Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Üdvözöljük a Magyar Ásványolaj Szövetség honlapján
  

Az olajipar kifejlődése

27.07.2016 20:03

Ellentétben a költőkre vonatkozó híres latin mondással ("Poeta non fit, sed nascitur"), az olajipar nem valamilyennek született, hanem már több mint egy évszázad óta fejlődik. Ezt a fejlődést tekintjük most át. Először magával az olajjal foglalkozunk, majd annak földből történő kitermelésével, szállításával és feldolgozásával végül a termékminőséget meghatározó szabvánnyal.

1. Az olaj

Bár sokan gondolják úgy, hogy az olaj valami új dolog (iparszerű kitermelése tényleg csak 1859-ben kezdődött meg), valójában igen régóta ismert, mert természetes előfordulás formájában (kibúvás) is megtalálható. Legősibb neve, a "nafta", akkád szó, és 4000 éves ékírásos agyagtáblákról ismert. Innen származik arab és perzsa neve nafud, de innen ered az orosz nyeft szó is. Ma általánosan elfogadott neve a nemzetközi gyakorlatban a petroleum a görög petrosz = kő és a latin oleum = olaj szavak összetétele. (Mi a petró
leumon a benzin és a gázolaj közé eső párlatot értjük.) A németben az Erdgas (földgáz) mintájára Erdölnek, vagy Rohölnek nevezik, az "osztrák" neve a Mineralöl, ennek magyar fordítása az ásványolaj. Összeállításunk első részében azzal foglalkozunk, mi is ez az anyag, és hogy lesz belőle – többek között – üzemanyag. A kőolaj a viszonylag magas fajlagos energiatartalom, a könnyű kitermelhetőség, szállíthatóság, tárolhatóság és ipari nyersanyagként való felhasználhatóság miatt az egyik legfontosabb, legszélesebb körben alkalmazott természeti erőforrás.

A ma leginkább elfogadott elmélet szerint néhai tengeröblök és nagy kiterjedésű tavak fenekén felhalmozódott szerves üledékből képződött, ahol a rákerülő kőzetrétegek, a hő és a nyomás hatására alakult át. (Mások szerint az olaj, mint minden ásvány, geológiai folyamatok eredményeként keletkezik, és keletkezett; nem szerves eredetű.) A keletkezési folyamat az anyakőzetben zajlik, de itt olyan finom a szénhidrogének eloszlása, hogy kitermelésük lehetetlen lenne. Azonban kis sűrűségük és a rétegekben mindenütt jelenlevő víz hatására fölfelé mozognak, míg egy tömör kőzettel (agyagpalával) lefedett boltozatban csapdába esnek, és fokozatosan felhalmozódnak. A tároló kőzetnek a szénhidrogénekkel kitöltött része a szénhidrogéntelep és ennek függőleges felszíni vetülete a kőolajmező.

A szénhidrogénmezők kialakulása, a biomassza felhalmozódása és eltemetődése, a genetikai átalakulás, a migráció és a végső csapdákban való felhalmozódás több millió év alatt megy végbe. Nagy szénhidrogéntelepeket csak olyan helyen találhatunk, ahol csekély a kéregmozgás és a kőolajcsapdák áramlási szempontból zártak. Ennek a feltételnek elsősorban a hegységrendszerek előtereiben található nagy kiterjedésű üledékes rétegek felelnek meg. Ezek elhelyezkedhetnek szárazföldi, kontinentális területeken, de nagy kiterjedésű kontinentális talapzaton (offshore), több ezer méteres tengerszint alatti mélységben is. A geológiai formációkban előforduló szénhidrogének akkor hasznosíthatók gazdaságosan, ha a megkutatott földtani vagyon, illetve annak adott műszaki színvonalon kitermelhető készlete számottevő. A tektonikai, vagy szerkezeti csapdában, tárolóban felhalmozódott kőolaj kitermelhetőségét számos tényező befolyásolja.

