Surovinové zdroje

Dělení surovin dle původu:

1. Průmyslové

• Rudy
• Nerudné suroviny
• Nerostné energetické zdroje = KAUSTOBIOLITY (ropa, uhlí, zemní plyn)

2. Zemědělské

• Rostlinné
• Živočišné

Dělení surovin dle stáří:

1. fosilní
2. recentní

Ropa

• Tmavá, olejovitá kapalina (barva temně žlutá až černohnědá)
• Složení:– směs kapalných uhlovodíků (alkany, cykloalkany, areny – poměr se mění podle naleziště)
  – deriváty – kyslíkaté + heterocyklů s dusíkem a sírou
  – neobsahuje –en a –yn!
• Hořlavá, lehčí než voda
• Vznik:                 dnes přijímaná organická teorie – vznikla rozkladem organické hmoty
  (především planktonu) bez přístupu vzduchu
  ropa v zemské kůře migruje přes propustné vrstvy a na nepropustných
  vrstvách (jílech) vytváří ropná ložiska
• Těžba: hlubinné vrty, čerpadla
• Doprava: ropovody, tankery

Zpracování ropy

• Surová ropa se nejprve zbaví hrubých nečistot (písek), vody, solí a sloučenin síry
• Poté se zpracovává v rafineriích – zpracovává se pochodem rektifikace = opakovaná destilace = frakční destilace

Dvoustupňová frakční destilace

1. Atmosférická rektifikační kolona (35°C – 350°C)
   • Při běžném tlaku
   • Produkty:
     • Plyny
     • Benzínová frakce (lehký a těžký benzín)
     • Petrolej
     • Plynový olej
     • Mazut – nedestilovatelný zbytek – palivo nebo do 2. kolony

2. Vakuová rektifikační kolona (nad 350°C)
   • Za sníženého tlaku → snížení teploty varu
   • Nižší energie, při vysokých teplotách by se uhlovodíky rozložily
   • Produkty:
     • Vakuový plynový olej
     • Olejová frakce (lehká, střední, těžká) – topné oleje – liší se délkou řetězce
     • Asfalt – nedestilovatelný zbytek

Benzín

• Nejcennější frakce – pohonná hmota, rozpouštědlo
• alkany C₆ – C₉
• Kvalita roste s množstvím rozvětvených a cyklických uhlovodíků
• Oktanové číslo: bezrozměrné, určuje kvalitu benzinu,
  vyjadřuje poměr větvených a nevětvených uhlovodíků
  2,2,4-trimethylpentan – okt. číslo 100 (nezpůsobuje detonace)
  heptan – okt. číslo 0 (způsobuje detonace)
• Oktanové číslo se zvyšuje reformováním (izomerizací nebo cyklizací)
• Benzín se také získává krakováním vyšších frakcí (petrolej)

Petrolej

• Palivo do leteckých motorů, rozpouštědlo, lampy
• Krakování katalytické (rozštěpení na poloviční řetězce) – výroba benzínu
  tepelné (pyrolýza) – zisk ethenu a propenu

Nafta

• C₁₂ – C₂₂
• Plynový olej + petrolej
• Kvalita: cetanové číslo (hexadekan)

Mazut

• Topivo do mazutových kotelen
• Další destilace → oleje a asfalt

Asfalt

• Úprava vozovek, izolace proti vlhkosti, ochrana ropovodů a plynovodů proti korozi

Uhlí

• Fosilní, tuhá hořlavá hornina
• Vzniklo dlouhodobým anaerobním rozkladem především rostlinné hmoty (přesličky, plavuně)
• Dělí se dle stupně prouhelnění:
  rašelina – 10-20 % C
  lignit
  hnědé uhlí – 64-79 % C
  černé uhlí – 80-90 % C
  anthracit – 91-95 % C
• Složení: C, H, O, N, S, anorganické látky (popeloviny), písek 

Zpracování uhlí

1.      Palivo

• Drobní spotřebitelé + tepelné elektrárny

2.      Zplyňování

• Probíhá v generátorech nedokonalým spalováním

1. Vzduchem
   2C + O₂ → 2CO chudý generátorový plyn = palivo
2. Vzduchem a vodní parou
   C + H₂O(g) → CO + H₂                         syntézní (vodní) plyn = výroba H₂ nebo CH₃OH

3.      Karbonizace

• Zahřátí uhlí bez přístupu vzduchu → rozklad

1. Nízkotepelná karbonizace – nemá velký význam
   500-700°C
   zpracování hnědého uhlí
2. Vysokotepelná karbonizace – důležitější

nad 900°C
zpracování černého uhlí
hlavní produkty:

koks – vysoce kvalitní (výhřevné) palivo, např. pro výrobu Fe ve vysokých pecích

karbonizační plyn – vypíráním se získá NH₃, benzen, toluen, xyleny a naftalen

čistý se používá jako topný plyn (svítiplyn = CO, H₂, CH₄, N₂, CO₂, O₂)

dehet – hustá černá kapalina

vakuovou destilací z něj získáváme fenoly, aromáty, dusíkaté
heterocykly, …

Zemní plyn

• Směs plynných uhlovodíků, složení se mění dle naleziště:
  methan (60 – 90%), ethan, propan, butan, CO₂, N₂, He, …

Dělení:

• Suchý – methan + ethan
• Mokrý – methan až pentan (vyšší uhlovodíky, které se snadno zkapalňují)

Užití:

• Palivo (CNG – compress natural gas) – není toxický, se vzduchem výbušný, náhrada svítiplynu; odorizace thioalkoholy
• Petrochemické syntézy – saze (polygrafický a gumárenský průmysl)
  CH₄ + O₂ → C + H₂O
  acetylén: 2CH₄ CH Ξ CH + 3H₂
  kyanovodík (+ amoniak + kyslík), sirouhlík (+ síra)

CH₄ + NH₃ + O₂ → HCN

Další zpracování:

• parní reformování CH₄ + H₂O(g) CO + 3H₂ syntézní plyn (= generátorový)
  CO + H₂O(g) CO₂ + H₂ 
• parciální oxidace CH₄ + 1/2O₂ CO + 2H₂      syntézní plyn