou univerzální činidla, která lze úspěšně použít v různých průmyslových aplikacích.

Míchání bionafty s konvenčními motorovými naftami může dále zhoršit její pěnivé vlastnosti. To je obzvláště problematické například při plnění palivové nádrže na čerpací stanici. Aby se tomuto jevu zabránilo, používají se protipěnivé přísady. Výše ​​uvedené produkty řady ROKAmer se pro tuto roli perfektně hodí.