Egyebek mellett a tároló kőzetnek lehetőleg nagy áteresztőképességgel, porozitással, vagy kiterjedt repedezettséggel kell rendelkeznie, és az olajtestnek aktív hidrodinamikai kapcsolatban kell lennie peremi, vagy alsó víztesttel, esetleg a felső gázsapkával. A különböző csapdákban, tárolókban a szénhidrogén előfordulások jellege nagymértékben függ a biomassza eltemetődésének és átalakulásának helyétől (anyakőzettől) kiinduló elsődleges (primer) és a másodlagos (szekunder) migrációtól, azaz a telepek tárolhatnak csak kőolajat, vagy földgázt, de számos esetben, a gázsapkás tárolókban a gáz és folyadék halmazállapotú szénhidrogének együtt fordulnak elő. A kőolaj fizikai és kémiai tulajdonságait nagymértékben függenek a felhalmozódás, és tárolás nyomás és hőmérsékleti viszonyaitól is. Innen termelik ki az olajat, jellemzően 1000-2500 méter mélységből. A világ olajtermelése évi 4 milliárd tonna (ez a Tisza éves vízhozama).

A legtöbb ország bányatörvénye szerint a földalatti kincs az államé. Az USA jogrendje szerint viszont a föld tulajdonosa egyben az alatta levő ásványkincsnek is tulajdonosa. Ennek következtében rengeteg kis olajkút található itt, melyek fele un. csepegő kút, ami napi fél köbmétert sem ad. Így jöhet az létre, hogy míg az USA-ban az átlagos kút napi 2,7 tonna olajat ad, a hatalmas olajkészlettel rendelkező Perzsa-öböl környéki országokban ez az érték 2000 tonna körül van.

A kőolaj fogalmát az American Society for Testing and Materials a következőképpen határozza meg (ASTM D288): "természetben előforduló olyan keverék, mely főleg szénhidrogénekből és/vagy szénhidrogének kén-, nitrogén- vagy oxigén származékaiból áll, melyet a földből termelnek ki cseppfolyós állapotban. A kőolajat olyan idegen anyagok kísérik, mint a víz, szervetlen anyagok és gáz." Tehát a kőolaj nem egységes anyag, jellemzői olajmezőről olajmezőre, sőt egy adott olajmezőn belül olajkútról olajkútra változnak. Az említett összetételbeli különbségek ellenére a kőolajok elemi összetétele nagy hasonlóságot mutat:
Szén 83,9-86,8 tömeg %
Hidrogén 11,1-14,0 tömeg %
Oxigén 0,08-1,82 tömeg %
Nitrogén 0,02-1,70 tömeg %
Kén 0,06-8,00 tömeg %
Fémek 0-0,14 tömeg %
A különböző helyeken kitermelt olajok a könnyen folyó, kis sűrűségű, szalmaszínű, nagy "fehéráru" (benzin, petróleum, gázolaj) tartalmú folyadékoktól (un. könnyűolaj) a nagy viszkozitású (csaknem szilárd), fekete, nagy "feketeáru" (fűtőolaj, bitumen) tartalmú anyagig terjednek (un. nehézolaj). A kőolaj általában éghető, szaga a kellemestől a büdösig terjedhet (összetételtől függően).

Az olajokra, mint minden anyagra, jellemző a sűrűség ("fajsúly"), ami a 0,79 – 0,95 g/cm3 tartományban helyezkedik el, jellemzésükre azonban az American Petroleum Institute által javasolt un. API fokot (APIo) használják inkább, mely a 60 Fahrenheit (15,6 oC) fokon mért sűrűséggel (d) a következő összefüggésben áll (a sűrűség növekedtével csökken az API fok):

Végül egy érdekesség. Az olaj mennyiségét nem tömegegységben, hanem "hordóban" (barrel) adják meg. Az elnevezés onnan ered, hogy az első "ipari mennyiségben" kitermelt olajat (Titusville, 1859) nem tudták hova tenni, ezért az amerikai előírásos méretű, 42 gallonos "whiskey"-s hordóban gyűjtötték össze, és szállították. 1 hordó = 159 liter, és durva közelítő számítással úgy vehető, hogy hét hordó kőolaj egy tonna.

A következő részben arról lesz szó, hogyan találják meg az olajat a föld alatt, és hogyan hozzák fel; pontosabban milyen fejlődésen ment át ez a két művelet.

2. Kutatás és kitermelés

Kezdetben az olaj- és földgázszivárgások, sós források környékén keresték az olajtelepeket, gyakorlatilag találomra. A kőolajkutatásban bizalmatlanul fogadták a geológusokat - "földkóstolóknak" gúnyolták őket. Olajcég először 1913-ban (60 évvel Titusville után!) alkalmazott geológust, aki a bérlistán óvatosságból földmérőként szerepelt. A geológusokkal kapcsolatos bizalmatlanságot alapvetően az táplálta, hogy gyakran egymásnak homlokegyenest ellenkező álláspontot foglaltak el. (Már javában folyt az olaj kitermelése Iránban és Irakban, amikor még csak kutatást sem végeztek Szaúd-Arábiában, mert a geológusok elképzelhetetlennek tartották a jelenlétét az adott domborzati viszonyokból kiindulva. A 70-es évek elején egy jó nevű angol geológus pedig azt mondta a tervezett északi-tengeri kutatásokról, hogy minden csepp onnan felhozott olajat hajlandó meginni. Talán nem mondta alaptalanul Rockefeller, hogy "a legjobb geológus: Dr. Fúró".)

