MESTERSÉGES TÜZELŐANYAGOK ÉS MOTORHAJTÓANYAGOK
Előzmények Kőolaj Kialakulása kb. 500millió évvel ezelőtt kezdődött és kb. 1 millió éve fejeződött be. Ehhez képest a készleteket közel 200 év alatt használja fel az emberiség. i.e. ~3000 Kircuk környéke, lángoló tavak. Ókori felhasználás ún. aszfalttavakból kenőanyagok (hajók oldala). Baku 1860 világítópetróleum. 1870-es évek robbanómotorok, autógyártás fejlődése. Texas és az arab térség feltérképezése.
Fontosabb kőolajlelőhelyek A mai kitermelhető kőolaj és földgázkészletek 20%-a négy szuperóriás mezőben, 80%-a 272 óriásmezőben található. A négy szuperóriás mező: Sorszám Terület Millió tonna 1 Kuwait 7700 2 Szaud-Arábia 6300 3 Szaud-Arábia. Kuwait 2000 határterülete 4 Volt Szovjetúnió területe 1700
A tartalékok
Fontosabb kőolajlelőhelyek Magyarországon: Szeged Algyő (jó minőségű paraffinos kőolaj). zalai kőolajmező (erősen bitumenes kőolaj). Az átlagos kitermelés ~1.7millió tonna/év, ez az érték azonban évről évre csökken. A készletek ~15 év múlva elfogynak. Az össz magyarországi felhasználás kb. 8millió tonna/év import
Termékek és igények A termékek iránti igény befolyásolja a finomítók működését, illetve a finomító jellege befolyásolja a terméköszzetételt. A magyarországi felhasználás: Petrolkémiai ipar ~2% Kenőanyagok ~1% Bitumen ~1-2% Benzin, Petróleum, Gázolaj ~80%
Termékek és igények
Kutatás Geológiai: Fényképezés (műhold, IR technika). Földtani kép (medencék, üledékes kőzetek). Olajcsapdák keresése. Kísérleti robbantások (hátrány: rengeteg adat). Geofizikai: hol lehet dúsulásra számítani?! Geokémiai: próbafúrások utáni talajvizsgálatok
Fúrások Az agyagos záróréteg alatti nagynyomású gáz kinyomja a kőolajat. A gázt nyomáscsökkenés esetén pótolni szokták a megfelelő nyomás érdekébe. Hirtelen nagymennyiségű olaj kivétele esetén a kőzetek kapillárisában megszakad az olaj és a kút kiapad. A visszamaradt olajat nagyon nehéz utána kitermelni. Sok texasi kút ment emiatt a hiba miatt tönkre a múlt század közepén. Alkalmazott fúrók: általában gyémánt fejjel
Fúrások + Másodlagos kitermelés:
Feldolgozás
Kőolajfrakciók Kulcsfrakciók 1. Atmoszférikus desztilláció termékei (fp: 250 C 275 C) 2. Vákuumdesztilláció termékei (fp: 275 C 300 C p~40hgmm) Termék Forrpont [ C] C atomszám Fűtőgáz - 100 1 2 PB(lepárlási) gáz -100 0 3 4 Benzin 0 200 5 10 Kerozin 160 270 9 15 Petróleum 180 270 10 15 Gázolaj 193 343 15 45 Fűtőolaj > 343 > 40
Benzin Típusai: Motorbenzin: könnyűbenzin: fp: 30 150 C; nehézbenzin: fp: 150 200 C Speciálbenzin Jellemzői: Oktánszám: Az oktánszám egyenlő egy olyan i-oktán, n-heptán elegy v/v%-ban kifejezett izooktán tartalmával, amely szabványos üzemi feltételek mellett kompressziótűrés szempontjából azonos a vizsgálandó mintával. Kétféle oktánszám ismeretes: Kísérleti, vagy terhelés nélküli (KOSZ Kísérleti oktánszám) és motor, vagy terheléses (MOSZ Motoroktánszám) Minél több egy benzinben az aromás szénhidrogén annál nagyobb az oktánszáma (95-benzin, 98-benzin)!
