Petrokemio estas branĉo de kemio kiu studas la transformon de nafto kaj tergaso en utilajn produktojn aŭ krudaĵojn. Tiuj petrolkemiaĵoj aŭ petrokemiaĵoj fariĝis esenca parto de la kemia industrio hodiaŭ.
Origino
Eblas produkti nafton de iu speco de organika materialo sub taŭgaj kondiĉoj. La koncentriĝo de organika materio ne estas tre alta en la originaj sedimentoj, sed nafto kaj tergaso evoluis en lokoj kiuj preferis retenon, kiel ekzemple izolfermitaj poraj grejsoj. Nafto, produktita dum milionoj da jaroj per naturaj ŝanĝoj en organikaj materialoj, akumuliĝas sub la surfaco de la tero en ekstreme grandaj kvantoj.
La unua naftejo estis starigita en 1859, du jarojn post kiuj la unua naftorafinejo estis starigita. La industrio kreskis en la fino de la 1940-aj jaroj. Postulo je produktoj de la petrolkemia industrio kreskis dum la Dua Mondmilito. La postulo je sintezaj materialoj pliiĝis, kaj tiu altiĝanta postulo estis konsiderita anstataŭigante multekosta kaj foje fabrikanta malpli efikajn produktojn el tiuj sintezaj materialoj. Tio kaŭzis petrolkemian pretigon evolui en gravan industrion.
Antaŭ tio, petrolkemia industrio estis prova sektoro kie diversaj eksperimentoj povus esti aranĝitaj. La industrio utiligis bazmaterialojn: sintezaj kaŭĉukoj en la 1900-aj jaroj, bakelito, la unua petrolkemi-derivita plasto en 1907, la unuaj petrolkemiaj solviloj en la 1920-aj jaroj, polistireno en la 1930-aj jaroj. Post tiu periodo, la industri-produktitaj materialoj por granda gamo da areoj - de mastrumadartikoloj (kuirej-maŝinoj, tekstiloj, meblaro) ĝis medicino (korstimuliloj, transfuzosaketoj), de libertempo (kurŝuoj, komputiloj) ĝis tre specialecaj kampoj kiaj arkeologio kaj krimdetekto.
Nafto
Bazaj materialoj el nafto
Krudaj naftoj estas kunmetaĵoj kiuj plejparte konsistas el multaj malsamaj hidrokarbidkomponaĵoj kiuj varias en aspekto kaj kunmetaĵo. Averaĝa naftokonsisto estas 84% de karbono, 14% de hidrogeno, 1%-3% de sulfuro, kaj po malpli ol 1% el nitrogeno, oksigeno, metaloj kaj saloj.
Naftoj estas distingitaj kiel dolĉaj aŭ acidaj, depende el la sulfurenhavo. Naftoj kun alta sulfurenhavo, kiu povas esti en la formo de hidrogensulfidoj, estas nomitaj acidaj, kaj tiuj kun malpli da sulfuro estas nomitaj dolĉaj.
Operacio
Procezo nomita frakciodistilado apartigas nafton en diversajn segmentojn. Frakcioj ĉe la pinto havas pli malaltajn bolpunktojn ol frakcioj ĉe la fundo. La fundofrakcioj estas pezaj, kaj estas tiel "fenditaj" en pli pli malpezaj kaj utilaj produktoj.
Rekte de la puto, kruda aŭ naturaspekta petrolo estas ne utila. Kvankam dolĉa oleo estis utiligita rekte kiel brulilfuelo, tiuj pli malpezaj fragmentoj formas eksplodaĵvaporojn en benzinujoj, kaj tiel estas danĝeraj. La petrolo devas esti apartigita en diversajn partojn kaj rafinita antaŭ ol uzita kiel fueloj kaj lubrikaĵoj, kaj antaŭ kelkaj el la kromproduktoj formas materialojn kiaj ekzemple plastoj, lesivoj, solviloj, elastomeroj, kaj fibroj kiaj ekzemple nilono kaj poliesteroj.