Először 1861-ben állapították meg, hogy a kőolaj-felhalmozódáshoz anyakőzet, zárt boltozat (antiklinális), hézagokkal átszőtt tároló kőzet és át nem eresztő tároló kőzet kell. Az 1920-as évekig a kutatási módszerek fejlesztésében Európa messze megelőzte Amerikát. Bár ekkor az amerikaiak figyelme a geofizikai módszerek felé fordult, mégis Magyarország szállította az első torziós mérleget (Eötvös Lóránd), Németország a szeizmikus műszereket, Franciaország pedig a fúrólyuk szelvényezés első eszközeit az Egyesült Államokba. Eötvös tudományos idealizmusával nem fért össze, hogy szabadalmaztassa mérlegét (melyet itthon nem a leghelyesebben "Eötvös-ingaként" szoktak emlegetni), így bárki lemásolhatta - le is másolták. Ez a műszer sem csodaszer, azt mutatja ki (több-kevesebb pontossággal), hogy hol rejtőznek a Föld felszíne alatt olyan alakzatok, amelyekben lehetséges olaj vagy földgáz felhalmozódása. A szeizmikus mérések lényege, hogy robbantással mesterséges földrengés-hullámot állítanak elő, és megfelelő műszerekkel rögzítik azok megtörését (refrakció) vagy visszaverődését (reflexió), amiből az egymáson elhelyezkedő rétegek milyenségére, szerkezetére és mélységére lehet következtetni.

A kutatási földtani és geofizikai módszereivel párhuzamosan fejlődött a fúrási technika. A kőolaj kitermeléséhez a 19. század közepéig igen kezdetleges módon (ásóval és kapával) "fúrtak" a reményteli helyeken. Négyszögletes gödröt ástak, és beomlás ellen az oldalfalakat bedeszkázták. Rengeteg baleset történt, de Burmában az 1700-as évek legvégén 520 ilyen kút működött, és együttesen 40 ezer (!) tonna olajat adtak (a kutak mélysége esetenként meghaladta a 60 métert). Lényeges fejlődést jelentett a tényleges fúrás alkalmazása. Kötélen lógó nehezékekkel ellátott vasvésőt bizonyos magasságig felemeltek, majd eleresztettek (mint a cölöpveréskor); így hatoltak a talajba. A kőtörmeléket egy erre a célra szolgáló, csapóajtós csővel (fúrókanál) merték ki. Ha a lyukból magától nem áramlott víz, öntöttek bele, hogy könnyebben dolgozzon a fúró. Ha mélyebbre jutottak, a kút falának beomlását vas köpenycső (béléscső) leverésével és csavarásával igyekeztek olyan mélyre leengedni, mint ahol a fúró dolgozott. A mélység előrehaladásával a csövet mindig megtoldották. Ha már nem tudták tovább süllyeszteni, mert megakadt, kisebb átmérőjű csővel folytatták a munkát. Ilyen módszerrel néhány száz méterig lehetett eljutni – akkor is, amikor a kézi erőt a gépi erő (gőzgép) váltotta fel. Valójában a fenti módszer (kötélfúrás) nem új; Kínában fejlesztették ki, onnan került az 1800-as években Európába, majd innen Amerikába.

