Naturalne źródła węglowodorów

Naturalne źródła węglowodorów
Jak wszyscy doskonale wiemy, węglowodory są to związki węgla z wodorem. Stanowią one jedną z największych grup związków organicznych. Najbardziej użytecznymi węglowodorami i zarazem najbardziej eksploatowanymi w przyrodzie są gaz ziemny, ropa naftowa i węgiel kamienny.
Naturalnymi źródłami węglowodorów gazowych jest gaz ziemnych, natomiast ciekłych i stałych głównie z ropy naftowej. Znajdują one zastosowania m. in. Jako paliwa silnikowe, do celów opałowych czy jako podstawowy produkt w przemyśle organicznym.
Ropa naftowa jest mieszaniną różnych węglowodorów. Występuje ona głównie na obszarach krajów byłego Związku Radzieckiego, USA, Wenezueli, Bliskiego Wschodu, Nigerii, Rumunii i kilku innych państw. W Polsce niewielkie złoża znajdują się w okolicach Sanoka, Jasła, Krosna i Gorlic. Wg polskiego chemika- Radziszewskiego, ropa powstaje jako wynik rozkładu w głębi skorupy ziemskiej (pod wpływem ogromnego ciśnienia, bez dostępu powietrza) fauny i flory, bujnie rozwiniętej we wcześniejszych epokach geologicznych.
Skład chemiczny ropy naftowej waha się w szerokich granicach i zależy od miejsca jej wydobycia, ot tak na przykład w ropie rosyjskiej znajdują się głównie węglowodory o budowie pierścieniowej, którym odpowiada wzór ogólny CnH2n; natomiast ropa pensylwańska zawiera prawie wyłącznie węglowodory nasycone. W ropach naftowych występują także inne różne substancje, zawierające w swoim składzie tlen, siarkę czy azot. Prawie zawsze pokładom ropy naftowej towarzyszy gaz ziemny.
Ropę naftową poddaje się destylacji frakcjonowanej, umożliwiającej rozdzielenie jej na poszczególne frakcje węglowodorowe, różniące się temperaturami wrzenia. W tym procesie uzyskuje się benzynę (40- 180 st. C), naftę (180-280 st. C), oleje napędowe (280-350 st. C) oraz mazut (powyżej 350 st. C), który podlega dalszej obróbce. Z mazutu otrzymujemy oleje smarowe i asfalt.
Gaz ziemny jest mieszaniną węglowodorów nasyconych występujących w temperaturze pokojowej w stanie gazowym. Zdecydowaną przewagę w tej mieszaninie stanowi metan (zawartość dochodzi do 95% i więcej). Wykorzystywany jest jako tanie paliwo oraz cenny surowiec chemiczny. Towarzyszy zazwyczaj złożom ropy naftowej i jest wydobywany razem z nią. Znane są także złoża, w których gaz występuje samodzielnie. Gaz ziemny znajduje się w złoży pod wysokim ciśnieniem, toteż po wywierceniu otworu sięgającego złoża i orurowaniu go, gazy wypływa pod własnym ciśnieniem. Wydobyty gaz wymaga oczyszczenia. Gaz ziemny wykorzystuje się także do otrzymywania acetylenu, wodoru i czystej sadzy.
Węgiel kamienny jest chyba najcenniejszym źródłem węglowodorów. Węgiel jest produktem przemiany roślinnych substancji organicznych na dużych głębokościach, czyli pod ogromnym ciśnieniem, w wysokiej temperaturze i bez dostępu powietrza.
Podstawowy proces przerobu węgla polega na jego prażeniu w bardzo wysokich temperaturach przekraczających 1000 st. C bez dostępu powietrza, taki proces nazywamy koksowaniem. Proces ten przeprowadza się w specjalnych piecach koksowniczych.
W procesie koksowania otrzymujemy takie produkty jak gaz koksowniczy, wodę pogazową i smołę węglową.
Gaz koksowniczy zawiera 50-60% wodoru, 25-35% metanu i niewielkie ilości etanu i etylenu, tlenek węgla i inne gazy. Gaz ten używa się częściowo jako paliwo, a częściowo poddaje się dalszej obróbce chemicznej. Ma on wysoką wartość opałową. Część produkowanego gazu zużywa sama koksownia do ogrzewania baterii koksowniczych, a nadwyżki przekazuje się do celów opałowych lub jako surowiec dla przemysłu chemicznego.
Woda pogazowa stanowi mieszaninę zawierającą amoniak, sole amonowe pirydynę, fenole i inne związki. Jest surowcem do otrzymywania amoniaku i siarczanu amonu.
Smoła węglowa ma największe znaczenie z punktu widzenia przemysłu chemicznego. Znajduje się w niej wiele różnorodnych związków organicznych- głównie tzw. Węglowodorów aromatycznych. Dlatego też poddaje się ją destylacji frakcyjnej; poszczególne frakcje poddaje się dalszej obróbce i wykorzystuje do produkcji leków, barwników, tworzyw sztucznych, rozpuszczalników itd. Pozostałość po destylacji nazywamy pakiem, używa się go do budowy dróg lub poddaje przeróbce na koks pakowy, wykorzystywany do produkcji elektrod.
Koks jest praktycznie czystym węglem z niewielka domieszką związków nieorganicznych (popiołu). Charakteryzuje się specyficzną, porowatą strukturą i wysoką wytrzymałością mechaniczną. Głównym odbiorcą koksu są huty żelaza, ponieważ stanowi on składnik wkładu wielkopiecowego.
Przemysł chemiczny wyrósł na podłożu surowców otrzymywanych z węgla, jednak teraz wykorzystywane są na równym stopniu wszystkie surowce energochemicznie.
Przez wiele lat właśnie te surowce były mocno eksploatowane co spowodowało tak moce skurczenie się zasobów ziemskich tych surowców że w takim tempie znikną one za jakieś 20 lat. Co zrobimy gdy braknie paliwa, węgla?? Przecież proces tworzenia się takich złóż trwa tysiące lat. A jeśli zostalibyśmy pozbawieni tak ważnych surowców to pewnie cofnęlibyśmy się do ery kamienia łupanego, bo rozwój techniczny z dziedzin przemysłowych stanąłby w miejscu, a nawet co jest bardzo prawdopodobne cofnąłby się. Czasu nie cofniemy, a mądrzy jesteśmy tak naprawdę po fakcie.