Het proces van het winnen van olie is extreem duur en tijdrovend. Het vereist een aantal metingen, testen, bemonstering en uiteindelijk het boren van putten om de aanwezigheid van de grondstof te bevestigen. Natuurlijk zijn er een aantal moeilijkheden, zoals de porositeit van het gesteente of de viscositeit van het substraat zelf. In het verleden werd slechts 10%van de grondstof uit de ontdekte afzetting gedolven, de rest bleef ondergronds. Dankzij moderne mijnbouwtechnologieën is de mate van winning van ruwe olie en aardgas gestegen tot meer dan 60%.
Winning van aardgas
Aardgas komt voor in de buitenste laag van de aardkorst, oftewel de lithosfeer. Het is ontstaan als gevolg van de transformatie van organische stoffen onder verschillende druk- en temperatuurcondities, die al miljoenen jaren aan de gang zijn. Aardgas bestaat voornamelijk uit methaan (CH 4 ) en zijn homologen (C 3 -C 4 ) . De samenstelling ervan is sterk afhankelijk van het type afzetting waaruit het wordt gewonnen. Natuurlijk bevat aardgas naast methaan en zijn homologen ook een aantal ongewenste componenten, zoals stikstof, water, waterstofsulfide of koolstofdioxide.
Onder natuurlijke omstandigheden kan gas ruwe olie vergezellen of afzonderlijk voorkomen. Het komt voornamelijk in twee vormen voor: als een gas dat vrij is opgelost in water of olie, of in de vorm die is opgenomen in gesteenten of steenkool.
Gas geproduceerd door industriële methoden
Er kunnen verschillende soorten gassen worden verkregen met behulp van industriële methoden:
a) Vloeibare gassen – in de volksmond LPG (Liquefied Petroleum Gas) genoemd. Hun hoofdbestanddelen zijn propaan (C 3 H 8 ), butaan en isobutaan (C 4 H 10 ). Ze worden voornamelijk verkregen door ruwe benzine, ruwe olie te stabiliseren of door raffinaderijgassen uit reforming-, kraak- en pyrolyseprocessen te verwerken.
b) Stadsgas – verkregen onder de omstandigheden van lage- en gemiddelde-temperatuurcarbonisatie van steenkool.
c) Steenkoolgas – geproduceerd in het proces van hoge-temperatuur-steenkoolontgassing.
d) Gas uit steenkoolvergassing – het wordt verkregen door inwerking op bruinkool of zwarte steenkool met een mengsel van waterdamp en zuurstof bij temperaturen boven 900 °C. De samenstelling ervan is afhankelijk van de gebruikte vergassingstechnologie. De belangrijkste economische factor is de productie van een mengsel van CO en H 2 (zogenaamd syngas).
Toepassing en voordelen van gasbrandstoffen
Gasbrandstoffen hebben een aantal voordelen. Ze worden voornamelijk gekenmerkt door een hoge energie-efficiëntie. Bovendien zorgen ze voor een constante verbrandingstemperatuur, vereisen ze geen opslag voor de gebruiker en branden ze zonder rook (zonder as en uitstoot van zwaveloxiden). Aardgas is een waardevolle energiedrager en een belangrijke grondstof in de industrie: chemie (productie van syngas), energie (zuigerverbrandingsmotoren, gasturbines, generatoren), bouw (productie, glas, cement en bouwkeramiek) en metallurgie (verwarmingsovens).
Winning van olie
Het kiezen van de locatie van een nieuw olieveld is een zeer ingewikkeld en duur proces. Het begint met het uitvoeren van seismische onderzoeken om te zoeken naar geschikte geologische structuren die olievoorraden kunnen creëren. Hiervoor worden twee onderzoeksmethoden gebruikt. De eerste omvat het maken van ondergrondse explosies in de buurt van de voorraden en het observeren van de seismische reacties waarmee u informatie kunt krijgen over de locatie en grootte ervan. De tweede methode is om deze gegevens te verkrijgen uit natuurlijk voorkomende seismische golven.
De eerste fase van oliewinning is het boren van een diep gat in de grond. Vervolgens wordt een omhulsel (stalen buis) in het geboorde gat geplaatst, wat de stabiliteit van de gehele constructie waarborgt. In de verdere fase worden meer gaten gemaakt om een grotere doorstroming van de gewonnen olie mogelijk te maken. Om verontreinigingen in de geboorde put op te lossen, wordt vaak zoutzuur gebruikt, dat de carbonaat- en kalkformaties effectief verzuurt en afzettingen van kalk, roest en carboniet verwijdert. Zoutzuur wordt ook gebruikt om restcement te verwijderen dat overblijft na het boorproces. In de volgende fase wordt een speciale installatie boven op de put geplaatst, soms een "kerstboom" genoemd. Het is een set gecombineerde kleppen, buizen en fittingen die zijn ontworpen om de druk en de stroming van olie en gas te regelen.