Bár a tökéletesített ütve működő fúrási rendszerrel 2000 méternél nagyobb mélységeket is elértek - alapvetően azzal, hogy bevezették az ütve működő öblítő fúrást - mélyfúrásokra a 20. században a forgatva működő un. rotary eljárással kerül sor, mellyel több ezer méter mélységig lehet behatolni. Itt meghajtó motorok segítségével a külszínen forgatják az acélcső fúrórudazatot. A fúrócső alján levő fúró aprítja a kőzetet, és annak keménységétől függően kopik el. Maga a fúrótorony egy függőleges irányban működő csigarendszerrel ellátott daru, ami azért olyan magas, hogy a fúró cseréjekor egyszerre több, egymásba csavart acélfúró rudat ki lehessen támasztani. A furás alatt öblítő iszapot nyomnak a lyukakba, mely hűti a fúrót, megvédi a lyuk falát a beomlástól, és felszállítja a furadékot. A kútkitörések megakadályozására a furás időtartama alatt kitörés gátlót szerelnek fel a kútfejre. A furás közben az egyes rétegekből magmintákat vesznek, ezek vizsgálata során határozzák meg a kút talpmélységét, és a furást befejezik. A kúttalpba beáramló olaj a rétegben meglevő energia segítségével jut a felszínre (felszálló termelési mód), amennyiben ez az energia nem áll rendelkezésre, a beáramlott folyadékot mechanikus energia (pl. szivattyúzás) segítségével kell a külszínre juttatni. A fúrás egy másik korszerű módszere a fúróturbinával történő meghajtás, ahol a meghajtó turbina közvetlenül a fúró fölött helyezkedik el, és a turbinát az öblítő folyadék hidraulikus nyomása hajtja. A múlt század második fele óta alkalmaznak ferde, sőt a 20. század vége óta vízszintes fúrásokat. Az olajkutakból a valóságban nem tisztán olaj jön, hanem mellette víz és gáz is. Utóbbiakat az olaj elszállítása előtt el kell választani (szeparálás).

A rend kedvéért érdemes megemlíteni, hogy teljesen általánosan, de nem igazán pontosan használt szó az olajtermelés; helyesebb az olajkitermelés, mert az olaj már adva van a föld mélyén, ahonnan ki kell termelni.

3. Szállítás

Itt is a "kályhánál" (a titusville-i fúrásnál) kell kezdenünk. Az első időkben az olajat hordókban szállították lóvontatású kocsikon. A fuvarosok nem voltak szívbajosak. 5 mérföldnyi (8 kilométer) szállításért 2,5 dollárt kértek hordónként, ami akkor nagy összeg volt. Kapzsiságuk azonban nem várt eredményre vezetett. 1865-ben egy Syckle nevű olajfelvásárló elhatározta, hogy csővezetéket épít. Az első csővezeték 50 mm átmérőjű kovácsolt vascsövekből áll, melyet egy lankás lejtőn helyeztek el (hogy az olaj szivattyúzás nélkül, saját súlyuknál fogva folyjon).

Persze, lépett a konkurencia is. Már a csővezeték építése közben harc tört ki a fuvarosok és a csőfektetők között. A fuvarosok, attól tartva, hogy a vezeték tönkreteszi ragyogó üzletüket, először sztrájkba kezdtek, majd merényleteket hajtottak végre (dinamittal több helyen felrobbantották a vezetéket). Nem mentek azonban sokra, gyorsan bebizonyosodott, hogy a csővezetéki szállítás olcsóbb; Syckle az 5 mérföldes szállításért 1 dollárt kért hordónként.

A vezeték megépítése után újabb merész terveket szőttek. Egy dombvonulaton át akartak vezetéket fektetni egy völgyben lévő finomító kőolajellátására. Úgy gondolták, hogy tervüket a szivornya elv segítségével valósítják meg. Még menet közben azzal az újítási javaslattal álltak elő, hogy a vezeték mentén bizonyos pontokon szivattyúállomásokat kell létesíteni, és szivattyúkkal biztosítani a csővezetéken a szállítást.

A fuvarosok tovább folytatták a robbantásokat. Szerencsére hiába, a fejlődést semmilyen robbantással nem lehetett megállítani. 1874-ben a Pennsylvania Szállító Társaság olyan vezetéket építtetett a holland Jacob Vandenrgrift vezetésével és helyezett üzembe, amelyen a kőolajat a 90 kilométerre lévő Pittsburghbe tudták vezetni. A vezeték 10 hüvelyk átmérőjű volt, a szükséges nyomóerőt 8 szivattyúállomás biztosította. A vezetéken naponta 7500 hordó (1200 m3) olajat szállítottak. Ez a siker egyszer s mindenkorra véget vetett a fuvarosok kiváltságának. A távvezetékek szaporodásával újabb, jóval nagyobb szállítóval, a vasúttal kellett megbirkózni. A kőolajtermelők megfelelő megállapodásokkal a vasutat is szolgálatba tudták állítani. Amerikában az olaj és a vasút hőskora egybeesett. Ma Európában gyakorlatilag már nem szállítanak vasúton, de az USA-ban, Kanadában és Oroszországban igen, olajtermékek szállításában pedig ma is jelentős szerepe van.

