Transcript 4. Ropný priemysel – downstream

• V polovici 19. storočia, kedy sa začala ropa ťažiť vo
väčšom meradle, bola prepravovaná
v drevených sudoch konskými záprahmi.
• Objem suda sa ustálil na istej hodnote a od tých čias
sa ťažba ropy tradične uvádza v bareloch.
Preprava konskými záprahmi → preprava v cisternách po železnici
→ nie veľmi efektívny spôsob → stavba ropovodov a tankerov
• ropovody
• lodná doprava
• námorné tankery a
riečne cisterny
• železničné cisterny
• kombinovaný spôsob
tanker + ropovod
NEVÝHODY
• veľký objem ropy
• fixná trasa bez
možnosti zmeny
• zemetrasenia
• teroristické útoky
•
Prvý ropovod bol dlhý 9,6 km a bol
postavený v roku 1865 v Pensylvánii.
•
Dnes sú ropovody tvorené rúrami s
priemerom 30-122 cm, ktoré sú
najčastejšie uložené
na nevysokých stĺpoch na povrchu zeme,
zakopané pod zem alebo prechádzajú
po morskom dne.
•
V určitých vzdialenostiach sú
umiestnené čerpacie stanice,
ktoré zaisťujú stály prúd ropy s
rýchlosťou 1-6 m/s
•
Aby sa v ropovode netvorili usadeniny, je
občas prečistený oceľovým “ježkom",
ktorý je unášaný prúdom ropy.
Tankery
• V roku 1869 priviezla ropu špeciálne
upravená plachetnica Charles z USA do Európy → prvý tanker
• 2 základné druhy: ropné tankery, tankery pre ropné produkty
NOSNOSŤ
DWT (deadweight tonnage) - maximálna nosnosť lode v tonách
BRT (brutto registrovaná tona) – 1 BRT =
2,83 m3, udáva celkový objem uzavretého priestoru lode
väčšia je loď → lacnejšia doprava → horšia
manévrovacia schopnosť lode → väčšie
zničujúce dôsledky pre životné prostredie v prípade
katastrofy.
Znečisťovanie vôd a ropné havárie
•
Ešte v roku 1985 sa až 60% ropy dostávalo do mora z bežnej
prevádzky tankerov, prázdne tankery naberali tzv. záťažovú vodu, ktorú
potom v prístavoch i so zvyškami ropy vypustili do mora.
•
Dnes sa obmedzil výplach tankerov morskou vodou, zostatková ropa sa
z nádrží separuje, záťažové nádrže sú oddelené od tých ropných
a rastom bezpečnostných opatrení sa znižuje počet havárií v 70.rokoch - 24 veľkých nehôd ročne
v 90. rokoch okolo 8 nehôd
•
Každý rok unikne do vody 35 tisíc ton ropy len pri čistení tankerov
•
Najviac postihnutými miestami sú uzavreté moria v ktorých sa voda
nepremiešava natoľko aby, dokázala vyplaviť ropu na otvorené more
•
Dnešné tankery by mali mať dvojité dná ako poistku pri porušení trupu lode
a aby sa zamedzilo častým únikom a znečisteniu morí ropou
• vychádzajú z krajín Perzského zálivu
(Saudská Arábia, Irak,Irán, Kuwajt)
• vedú hlavne do východnej Ázie
(Japonsko, Čína) a tiež do Európy a USA
• značné množstvo tejto suroviny prúdi aj
z Venezuely.
• Významné náleziská má západná Európa
v Severnom mori.
• Postavenie krajín severnej Afriky
(Líbya, Alžírsko, Egypt) a Guinejského zálivu
(Nigéria, Angola) je vo
svetovej produkcii ropy menšie.
• Aljašský - 1278 km.
• Trans Arabia (Bahrajn - Stredozemné more), 1700 km.
• Big Inch (Texas - Pensylvánia, USA) - 2190 km.
• Kanadský ropovod (Edmonton) - 3787 km.
• Družba (Kujbyšev v Rusku) - 5502 km.
Ropovodná sieť v SR
• TRANSPETROL je jediným prevádzkovateľom ropovodného
systému v SR
• Strategická geografická poloha a relatívne veľká prepravná kapacita
ropovodov na slovenskom území vytvára reálne predpoklady na jeho
napojenie na európske tranzitné cesty.
• Slovenský ropovodný systém pozostáva z 2 ropovodov: DRUŽBA
ADRIA
• ROPOVOD DRUŽBA
• najdlhší ropovod na svete
• Začína v ruskej Samare a vedie
cez Bielorusko, Nemecko, Poľsko, Ukrajinu, Maďarsko,
Slovensko a Česko.
