Palivový priemysel

Tieto suroviny sa spracovávajú v rafinériách na rôzne produkty, ako napríklad:

a) Skvapalnený plyn (LPG)

b) Motorové palivá (benzín, petrolej, motorová nafta)

c) Vykurovacie oleje

d) Cestný a priemyselný asfalt

e) Uhľovodíkové suroviny pre rôzne syntézy

f) Ropný koks

g) Pevné ropné uhľovodíky (napr. parafín)

Okrem toho produkty palivového priemyslu slúžia ako suroviny na prípravu rôznych chemických produktov vrátane liečiv (parafín získaný z ťažkých ropných frakcií používaný ako preháňadlo), hnojív (fenol používaný na výrobu chemikálií na ochranu rastlín), rozpúšťadiel (petroléter a acetón) a plastov (polyolefíny).

Spracovanie ropy

V priemysle sa viac ako 90 %ropy spracováva na benzín, oleje a asfalt. Roztok hydroxidu sodného, ​​teda sódový lúh, má v tomto procese veľký význam. Používa sa na odstraňovanie nečistôt, ako sú zlúčeniny síry a oxid uhličitý. Ich odstránenie je kľúčovou fázou procesu rafinácie ropy , ktorá je nevyhnutná na splnenie zákonných požiadaviek na obsah týchto zlúčenín. Sódový lúh sa používa aj pri rafinácii konečných produktov získaných po spracovaní ropy. Existuje niekoľko základných procesov:

a) Destilácia – proces spočívajúci v oddelení ropy na frakcie líšiace sa bodom varu. Týmto spôsobom sa získava niekoľko surovín, ako napríklad suchý a mokrý plyn, benzín, petrolej, motorová nafta, mazut a gudrón.

b) Katalytické krakovanie – zahŕňa použitie katalyzátora (hlavne zeolitov) na rozloženie ťažkých ropných frakcií na ľahšie frakcie. Týmto spôsobom sa získa relatívne veľké množstvo vysokokvalitného benzínu.

c) Katalytické reformovanie – katalytická premena nízkooktánového benzínu na vysokooktánový benzín v prítomnosti platinového katalyzátora. Hlavnými produktmi tohto procesu sú: vodík, rafinérsky plyn, LPG, izo- a n-bután.

d) Hydrokrakovanie – katalytické spracovanie ťažkých ropných frakcií, mazutu a gudrónu pod tlakom vodíka na ľahšie palivá. Týmto spôsobom sa získava benzín, petrolej a motorová nafta.

e) Pyrolýza – proces rozkladu ťažkých ropných frakcií za prítomnosti vodnej pary. Týmto spôsobom sa získava pyrolýzny benzín, ropa a decht.

f) Alkylácia – zahŕňa reakciu olefínov s izobutánom, čo vedie k tvorbe izoparafínov s vyššou molekulovou hmotnosťou a oktánovým číslom. Tento proces zahŕňa reakcie prebiehajúce pri nízkej teplote a v prítomnosti katalyzátora. Najbežnejšie používaným katalyzátorom je kyselina sírová . V skupine PCC sa kyselina sírová získava kontaktným procesom, ktorý jej dodáva veľmi vysokú čistotu. Takto získaná kyselina sírová sa môže použiť v procesoch čistenia olejov, petroleja, parafínu a sušenia plynu .

Druhy palív

Palivá možno rozdeliť podľa ich pôvodu (prírodné a umelé), výhrevnosti (vysokokalorické a nízkokalorické), ako aj ich skupenstva (kvapalné, plynné a pevné). Každý typ má odlišné vlastnosti a širokú škálu použití.

Kvapalné palivá – benzín

Medzi najdôležitejšie kvapalné palivá získané z ropy patria: benzín, petrolej, nafta a vykurovacie oleje. Benzín je frakcia ropy, ktorá má teplotu varu približne 40 °C až 200 °C. Je to palivo používané hlavne na pohon zážihových motorov. Môže tiež pôsobiť ako rozpúšťadlo (napr. petroléter). Benzín pozostáva prevažne z alifatických uhľovodíkov, obsahuje aj určité množstvo aromatických a nenasýtených uhľovodíkov. Najdôležitejšie vlastnosti benzínu sú : oktánové číslo (t. j. odolnosť voči detonácii), schopnosť tvoriť horľavé zmesi a tendencia tvoriť živicové usadeniny. Existuje niekoľko druhov benzínu:

a) Olovený benzín – etylén. Používal sa do polovice 80. rokov 20. storočia. Obsahoval tetraetylolovo, ktoré pri spaľovaní v motore viedlo k tvorbe toxických oxidov olova.

b) Bezolovnatý benzín (95 RON) – lacnejší druh bezolovnatého benzínu s oktánovým číslom 95.

c) Bezolovnatý benzín (98 RON) – drahší variant s oktánovým číslom 98.