A csővezetéki szállítások előnye a szállítás folyamatossága, környezetbarát mivolta, és hogy itt keletkezik a legkisebb szállítási veszteség. Ugyanakkor nem minden olajtermék szállítható csövön (pl. fűtőolaj vagy bitumen). Az olajvezetékek átmérője jellemzően 40 – 100 cm (de a Transalaska csővezeték átmérője 120 cm). A termékvezetékek átmérője ennél többnyire kisebb. A leghosszabb vezetékrendszerrel az USA rendelkezik; a szénhidrogén vezetékek együttes hossza 320.000 (!) km. A vállalatok között pedig az orosz Transznyeftyé az első hely; olaj és termékvezeték hálózatának hossza 50.000 km.

Ez volt a szárazföldön. Azonban Amerika után sok más helyen (Szaúd-Arábia, Perzsia, Indonézia stb.) találtak olajat. Az európai kitermelés (Romániát nem számítva) elenyésző volt, míg az Északi-tengeren meg nem találták az olajat. Ugyanakkor Európában hatalmas finomítói kapacitások épültek ki. A fentebb említett, meglehetősen távoli helyekről nem lehetett olajat vasúton Európába szállítani (még akkor sem, ha ezekben a távoli országokban egyáltalán lett volna megfelelő vasúti hálózat), a vezetéki szállítás ekkora távon, főleg a tengeren történő átvitelnél gyakorlatilag lehetetlen volt. Maradt a hajó. A tartályhajók amúgy egyre növekvő méretében akkor következett be ugrásszerű változás, mikor lezárták a Szuezi-csatornát (1973). A közel-keleti olaj ezután csak Afrika megkerülésével kerülhetett Európába. Hogy ez gazdaságos legyen, óriási tartályhajókat ("szupertankereket") kezdtek gyártani, melyek több százezer tonnás befogadóképességükkel ma is a tengerek urai.

Nézzük most a magyarországi fejlődést. Az első világháború előtt az olaj hordókban illetve vasúti tartálykocsikban kerül a finomítókba, csak (az akkor Magyarországhoz tartozó) fiumei finomítóba érkezett olaj hajón. A két világháború között épült meg az a 300 kilométeres vezeték, amelyik a zalai lelőhelyekről vitte az alapanyagot a hazai finomítókba. Ezzel párhuzamosan megépült 100 km földgáz és 100 km termékvezeték is. Minthogy a hazai igények messze gyorsabban nőttek, mint a kitermelés, importra szorultunk. Ez kezdetben vasúton valósult meg, majd 1961-ben elkészült a Barátság I. vezeték (5 mt/év), illetve 1965-ben az a 160 km hosszú, amely az algyői olajmezőket kapcsolta össze Százhalombattával (2 mt/év). 1972-re készült el a Barátság II. vezeték (11.5 mt/év). 1978-ra készült az Adria vezeték (10 mt/év), és ezzel létrejött az a ma is létező 850 km olajvezeték-rendszer, mely bőségesen elég az országnak (az évtizedekkel korábban prognosztizált kereslet-növekedés ugyanis nem következett be).

1965-ben épült meg az első termékvezeték Százhalombatta és Szajol között, majd a hetvenes években megépült a többi, melyek együttes hossza 1200 km. Ez nyolc logisztikai telepet lát el, csak az algyői telep kapott üzemanyagot vasúton 2013 májusáig. A logisztikai telepekről a kiszállítás az ötvenes évek óta tartályautókkal történik. A tipikus tankautó nyerges szerelvény, 35 m3-es, ötrekeszes alumínium tartállyal felszerelve.

4. A feldolgozás ("finomítás")

Az olajfeldolgozás lényege nem változott az idők folyamán: van egy belépő áram (az olaj) és sok kilépő (a termékek). Ha azonban azt nézzük, milyen eljárásokkal gyártották a különböző korokban a termékeket, igen nagy fejlődést láthatunk. De az igények is nagyot változtak. Kezdetben a világító petróleum volt a céltermék, a benzin pedig egy gyúlékony melléktermék volt, amivel nemigen lehetett mit kezdeni. Aztán jött Edison villanylámpája és a belső égésű motor, és a helyzet alapvetően megváltozott. Olyannyira, hogy a II. világháború után a petróleum jelentett gondot, amire annak sugárhajtómű-üzemanyaggá (kerozin, JET A1) alakítása adott megoldást. Az utóbbi évtizedekben a fejlesztéseket környezeti (vagy annak beállított üzleti) szempontok vezérelték, mindenesetre a feldolgozás ma sem "állóvíz" (pl. Európában jelenleg úgy lehet a gázolaj/benzin egyensúlyt a jelenlegi technikákkal és olajokkal fenntartani, hogy évi 20 millió tonna gázolaj érkezik a Közel-Keletről és Oroszországból, miközben Európából évi 10 millió tonna benzint visznek Amerikába).

