Petrol

DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Petrol

Zacaminte de petrol

Prin petrol brut sau titei se inteleg amestecuri de hidrocarburi in stare lichida. Din punct de vedere geologic ,zacamintele de petrol au cateva trasaturi generale din care rareori lipseste vreuna. Astfel, petrolul se gaseste intr-o incretire a scoartei ,imbibat,sub presiune inalta,intr-un strat de roca poroasa ,prins intre doua straturi impermeabila . In partea superioara a stratului de roca poroasa se gaseste zona in care se acumuleaza produsele gazoase iar in partea inferioara se gaseste o portiune imbibata cu apa sarata. Prezenta acestuia din urma constituie unul din argumentele teoriei formarii petrolului prin fermentatie ,in absenta aerului, a resturilor de vietuitoare (mai laes microscopice)care s-au depus pe fundul marilor in epoci geologice. In acelasi sens pledeaza si analiza chimica a petrolului,care a pus in evidenta ramasite ale moleculelor caracteristice arsenalului chimic al celulei vii.

Conditia principala pentru ca descompunerea acestor resturi de vietuitoare sa ia calea imbogatirii in carbon o constituie absenta oxigenului; in caz contrar ar avea loc fermentatia aeroba,cu degajarea produselor obisnuite ale metabolismului microorganismelor, bioxidul de carbon si apa. Conditia lipsei de oxigen se indeplineste cel mai bine in sedimente foarte putin rascolite depuse pe fundul marilor fara flux si reflux. Primele etape ale descompunerii fermentative se petrec chiar pe locul de origine si duc la o scadere a continutului in oxigen, azot si sulf a sedimetelor organice in straturi mai profunde.Etapele decisive au avut loc insa dup ace miscarile scoartei au antrenat depozitul de materii organice in straturi mai profunde. Aici procesul de transformare in hidrocarburi s-a desfasurat la presiuni si temperature inalte si a beneficiat de actiunea catalitica a rocilor cu care substantele organice veneau in contact.

Zacamintele de hidrocarburi reprezinta o bogatie incalculabila ,iar utilizarea lor drept surse de combustibili va fi supusa foarte curand,fara indoiala,unor limite drastice. Pe de o parte se vor dezvolta alte mijloace de producere a energiei ,mai rentabile si mai lipsite de efecte secundare (poluarea atmosferei prin produse de ardere etc.), pe de alta parte, apare tot mai nerationala arderea pana la bioxid de carbon si apa, pe un drum lung si complicat compusii din care se pot prepara, prin sinteza organica, substante fara de care civilizatia actuala ar fi de neconceput.

Extractia si prelucrarea petrolului

Zacamintele de petrol se exploateaza tot prin foraje ,cu ajutorul sondelor. Extractia petrolului poate avea loc in doua situatii si anume: petrolul poate fi adus la suprafata de presiunea gazelor naturale din zacamant( care uneori provoaca eruptii greu de controlat)sau poate fi necesar pomparea ,daca zacamantul nu se gaseste sub presiune ,ca urmare a epuizarii gazelor.

Dupa extractie, petrolul se supune prelucrarii. Putem distinge ,in linii mari, trei etape principale de prelucrare a titeiului:

-indepartarea impuritatilor care au alta natura chimica decat hidrocarburilor;

-fractionarea, prin distilare , a amestecului de hidrocarburi(rafinate);

-prelucrarea chimica a fractiunilor obtinute prin rafinare.


Indepartarea impuritatilor

Se elimina apa ,care ,dupa cum stim ,insoteste intotdeauna titeiul ,precum si excesul de compusi cu sulf etc.

Rafinarea

Utilizandu-se coloane de distilare ,de dimensiuni mari ,titeiul se fractioneaza in cateva grupuri de hidrocarburi, pe baza diferentelor dintre punctele lor de fierbere. Acestea din urma sunt cu atat mai ridicate cu cat numarul de atomi de carbon din molecula hidrocarburii este mai mare. Deoarece, in timpul functionarii ,vaporii si lichidul sunt in echilibru termic ,la baza coloanei temperature atinge 350-360 C ,corespunzand punctului de fierbere al fractiunilor celor mai grele , iar la partea superioara temperature este numai de 25-50 C(fractiunile cele mai usoare).