• Ropovod bol postavený v roku 1964 v Sovietskom zväze
• hlavný účel → zásobovať ropou socialistické štáty
• Dnes ním Rusko dodáva veľké množstvo ropy do Európy
Ropovodná sieť v SR
• Prepravná kapacita slovenského úseku ropovodu Družba je 20 mil.
ton/r
• V 90. rekonštrukcia a modernizácia
• Súbežne s ropovodom bol položený optický kábel, ktorý slúži na
prenos a monitorovanie prevádzkových parametrov ropovodu a na
diaľkové ovládanie uzatváracích trasových armatúr.
• Druhým ropovodom je pôvodná vetva ropovodu Družba vedúca zo
Šiah do Maďarska, ktorou bolo v počiatkoch zásobované Maďarsko.
Na maďarskom území sa táto vetva napája na ropovod Adria.
• Začína sa v Chorvátsku, pokračuje cez Maďarsko a po prekonaní
606 km prechádza na územie Slovenska, kde jeho dĺžka
predstavuje 8,5 km. V Šahách sa napája na ropovod Družba
SLOVNAFT a.s.
• rafinérsko-petrochemická spoločnosť
• spracuje 5, 5 - 6 mil./ton ropy ročne
• okrem výroby, skladovania, distribúcie a
veľkoobchodného predaja výrobkov z ropy
disponuje najväčšou maloobchodnou
sieťou v rámci SR
• predaj motorových palív a mazív
Podľa strechy
nádrže s pevnou strechou
nádrže s plávajúcou strechou
nádrže s vnútornou plávajúcou strechou
tlakové nádrže
Nádrže s pevnou strechou
• musia byť uložené v betónových vaniach s izoláciou, ktorá
zabraňuje znečisteniu podzemných vôd
• musia mať reflexný náter, aby sa v maximálnej miere znižoval únik
uhľovodíkov dýchaním nádrží
• používajú sa na skladovanie produktov s nízkou tenziou pár vykurovacie oleje, asfalty, motorová nafta. Nádrž s pevnou strechou
má nad hladinou kvapaliny vzduch zmiešaný s parami produktu.
• pri plnení nádrže je plynná fáza vytesňovaná kvapalinou
• pri vyprázdňovaní sa naopak do nádrže nasáva vzduch.
• podobný jav nastáva pri ohrievaní obsahu nádrže, resp.
chladení → „dýchanie nádrže“.
pri jeho
Nádrže s plávajúcou strechou
• skladovanie kvapalín s vysokou tenziou pár
(ropa, benzíny)
• Nádrž je tvorená plášťom, na ktorom sa
pohybuje strecha na kvapaline
• Strecha je dôkladne utesnená, aby
nedochádzalo k úniku kvapaliny a aby do nádrže
neprenikala dažďová voda
• Uprostred strechy je zberná nádrž, z ktorej je
systémom rúrok odvádzaná dažďová voda do
čistiarne odpadových vôd
Nádrž s vnútornou plávajúcou strechou
• má dve strechy, jednu plávajúcu a druhú pevnú.
Plynná fáza je v priestore medzi plávajúcou
a pevnou strechou
Tlakové nádrže
• Plynné uhľovodíky, resp. skvapalnené
uhľovodíky sa vzhľadom na nízky bod varu
skladujú v tlakových zásobníkoch, ktoré majú
zvyčajne sférický alebo valcový tvar.
Podľa plášťa
• Jednoplášťová nádrž v ochrannom vale
alebo tzv. betónovom dvore
• Dvojplášťová nádrž
Podľa umiestnenia
•
•
•
•
nadzemná nádrž
čiastočně zakrytá nádrž
podzemná nádrž
plávajúca nádrž
Podľa dna
• s jednoplášťovým dnom
• s dvojitým dnom
• s dvojitým dnom a s detekčným systémom úniku
média
Spracovanie ropy
• ropa sa spracováva v rafinériách
• jednotlivé zložky sa rozdeľujú a
premieňajú na ropné produkty
• v krajinách EÚ sa z ropy vyrába až 42 %
energie a 94 % motorových palív
• ropu spracováva približne 100 rafinérií
5 typov rafinérií
1. prvý typ (I) je jednoduchá rafinéria - nemá konverzné
technológie, zahŕňa destiláciu ropy, reforming, úpravu
destilačných frakcií, odsírenie alebo iné technológie na
zvýšenie kvality produktov
2. druhý typ (II) - rafinéria so stredným stupňom konverzie
suroviny, rafinéria typu I + tepelné krakovanie alebo
visbreaking
3. rafinéria III - rafinéria typu II + fluidné katalytické krakovanie
a/alebo hydrokrakovanie
4. typ rafinérie IV je komplexná rafinéria, ktorá má všetky
procesy a hydrokrakovanie
5. osobitný prípad - rafinérie, ktoré sa špecializujú na výrobu
základových olejov pre mazivá (hlavne pre motorové oleje) a
asfaltov
3 základné typy procesov v rafinériách
(3 fázy spracovania ropy)
• fyzikálne = separačné procesy – ropa sa
rozdelí na frakcie
• chemické = konverzné procesy – zlúčeniny
prítomné v rope sa premieňajú na iné, ktoré sú
na trhu žiadanejšie, zvyčajne s vylepšenými
vlastnosťami
• podporné = dočisťovacie procesy –
odstraňovanie rôznych typov nečistôt; zmena
štruktúry molekúl, ktoré vedú k zvýšeniu
úžitkovej hodnoty (odsírenie)
Fyzikálne procesy
•
•
•
•
•
•
odsoľovanie ropy
destilácia
absorpcia
extrakcia
kryštalizácia
adsorpcia
• odsoľovanie ropy - ropa po vyťažení z
ložiska obsahuje vodu a soľ
• väčšina solí a vody sa odstráni už na mieste
ťažby - napriek tomu ropa dopravená do
rafinérie obsahuje 0,02-0,2 % obj. vody
• odstraňovanie soli – ochrana pred koróziou
• proces elektrostatického odsoľovania ropa sa zmieša s vodou, v ktorej sú prítomné
účinné deemulgátory (odpudzujú vodu).