A kőolaj feldolgozás alapmegoldását, a kőszén, illetve a kőszénkátrány lepárlásának technológiáját Németországban dolgozták, ki és innen került Amerikába. Főként lámpaolajat állítottak elő (eredetileg ez volt a "kerosine", a görög kerasz szó után, ami magyarul viaszt jelent). Kezdetben ezeket az üzemeket alakították át kőolaj feldolgozására.

Az első, kifejezetten kőolaj feldolgozására szolgáló üzemet Titusville mellett, az Oil Creek partján építette Brandall és Abbott 1860 őszén, vagyis bő egy évvel az "első sikeres fúrás" után. (Más források szerint az első kőolaj-feldolgozót Azerbajdzsánban építették 1847-ben.)

Az első kőolaj-feldolgozó üzemek lényegében egyszerű lepárló berendezések voltak (elvükben megegyeztek egy otthoni pálinkafőzővel). Szokták őket vízszintes olajlepárlónak is nevezni. Az üstbe betöltötték a kőolajat, és melegíteni kezdték. A távozó gőzöket lehűtötték (mai szóhasználattal kondenzálták). Minthogy céljuk a világító petróleum (kerozin) előállítása volt, az ennél könnyebb és nehezebb párlatokat elégették. Hamarosan rájöttek, hogy a gépek kenésére használt növényolajnál jobban használható a "desztillációs maradék", főleg ha desztillációval a legnehezebb részektől megszabadítják. Ez volt a kőolaj több párlatra (frakcióra) történő szétválasztásának bölcsője.

A kezdeti kőolaj-feldolgozás szakaszos üzemű volt, az üstöt feltöltötték, a könnyebb részek távozása után a maradékot leengedték, és minden indult elölről. A termékek utáni igények növekedtével a feldolgozást gyorsítani kellett, amihez a szakaszos üzemet folyamatossá kellett tenni. Az 1870-es években kialakult az un. kazánsoros lepárlási technológia. Ez lényegében az üstök összekapcsolását jelentette. Az első üstbe betáplált kőolajat melegítették, a könnyű párlat az üst tetején távozott. A "benzintől" megszabadított rész átkerült a következő üstbe, amit magasabb hőmérsékletre melegítettek, és az üst tetején távolították el a lámpaolajat. A maradékot további üstbe, még magasabb hőmérsékleten újabb párlato(ka)t tudtak levenni. Az utolsó üstben maradt a pakura, amit vagy fűtésre használtak, vagy kenőolajat állítottak elő belőle, vagy hagyták megkokszolódni, és kézi munkával távolították el. A nehezebb párlatok előállításának meggyorsítására túlhevített vízgőzt vezettek az üstbe (ez az un. vízgőz desztilláció, ami annyiban elődje a ma is alkalmazott vákuum desztillációnak, hogy a gőztérben lecsökken a szénhidrogének parciális nyomása). Elvben ma is ez (a szétválasztás vagy szeparáció) a feldolgozás első lépése, csak a nehezebb párlatok szétválasztása nem vízgőz, hanem vákuum segítségével történik. Igen lényeges különbség ugyanakkor, hogy nem szakaszos, hanem folyamatos üzemelés történik, a desztilláló üstöt felváltotta a desztilláló torony, melybe folyamatosan érkezik alapanyag.

Az Otto-motorok elterjedése új helyzetet állított elő (a járművek "dízelesítése" sokkal később kezdődött); egy addig értéktelennek tartott termék után ugrásszerűen nőni kezdett a kereslet. Ennek kielégítésére nem volt elég újabb feldolgozók építése, meg kellett oldani a nehezebb párlatokból történő benzin előállítást. Erre az 1910-es években fejlesztette ki az első ipari eljárást a Standard Oil of Indiana főmérnöke, William Burton. Lényege az volt, hogy a hosszabb szénhidrogén molekulákat hő hatására "tördelték", a törés angol neve után hívják az eljárást magyarul is krakkolásnak.

