A kőolaj (a görög πέτρα - kőzet és έλαιο - olaj), más néven nyersolaj, sűrű és fekete folyadék, amely elsősorban szénhidrogénekből áll. Természetes eredetű folyékony keverék, amelyet a földtani folyamatok során lebomló szerves anyagokból alakultak ki millió évek alatt. A legtöbb kőolajat a szárazföldön vagy a tengeren kívül, a kontinentális talapzaton található kőzetek fúrásával tárják fel és nyerik ki. A főbb kitermelők a Közel-Keleten, Amerikában és Oroszországban találhatók. A kőolaj a világ egyik legfontosabb energiahordozója: korábbi adatok szerint a világ energiájának mintegy 38%-át adta, és jelentős alapanyagként szolgál a petrolkémiai termékek előállításához.

Képződés és összetétel

A nyersolaj több tucat, gyakran százféle vegyi anyag keveréke — elsősorban különböző molekulatömegű szénhidrogének, de előfordulhat kén, nitrogén, oxigén és fémnyomelemek formájában is. A kőolaj képződése organikus gazdagságú üledékes kőzetekben (forráskőzetekben) kezdődik, ahol hő és nyomás hatására a szerves anyag átalakul, majd a folyékony szénhidrogének kitörnek és a pórusos kőzetekben csapdákban (rezervoárokban) gyűlnek össze. A nyersolaj viszkozitása, sűrűsége és kéntartalma jelentősen változhat: beszélünk könnyű és nehéz, kénszegény és kéndús olajokról.

Kitermelés

A kőolaj felfedezése geofizikai méréseken (seizmikus vizsgálatok), fúrásokon és kutatókutakon alapul. A kitermelés lehet szárazföldi vagy tengeri (offshore), utóbbi gazdaságilag és technikailag összetettebb, gyakran tengeri platformokkal vagy FPSO egységekkel végzik. A kitermelő műveletek fő szakaszai:

  • Primer kitermelés: a mező természetes nyomása vagy gravitációs áramlás révén hozza a felületre az olajat.
  • Szekunder kitermelés: a kútjaira vezetett víz- vagy gázinjekcióval növelik a kinyerhető olaj mennyiségét (vízáramoltatás, gázinjekció).
  • Terciér (EOR) eljárások: Enhanced Oil Recovery módszerek — hőkezelés (gőz), kémiai anyagok, CO2-injekció és egyéb technikák a nehezebben kitermelhető olajhoz.

A kitermeléshez kapcsolódik a mezőfejlesztés, tároló- és feldolgozó létesítmények kiépítése, valamint a kőolaj előtisztítása és stabilizálása a szállítás előtt.

Szállítás

A kőolaj és a finomított termékek nagy távolságokra is könnyen szállíthatók. A leggyakoribb szállítási módok a csővezetékkel történő folyamatos áramlás, illetve olajszállító tartályhajókkal (tanker) végzett tengeri fuvarozás. Rövidebb távokon és kis tételben vasúti tartálykocsikkal és tartálykocsis közúti szállítással viszik.

Finomítás

A nyersolajat olajfinomítókban dolgozzák fel: a legegyszerűbb és leggyakoribb eljárás a frakcionált desztilláció, amely során a különböző forráspontú komponenseket szétválasztják. A finomítás további fontos lépései közé tartozik a krakkolás (termikus és katalitikus), reformálás, hidrodeszulfúrálás (kén eltávolítása), izomerizálás és különböző tisztítási eljárások. Ezekkel a módszerekkel állítanak elő hasznosabb, tisztább és a szabványoknak megfelelő üzemanyagokat és vegyipari alapanyagokat.

A finomított termékek tipikus példái: benzint (a személygépkocsik üzemanyagaként), dízelüzemanyag a teherautók, vonatok és hajók dízelmotorjaihoz, kerozint a repülőgépek számára, valamint kenőanyagok, bitumen útburkoláshoz és egyéb ipari termékek.

Felhasználás és petrolkémia

A kőolajból nyert frakciók nemcsak üzemanyagként szolgálnak: a petrolkémiai iparban alapanyagként használják őket műanyagok, szintetikus gumik, oldószerek, műtrágyák, festékek és számos finomabb vegyület gyártásához. A finomított kőolaj termékei széles körűen elterjedtek a közlekedésben, a mezőgazdaságban, az iparban és a háztartásokban.

Környezeti és gazdasági hatások

A kőolaj kitermelése, finomítása és égetése jelentős környezeti hatásokkal jár: olajszennyezések (tengeri és szárazföldi kibocsátások), a finomítás helyi lég- és vízszennyezései, valamint az égetésből eredő szén-dioxid- és üvegházhatású gázkibocsátás. A globális gazdaságban a kőolaj ára és termelése stratégiai jelentőségű, és nemzetközi szervezetek (például OPEC) és nagy kitermelő országok politikai és gazdasági döntései jelentősen befolyásolják a piacot.

Petrolkémiai termékek:

  • Etén (etilén): a műanyagok (pl. polietilén), antifreeze komponensek és más vegyületek alapanyaga.
  • Propilén: polipropilén műanyagok és egyéb vegyi termékek előállításához használják.
  • Benzol, toluol, xilének (BTX): oldószerek, adalékok és képalkotó alapanyagok a vegyiparban.
  • Oxidálható és hidrogénezett termékek: oldószerek, felületaktív anyagok és finomítói melléktermékek előállítása.
  • Bitumen: útburkolási és vízszigetelési anyagok készítésére.
  • Kenőanyagok és paraffinok: gépek működtetéséhez és ipari felhasználáshoz.
  • Műtrágyák és robbanóanyagok előanyagai: nitrogén- és szénalapú vegyületek előállítása petrolkémiai útvonalakon keresztül.