Skillnad mellan råolja och skifferolja

Huvudskillnad - Råolja vs Skifferolja

Fossila bränslen är icke förnybara energikällor som bildas av sedimentering av växter och djur som dog hundratals miljoner år sedan. Dessa bränslen kan delas in i två kategorier som petroleum och icke-petroleumse energikällor. Petroleum är den mest använda energikällan, och det finns vanligtvis i flytande tillstånd. Råolja är ett exempel på petroleum, som består av blandningar av kolväten och varierande mängder svavel-, kväve- och syreinnehållande föreningar. I motsats till råolja är skifferolja ett icke-petroleumbränsle, som naturligt existerar i fast form som en oljeskiffer eller kerogen. Detta organiska sediment bör termiskt brytas ner för att erhålla flytande skifferolja. Därför kallas även skifferolja som en syntetisk råolja. De huvudskillnad mellan råolja och skifferolja är det råolja existerar naturligt i flytande tillstånd medan skifferolja finns naturligt i ett fast tillstånd.Figur 1. illustrerar klassificeringen av jordens organiska sediment beroende på dess fysiska tillstånd, kolväteförekomst och produktion.

Vad är råolja

Råolja är en mörkfärgad, högviskös, komplex blandning av kolväten och heteroatomföreningar som kan separeras i fraktioner genom destillation. Råolja indikerar bränsleets naturliga tillstånd som det finns i reservoarer. Så det bör förfinas för att uppfylla de kravspecifikationer som krävs för slutanvändning. De flesta transportbränslen som bensin, diesel och flygbränsle är fraktionerad destillat av råolja. Detta har ett lågt ekonomiskt värde jämfört med raffinerad olja. Kemisk sammansättning och fysikaliska egenskaper hos råolja, såsom färg, lukt, volatilitet, specifik vikt, viskositet etc. varierar med tryck, volym och temperatur av råoljens ursprung. Följande tabell visar fraktionen av typisk destillation av råolja.

Kokpunktsintervall / oC	Antal kolatomer	Karbonprodukter
<30	C1-C4	Naturgas, metan. Etan, LPG
30-200	C4-C12	Petroleumeter (C5, C6), rak rom bensin
200-300	C12- C15	Kerosin, Uppvärmningsolja
300-400	C15-C25	Gasolja, Diesel, smörjolja, vaxer
> 400	> C25	Resterande olja, tjära

bord 1. Fraktioner av typisk destillation av råolja

Dessutom är råolja uppdelad i två typer baserat på deras svavelhalt. Om svavelhalten är högre än 0,5% (vikt / vikt) kallas de sura råolja, och om det är mindre än 0,5% (vikt / vikt) kallas de söta råolja. Denna råolja med låg svavelhalt är miljövänligare, eftersom den minskar motorns korrosion och ger låga mängder SOx vid bränsleförbränning.

Vad är skifferolja

Skifferolja är ett okonventionellt bränsle som naturligt förekommer som ett fastämne i en speciell klass av bituminösa stenar som kallas oljeskiffer. Dessa oljeskalor är argillaceösa, laminerade sediment, vanligen med hög organisk innehåll som kan termiskt brytas ner för att producera olja som är känd som skifferolja. De organiska materialen (kerogen) i sediment kan inte omvandlas till skifferolja utan att tillföra högtemperaturbehandlingar, såsom pyrolys, hydrering eller termisk upplösning. Därför kallas den Syntetisk råolja. Deras mineralkomposition varierar med sitt ursprung och innehåller i allmänhet lermineraler, dolomit, kalcit och karbonater etc. De kommersiellt viktiga oljeskifferreservoarna är belägna i Wyoming, Utah och Colorado i nordvästra USA. Denna skifferolja, även kallad "tight oil", kan användas direkt eller efter raffinering, precis som oljolja. Den typiska oljan har dock en hög andel flyktiga föreningar och låg svavelhalt. Oljeproduktionen genom värmebehandlingar ger en betydande mängd flyktiga gaser, såsom propan, butan och lågkokande vätskor, såsom pentan, naturgas, nafta etc. Närvaron av lågkokande beståndsdelar gör skifferoljan ytterst explosiv och starkt brännbar.

Oljeskala

Skillnad mellan råolja och skifferolja

Förekomst

Råolja förekommer i underjordiska vid förhöjt tryck och temperatur. Denna temperatur och tryck varierar med reservoarens djup.

Skifferolja har inte utsatt för tillräckligt tryck och temperatur för omvandling av fångade kolväten till råolja. Kerogenavsättningen på skifferoljeklippor omvandlas försiktigt till råolja med naturliga processer.

Kemisk sammansättning av råolja och skifferolja

Element	% intervall i Råolja	% intervall i Skifferolja
Kol	83-85	-
Väte	10-14	-
Kväve	0,1-2	1,5-2
Syre	0,05-1,5	0,5-1
Svavel	0,05-6,0	0,15-1
Metall	<0.1	-

Tabell 2. Kemisk sammansättning av typiska råolja och skifferolja i vikt

Enligt de statistiska utvärderingarna innehåller typisk skifferolja mer kväveföreningar, mer syreföreningar och låg svavelhalt jämfört med konventionell råolja. Hög syreinnehåll i skifferoljan leder till bildning av fri radikal och underlättar bränsleförbränningen.

Egenskaper av råolja och skifferolja

Konventionell Råolja förekommer naturligt i reservoarer i flytande tillstånd. Den har hög fluiditet, och den är hällbar vid ett högtemperaturområde. d.v.s. -60 till 30 ^oC.

Skifferolja  är en syntetisk råolja, som bildas genom termisk sönderdelning av fast kerogen i oljeskiffer. Detta är mindre vätska än råolja, och det är hällbart vid temperaturer mellan 24 och 27 ^oC.

Användande av råolja och skifferolja

Fraktionell destillation av råolja producerar många transportbränslen som bensin, jetbränsle, diesel, fotogen etc. Det kan dessutom användas som råmaterial för många kemiska produkter som plast, läkemedel, gödningsmedel, bekämpningsmedel, lösningsmedel, etc.

Skifferolja används huvudsakligen som eldningsolja, marint bränsle eller kemikalie för träskyddsmedel. I motsats till råolja används detta inte ofta som råmaterial för kemiska produkter. Högkokande föreningar i skifferolja kan emellertid användas för att producera mellandestillater såsom fotogen, diesel, jetbränsle etc. Ytterligare termisk krackning kräver att man producerar bensin med låg kokpunkt. Transportbränslen som produceras av skifferolja är av låg kvalitet jämfört med konventionella bränslen av högre kvalitet.

Referens:

Speight, J. G., Handbook of petroleum product analysis. John Wiley & Sons: 2015.

Speight, J., Syntetisk bränslehandbok: egenskaper, process och prestanda. 2008

Speight, J. G., Petroleumens kemi och teknik. CRC press: 2014.

Olah, G. A .; Molnar, A., Hydrocarbon Chemistry. John Wiley & Sons: 2003.

Image Courtesy:

"Råoljedestillation-fr.svg" Bild originale: Psarianos, Theresa knott; image vectorielle: Rogilbert derivatarbete: (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 

"Oil Shale" Av Georgialh - Egent arbete, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia