Ropa naftowa
Ropa naftowa (olej skalny, czarne złoto) – ciekła kopalina, złożona z mieszaniny naturalnych węglowodorów gazowych, ciekłych i stałych (bituminów), z niewielkimi domieszkami azotu, tlenu, siarki i zanieczyszczeń. Ma podstawowe znaczenie dla gospodarki światowej jako surowiec przemysłu chemicznego, a przede wszystkim jako jeden z najważniejszych surowców energetycznych.
Spis treści |
Pochodzenie ropy naftowej [edytuj]
Teoria nieorganiczna pochodzenia ropy [edytuj]
Teoria organiczna pochodzenia ropy [edytuj]
Teoria ta została stworzona m.in. przez: B. Radziszewskiego, K. Englera, H. Höfera, J.E. Hackforda, D. White'a w myśl których ropa naftowa powstała przez przeobrażenie szczątków roślinnych i zwierzęcych nagromadzonych wraz z drobnymi okruchami mineralnymi w osadach morskich; czynnikami powodującymi przejście substancji organicznych w bituminy są prawdopodobnie: środowisko redukujące, odpowiednia temperatura i ciśnienie, działalność bakterii, oddziaływanie pierwiastków promieniotwórczych i innych[1].
Występowanie ropy naftowej [edytuj]
Złoża ropy naftowej często łączą się ze złożami gazu ziemnego. Występują najczęściej w antyklinach, przy czym sekwencja jest następująca: u dołu występuje podścielająca złoże solanka, następnie ropa naftowa, a w szczycie antykliny gaz ziemny. Może też występować w mieszaninie z piaskiem, tworząc tzw. piaski bitumiczne.
Skały zbiornikowe [edytuj]
Skałami macierzystymi ropy naftowej są najczęściej ciemne łupki o dużej zawartości substancji bitumicznych. Ze skał macierzystych ropa pod wpływem gradientu ciśnienia przesączała się do sąsiadujących ze skałami macierzystymi skał o większej porowatości i/lub przepuszczalności (głównie piaskowców, często również wapieni).
Złożowe prowincje naftowe [edytuj]
Ropę naftową wydobywa się w Azji, w rejonie Zatoki Perskiej, w basenie Morza Kaspijskiego, na Syberii, w Ameryce Północnej i środkowej, oraz na dnie Morza Północnego. W północnej Afryce, w Zatoce Meksykańskiej, w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, w Meksyku.
Właściwości ropy naftowej [edytuj]
Surowa ropa naftowa wydobywana ze złoża jest cieczą barwy zwykle ciemnobrunatnej o ostrym zapachu, nierozpuszczalną w wodzie. Jest ona cieczą palną.
W zależności od pochodzenia jej barwa i inne własności mogą się zmieniać. Rozróżnia się cztery klasy ropy – A, B, C i D o różnych własnościach
Skład chemiczny ropy [edytuj]
Podstawowy skład pierwiastkowy ropy naftowej to:
- 80-88% węgla;
- 11-14,5% wodoru;
- 0,01-6% siarki (rzadko do 8%);
- 0,005-0,7% tlenu (rzadko do 1,2%);
- 0,001-1,8% azotu.
Oprócz tych pierwiastków w ropie naftowej można znaleźć około 50 pierwiastków chemicznych, w tym: wanad, nikiel, chlor.
Pod względem związków: Węglowodory (95% wag.):
- parafinowe: gazowe (C1-C4), ciekłe (C5-C15), stałe (C15< );
- naftenowe;
- aromatyczne.
Związki organiczne zawierające heteroatomy:
- żywice i asfalteny;
- różne związki siarki: siarczki, wielosiarczki, merkaptany, tiofen i jego pochodne;
- różne związki azotowe: zasady purynowe, pochodne chinoliny, indolu, pirolu i karbazolu;
- różne związki tlenowe: kwasy naftenowe, kwasy tłuszczowe, fenol, krezole, ksylenole i naftole.
Związki nieorganiczne
- siarkowodór;
- woda;
- związki manganu, niklu, krzemu.
Właściwości fizyczne ropy [edytuj]
Średnia masa molekularna wynosi 220—300 g/mol (rzadko 450—470). Gęstość 0,73-1,03[2] (zwykle 0,82-0,95[potrzebne źródło]) g/cm³; przenikalność dielektryczna 2,0-2,5; przewodnictwo elektryczne właściwe od 2•10-10 do 3•10-19 om-1•cm-1.
