Palivový průmysl

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

a) kapalný plyn (LPG)

b) Motorová paliva (benzín, petrolej, 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 (parafín získaný z těžkých ropných frakcí používaných jako projímadlo), hnojiv (fenol používaný k výrobě chemikálií na ochranu rostlin) , rozpouštědla (petrolether a aceton) a plasty (polyolefiny).

Zpracování ropy

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

a) Destilace – proces spočívající v dělení ropy na frakce lišící se bodem varu. Tímto způsobem se získá několik surovin, jako je suchý a vlhký plyn, benzín, petrolej, nafta, mazout a gudron.

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

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

d) Hydrokrakování – katalytické zpracování těžkých ropných frakcí, mazout a gudron pod tlakem vodíku na lehčí paliva. Tímto způsobem se získává benzín, petrolej a nafta.

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

f) Alkylace – zahrnuje reakci olefinů s isobutanem, čímž vznikají isoparafiny s vyšší molekulovou hmotností a oktanovým číslem. Tento proces zahrnuje reakce prováděné při nízké teplotě a v přítomnosti katalyzátoru. Nejčastěji používaným katalyzátorem je kyselina sírová . Ve skupině PCC se kyselina sírová získává kontaktním procesem, což jí dává velmi vysokou čistotu. Takto získanou kyselinu sírovou lze použít v procesech čištění olejů, petroleje, parafínu a sušení plynu .

Druhy paliv

Paliva lze rozdělit podle původu (přírodní a umělá), výhřevnosti (vysokokalorická a nízkokalorická) a také podle stavu agregace (kapalná, plynná a pevná). Každý typ má jiné vlastnosti a řadu aplikací.

Kapalná paliva – benzín

Mezi nejvýznamnější kapalná paliva získávaná z ropy patří: benzín, petrolej, nafta a topné oleje. Benzín je surová ropná frakce, která vře při teplotě asi 40oC až 200oC. Jedná se o palivo používané především k pohonu zážehových motorů. Může také působit jako rozpouštědlo (např. petrolether). Benzín se skládá převážně z alifatických uhlovodíků, dále obsahuje určité množství aromatických a nenasycených uhlovodíků. Nejdůležitější vlastnosti benzínu jsou : oktanové číslo (tj. odolnost proti výbuchu), schopnost tvořit hořlavé směsi a sklon k tvorbě usazenin pryskyřice. Existuje několik typů benzínu:

a) Olověný benzín – Ethyl. Používal se až do poloviny 80. let 20. století. Obsahoval tetraethyl olovo, které při spálení v motoru vedlo ke vzniku toxických oxidů olova.

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

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

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

Přísady do benzínu

Mezi nejdůležitější přísady do benzínu patří inhibitory oxidace . Vzhledem k tomu, že benzin jako produkt je směsí uhlovodíků, může při skladování podléhat oxidaci. To vede ke zhoršení vlastností paliva snížením jeho oktanového čísla. Typicky inhibitory oxidace zahrnují aromatické aminy a fenoly. Druhou skupinou doplňkových látek jsou deaktivátory kovů. Podporují inhibitory oxidace tím, že působí proti katalytickému účinku kovů na reakce oxidace benzínu. Jejich činnost spočívá ve vytváření ochranných vrstev na povrchu kovů. Nezbytnými přísadami jsou také disperzně-emulgační sloučeniny, které udržují sedimenty a korozní produkty v disperzním stavu. Skupina produktů, která může provádět takové funkce, 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 protipěnící vlastnosti. Další skupinou aditiv jsou maziva . Zabraňují rychlému opotřebení součástí palivového čerpadla, které vyžadují správné mazání. Příklady takových sloučenin mohou být karboxylové kyseliny, estery nebo aminy. Voda z benzínu se odstraňuje pomocí deemulgátorů , díky kterým se uvolňuje jako samostatná fáze v nádrži. To je důležité zejména při čerpání paliva. Aby se tomuto jevu čelilo, používají se výše uvedené přísady nazývané deemulgátory. Většina instalací v ropném průmyslu je vyrobena z oceli, a proto v přítomnosti vody může docházet ke korozi, což vede k riziku úniku. Aby se tomu zabránilo, používají se inhibitory koroze . Reagují s povrchem kovu, vytvářejí ochrannou bariéru a zabraňují tak působení korozivních činidel. 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 prostory motoru čisté. K tomuto účelu se používají rafinační přísady nazývané detergenty. Produkt PCC Group, Petrotex DF30 , bude k tomuto účelu dokonale fungovat. Je to žlutá olejovitá kapalina používaná jako přísada do dispergačních a emulgačních kompozic. Nejdůležitější vlastností tohoto produktu je jeho mycí schopnost. Petrotex DF30 se používá hlavně jako čisticí prostředek k čištění vstupních a výstupních ventilů lahví. Dodecylfenol se také dokonale 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 balení palivových aditiv.

Kapalná paliva – motorová nafta

Motorová nafta je palivo určené převážně pro vznětové motory se samozápalem. Jedná se o směs parafínu, naftalenu a aromatických uhlovodíků oddělených z ropy v destilačních procesech. Je to ropná frakce vroucí při 180-350oC. Nejdůležitější parametry tohoto kapalného paliva jsou : viskozita (nástřik), 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 hydrorafinací.