Figura de mai jos este o reprezentare shematica a unei coloane de rafinare indicand zonele de temperature si principalele produse care sunt separate din talerele de la nivelele respective ale coloanei. In paranteze se indica numarul de atomi de carbon al hidrocarburilor care in fractiunea respective. Se dau, de asemenea, indicatii privind cele mai obisnuite utilizari drept combustibil.

Multe din aceste fractiuni sunt supuse apoi chimizarii ,fie pentru a le utiliza ca materii prime in industria chimica organica, fie pentru a le imbunatati calitatile lor de carburanti.

Astfel benzinele ,obtinute direct prin rafinarea petrolului, nu permit atingerea unor randamente suficient de ridicate ale motoarelor cu explozie. Se stie ca randamentul motorului depinde foarte mult de gradul de comprimare a gazelor( amestec de aer si vapor de benzina ) inainte de detenta ,produsa ca urmare a exploziei amorsate de scanteia alectrica data de bujie.

Comprimarea amestecului nu se poate efectua decat pana la o anumita limita , deoarece la un moment dat ,are loc explozia spontana ,ca urmare a ciocnirilor prea violente intre molecule ,la temperatura si presiunea produse prin comprimare . Asemenea explozii spontane au urmari foarte grave pentru functionarea motorului, care cere ca explozia sa nu aiba loc decat intr-un moment foarte bine stabilit in functie de pozitia pieselor in miscare .Capacitatea amestecului de aer si vapori de benzina de a rezisat la comprimare,fara sa explodeze spontan, este exprimata de cifra octanica a benzinei.

Pentru definirea cifrei octatice s-au ales doua hidrocarburi,una care sa detoneze foarte usor, heptanul normal, si alta care sa reziste deosebit de bine la comprimarea amestecului vaporilor cu aerul, si anume unul dintre izooctani(2,2,4 trimetilpentan)


CH –CH –CH –CH –CH –CH –CH n-heptan(cifra octatica 0)


CH CH
| |
CH –C -CH -CH
| |
CH CH

Prin conventie s-a atribuit n-heptanul cifra octatica 0 iar izooctanului cifra octica 100. Facand amestecuri din aceste doua hidrocarburi ,in diferite proportii, se pot obtine combustibili, caror comportare , in motoarele cu explozie , este identice cu cea a mostrei de benzina care se doreste a fi caracterizata. Cifra octatica a benzinei respective este egala cu proportia de izooctan , in volume, din amestecul de izooctan si n-heptan care aera aceeasi comportare la detonatie. O benzina cu cifra octatica 98(cum este cea utilizata de motorul autoturismului ) se comporat la fel cu un amestec de 98% izooctan si 2% n-heptan.

Cresterea cifrei octatice permite o compresie mai avansata si deci construirea unor motoare cu randament mai bun. Pentru indeplinirea acestei cerinte, benzinle brute, cu cifra octatica relative scazuta, se trateaza cu anti-detonanti, ca tetraetil-plumbul (C H ) Pb. Aceasta substanta se descompune foarte usor la incalzire si pune in libertate atomi de plumb care blocheaza intermediarii reactivi ce initiaza reactia in lant a exploziei. O alta cale ,mult mai avantajoasa de ridicare a cifrei octatice, consta in cresterea continutului de hidrocarburi aromatice in benzene; aceasta se realizeaza prin chimizare , dupa cum urmeaza.

Pacura ,reziduul greu ramas de la distilare ,in afara de utilizare drept combultibil in arzatoare speciale (injectoare de pacura) se poate supune redistilarii. Aceasta operatie se executa sub vid, pentru a evita incalzirile la temperature prea ridicate , care ar produce descompuneri nedorite. Se obtin astfel uleiurile utilizate ca lubrefianti , mai ales la motoarele vehicolelor obisnuite. Reziduul ramas dupa aceasta redistilare se supune unei insuflari la aer cald,cand au loc procese complicate de oxidare si de obtine asfaltul, masa utilizata la constructia soselelor.

DOWNLOAD REFERAT

« mai multe referate din Chimie