Aby sa benzín stal komerčným produktom, je potrebné do jeho zloženia zahrnúť aj množstvo prísad, ktoré zabraňujú nepriaznivým a nežiaducim javom počas skladovania, používania a prepravy paliva.

Prísady do benzínu

Medzi najdôležitejšie prísady do benzínu patria inhibítory oxidácie . Vzhľadom na to, že benzín ako produkt je zmesou uhľovodíkov, môže počas skladovania podliehať oxidácii. To vedie k zhoršeniu vlastností paliva znížením jeho oktánového čísla. Medzi inhibítory oxidácie zvyčajne patria aromatické amíny a fenoly.

Druhou skupinou ďalších látok sú deaktivátory kovov. Podporujú inhibítory oxidácie tým, že pôsobia proti katalytickému účinku kovov na reakcie oxidácie benzínu. Ich účinok spočíva vo vytváraní ochranných vrstiev na povrchu kovov.

Nevyhnutnými prísadami sú aj dispergačno-emulgačné zlúčeniny, ktoré udržiavajú sedimenty a produkty korózie v disperznom stave. Produktovou skupinou, ktorá dokáže vykonávať takéto funkcie, sú ROKAméry. Tieto produkty patria do skupiny neiónových blokových kopolymérov etylénoxidu a propylénu. Táto vlastnosť odlišuje skupinu ROKAmer od ostatných neiónových povrchovo aktívnych látok a určuje ich protipenivé vlastnosti.

Ďalšou skupinou prísad sú mazivá . Zabraňujú rýchlemu opotrebovaniu komponentov palivového čerpadla, ktoré vyžadujú správne mazanie. Príkladmi takýchto zlúčenín môžu byť karboxylové kyseliny, estery alebo amíny. Voda z benzínu sa odstraňuje pomocou deemulgátorov , vďaka čomu sa uvoľňuje ako samostatná fáza v nádrži. To je obzvlášť dôležité napríklad pri čerpaní paliva. Aby sa tomuto javu zabránilo, používajú sa vyššie uvedené prísady nazývané deemulgátory.

Väčšina inštalácií v ropnom priemysle je vyrobená z ocele, a preto môže v prítomnosti vody dôjsť ku korózii, čo vedie k riziku úniku. Na zabránenie tejto skutočnosti sa používajú inhibítory korózie . Reagujú s povrchom kovu a vytvárajú ochrannú bariéru, čím zabraňujú vplyvu korozívnych činidiel. Zvyčajne ide o zlúčeniny na báze amínov, amidov alebo amónnych solí.

Poslednou, ale nemenej dôležitou vlastnosťou moderných motorových benzínov je ich schopnosť udržiavať palivový systém (najmä sací systém) a spaľovacie komory motora čisté. Na tento účel sa používajú rafinačné prísady nazývané detergenty. Na tento účel sa perfektne hodí produkt skupiny PCC, Petrotex DF30 . Je to žltá, olejovitá kvapalina používaná ako prísada do disperzných a emulgačných zmesí. Najdôležitejšou vlastnosťou tohto produktu je jeho umývacia schopnosť. Petrotex DF30 sa používa hlavne ako detergent na čistenie vstupných a výstupných ventilov valcov. Dodecylfenol sa tiež perfektne hodí ako prísada do čistiacich prostriedkov palivového systému. Je to hustá, viskózna kvapalina so žltou farbou a fenolickým zápachom. Dodecylfenol sa používa na výrobu propoxylátov, ktoré tvoria syntetické zložky balíkov palivových prísad.

Kvapalné palivá – motorová nafta

Motorová nafta je palivo určené najmä pre dieselové motory so samovznietením. Je to zmes parafínu, naftalénu a aromatických uhľovodíkov oddelených z ropy v destilačných procesoch. Je to ropná frakcia s teplotou varu 180 – 350 °C. Najdôležitejšie parametre tohto kvapalného paliva sú : viskozita (rozstrekovanie), odolnosť voči samovznieteniu (cetánové číslo) a teplota tuhnutia, ako aj obsah síry. Vzhľadom na to, že destiláty motorovej nafty majú vysoký obsah zlúčenín síry, je potrebné ich odstrániť hydrogenačným spracovaním.

Prísady do motorovej nafty

V súčasnosti používaná motorová nafta vyžaduje použitie rôznych obohacujúcich prísad. Väčšina z nich plní podobné funkcie ako prísady určené pre benzín. Kľúčové v prípade nafty je však použitie protipeniacich prísad, antistatických prísad a modifikátorov zvyšujúcich cetánové číslo.