Aditiva do motorové nafty

Motorová nafta v současné době vyžaduje použití různých obohacujících přísad. Většina z nich plní podobné funkce jako ty určené pro benzín. Klíčové v případě nafty je ale použití protipěnivých přísad, antielektrostatických přísad a modifikátorů zvyšujících cetanové číslo. Odpěňovače jsou určeny k zamezení tvorby pěny při přípravě paliva a plnění nádrží. Některá motorová nafta má také tendenci během čerpání pěnit, což narušuje proces plnění nádrže a způsobuje netěsnosti. Tomu zabrání produkty řady ROKAmer . Jedná se o prostředky proti pěnění, které lze použít ve velmi širokém rozsahu teplot. ROKAmery se navíc vyznačují velmi dobrými odmašťovacími vlastnostmi a schopností snižovat povrchové napětí mezi kapalinou a vzduchem. Tímto způsobem zlepšují odvod pěny, což má za následek její snížení. Antistatické přísady jsou navrženy tak, aby zvýšily elektrickou vodivost motorové nafty, a tím snížily riziko požáru. Obvykle se pro tento účel používají kopolymery olefinů a akrylonitrilu v kombinaci s polyaminy. Další skupinou modifikátorů jsou přísady zvyšující cetanové číslo . Jejich úkolem je zkrátit dobu zpoždění zážehu a zvýšit rychlost hoření. Nejoblíbenější z nich jsou 2-ethylhexylnitrát (EHN) a di-terc-butylperoxid (DTBP). Důležitou skupinou přídavků jsou také fixy. Jejich úlohou je usnadnit identifikaci druhu paliva. Pro rozlišení topného oleje od topného oleje se zavádějí azoderiváty, které barví palivo na danou barvu. V poslední době jsou velmi oblíbené vonné přísady, které se používají tam, kde je nepříjemný zápach oleje nebo benzínu . Takovými modifikátory mohou být například estery nebo terpeny.

Kapalná paliva – petrolej

Petrolej je palivo používané ve velmi velkých množstvích, hlavně v letectví pro turbovrtulové nebo proudové motory. Používá se také jako rozpouštědlo a přísada do kosmetických přípravků. Vzhledem k tomu, že má nízké oktanové a cetanové číslo, nelze jej použít v zážehových motorech (benzínové motory) ani v motorech s vlastním pohonem (dieselové motory). Petrolej je kapalná ropná frakce vroucí asi 170-250oC. Jeho výroba je relativně levná. Petrolej vzniká především při rektifikaci ropy . Obvykle se pro tento typ paliva nepoužívají aditiva a rafinační procesy, jako jsou ty pro výrobu benzínu a motorové nafty. Petrolej se také přeměňuje na benzín, stejně jako další produkty v procesech krakování a reformování.

Kapalná paliva – bionafta

Bionafta je obnovitelná alternativa pro naftu získanou z ropy. Získává se z rostlinných nebo živočišných olejů. Bionafta obvykle obsahuje čisté methylestery mastných kyselin nebo ethylestery mastných kyselin. Často se palivové směsi s motorovou naftou nazývají také bionafta. Používají se k získávání paliva, které zajišťuje lepší provozní podmínky motoru. Čistá bionafta nepříznivě ovlivňuje pryžové hadice a palivové potrubí. Navíc se jeho viskozita značně mění, když teplota stoupá, což může vyžadovat použití dalšího chladiče pro bionaftu. Další nevýhodou tohoto paliva je jeho srážení při nízké teplotě, které způsobuje zanášení filtrů a dalších součástí motoru při provozu v zimních podmínkách. Bionafta má samozřejmě i řadu výhod. Především neotravuje vzduch sloučeninami síry, je biologicky odbouratelný, nezvyšuje koncentraci CO2 v atmosféře a jeho produkce umožňuje využívat pustiny.

Přísady do bionafty

Vysoce kvalitní multifunkční aditiva do nafty snižují mnoho problémů spojených se směsmi bionafty, jako je koroze palivového systému, odlučování vody a zvýšené pěnění paliva. K tomuto účelu se používají velmi podobné modifikátory, jaké se přidávají do naftových olejů. Klíčovou a často znepokojující problematikou používání bionafty je její vliv na čistotu vstřikovačů a možnost vážného zakoksování a také znečištění trysek. K tomuto účelu se používají činidla známá jako dispergační činidla. Skupina PCC nabízí produkty řady ROKAcet , které mohou působit jako disperzanty. ROKAcets jsou prostředky pro všeobecné použití, které lze úspěšně použít v různých průmyslových aplikacích. Míchání bionafty s konvenčními naftovými palivy může dále zhoršit její pěnivé vlastnosti. To je zvláště problematické například při plnění palivové nádrže na čerpací stanici. Aby se tomuto jevu zabránilo, používají se přísady proti pěnění. Výše uvedené produkty řady ROKAmer jsou pro tuto roli jako stvořené.