Podział ropy [edytuj]
- ze względu na ciężar właściwy:
- lekka (poniżej 878 kg/m³)
- średnia (od 878 do 884)
- ciężka (powyżej 884)
- ze względu na skład chemiczny ropy:
- parafinowa
- naftenowa
- parafinowo-naftenowa
- aromatyczna
- parafinowo-naftenowo-aromatyczna
- parafinowo-aromatyczna
- ze względu na zawartość siarki w ropie:
- niskosiarkowa (poniżej 0,5%)
- siarkowa (powyżej 0,5%)
- ze względu na zawartość żywic w ropie:
- małożywiczna (poniżej 17%)
- żywiczna (od 18 do 35%)
- wysokożywiczna (powyżej 35%)
- ze względu na zawartość parafiny w ropie:
- niskoparafinowa (bezparafinowa) (temperatura krzepnięcia poniżej −16 °C)
- parafinowa (temperatura krzepnięcia od −15˚C do +20 °C)
- wysokoparafinowa (temperatura krzepnięcia powyżej +20 °C)
Poszukiwanie ropy naftowej [edytuj]
Badania geofizyczne [edytuj]
Podstawową metodą typowania obszarów perspektywicznych i poszukiwania złóż ropy naftowej przez geofizyków jest sejsmika refleksyjna. Dzięki niej można rozpoznać budowę geologiczną badanego terenu i wytypować pułapki złożowe.
Wiercenia poszukiwawcze [edytuj]
Obecnie ropy naftowej poszukuje się na każdym terenie ze względu na wyczerpywanie się złóż dotychczas eksploatowanych.
Wydobycie ropy naftowej [edytuj]
 |
Tę sekcję należy dopracować zgodnie z zaleceniami edycyjnymi: utworzyć tabelę z miejscami/państwami celem przejrzystości, zweryfikować treść i dodać źródła. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się na stronie dyskusji tego artykułu. Po wyeliminowaniu niedoskonałości prosimy usunąć szablon {{Dopracować}} z kodu tego artykułu. |
1. Platforma wydobywcza
2. Warstwy skalne
3. Szyby
4. Gaz i ropa uwięzione w porowatej skale
Ropa jest wydobywana co najmniej od średniowiecza. Jej największe zasoby znajdują się w:
- Afryce (Nigeria, Angola, Libia, Tunezja, Algieria, Egipt, Mauretania, Czad, Sudan, Sudan Południowy, Kamerun, Gabon, Kongo, Gwinea Równikowa, Republika Południowej Afryki, Kenia, Tanzania, Mozambik, Somalia)
- Ameryce Północnej (Meksyk (na półwyspie Jukatan oraz nad Zatoką Meksykańską); Stany Zjednoczone (w Kalifornii, na Alasce, w Nevadzie, w Utah, w Arizonie, w Kolorado, w Nowym Meksyku, w Kansas, w Oklahomie, w Teksasie, w Luizjanie, w Nebrasce, w Dakocie Północnej, w Dakocie Południowej, w Wyoming, w Montanie, w Iowa, w Missouri, w Michigan, w Illinois, w Kentucky, w Tennessee, w Alabamie, w Missisipi, na Florydzie, w Indianie, w Ohio, w Nowym Jorku, w Pensylwanii, w Wirginii Zachodniej, w Wirginii); Kanada (w Nowej Fundlandii i Labradorze, w Ontario, w Manitobie, w Saskatchewan, w Albercie); na Kubie, w Gwatemali, w Belize)
- Ameryce Południowej (Wenezuela, Brazylia, Kolumbia, Ekwador, Gujana, Trynidad i Tobago, Boliwia, Chile, Argentyna, Falklandy)
- Europa (na Morzu Północnym z którego wydobywają Wielka Brytania, Norwegia, Dania, Holandia, Niemcy; wokół Sycylii i Sardynii; na Morzu Barentsa z którego wydobywają Norwegia i Rosja; w Austrii, w Chorwacji, w Serbii, w Rumunii, w Bułgarii, w Rosji (Zagłębie Wołżańsko-Uralskie, Obwód samarski, Baszkiria, Obwód permski, Czeczenia, Adygeja, Republika Komi, Sachalin, Obwód kaliningradzki)
- Azja (Zatoka Perska z której wydobywają Zjednoczone Emiraty Arabskie, Arabia Saudyjska, Katar, Bahrajn, Kuwejt, Irak, Iran, Oman; w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, w Arabii Saudyjskiej, w Katarze, w Bahrajnie, Kuwejcie, Iraku, Iranie, Omanie, Jemenie, w Azerbejdżanie; na Morzu Kaspijskim z którego wydobywają Rosja, Azerbejdżan, Kazachstan, Turkmenistan, Iran; w Kazachstanie, w Turkmenistanie, w Syrii, w Indiach, Chińska Republika Ludowa (Daqing, Shengli, Nanyang, Renqiu, Karamay, Dagang, Yumen, na Morzu Żółtym, na Morzu Południowochińskim), w Tajlandii, w Malezji, w Indonezji, na Filipinach, w Wietnamie, w Afganistanie, w Pakistanie)
- Australia, Nowa Zelandia, Papua-Nowa Gwinea
Duży wpływ na wielkość wydobycia i ceny ropy naftowej ma organizacja OPEC zrzeszająca 12 krajów znad Zatoki Perskiej, Afryki i Ameryki Pd. W 2010 roku udział OPEC w światowym wydobyciu ropy naftowej wynosił 44%[4].