Zohreje sa pod tlakom na teplotu 90-150oC a
účinkom elektrického prúdu sa emulgovaná
voda oddelí od ropy.
• destilácia ropy - odvodnená ropa sa
rozdeľuje na užšie frakcie (atmosférická,
vákuová)
• extrakcia - v niektorých rozpúšťadlách sa
kvapalné ropné frakcie rozpúšťajú len
čiastočne
• absorpcia – využíva sa na spracovanie
rafinérskych plynov
• adsorpcia – využíva sa na odstránenie
malých množstiev látok z plynov a
kvapalín
Chemické procesy
• procesy, pri ktorých dochádza k zvýšeniu
úžitkových vlastností
• konverzné procesy
• procesy konečnej úpravy
• procesy na ochranu prostredia
Procesy, pri ktorých dochádza k
zvýšeniu úžitkových vlastností
• katalytický reforming - konverzia alkánov
a cykloalkánov na vysoko oktánový
kvapalný produkt – reformát
• izomerizácia
• alkylácia
• polymerizácia
• hydrogenačná rafinácia
Konverzné procesy
• tepelné krakovanie - vyššiemolekulové
látky sa premieňajú na nižšiemolekulové
produkty pri vysokých teplotách (>350oC)
• jeho procesy: visbreaking, koksovanie,
katalytické krakovanie, fluidné katalytické
krakovanie, hydrokrakovanie
Procesy konečnej úpravy
•
•
•
•
adsorpčná dorafinácia
katalytická hydrorafinácia
rafinácia chemickými činidlami
extrakcia merkaptánov - sladenie
Procesy na ochranu prostredia
•
•
•
•
Clausov proces výroby síry
čistenie odpadových vôd
spaľovanie odplynov na poľných horákoch
riadenie emisií prchavých organických
látok
Produkty z ropy
• pohonné hmoty
– automobilový benzín
– motorová nafta
– LPG - plynné motorové palivo
– pohonné hmoty pre leteckú dopravu
• ostatné ropné produkty
– skvapalnené ropné plyny
– topné oleje
– asfalty a asfaltové výrobky
– uhľovodíkové rozpúšťadlá
– síra
• mazacie oleje a ďalšie látky
– motorové oleje
– prevodové oleje
– ostatné oleje
– priemyselné oleje a mazivá
– obrábacie, technologické a konzervačné
prostriedky
– parafíny
• petrochemické výrobky
– ethylen - polyethylen a jeho deriváty
– propylen - polypropylen a jeho deriváty
– butadién a jeho deriváty
– aromáty a ich priemyselne využívané deriváty
– diaromáty a ich priemyselne využívané
deriváty
• chemické látky a výrobky na báze petrochémie
–
–
–
–
–
–
–
–
–
syntetický ethanol (lieh)
amoniak
močovina
hnojiva
farby
liečivá
pryskyrica
umelé vlákna
pneumatiky a gumárenstvo
Spracovanie a ŽP
• petrochémia - najväčší znečisťovateľ ŽP
• znečisťuje nielen atmosféru, ale aj hydrosféru
• do odpadových vôd sa tak dostávajú fenoly, ktoré
spôsobujú silný zápach vody
• najväčšie nebezpečenstvo pre hydrosféru predstavuje
únik ropy na veľkých vodných plochách (moria)
rôznymi haváriami ropných tankerov
• ropa tým zničí všetko živé v mieste havárie a taktiež
naruší planktón
• ďalším znečisťovateľom sú ja petrolejové frakcie
a plynové oleje, ktoré majú nízku viskozitu a ľahko
presakujú pôdou, čím sa dostávajú do podzemných
vôd a znehodnocujú nielen ju, ale aj samotnú pôdu
Ďakujeme za pozornosť!
Ivana Micanová
Mária Míčková