Na aansluiting van het gehele apparaat vindt de primaire winningsfase plaats. Om olie in dit proces te winnen, worden veel natuurlijke mechanismen gebruikt, bijvoorbeeld zwaartekrachtdrainage. Het winningspercentage in de primaire fase bedraagt doorgaans niet meer dan 15%. Bij verdere extractie daalt de ondergrondse druk en wordt deze onvoldoende om de olie naar de oppervlakte te blijven verplaatsen. Op dit punt begint de secundaire winningsstap.
Er zijn veel technieken voor de secundaire winning van aardolie. Ze omvatten meestal de levering van externe energie aan de afzetting door het injecteren van vloeistoffen (bijv. water) of gassen (bijv. lucht, koolstofdioxide) om de druk ondergronds te verhogen. Het gemiddelde winningspercentage na primaire en secundaire oliewinningsoperaties bedraagt meestal niet meer dan 45%. De laatste fase van het extractieproces is de zogenaamde derde orde winning, die kan worden verkregen met behulp van verschillende technieken. De eerste daarvan vermindert de viscositeit van olie door thermische verhitting. De tweede is de injectie van gas in de afzetting (injectie van koolstofdioxide). De laatste methode wordt chemische overstromingen genoemd. Ze bestaan uit het mengen van dichte, onoplosbare polymeren met water en het injecteren ervan ondergronds. Tertiaire winning maakt een extra 15%olieproductie uit de afzetting mogelijk.
Vanwege de eindigende reserves van landolievoorraden is de zoektocht naar de hulpbronnen onder de zeebodem begonnen. Voor dit doel worden boorplatforms gebouwd, wat een ingewikkeld, duur en tijdrovend proces is – de bouw van het mijnbouwplatform duurt meestal 2 jaar. Ze kunnen permanent aan de bodem worden bevestigd (diepte tot 90 m) of drijven op speciale vlotten, vastgezet met een ankersysteem. Offshore boorplatforms zijn meestal verbonden met een netwerk van enkele tientallen putten die olie winnen in poreuze rotsen. Naast het winnen van olie op het boorplatform, wordt het ook gescheiden van het gas. De aldus verkregen grondstof wordt via een pijpleidingsysteem naar een raffinaderij of naar een mijnbouw- en overslagschip getransporteerd. Vervolgens worden olie en gas naar de tanker gestuurd, die het aan land brengt.
Natuurlijk hangt de hoeveelheid gewonnen olie niet alleen af van de gebruikte boortechnieken. De belangrijkste factoren in dit geval zijn geologische aspecten, zoals de permeabiliteit van de rots, de sterkte van natuurlijke aandrijvingen, de porositeit van de afzetting of de viscositeit van de olie zelf.
Verwerking van ruwe olie
De gewonnen ruwe olie wordt in raffinaderijen verwerkt tot brandstoffen, oliën, smeermiddelen, asfalt en andere producten. Meestal wordt ruwe olie gescheiden in fracties zonder een chemische verandering van de componenten. Op deze manier worden raffinaderijgassen verkregen die vluchtig zijn bij kamertemperatuur, petroleumether met een kookpunt van 35-60 °C, lichte en zware benzine, kerosine, diesel met verschillende kookpunten en mazut (d.w.z. een residu met een kookpunt boven 350 °C).
Ruwe olie ondergaat verschillende processen, zoals:
a) Cracking – bestaat uit de ontleding van lange alifatische koolwaterstoffen die in zware mazut- en oliefracties voorkomen, in verbindingen met kortere ketens die in benzine en dieselolie voorkomen. Naast alifatische koolwaterstoffen met korte ketens worden in het proces ook methaan, LPG, onverzadigde koolwaterstoffen en cokes gevormd. Cracking kan worden geïnitieerd door thermische, katalytische of stralingsmethoden.
b) Reforming – dit is een proces dat wordt toegepast op lichte petroleumfracties of producten die door cracking worden verkregen om brandstoffen met een hoog octaangetal te verkrijgen. Het proces wordt uitgevoerd in aanwezigheid van waterstof met behulp van zeer dure platinakatalysatoren. Het reformingproces produceert waterstof, raffinaderijgas, LPG en isobutaan en n-butaan.
c) Destillatie – is gericht op het scheiden van ruwe olie in fracties die koken in verschillende temperatuurbereiken. Dankzij dit proces worden basisfracties verkregen, zoals: droog en nat gas, lichte en zware benzine, kerosine, dieselolie, mazut en gudron.
d) Alkylering – dit is de reactie van olefinen met isobutaan, resulterend in de vorming van isoparaffinen met een hoger molecuulgewicht en octaangetal. In het alkyleringsproces kan zwavelzuur worden gebruikt als katalysator.
e) Pyrolyse – afbraakproces uitgevoerd zonder zuurstof bij zeer hoge temperaturen. Het wordt gebruikt om zware oliefracties af te breken tot pyrolytische benzine, oliën en teer.
