Petroleumprodukter typer och egenskaper. Detta pass: Olika skrivsätt. eller Välkommen till kemilektionen

Transkript

1 Petroleumprodukter typer och egenskaper eller Välkommen till kemilektionen Michael Pettersson Utbildningsdag Oljeföroreningar Detta pass: Introduktion till kolvätekemi Vad består petroleumprodukter av? Viktiga egenskaper ur kopplar detta till ert arbete? Utbildningsdag Oljeföroreningar Olika skrivsätt Butan och buten C C C C C C C C C 4 10 C 4 8 n-c4 Utbildningsdag Oljeföroreningar

2 Olika typer av kolväten Alifater Alkaner (enkelbindning) Alkener (dubbelbidning) Alkyner (trippelbindning) Aromater raka grenade cykliska monoaromater PA Utbildningsdag Oljeföroreningar Monoaromater BTEX (bensen, toluen, etylbensen, xylener) Benzene C6 C7 C8 Utbildningsdag Oljeföroreningar PA-16 Från Polycykliska aromatiska kolväten (PA) i jord, P. Nilsson, examensarbete Göteborgs Universitet, Utbildningsdag Oljeföroreningar

3 Andra föreningar Föreningar med svavel (S), kväve (N) och syre (O) Utbildningsdag Oljeföroreningar Detta pass: Introduktion till kolvätekemi Vad består petroleumprodukter av? Viktiga egenskaper ur kopplar detta till ert arbete? Utbildningsdag Oljeföroreningar Råolja Element Andel Kol (C) 81 88% Väte () 10-14% Svavel (S) 0,1-7% Kväve (N) 0,1-0,9% Syre (O) 0,06-0,4% Metaller 0,001-0,1% Utbildningsdag Oljeföroreningar

4 Olika petroleumprodukter Bensin Diesel Eldningsolja Kolkedjans längd C4-C12 C10-C17 C10-C26 Kokpunkt ( C) Alifatiska kolväten Alkaner 30-60% 50-70% 40-60% Cykloalkaner 0-5% 30-45% 20-35% Alkener 0-13% - - Aromatiska kolväten 30-35% 3-5% 25-35% Tillsatser Oxygenater 0-15% - - MTBE/ETBE 0-13% - - Etanol 0-5% - - FAME - 0-5% - Efterbehandling av förorenade bensinstationer och dieselanläggningar, Svenska Petroleum Institutet Från (2010). Utbildningsdag Oljeföroreningar Kreosot PA: 45-95% Fenolföreningar: 1-12% Kväve-, syre- och svavelheterocykliska föreningar: 5-13% Fenol Kresol Från Kreosotimpregnerade sliprars inverkan på spridning av kreosot i mark Litteraturstudie, Varia 581, SGI, Utbildningsdag Oljeföroreningar Sammansättning av olika petroleumprodukter Från Analysis of Petroleum ydrocarbons in Environmental Media, Total Petroleum ydrocarbon Criteria Working Group, Utbildningsdag Oljeföroreningar

5 Detta pass: Introduktion till kolvätekemi Vad består petroleumprodukter av? Viktiga egenskaper ur kopplar detta till ert arbete? Utbildningsdag Oljeföroreningar Fasfördelning och jämviktskonstanter Från Klorerade lösningsmedel Identifiering och val av efterbehandlingsmetod, Kunskapsprogrammet ållbar Sanering, Rapport 5663, Naturvårdsverket (2007) Utbildningsdag Oljeföroreningar Kemiska och fysikaliska egenskaper Densitet, ρ (kg/l) Kokpunkt ( C) Löslighet, S (mg/l) Molekylvikt, M v (g/mol) Ångtryck, P vap (Pa, atm, mm g etc) enrys konstant, Fördelningsfaktor vatten-organiskt kol, K oc (L/kg) = Utbildningsdag Oljeföroreningar

6 enrys konstant = Icke-dimensionslös form = (Pa m3 /mol) = (Pa) å etc Dimensionslös form = (-) å = ( ) å åll koll på hur enrys konstant är definierad! Utbildningsdag Oljeföroreningar Kemiska och fysikaliska egenskaper Produkt Densitet (kg/l) Kokpunkt ( C) Bensin 0, Fotogen 0, Diesel 0, Eldningsolja (EO1) 0, Eldningsolja (EO2/EO4) 0, Kreosot 1,0-1, Från Oljan är lös andbok i kommunalt oljeskydd, Räddningsverket, 1997 samt Vetenskapligt underlag för hygieniska gränsvärden 29, nr 2009;43(1), Arbetsmiljöverket. Utbildningsdag Oljeföroreningar Fysikaliska data Fördelning fast fas vatten K d = K oc f oc Fördelning gasfas vatten enrys konstant Lösligheten gäller för enskilda komponenter. I en blandning (t.ex. i en bensin) är lösligheten för de enskilda komponenterna lägre. Data från Naturvårdsverkets rapport 5976 (K oc och ) samt SPI (2010) (löslighetsdata). Komponent Fördelning vattenorg.kol enrys konstant Löslighet Koc Csol (l/kg) (-) (mg/l) Alifat >C5-C Alifat >C6-C Alifat >C8-C ,43 Alifat >C10-C ,034 Alifat >C12-C ,00076 Alifat >C16-C , Bensen 74 0, Toluen 123 0, Etylbensen 339 0, Xylen 263 0, Aromat >C8-C ,43 65 Aromat >C10-C , Aromat >C16-C ,01 0,65 PA L , PA M ,0028 0,5 PA ,8E-06 0,004 MTBE 6 0, Utbildningsdag Oljeföroreningar

7 Fysikaliska data - kreosot Från Kreosotimpregnerade sliprars inverkan på spridning av kreosot i mark Litteraturstudie, Varia 581, SGI, Utbildningsdag Oljeföroreningar Klassificering av löslighet Löslighet (mg/l) > Mycket löslig > Löslig > Måttligt löslig >0,1 100 Något löslig <0,1 Mycket lite löslig Från Sustainable Futures / P2 Framework Manual, 2012, EPA-748-B12-001, US EPA ( Utbildningsdag Oljeföroreningar Klassificering av enrys konstant (atm m 3 /mol) <10-7 Icke flyktig Något flyktig Måttligt flyktig Flyktig >10-1 Mycket flyktig Från Sustainable Futures / P2 Framework Manual, 2012, EPA-748-B12-001, US EPA ( Utbildningsdag Oljeföroreningar

8 Klassificering av K oc Log K oc <1,5 Mycket låg sorption 1,5 2,4 Låg sorption 2,5 3,4 Måttlig sorption 3,5 4,4 Stark sorption >4,5 Mycket stark sorption Från Sustainable Futures / P2 Framework Manual, 2012, EPA-748-B12-001, US EPA ( Utbildningsdag Oljeföroreningar Weathering Förångning Upplösning Nedbrytning Kemisk reaktion Från Analytical Methods for the Determination of Total Petroleum ydrocarbons in Soil, Langley et al, Proceedings of the Fifth National Workshop on the Assessment of Site Contamination, Utbildningsdag Oljeföroreningar Inverkan av weathering Färsk produkt Åldrad produkt 6 Koncentration (mg/kg olja) C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 Från Characteristics of Spilled Oils, Fuels, and Petroleum Products. Composition and Properties of Selected Oils (EPA/600/R-03/072 July 2003) Utbildningsdag Oljeföroreningar