Eddig a kőolaj-feldolgozásban csak fizikai eljárásokat alkalmaztak, a krakkolás volt az első kémiai eljárás az olajiparban (és egyben a petrolkémia bölcsője). Ez az un. termikus krakkolás. A benzinkihozatalt jelentősen megnövelték, amikor a molekulák törését katalizátorral segítették elő. Az első katalitikus krakkolót Eugene Houdry építette 1936-ban az USA-ban. Hasonló "szénlánctörő" eljárások a kokszolás és a viszkozitás-törés. Az első késleltetett kokszolót az Indiana állambeli Whitingban építették 1929-ben, A viszkozitás-törés az 1920-as években jelent meg, de igazi lendületet a II. világháború alatt és után kapott ez a 15% körüli fehéráru hozamot nyújtó eljárás. Ennek a kémiai folyamatnak a megfordítása az alkilálás, kis szénhidrogén molekulákat alakítanak nagyobbakká, melyek kiváló keverőkomponensek lesznek a benzin vagy gázolaj előállításakor. Az első alkiláló üzemek 1940-ben épültek az USÁ-ban (Conoco és UOP eljárások). A kőolaj feldolgozás során alkalmazott harmadik típusú kémiai eljárások (izomerizálás és reformálás) lényege az, hogy egy adott molekulát más szerkezetű, értékesebb molekulává alakítanak (pl. egy egyenes láncú szénhidrogént elágazó láncúvá, aminek jobb az oktánszáma). Az ilyen eljárások a II. világháború alatt kezdtek szerephez jutni a növekvő repülőbenzin igények kielégítése céljából. Természetesen a feldolgozás messze nem ennyiből áll, de más eljárások (pl. hidrogénezés, kéntelenítés, aszfalt-mentesítés stb.) ismertetése erősen meghaladják kereteinket. Az elmúlt évtizedekben főleg olyan technológiák alakultak ki, melyekkel a termékekre vonatkozó, egyre szigorodó előírások miatt volt szükség (pl. kénmentes üzemanyagok, ólmozás megszűntetése, bio-üzemanyagok bekeverése).

A feldolgozók mérete erősen eltér; Európában a legkisebb "finomító" évi fél, a legnagyobb évi húsz millió tonna olajat képes feldolgozni. A mai termék-minőség teljesítése a kisebbeknek komoly gondot jelent – a 100 európai finomítóból 25 gyakorlatilag áll. A feldolgozás mértékétől függően szokás egyszerű ("hidroszkimming"), konverziós és mélykonverziós feldolgozásról beszélni. Az első lényegében atmoszférikus és vákuum desztillációból áll. A második csoportban már megtalálhatók olyan átalakító eljárások, mint az alkilezés, izomerizálás vagy reformálás, míg a harmadik típusban a nehéztermékek feldolgozására is képes eljárások is megtalálhatók (krakkolás, kokszolás, viszkozitástörés). Az egyre bonyolultabb feldolgozás hátulütője, hogy megnő az energiaigény, és ennek következtében az egységnyi feldolgozott olajra jutó üvegházi gáz kibocsátás.

Végül érdemes megemlíteni, hogy a kőolaj-feldolgozásra teljesen általánosan használják a "finomítás" szót, ami akkor lenne találó, ha a kiindulási anyag és a végtermék "majdnem azonos" lenne; tehát, mondjuk, egy kénes kőolaj bekerülne a finomítóba, és egy kénmentes kőolaj jönne ki.

5. A szabvány

A nemzeti szabványosításról szóló (1995. évi XXVIII.) törvény szerint: "A szabvány elismert szervezet által alkotott vagy jóváhagyott, közmegegyezéssel elfogadott olyan műszaki (technikai) dokumentum, amely tevékenységre vagy azok eredményére vonatkozik, olyan általános és ismételten alkalmazható szabályokat, útmutatókat vagy jellemzőket tartalmaz, amelyek alkalmazásával a rendező hatás az adott feltételek között a legkedvezőbb." Hatáskörüket tekintve vannak vállalati, iparági, nemzeti, regionális (pl. az üzemanyagokra vonatkozó európai szabványok) és nemzetközi szabványok (pl. a sugárhajtómű üzemanyag szabványa).

A "szabványosítás" gyökerei valószínűleg igen mélyre nyúlnak vissza, az "egységek" (könyök, láb, lat, icce stb.) kialakulásával kezdődhetett. Az első mai értelemben vett szabvány a forgótáras pisztoly (a colt) részletes leírása volt, hogy azt és a hozzá való lőszert bárhol lehessen gyártani. Az első "benzinszabvány" is Amerikából származik (annyiból állt, hogy a forráspont görbe egy pontját határozta meg).

