Ropa a zemní plyn

Ropa Ropa je hnědá až nazelenalá olejovitá, hořlavá kapalina, která má charakteristický zápach. Je tvořená směsí uhlovodíků, především alkanů. Obsahuje však i sloučeniny dusíku, kyslíku a síry. Složení ropy je různé podle naleziště. Ve vodě je nerozpustná a má menší hustotu a hoří čadivým plamenem. Zemní plyn Hlavní složku zemního plynu je metan (70-90%). Dále obsahuje plynné uhlovodíky (ethan, propan, butan) a jiné látky (např. oxid uhličitý a sulfan).

Vznik Pravděpodobně vznikla rozkladem zbytků pravěkých rostlin a živočichů. V průběhu tisíců a milionů let se v klidných zátokách dávných moří na naší Zemi usazovaly spolu s bahnem zbytky drobných živočichů (bakterií) a řas (jednobuněčných rostlin). V průběhu jurské doby (před asi 144 - 213 mil. let) pod tlakem nadložních vrstev za nepřístupu vzduchu při vznikání metanu a oxidu uhličitého a účinkem anaerobních bakterií z těchto zbytků pravděpodobně postupně vznikla kapalná ropa a také zemní plyn. Ropná ložiska netvoří pod zemí souvislé jezero. Buď je roztroušena mezi zrnky písku, nebo v trhlinách hornin, někdy obaluje zrnka písku tenkým obalem. Asi 85% veškeré ropy na světě se získává z písčitých vrstev a jen 15% z vápencových. Zemní plyn se tvořil v hlubší vrstvě než ropa. Geologové se domnívají, že tvorba plynu začala během doby karbonu (před zhruba 300 -286 mil. let) v době, kdy se v bažinách začínaly hromadit uhelné vrstvy. Tyto vrstvy klesaly stále hlouběji a byly překryty následnými vrstvami hornin. Nakonec, asi čtyři kilometry pod povrchem, vytěsnilo teplo ze zemského jádra z uhlí plyn. Ten stoupal prostupnými horninami, až se rovněž nahromadil v pastích. Zemní plyn provázející i ropná ložiska je zpravidla čistý metan.

Charakteristika Základní charakteristikou ropy je hustota vyjádřená ve stupních API (American Petroleum Institute). Nejcennější jsou lehké, tekuté světlé typy ropy, ze kterých se dá získat velké množství benzinu, zatímco těžké ropy při destilaci dávají hlavně asfalt. To je hlavní problém nekonvenčních zdrojů ropy, jako je uhlí a asfaltové či ropné písky, které poskytují poměrně malé množství benzinu či nafty a velice mnoho odpadních, byť dále využitelných uhlovodíků blízkých asfaltu. Druhou základní charakteristikou ropy je, zda je sladká (sweet), nebo kyselá (sour). Sladká ropa má méně než 1 hmot. % (hmotnostní procento) síry, zatímco kyselé ropy mohou mít až 3–4 hmot. % síry. V rafinerii musí být síra odstraněna, aby nekorodovala zařízení rafinerie ani motory vozidel. V rafinerii se podle obsahu síry rozeznávají tři typy ropy – ropa s malým obsahem síry (0–0,6 hmot. %), se středním obsahem síry (0,6–1,7 hmot. %) a s vysokým obsahem síry (nad 1,7 hmot. %). Lehké ropy jsou obvykle sladké, těžké ropy jsou obvykle kyselé.

Historie V historii se ropa začala používat již ve starověku, to je asi 4000 let př. n. l., ale používalo se jí jen jako léku nebo mazadla.V novověku se ropa používala ke svícení. Skutečná těžba začíná až v druhé polovině 19. stol., téměř součastně v Rusku a v USA.. Na počátku 20. stol. bylo v těžbě ropy na prvním místě carské Rusko a na druhém místě USA. Vedoucími producenty zemního plynu jsou rovněž republiky bývalého Sovětského svazu, zvláště Rusko, následované USA, Holandskem a Kanadou. Dalšími důležitými producenty jsou Británie, Norsko a Rumunsko. Právě Británie neměla dříve žádné zásoby a veškerou ropu musela dovážet. Pak ale našla ropu v šelfových oblastech a stala se jedním z největších producentů. Velmi brzy začala těžba ropy ovlivňovat mezinárodní vztahy. Rozvojové země bohaté na ropu začaly vyvíjet zvýšený politický tlak skrze "Organizaci zemí exportující ropu" (OPEC Organization of Petroleum Exporting Countries).

