Transcript DUM 08: Ropa - Integrovaná střední škola technická Vysoké Mýto

Název školy
Integrovaná střední škola technická, Vysoké Mýto, Mládežnická 380
Číslo a název projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0374
Inovace vzdělávacích metod EU - OP VK
Číslo a název klíčové aktivity
III/ 2 inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Autor
Bc. Tomáš Černý
Číslo materiálu
VY_32_INOVACE_CAP_1S1U_ČE_16_08
Název
Ropa
Druh učebního materiálu
Výkladová prezentace PowerPoint s komentářem učitele
Předmět
Člověk a příroda
Ročník
První
Tématický celek
Organická chemie
Anotace
Ropa, její vznik a látky z ní vyráběné
Metodický pokyn
Materiál slouží k výkladu nové látky a následnému pochopení vzájemných souvislostí
(30 min.)
Klíčová slova
Ropa, zemská kůra, hornina,
Očekávaný výstup
Žáci budou znát podmínky vzniku ropy a její využití
Datum vytvoření
12.12.2013
ROPA
ROPA









Také „nafta“ nebo „zemní olej“ = směs sloučenin C a H2 – uhlovodíku
Obsahuje ale také sloučeniny N, O2, S
Její složení je různé podle naleziště
Je to hnědá až černá olejovitá kapalina s charakteristickým zápachem
Ve vodě nerozpustná a má menší hustotu než voda
Hoří čadivým plamenem
Těžba se provádí vrty do zemské kůry
Vytěžená ropa se zbavuje hrubých příměsí (např. písek) a vody, následně se
na základě rozdílné teploty varu oddělují v destilační koloně směsi
uhlovodíku s blízkou teplotou varu (-> frakční destilace)
Ropa se po pevnině dopravuje ropovody, po mořích ji přepravují tankery
VZNIK ROPY
Existují dva vědecké, přitom však protichůdné názory na původ ropy.
Jedna z teorií je anorganická a druhá organická.
1)Anorganický původ ropy
Ten předvídal již Mendělejev.
Podle něj vznikla působením přehřáté vodní páry na karbidy těžkých kovů
v dobách, kdy se vyskytovaly v blízkosti zemského povrchu. Tuto teorii lze
podpořit i laboratorní přípravou některých pevných, kapalných i plynných
uhlovodíků (např. z karbidů uranu) nebo neustálým únikem methanu ze
zemského nitra v některých oblastech.
Simulaci tohoto úniku je možné uskutečnit i laboratorních podmínkách (tato
reakce byla skutečně laboratorně ověřena) podle následující rovnice.
4H2 + CaCO3 → CaO + CH4 + 2H2O
2) Organická teorie
Uznávaná většinou vědců, předpokládá, že ropa vznikla díky rozloženým
ostatkům prehistorických živočichů a rostlin. Obdobné organismy
(mořské trávy, řasy, rostlinný a živočišný plankton, mikroplankton,
bakterie) žijí ve slaných nebo smíšených vodách i v současné době.
Podle této teorie žije na mořském pobřeží, kam velké řeky přinášely
(a přinášejí) velké množství živin, velké množství vodních organismů,
které je zpracovávají, množí se a hynou. Poté klesají ke dnu a může se
stát, že jsou ve vhodném okamžiku (z geologického hlediska) překryty
nánosy řek.
Tím vzniknou matečné nebo také tzv. zdrojové horniny (source rocks),
nejčastěji šedé jílovité pískovce a černé břidlice. Jejich vrstvy jsou
silné až několik metrů. Dojde-li potom k poměrně rychlému poklesu
mořského dna (opět v geologickém slova smyslu), zahřejí se tyto horniny
na vhodnou teplotu, která je optimální v rozmezí 60–150 °C. Vytvoří se