Protipenivé činidlá sú určené na zabránenie tvorbe peny počas prípravy paliva a plnenia nádrží. Niektoré motorové nafty majú tiež tendenciu peniť počas čerpania, čo narúša proces plnenia nádrže a spôsobuje netesnosti. Produkty radu ROKAmer tomu zabraňujú. Ide o protipenivé činidlá, ktoré je možné použiť vo veľmi širokom rozsahu teplôt. Okrem toho sa ROKAmery vyznačujú veľmi dobrými odmasťovacími vlastnosťami a schopnosťou znižovať povrchové napätie medzi kvapalinou a vzduchom. Týmto spôsobom zlepšujú odtok peny, čo vedie k jej zníženiu.

Antistatické prísady sú určené na zvýšenie elektrickej vodivosti motorovej nafty, čím sa znižuje riziko požiaru. Na tento účel sa zvyčajne používajú kopolyméry olefínov a akrylonitrilu v kombinácii s polyamínmi.

Ďalšou skupinou modifikátorov sú prísady, ktoré zvyšujú cetánové číslo . Ich úlohou je skrátiť čas oneskorenia vznietenia a zvýšiť rýchlosť horenia. Najobľúbenejšie z nich sú 2-etylhexylnitrát (EHN) a di-terc-butylperoxid (DTBP).

Dôležitou skupinou prísad sú aj markery. Ich úlohou je uľahčiť identifikáciu typu paliva. Na rozlíšenie vykurovacieho oleja od vykurovacieho oleja sa zavádzajú azoderiváty, ktoré palivo zafarbia na danú farbu. V poslednej dobe sa veľmi obľubujú vonné prísady, ktoré sa používajú tam, kde je zápach oleja alebo benzínu rušivý . Takýmito modifikátormi môžu byť napríklad estery alebo terpény.

Kvapalné palivá – petrolej

Petrolej je palivo používané vo veľmi veľkých množstvách, najmä v letectve pre turbovrtuľové alebo prúdové motory. Používa sa tiež ako rozpúšťadlo a prísada do kozmetických prípravkov. Vzhľadom na nízke oktánové a cetánové číslo sa nemôže používať v zážihových motoroch (benzínové motory), ani v samohybných motoroch (dieselové motory). Petrolej je kvapalná ropná frakcia s teplotou varu približne 170 – 250 °C. Jeho výroba je relatívne lacná. Petrolej vzniká hlavne v procese rektifikácie ropy . Pre tento typ paliva sa zvyčajne nepoužívajú aditíva a rafinačné procesy, ako napríklad tie, ktoré sa používajú na výrobu benzínu a motorovej nafty. Petrolej sa tiež premieňa na benzín, ako aj na iné produkty v procesoch krakovania a reformovania.

Kvapalné palivá – bionafta

Bionafta je obnoviteľná alternatíva k nafte získanej z ropy. Získava sa z rastlinných alebo živočíšnych olejov. Bionafta zvyčajne obsahuje čisté metylestery mastných kyselín alebo etylestery mastných kyselín. Často sa bionafta nazýva aj zmes paliva s naftou. Používajú sa na získanie paliva, ktoré zabezpečuje lepšie prevádzkové podmienky motora. Čistá bionafta nepriaznivo ovplyvňuje gumené hadice a palivové potrubia. Okrem toho sa jej viskozita značne mení so zvyšujúcou sa teplotou, čo môže vyžadovať použitie dodatočného chladiča pre bionaftu. Ďalšou nevýhodou tohto paliva je jeho zrážanie pri nízkej teplote, ktoré spôsobuje upchávanie filtrov a iných komponentov motora počas prevádzky v zimných podmienkach. Bionafta má samozrejme aj množstvo výhod. V prvom rade nezaťažuje vzduch zlúčeninami síry, je biologicky odbúrateľná, nezvyšuje koncentráciu CO2 v atmosfére a jej výroba umožňuje využívať odpadové vody.

Prísady do bionafty

Vysokokvalitné multifunkčné prísady do nafty znižujú mnohé problémy spojené so zmesami bionafty, ako je korózia palivového systému, oddeľovanie vody a zvýšené penenie paliva. Na tento účel sa používajú veľmi podobné modifikátory, aké sa pridávajú do naftových olejov. Kľúčovým a často znepokojujúcim problémom používania bionafty je jej vplyv na čistotu vstrekovačov a možnosť vážneho koksovania, ako aj kontaminácie trysiek. Na tento účel sa používajú disperzanty. Skupina PCC ponúka produkty radu ROKAcet , ktoré môžu pôsobiť ako disperzanty. ROKAcety sú univerzálne prísady, ktoré sa dajú úspešne použiť v rôznych priemyselných aplikáciách.

Miešanie bionafty s konvenčnými naftovými palivami môže ďalej zhoršiť jej peniace vlastnosti. To je obzvlášť problematické napríklad pri tankovaní palivovej nádrže na čerpacej stanici. Aby sa tomuto javu zabránilo, používajú sa protipenivé prísady. Vyššie uvedené produkty radu ROKAmer sú na túto úlohu ideálne.