Palivový priemysel

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

a) Kvapalný plyn (LPG)

b) Motorové palivá (benzín, petrolej, 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 zohrávajú úlohu surovín na prípravu rôznych chemických produktov , vrátane liečiv (parafín získaný z ťažkých ropných frakcií používaných ako preháňadlo), hnojív (fenol používaný na výrobu chemikálií na ochranu rastlín) , rozpúšťadlá (petroléter a acetón) a plasty (polyolefíny).

Spracovanie ropy

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

a) Destilácia – proces spočívajúci v delení ropy na frakcie líšiace sa bodom varu. Týmto spôsobom sa získava viacero surovín, ako suchý a mokrý plyn, benzín, petrolej, nafta, mazout a gudron.

b) Katalytické krakovanie – zahŕňa použitie katalyzátora (hlavne zeolitov) na štiepenie ťažkých ropných frakcií na ľahšie frakcie. Takto sa získa pomerne veľké množstvo kvalitného benzínu.

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

d) Hydrokrakovanie – katalytické spracovanie ťažkých ropných frakcií, mazout a gudron pod tlakom vodíka na ľahšie palivá. Týmto spôsobom sa získava benzín, kerozín a nafta.

e) Pyrolýza – proces rozkladu ťažkých ropných frakcií v prítomnosti vodnej pary. Týmto spôsobom sa získa pyrolýzny benzín, olej a decht.

f) Alkylácia – zahŕňa reakciu olefínov s izobutánom, výsledkom čoho sú izoparafíny s vyššou molekulovou hmotnosťou a oktánovým číslom. Tento proces zahŕňa reakcie uskutočňované pri nízkej teplote a v prítomnosti katalyzátora. Najbežnejšie používaným katalyzátorom je kyselina sírová . V skupine PCC sa kyselina sírová získava kontaktným procesom, ktorý jej dáva veľmi vysokú čistotu. Takto získanú kyselinu sírovú možno použiť v procesoch čistenia olejov, petroleja, parafínu a sušenia plynov .

Druhy palív

Palivá možno rozdeliť podľa pôvodu (prírodné a umelé), výhrevnosti (vysoko a nízkokalorické), ako aj stavu agregácie (kvapalné, plynné a tuhé). Každý typ má iné vlastnosti a rozsah použitia.

Kvapalné palivá – benzín

Medzi najvýznamnejšie kvapalné palivá získavané z ropy patria: benzín, petrolej, nafta a vykurovacie oleje. Benzín je surová ropná frakcia, ktorá vrie pri teplote asi 40oC až 200oC. Je to palivo používané najmä na pohon zážihových motorov. Môže pôsobiť aj ako rozpúšťadlo (napr. petroléter). Benzín sa skladá prevažne z alifatických uhľovodíkov, obsahuje aj určité množstvá aromatických a nenasýtených uhľovodíkov. Najdôležitejšie vlastnosti benzínu sú : oktánové číslo (tj odolnosť voči detonácii), schopnosť vytvárať horľavé zmesi a tendencia vytvárať živicové usadeniny. Existuje niekoľko druhov benzínu:

a) Olovnatý benzín – Ethyl. Používal sa do polovice 80. rokov 20. storočia. Obsahoval tetraetyl olovo, ktoré pri spaľovaní v motore viedlo k tvorbe toxických oxidov olova.

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

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

Na to, aby sa benzín stal komerčným produktom, je potrebné do jeho zloženia zahrnúť aj množstvo prísad, ktoré zabraňujú nepriaznivým a nežiaducim javom pri skladovaní, používaní a preprave 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. Typicky inhibítory oxidácie zahŕňajú aromatické amíny a fenoly. Druhou skupinou doplnkových látok sú deaktivátory kovov. Podporujú oxidačné inhibítory tým, že pôsobia proti katalytickému účinku kovov na reakcie oxidácie benzínu. Ich činnosť spočíva vo vytváraní ochranných vrstiev na povrchu kovov. Nevyhnutnými prísadami sú tiež disperzno-emulgačné zlúčeniny, ktoré udržujú sedimenty a produkty korózie v disperznom stave. Skupina produktov, ktorá môže vykonávať takéto funkcie, sú ROKAmery. Tieto produkty patria do skupiny neiónových blokových kopolymérov etylénoxidu a propylénu. Táto vlastnosť odlišuje skupinu ROKAmer od iných neiónových povrchovo aktívnych látok a určuje ich protipenivé vlastnosti. Ďalšou skupinou aditív 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 dôležité najmä pri čerpaní paliva. Aby sa zabránilo tomuto javu, používajú sa vyššie uvedené prísady nazývané deemulgátory. Väčšina zariadení v ropnom priemysle je vyrobená z ocele, a preto môže v prítomnosti vody dôjsť ku korózii, čo vedie k riziku úniku. Aby sa tomu zabránilo, používajú sa inhibítory korózie . Reagujú s povrchom kovu, 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 priestory motora čisté. Na tento účel sa používajú rafinačné prísady nazývané detergenty. Produkt PCC Group, Petrotex DF30 , bude na tento účel dokonale fungovať. Je to žltá olejovitá kvapalina používaná ako prísada do dispergačných a emulgačných kompozícií. Najdôležitejšou vlastnosťou tohto produktu je jeho umývacia schopnosť. Petrotex DF30 sa používa hlavne ako čistiaci prostriedok na čistenie vstupných a výstupných ventilov fliaš. Dodecylfenol sa výborne hodí aj ako prísada do čistiacich prostriedkov palivového systému. Je to hustá, viskózna kvapalina žltej farby a fenolového zápachu. Dodecylfenol sa používa na výrobu propoxylátov, ktoré tvoria syntetické zložky balíkov palivových aditív.