Het aanbod van de PCC Group voor de mijnbouwsector
Om de oliewinning en de verwerking ervan te verbeteren, is het gebruik van verschillende chemicaliën van cruciaal belang. Soda-loog wordt gebruikt bij het raffineren van ruwe olie, minerale oliën, pek en bitumen en schaliegaswinning. Natriumhydroxide in de PCC Group wordt geproduceerd door een membraanelektrolyseproces en geleverd in de vorm van een oplossing met een concentratie van ca. 50%. Een andere toepassing van natriumhydroxide in de mijnbouwsector is de behandeling van rioolwater en vloeibare cokesproducten.
Een belangrijke groep producten die van groot nut zijn bij de winning en productie van olie en gas zijn oppervlakteactieve stoffen. Oppervlakteactieve stoffen verminderen de grensvlakspanning tussen ruwe olie en gesteente. Dit vermindert de adhesiekrachten en er kan extra olie uit het olieveld vrijkomen. Oppervlakteactieve stoffen worden ook gebruikt als middel om ecologische schade als gevolg van olie- en andere petroleumuitloging te verminderen. Ze kunnen ook worden gebruikt om tanks en vaten schoon te maken die nodig zijn voor het transport van de gewonnen grondstof.
Een van de belangrijkste groepen oppervlakteactieve stoffen die worden gebruikt in reinigingspreparaten zijn de alkylethersulfaten die door de PCC Group worden aangeboden in de SULFOROKAnol serie. Deze producten zullen, vanwege hun anionische karakter, goed werken in formuleringen met andere anionische, niet-ionische en amfotere oppervlakteactieve stoffen. Hun wassende, emulgerende en schuimende eigenschappen maken ze nuttig als ingrediënten in formules die verschillende oppervlakken reinigen. Alkylbenzeensulfonzuur (ABS) en zijn zouten, bijvoorbeeld ABSNa , hebben ook een soortgelijk gebruik. HetABS/1-zuur behoort tot de groep anionische oppervlakteactieve stoffen. Vanwege zijn oplosbaarheid in ruwe olie kan het een element zijn van hulpstoffen die worden gebruikt voor oliewinning en -verwerking. Bovendien wordt ABS/1-zuur , dankzij zijn reinigende eigenschappen, gebruikt voor reinigings- en ontvettingsprocessen, bijvoorbeeld van tanks en schepen. Reinigingsproducten die worden gebruikt in de olie-industrie kunnen ook de ROKAmid serie producten omvatten. Ze worden gekenmerkt door het vermogen om dicht en stabiel schuim te creëren, zelfs in een kleine concentratie. Dankzij hun vloeibare vorm vergemakkelijken ROKAmid -producten alle bewerkingen met betrekking tot hun opslag, transport en distributie aanzienlijk.
De volgende groep producten die nodig is in de processen van olie- en gaswinning zijn emulgatoren. Ze worden gebruikt in industriële methoden voor het ontwateren en ontzilten van olie. Deze processen zijn afhankelijk van het verwarmen van olie met de toevoeging van emulgatoren in een apparaat dat elektro-dehydrator wordt genoemd. Het aldus verwarmde mengsel wordt door de ruimte van het concentrische elektrodesysteem gedwongen. Druppels water worden vervormd, verliezen hun lading en zijn gemakkelijker met elkaar te combineren, waardoor ze zich van olie scheiden. Gedehydrateerde en ontzoute ruwe olie kan worden onderworpen aan verdere verwerking. Ideaal als emulgatoren in industriële ontwaterings- en ontziltingsprocessen zijn ROKAnol -producten. Dit zijn niet-ionische oppervlakteactieve stoffen die behoren tot de groep van alkoxyvetalcoholen. ROKAnol -producten kunnen worden gebruikt in een zeer breed temperatuurbereik, evenals in zure, neutrale en licht alkalische omgevingen. Ze kunnen ook deel uitmaken van ontvettende reinigingsmiddelen die worden gebruikt in de olie-industrie.
Zeer goede emulgerende eigenschappen worden ook vertoond door geëthoxyleerde sorbitanesterderivaten, zoals ROKwinol 60 en ROKwinol 80 . Deze producten kunnen componenten zijn van boorvloeistoffen die worden gebruikt bij de olieproductie. Aan de andere kant kunnen sorbitanesters, zoals ROKwin 60 en ROKwin 80 , worden gebruikt bij het lekken van aardoliestoffen naar wateren als dispergeermiddelen.