Proceduro
Nafto kaj tergaso estas elfositaj de la grundo, sur tero aŭ sub la oceanoj, per oleputoj. Ŝipoj, trajnoj, kaj duktoj transportas elfositajn petrolojn kaj gasojn al rafinejoj.
Rafinejoj tiam efektivigas procezojn kiuj kaŭzas diversajn fizikajn kaj kemiajn ŝanĝojn en la nafto kaj tergaso. Tio implikas ekstreme specialecajn produktadajn procezojn. Unu el la grava procezo estas distilado, t.e., apartigo de peza nafto en pli malpezajn grupojn (nomitaj frakcioj) de hidrokarbidoj. Ekzistas du procesoj de distilado: CDU-proceso kaj VDU-procezo. La celo de la CDU-proceso devas distili kaj apartigi valorajn distilaĵojn (nafto, keroseno, dizelo) kaj atmosfera gaso-oleon (AGO) de la kruda krudmaterialo. La tekniko kutimis aranĝi ĉi-supran proceson estas nomita kompleksa distilado. Aliflanke, la celo de la VDU-proceso devas reakiri valorajn gasoleojn de reduktita nafto per vakuodistilado. Du el la frakcioj de distilado estas mazuto kaj nafto, kiuj estas konataj al konsumantoj. Mazuto, estas uzita por hejtado por dizeloleo en aŭtaplikoj. Nafto estas uzita en benzino kaj ankaŭ utiligita kiel la ĉeffonto por petrolkemiaĵoj.
Rafinado estas la pretigo de kompleksa miksaĵo de hidrokarbidoj en kelkajn aliajn kompleksajn miksaĵojn de hidrokarbidoj. Rafinado estas kie la tasko de naftoindustrio maldaŭrigas kaj tiun de petrolkemia industrio komencas. La krudaĵoj uzitaj en la petrokemia industrio estas konataj kiel krudmaterialoj. Tiuj akiriĝas de la rafinejo: naftoj, komponantoj de tergaso kiaj ekzemple butano, kaj kelkaj el la kromproduktoj de naftorafinadaj procesoj, kiaj ekzemple etano kaj propano. Tiuj krudmaterialoj tiam spertas pretigon tra operacio nomita krakado. Krakado estas difinita kiel la procezo de malkonstruado de pezaj naftomolekuloj en fajrigilon, pli valoraj frakcioj. Ekzistas du specoj: vaporkrakado kaj kataliza rompado. En vaporkrakado, altaj temperaturoj estas uzitaj. Kataliza rompado estas kiam katalizilo estas uzita. La planto kie tiuj operacioj estas faritaj estas nomita "krakilo". Post kiam tiuj operacioj kompletiĝas, novaj produktoj akiriĝas; tio funkcias kiel konstrubriketoj el la petrolkemia industrio: olefinaĵoj, t.e., plejparte etileno, propileno, kaj la tielnomitaj C4-derivaĵoj, inkluzive de butadueno - kaj aromaĵoj, tielnomitaj pro ilia karakterizaj parfumoj, t.e., plejparte benzeno, tolueno kaj la ksilenoj.
Tiam petrolkemiaĵoj suferas diversajn procesojn kiuj poste kontribuas al la fina produktado de produktoj kiaj plastoj, sapoj kaj lesivoj, sanproduktoj kiaj aspirino, sintezaj fibroj por vestaĵoj kaj meblaro, kaŭĉukoj, farboj, izolaĵoj ktp.
Minacoj
La tutmonda postulo je petrolkemiaj produktoj ade pliiĝas. La plej grava koncerna temo en hodiaŭa mondo estas la dependeco de la moderna socio el petrolo kaj gaso kaj diversaj aliaj petrolaj produktoj. Krom tio, ekzistas problemoj rilataj al la kreskanta malabundeco de taŭgaj hidrokarbiddemetaĵoj kaj monda varmiĝo. Tiele, solvoj devas esti trovitaj en la venontaj malmultaj jaroj, kiel ekzemple farado de pli efika uzado de la energio havebla kaj uzado de plia kvanto de renoviĝeblaj energi-fontoj aldone al hidrokarbidoj.