Kvapalné palivá – motorová nafta

Motorová nafta je palivo určené najmä pre vznetové motory so samozápalom. Ide o zmes parafínu, naftalénu a aromatických uhľovodíkov oddelených z ropy v destilačných procesoch. Je to ropná frakcia vriaca pri 180-350oC. Najdôležitejšie parametre tohto kvapalného paliva sú : viskozita (striekanie), odolnosť proti 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 odstraňovať hydrorafináciou.

Prísady do motorovej nafty

Motorová nafta v súčasnosti používaná vyžaduje použitie rôznych obohacujúcich prísad. Väčšina z nich vykonáva podobné funkcie ako tie, ktoré sú určené pre benzín. Kľúčové v prípade nafty je však použitie protipenových prísad, antielektrostatických prísad a modifikátorov zvyšujúcich cetánové číslo. Prostriedky proti peneniu sú určené na zamedzenie tvorby peny pri príprave paliva a plnení nádrží. Niektoré motorové nafty majú tiež tendenciu pri čerpaní peniť, čo narúša proces plnenia nádrže a spôsobuje netesnosti. Tomu bránia produkty série ROKAmer . Ide o prostriedky proti peneniu, ktoré možno 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 odvod peny, čo má za následok jej zníženie. Antistatické prísady sú určené na zvýšenie elektrickej vodivosti motorovej nafty, čím sa znižuje riziko požiaru. Typicky sa na tento účel používajú kopolyméry olefínov a akrylonitrilu v kombinácii s polyamínmi. Ďalšou skupinou modifikátorov sú aditíva zvyšujúce cetánové číslo . Ich úlohou je skrátiť čas oneskorenia vznietenia a zvýšiť rýchlosť horenia. Najpopulárnejšie z nich sú 2-etylhexylnitrát (EHN) a di-terc-butylperoxid (DTBP). Dôležitou skupinou doplnkov sú aj fixky. Ich úlohou je uľahčiť identifikáciu typu paliva. Na odlíšenie vykurovacieho oleja od vykurovacieho oleja sa zavádzajú azoderiváty, ktoré zafarbujú palivo na danú farbu. V poslednej dobe sú veľmi populárne vonné prísady, ktoré sa používajú tam, kde je nepríjemný zápach oleja alebo benzínu . Takými 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 to, že má nízke oktánové a cetánové číslo, nemožno ho použiť v zážihových motoroch (benzínové motory), ako aj v motoroch s vlastným pohonom (dieselové motory). Petrolej je kvapalná ropná frakcia s teplotou varu asi 170-250oC. Jeho výroba je pomerne lacná. Petrolej vzniká najmä v procese rektifikácie ropy . Pri tomto type paliva sa zvyčajne nepoužívajú prísady a rafinačné procesy, ako napríklad pri výrobe benzínu a motorovej nafty. Kerozén sa tiež premieňa na benzín, ako aj iné produkty v procesoch krakovania a reformovania.

Kvapalné palivá – bionafta

Bionafta je obnoviteľnou alternatívou pre naftu získanú z ropy. Získava sa z rastlinných alebo živočíšnych olejov. Bionafta zvyčajne obsahuje čisté metylestery mastných kyselín alebo etylestery mastných kyselín. Palivové zmesi s motorovou naftou sa často nazývajú aj bionafta. Používajú sa na získanie paliva, ktoré zabezpečuje lepšie prevádzkové podmienky motora. Čistá bionafta nepriaznivo ovplyvňuje gumené hadice a palivové potrubia. Okrem toho sa jeho viskozita výrazne mení, keď teplota stúpa, čo môže vyžadovať použitie dodatočného chladiča pre bionaftu. Ďalšou nevýhodou tohto paliva je jeho vyzrážanie pri nízkej teplote, čo spôsobuje zanášanie filtrov a ostatných komponentov motora pri prevádzke v zimných podmienkach. Bionafta má samozrejme aj množstvo výhod. Predovšetkým neotravuje vzduch zlúčeninami síry, je biologicky odbúrateľný, nezvyšuje koncentráciu CO2 v atmosfére a jeho produkcia umožňuje využívať pustatiny.

Prísady do bionafty

Vysokokvalitné multifunkčné aditíva do nafty znižujú mnohé problémy spojené so zmesami bionafty, ako je korózia palivového systému, odlučovanie vody a zvýšené penenie paliva. Na tento účel sa používajú veľmi podobné modifikátory, aké sa pridávajú do naftových olejov. Kľúčovou a často znepokojujúcou otázkou používania bionafty je jej vplyv na čistotu vstrekovačov a možnosť vážneho koksovania, ako aj kontaminácie trysiek. Na tento účel sa používajú činidlá známe ako dispergačné činidlá. Skupina PCC ponúka produkty radu ROKAcet , ktoré môžu pôsobiť ako disperzanty. ROKAcets sú prostriedky na všeobecné použitie, ktoré možno úspešne použiť v rôznych priemyselných aplikáciách. Miešanie bionafty s konvenčnými motorovými naftami môže ešte viac zhoršiť jej penivé vlastnosti. To je obzvlášť problematické, keď napríklad dopĺňate palivovú nádrž na čerpacej stanici. Aby sa tomuto javu zabránilo, používajú sa protipenivé prísady. Vyššie uvedené produkty radu ROKAmer sú na túto úlohu ako stvorené.