Egy kémiailag egységes anyag több tulajdonsággal is jól jellemezhető (pl. egy tiszta benzolnak ugyanolyan a színe, szaga, ugyanannyi a forráspontja, sűrűsége stb., függetlenül attól, hogy hol, miből, mikor állították elő). A gyakorlatban azonban ez ritkaságnak számit, így például az üzemanyagot (telített és telítetlen, alifás és aromás) szénhidrogének elegyei alapvetően, melyekbe a történelem során számos más anyagot kevertek bele (különböző adalékok, ólom-tetraetil, bio-üzemanyagok stb.). Ezek jellemzői már függenek attól, milyen olajból milyen technológiával állították őket elő. Ugyanakkor akárhogy is készültek, alkalmasnak kell lenniük arra, egy járművet üzemeltessenek velük. Így válik lehetővé az, hogy egy 95 oktános benzinre tervezett autóval Európa bármelyik országába lehet tankolni, mert az erre vonatkozó előírás (EN 228) azonos minden európai országban, és több mint húsz éve él egy megállapodás az autógyártók között, miszerint minden Otto-motoros autónak tudnia kell üzemelni 95 oktános benzinnel. Ha nem lenne globális szabvány a sugárhajtómű üzemanyagra (JET A1), nem lenne globális légiközlekedés.

Az üzemanyagokat, mint sok vegyület elegyét a szabvány számos tulajdonsággal jellemez, melyek egy része közismert fogalom (pl. sűrűség, lobbanáspont) másrészre (pl. oktánszám, cetánszám) csak a szakmabeliek körében érthető (a legtöbb autós úgy beszél az evidencia szintjén az oktánszámról, hogy fogalma sincs, mi az).

A motorok és az üzemanyagok együtt fejlődtek, bár inkább az üzemanyagok fejlesztése csak követte az autógyárak elvárásait. Így például ólom-tetraetilt tetettek a benzinbe az oktánszám (és a motor teljesítményének) növelése érdekében az 1920-as évektől kezdve, vagy a katalizátor működésének biztosítása céljából ólom- és kénmentessé kellett tenni a benzineket. Az üzemanyag szabványok nem meghatározott értéket írnak elő (pl. a gázolaj lobbanáspontja legyen 60 oC), hanem minimumot (pl. a gázolaj lobbanáspontja legyen legalább 60 oC) vagy maximumot (a kéntartalom legyen kevesebb, mint 10 ppm) vagy egy tartományt (a sűrűség essen 820 – 840 kg/m3 közé). Ma a szabvány akkor kötelező, ha azt jogszabály előírja (illetve a kereskedelemben, ha hivatkoznak rá). Az üzemanyagok európai (EN) és Magyar (MSZ) szabványai már több mint húsz éve azonosak. Ma nem ritka, hogy úgy veszünk át európai szabványt, hogy egy bevezető "nemzeti előlap" után kizárólag angol szöveg jön.

A benzin szabványa 14 paraméterre tartalmaz előírást (kísérleti oktánszám, motorikus oktánszám, ólomtartalom, sűrűség, kéntartalom, oxidációs stabilitás, gyantatartalom, rézlemez korrózió, szín, olefintartalom, aromástartalom, benzoltartalom, oxigéntartalom és oxigenát-tartalom). A gázolaj esetében 16 előírt paraméter van (cetánszám, cetánindex, sűrűség, poliaromás szénhidrogén-tartalom, kéntartalom, lobbanáspont, desztillációs maradék, hamutartalom, víztartalom, összes szennyezés, rézlemez korrózió, oxidációs stabilitás, kenőképesség, viszkozitás, desztilláció és zsírsav metilészter-tartalom).

A szabvány azt is rögzíti, hogy az adott paramétert milyen módszerrel kell meghatározni (illetve ha több módszer is létezik, vita esetén melyik a döntő vizsgálat). A szabvány hazai "őre" a Magyar Szabványügyi Testület, európai szinten a European Committee for Standardization (CEN).

 

 

 

© 2011-2016 Magyar Ásványolaj Szövetség

Hol talál bennünket?

Map

Montevideo u.16/b

H-1037 Budapest,

Telefon: (061) 201-7127
Fax: (061) 213-2025
E-mail: hpa@t-online.hu