Benzin Adalékok: oxigenátok (12 13%): alkoholok (MeOH, EtOH, IPA) éterek (MTBÉ, ETBÉ) (metil- t butil-éter, etil- t butil-éter) oktánszámnövelők: Pb(Et) 4, MTBE, EtOH, MeOH 2001-től a Pb(Et) 4 -et nem lehet használni detergensek: PIB aminok, korróziógátlók: Aminok, zsírsavészterek, jegesedésgátlók, kopásgátlók: zsírsavak K-sói szelepülékek védelme.
Sugárhajtómű üzemanyagok (kerozin) Óriási termelés az utóbbi években, sok finomító II. számú terméke. Kétféle típus : polgári közlekedés ill. katonai közlekedés. Paraméterek Aromás tartalom 20% alatt kell legyen, alacsony kristályosodási pont (-60 C) alacsony kéntartalom (ppm nagyságrend) tipikus összetétel: Összetevő v/v% n - paraffin 23 i - paraffin 16 Monociklusos paraffin 32 Diciklusos paraffin 11 Triciklusos paraffin 0 Aromás egygyűrűs 15 Többgyűrűs 3 Adalékanyagok lásd benzinnél
Világítópetróleum, vagy klasszikus petróleum 0.1% alatti kéntartalom fp tartomány: 160-315 C zárttéri lobbanáspont >21 C alacsony aromástartalmat kell biztosítani ne kormozzon
Gázolaj (Diesel-üzemanyag) Cetánszám: A gázolajok gyulladási hajlamának jellemzésére szolgál. A vizsgált olaj cetánszáma egyenlő a vizsgálómotorban vele azonos égési tulajdonságokat mutató n-cetánból és α-metil-naftalinból készült elegyben lévő cetántartalom v/v%-ban kifejezett számértékével. Újabban az α-metilnaftalin helyett a 15-ös cetánszámú 2,2,4,4,6,8,8-heptametil-nonánt használják a normál hexadekán mellett az összehasonlító elegy készítéséhez. Ez a tulajdonság azért fontos, mert a Diesel-motor a beszívott levegőt a hengerben komprimálja és a komprimálástól felmelegedett levegőbe porlasztják bele a hajtóanyagot. Ez minden külső gyújtás nélkül, csupán a hengerben uralkodó hőmérséklet hatására elég. Kéntartalom: 2000-ben 0.035%, 2005-re 50ppm az EU országokban. Adalékok: Detergensek, diszpergensek. Füstcsökkentők. Korróziógátlók, antioxidánsok.
Háztartási tüzelőolaj Nem tartalmaz annyi adalékanyagot mint a gázolaj. Nincs cetánszám követelmény. Kéntartalma magasabb mint a gázolajé.
Fűtőolaj Ez a frakció lényegében az atmoszférikus desztillációs maradéka, amit tüzelhető állapotba kell hozni. Jellemzők: Viszkozitás ne kelljen nagy energia a szivattyúzáshoz. Lobbanáspont: >50 C. Minőségi jellemzésére használt érték: SZ/P (Szivattyúzhatóság/Porlaszthatóság). Probléma lehet az aszfalténtartalommal kormozóan ég és, tömít.
Kenőolaj Vákuumdesztillációs párlat. C 25 C 50 könnyű és közép kenőolajpárlat. Jellemzők: Lobbanáspont >55 C, fp: ~400 C, viszkozitás, dermedéspont, kokszolódási hajlam, párolgási hajlam, Összetétele: Elsősorban i-paraffinok, cikloparaffinok és naftének. Heteroatomos molekulák közül N, S, O tartalmúak mind alifás mind aromás formában. Főbb típusai: Fehérolajok (tiszta i-paraffinok): Rendkívül drágák, az élelmiszeripar és a kozmetikai ipar használja. Transzformátorolajok. Valódi kenőolajok (hajtómű- és motorolajok). Kenőzsírok.