Światowe zasoby ropy naftowej w 2010 szacowane były na 1383 miliardów baryłek (190 mld ton)[5]. Wydobycie ropy naftowej wynosiło około 60 mln baryłek dziennie w 1986, około 70 mln baryłek dziennie w 1996 i około 80 mln baryłek dziennie w 2004[5].
| # | Kraj | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Rosja | 9677 | 9876 | 9789 | 9934 | 10146 |
| 2 | Arabia Saudyjska (OPEC) | 10665 | 10234 | 10782 | 9760 | 10521 |
| 3 | USA | 8331 | 8481 | 8514 | 9141 | 9688 |
| 4 | Iran (OPEC) | 4148 | 4043 | 4174 | 4177 | 4252 |
| 5 | Chiny | 3845 | 3901 | 3973 | 3996 | 4273 |
| 6 | Kanada | 3288 | 3358 | 3350 | 3294 | 3483 |
| 7 | Meksyk | 3707 | 3501 | 3185 | 3001 | 2983 |
| 8 | ZEA (OPEC) | 2945 | 2948 | 3046 | 2795 | 2813 |
| 9 | Brazylia | 2166 | 2279 | 2401 | 2577 | 2719 |
| 10 | Kuwejt (OPEC) | 2675 | 2613 | 2742 | 2496 | 2450 |
Wydobycie w Polsce [edytuj]
Transport ropy naftowej [edytuj]
Ropę transportuje się na dwa sposoby. Na terenach lądowych najbardziej opłacalny ekonomicznie jest transport rurociągowy. Rurociągi ropy naftowej są wykonane ze stalowych rur o wewnętrznej średnicy 30 do 120 cm. Tam gdzie to możliwe, są budowane na powierzchni ziemi. Ropa naftowa jest utrzymywana w ruchu przez system stacji pomp, budowanych wzdłuż rurociągu i zwykle płynie z prędkością około 1 do 6 m/s.
Chociaż rurociągi można budować nawet pod morzem, to jest to bardzo wymagający ekonomicznie i technicznie proces, a przy tym ryzykowny ekologicznie, więc większość ropy naftowej jest transportowana na morzu przez tankowce. Załadunek odbywa się na FPSO, platformach eksploatacyjnych, lub przy bojach przeładunkowych, a rozładunek tankowców odbywa się w terminalach naftowych.
Przetwórstwo ropy naftowej [edytuj]
Przetwórstwem ropy naftowej zajmuje się przemysł rafineryjny, który przerabia ją w rafineriach. Aby wyodrębnić z ropy jej poszczególne składniki (np. benzynę) stosuje się destylację frakcyjną. Ropę rozdziela się na frakcje dzięki różnicy w temperaturach wrzenia poszczególnych jej składników. Jakość ropy ustala się na podstawie indeksu API.
Zastosowanie ropy naftowej [edytuj]
Jest podstawowym surowcem przemysłu petrochemicznego stosowanym do otrzymywania m.in. benzyny, nafty, olejów, parafiny, smarów, asfaltów, mazutów, wazelin i wielu materiałów syntetycznych.
Skażenie środowiska [edytuj]
Ropa naftowa może skazić środowisko w dwóch sytuacjach – podczas poszukiwań i eksploatacji, oraz w czasie transportu. O ile erupcje związane z anomalnie wysokim ciśnieniem złożowym lub awariami głowic przeciwerupcyjnych są rzadkie i szybko opanowywane, to prawdziwą plagą dla środowiska są awarie powstałe w czasie transportu – głównie katastrofy tankowców (np. MT Exxon Valdez, MT Prestige).
Katastrofy wielkich zbiornikowców zdarzają się na świecie prawie co rok. Wyciek ropy naftowej spowodowany awarią zbiornikowca ma bardzo poważne skutki:
- Ropa szybko rozprzestrzenia się po powierzchni morza tworząc na wodzie warstewkę o grubości 0,3 mm i powodując zanieczyszczenie wybrzeża
- Najlżejsze składniki ropy parują, a najcięższe mieszają się z wodą morską i powoli opadają na dno
- Lepka ropa skleja pióra ptaków morskich oraz skrzela ryb i innych zwierząt wodnych
- Na skażonym obszarze ropa uniemożliwia zwierzętom wodnym poruszanie się, oddychanie i odżywianie się
- Warstwa ropy nie przepuszcza potrzebnego organizmom tlenu i promieniowania słonecznego
- Bakterie stopniowo usuwają ropę, zużywając do tego celu cały tlen rozpuszczony w wodzie
Zobacz też [edytuj]
Przypisy
- ↑ Encyklopedia Powszechna PWN, tom 4, str. 54. Państwowe Wydawnictwo Naukowe - Warszawa 1976 r.
- ↑ Encyklopedia techniki CHEMIA. Warszawa: WNT, 1965.
- ↑ World Crude Oil Production. [dostęp 2010-08-29].
- ↑ Economy. „Iran Investment”. 4 (50), s. 7, 2010.
- ↑ 5,0 5,1 BP Statistical World Energy Review 2011. , 2011. BP. [dostęp 14 lutego 2012].
- ↑ U.S. Energy Information Administration
|
|||||