Těžba Z počátku se ropa těžila ze studní ručně vědry. Studně byly hluboké 2 - 60 m a práce v nich byla velmi nebezpečná, těžká a málo produktivní. Od poloviny 19. stol. se v USA i v carském Rusku začaly vrtat sondy a otvory, ale vrtná technika se rozvíjela jen zvolna. Na počátku 20. stol. však zvítězila na celém světě a stále se zdokonaluje. To znamená, že se těží ropnými vrty a na povrch je ropa vytlačována samočinně nebo pumpami. Když se dostane na povrch, může být řídká jako benzin nebo i hustá jako dehet. Z ložiska se dá získat až 80% veškeré ropy, jenže za nepříznivých podmínek to také může být procent nula. V průměru se získává 35%, což znamená, že většina ropy zůstává po vytěžení ložiska v zemi bez šance na využití. Získat více ropy z vrtu lze také vháněním vody nebo plynu do ložiska. Při tepelných metodách těžby se pod zem vhání pára nebo chemikálie - tím se sníží hustota ropy, která se pak snadněji pohybuje póry hornin. Tyto metody jsou samozřejmě drahé. Kromě toho volbu těžební metody ovlivňuje cena ropy na trhu. Pokud ceny stoupají, je možno těžit pomocí dražší technologie i z míst, odkud by se těžba jednoduššími metodami vůbec nevyplatila nebo vůbec nedala těžit. Naopak snižování cen ropy na trzích může vést i k uzavírání dosud rentabilních ložisek, a tím prakticky ke snižování množství ropy, které lze vytěžit.

Zpracování a výrobky Vytěžená ropa se nejdříve zbavuje hrubých příměsí (písku) a vody. Potom se zpracovává metodou frakční destilace, která probíhá v průmyslových destilačních kolonách (rafinériích). Během frakční destilace se na základě rozdílné teploty varu oddělují v destilační koloně směsi uhlovodíků s blízkou teplotou varu - frakce. Frakční destilací ropy se získávají: plynné produkty - používají se jako chem. suroviny a paliva, např. směs propan-butan benzin - je použitelný jak jako palivo do zážehových motorů, tak jako rozpouštědlo barev a laků petrolej - je palivem do proudových a tryskových letadel. Je rozpouštědlem, vyrábí se z něj benzin a další látky, používá se také ještě ke svícení plynový olej - je ve směsi s petrolejem surovinou zvaná nafta, která se používá pro Dieselovy motory (v traktorech a automobilech), uplatní se i jako topná nafta v průmyslu a v domácnostech mazut - používá se k topení, např. v teplárnách a na lodích, nebo se dále destiluje asfalt - je izolačním materiálem a materiálem k úpravě vozovek těžké oleje, mazadla, syntetický kaučuk,dehet, umělá vlákna, kosmetické výrobky, barviva, výbušniny, umělá hnojiva atd.

Budoucnost ropy Ropa je velmi cenný přírodní zdroj, bez kterého by moderní život, tak jak ho známe, nebyl možný. Na co se ropa využívá především? Na výrobu energie! Ropa je jedním z hlavních zdrojů energie na celém světě, využívá se jako palivo i na výrobu elektřiny. V současnosti se 40% energie v Evropské unii vyrábí z ropy. Spotřeba ropy každým okamžikem stoupá a v průběhu následujících 20 let dále poroste. Evropská komise odhaduje, že v roce 2030 bude 27 zemí Evropské unie muset 93% ropy dovážet. Navíc je pravděpodobné, že existující zásoby nebudou rostoucí poptávce stačit. Během nadcházejících let bude ropa i nadále velmi důležitým zdrojem energie, zároveň je ale zřejmé, že musíme vyvinout nové technologie a najít nové zdroje, které nám umožní využívat ropu účinněji. Používání plastů je jedním ze způsobů, jak ropu využívat co možná nejlépe. Na první pohled to vypadá, že si protiřečíme: plasty se z ropy vyrábějí, jak tedy mohou pomáhat ropou šetřit? Faktem ale je, že plasty umožňují úspory obrovského množství energie. Ať už je používáme jako obalové materiály, na konstrukce aut s nízkou hmotností či na izolaci budov, vždy plně vynahradí množství ropy potřebné na jejich výrobu. Navíc nesmíme zapomínat na to, že na výrobu plastů se spotřebuje jen malá část celkových zásob ropy - pouze ze 4% veškerých světových ropných zásob se stávají plasty. Při hledání nejlepšího možného způsobu využívání ropy budou velmi důležité i obnovitelné zdroje energie. Cílem EU je do roku 2020 vyrábět 20% energie z obnovitelných zdrojů. Vlády budou muset najít způsob, jak více využívat vítr, vlny a sluneční záření. Jelikož plasty jsou v podstatě čistou ropou, mohou být poté, co doslouží, využívány jako zdroje energie. Mnoho zemí vyrábí energii z nerecyklovatelného plastového odpadu, čímž ještě více přispívají k šetrnému zacházení s ropnými zásobami.