Technologia produktów naftowych. Kuźnia Raciborska

Przygotowany w Politechnice Warszawskiej Filii w Płocku skrypt ma być pomocą dydaktyczną dla studentów kierunków związanych z przemysłem naftowym, a autorzy liczą, że będzie służył przede wszystkim studentom technologii chemicznej specjalizującym się w technologii ropy naftowej. Jest to dziedzina, która umożliwiła niezwykle szerokie rozwinięcie zastosowań produktów otrzymywanych z przetwórstwa ropy naftowej – od nafty oświetleniowej, przez ciężkie paliwo zastępujące węgiel do lokomotyw spalinowych i statków, po benzyny i oleje napędowe do silników Otto i silników Diesla, oleje opałowe, środki smarowe, asfalty i woski naftowe jako produkty destylacji i rafinacji surowca. Ropa naftowa wyprzedziła węgiel jako źródło surowców dla przemysłu chemicznego, a współcześnie trudno znaleźć dziedzinę gospodarki, która nie miałaby związku z ropą naftową czy – bardziej ogólnie – z węglowodorami. Ostatnie lata to rosnące zużycie węglowodorów gazowych jako czystszych surowców energetycznych i chemicznych. SPIS TREŚCI Wprowadzenie ................................................................................................................................... 7 1. ROPA NAFTOWA ..................................................................................................................... 12 1.1. Zasoby, poszukiwanie i wydobycie ropy naftowej ........................................................... 12 1.2. Skład ropy naftowej .......................................................................................................... 15 1.3. Przygotowanie ropy naftowej do przerobu ....................................................................... 17 1.4. Odsalanie ropy naftowej w rafinerii.................................................................................. 22 1.5. Stabilność fazowa ropy naftowej ...................................................................................... 25 1.6. Osady wydzielane z ropy naftowej ................................................................................... 26 2. DESTYLACJA ROPY NAFTOWEJ......................................................................................... 31 2.1. Zasady i sposób prowadzenia destylacji ropy naftowej.................................................... 35 2.2. Opis technologii destylacji................................................................................................ 40 3. PALIWA..................................................................................................................................... 47 3.1. Paliwa do silników o zapłonie iskrowym ......................................................................... 47 3.1.1. Benzyny silnikowe ................................................................................................ 49 3.1.2. Autogaz.................................................................................................................. 75 3.2. Paliwa do silników turboodrzutowych ............................................................................. 77 3.3. Oleje napędowe................................................................................................................. 80 3.4. Oleje opałowe ................................................................................................................... 85 4. ŚRODKI SMAROWE ............................................................................................................... 87 4.1. Znaczenie środków smarowych ........................................................................................ 87 4.2. Kluczowe właściwości środków smarowych ................................................................... 88 4.2.1. Lepkość dynamiczna ............................................................................................. 90 4.2.2. Lepkość kinematyczna .......................................................................................... 91 4.2.3. Zależność lepkości od temperatury – wskaźnik lepkości ...................................... 92 4.2.4. Odporność oleju na utlenianie ............................................................................... 95 4.2.5. Właściwości niskotemperaturowe olejów ............................................................. 96 4.3. Smarowanie ...................................................................................................................... 97 4.4. Oleje bazowe..................................................................................................................... 98 4.4.1. Klasyfikacja olejów bazowych .............................................................................. 99 4.4.2. Oleje syntetyczne................................................................................................. 100 4.5. Dodatki do środków smarowych .................................................................................... 103 4.6. Oleje silnikowe ............................................................................................................... 105 4.6.1. Klasyfikacja lepkościowa olejów silnikowych.................................................... 106 4.6.2. Klasyfikacja jakościowa olejów silnikowych wg ACEA .................................... 108 4.6.3. Klasyfikacja jakościowa olejów silnikowych API .............................................. 109 4.7. Smary plastyczne .............................................................................................................111 4.7.1. Zagęszczacze ....................................................................................................... 114 4.7.2. Stabilność smarów plastycznych ......................................................................... 117 4.8. Technologia olejów bazowych........................................................................................ 118 4.8.1. Źródła mineralnych olejów bazowych ................................................................ 118 4.8.2. Produkcja i właściwości olejów grupy I w klasyfikacji API ............................... 120 4.8.3. Produkcja olejów bazowych grupy II API........................................................... 140 4.8.4. Produkcja olejów grupy III API .......................................................................... 147 4.8.5. Produkcja olejów bazowych z wykorzystaniem syntezy Fischera-Tropscha ...... 150 4.9. Wykorzystanie ubocznych strumieni z produkcji olejów bazowych .............................. 152 5. PRODUKTY OTRZYMYWANE Z POZOSTAŁOŚCI Z PRZEROBU ROPY NAFTOWEJ.... 155 5.1. Pozostałość po destylacji ropy naftowej ......................................................................... 155 5.1.1. Żywice naftowe ................................................................................................... 157 5.1.2. Asfalteny naftowe................................................................................................ 157 5.1.3. Kierunki przetwarzania pozostałości naftowych ................................................. 159 5.2. Asfalty............................................................................................................................. 161 5.3. Ciężkie oleje opałowe ..................................................................................................... 165 5.4. Koks naftowy .................................................................................................................. 170 5.5. Inne produkty z przerobu pozostałości naftowych ......................................................... 172 6. WYBRANE PROCESY TOWARZYSZĄCE W TECHNOLOGII RAFINERYJNEJ ........... 177 6.1. Produkcja i wydzielanie wodoru..................................................................................... 177 6.2. Utylizacja siarkowodoru ................................................................................................. 180 7. PRAWNE I EKONOMICZNE UWARUNKOWANIA PRODUKCJI, OBROTU I STOSO- WANIA PRODUKTÓW NAFTOWYCH ............................................................................... 186 Zamiast zakończenia .................................................................................................196