tzv. ropné okno v hloubce 2200 m až 5500 m pod zemským povrchem.
Je-li teplota vyšší než 150 °C, hovoříme o „vyhořelém“ ložisku, v němž
vznikne pouze plyn + grafit. Je-li naopak teplota nižší než 60 °C, vzniká
pouze metan.
Za optimálních podmínek pro vznik ropného okna, tj. za vysokého
tlaku a bez přítomnosti kyslíku (ale v přítomnosti speciálních bakterií
a minerálních látek jako katalyzátorů) začínají vznikat malé kapénky
ropy, rozpuštěné ve formě emulze ve spodní vodě.
Následně jsou spodní vodou dopraveny trhlinkami do tzv. „ropných
pastí“, kde se hromadí v porézní (nádržní) hornině. Asi ve 2/3 všech
ložisek jsou to pískovce a zbytek vápence a dolomity. Podmínkou pro
vznik funkční ropné pasti je dále přítomnost tzv. „klobouku“ (nebo
„deštníku“), složeného z nepropustných hornin a neumožňujícího
prosakování ropy na povrch (břidlice, permafrost, apod).
Ropná past může mít různý tvar. To vše je pod vysokým tlakem
okolních hornin.
Podle doby tvorby ropy pak hovoříme o různé „zralosti“ ropy – na
každých 5,5 °C (150–180 m hloubky) se rychlost chemické reakce
zdvojnásobí. Čím je ropa starší, tím obsahuje méně asfaltu a více
uhlovodíků (je lehčí).
PODMÍNKY PRO ORGANICKÝ
VZNIK ROPY
1) Migrační dráha vzniklé ropy vede do geologické pasti.
2) V pasti se musí nacházet silná vrstva (i několik set metrů)
porézních hornin – ropný rezervoár.
3) Tyto porézní horniny musí být překryty nepropustným
horninovým „kloboukem“, který zabrání další migraci ropy.
4) Toto všechno musí být správně geologicky načasováno. Nejprve
musí vzniknout past a pak může dojít k migraci ropy.
VZNIK ROPNÉHO LOŽISKA
FRAKCE ROPY
PRODUKTY FRAKČNÍ
DESTILACE ROPY
•Plynné produkty – používají se jako chemické suroviny a
paliva, např. směs propan-butan)
•Benzin – používá se jako palivo do zážehových motorů
automobilů, jako rozpouštědlo nečistot, barev a laků
•Petrolej – používá se jako palivo proudových a tryskových
letadel, jako rozpouštědlo, vyrábí se z něj benzin a další
látky, používán také ke svícení
•Plynový olej – používá se ve směsi s petrolejem pod
názvem motorová nafta pro Dieselovy motory v traktorech
a automobilech, uplatňuje se jako topná nafta v průmyslu i
domácnostech
•Mazut – používá se k topení, např. v teplárnách a na
lodích, nebo se dále destiluje
ZPRACOVÁNÍ A VYUŽITÍ
ROPNÝCH PRODUKTŮ




Mazut se dále destiluje za sníženého tlaku – tato vakuová destilace
umožňuje oddělit složky směsi, které mají za atmosférického tlaku
vysoké teploty varu
Vakuovou destilací se z mazutu získávají především minerální oleje a
asfalt
Oleje – jako mazadla do strojů a technických zařízení, ochrana
kovů před korozí
- dále se z nich získává parafín a vazelína
Asfalt – hlavně k úpravě povrchu vozovek a ve stavebnictví jako
izolační materiál proti vlhkosti
VÝROBKY Z ROPY
Kde je ropa a kolik jí zbývá.
ZDROJE:
http://is.muni.cz/do/ped/kat/fyzika/autem/pics/ropa-04.jpg
http://www.petroleum.cz/rafinerie/system/ceska_rafinerska.jpg
http://is.muni.cz/do/ped/kat/fyzika/autem/pics/zprac-ropy-03.jpg
http://www.zazijchemii.cz/files/obrazki/strona_ropa_cz.jpg