Paliwa kopalne i ich znaczenie w przemyśle

Paliwa węglowodorowe: Gaz ziemny i ropa naftowa

Gaz ziemny to mieszanina gazów z dominującym metanem (od 4% do 99% składu). Jest paliwem bezbarwnym i bezzapachowym, które podczas spalania osiąga temperaturę aż 1200°C. To jedno z najczystszych paliw kopalnych!

Ropa naftowa to gęsta ciecz powstała z beztlenowego rozkładu szczątków roślin i zwierząt. Jest mieszaniną tysięcy związków chemicznych, głównie węglowodorów w różnych stanach skupienia. Ma większą gęstość od wody i się w niej nie rozpuszcza.

Podczas destylacji ropy naftowej (rozdzielania mieszaniny na frakcje) otrzymujemy różne produkty zależnie od temperatury:

• poniżej 40°C - gaz rafineryjny (LPG do kuchenek i samochodów)
• 40-180°C - benzyny (paliwo do silników z zapłonem iskrowym)
• 180-280°C - nafty (paliwo do samolotów)
• 280-350°C - oleje napędowe (do silników Diesla)
• powyżej 350°C - mazut (oleje opałowe, smarowe)

Warto wiedzieć! Oprócz destylacji stosuje się też inne procesy przetwarzania ropy: kraking (rozbijanie długich łańcuchów węglowodorów w wysokiej temperaturze) oraz reforming (przekształcanie węglowodorów prostych w rozgałęzione lub pierścieniowe).

Węgle kopalne i przetwarzanie paliw

Węgle kopalne to mieszaniny związków chemicznych o różnej zawartości węgla. Im starsze złoże i dłużej poddawane wysokiemu ciśnieniu bez tlenu, tym lepsza odmiana. Od najlepszej do najsłabszej: szungit (do 98% C), antracyt $94-97$, węgiel kamienny $75-92$, węgiel brunatny $63-78$ i torf (do 60% C).

Węgiel kamienny przerabia się w procesie pirolizy, czyli ogrzewania bez dostępu powietrza w temperaturze około 1000°C. Ten proces przeprowadza się w koksowniach, a jego produktami są:

• koks - używany jako paliwo i reduktor w hutnictwie
• gaz koksowniczy - stosowany jako paliwo i surowiec chemiczny
• woda pogazowa - źródło cennych związków i amoniaku
• smoła węglowa - surowiec do produkcji leków i środków ochrony roślin

LO (liczba oktanowa) określa odporność benzyny na spalanie stukowe w silnikach z zapłonem iskrowym. Wzorcem najwyższej jakości (100 punktów) jest izooktan (2,2,4-trimetylopetan), a najniższej (0 punktów) - n-heptan.

Ciekawostka! Jakość benzyny można podwyższyć dodając antydetonatory - związki, które zapobiegają niekontrolowanemu spalaniu. Najczęściej stosuje się w tym celu alkohole i estry.