nafta

Ištekliai žemėje

Nafta (gr. ναφθα, turkų kalba – neft; kilmė siejama su akadų napatum – užsiliepsnoti, užsižiebti) – Žemės plutoje susidaręs degus skystis, aliejaus konsistencijos. Randama nuosėdinės kilmės akytose uolienuose, įsisunkusi į smėlį, smiltainį, klintį. Vienas iš svarbiausių gamtinių išteklių.
Naftos spalva pasitaiko labai įvairi. Gamtoje labiausiai paplitusi tamsiai rudos ir juodos spalvos su žalsvu atspalviu (tokios spalvos būna beveik visų kontinentų) nafta. Rečiau pasitaiko šviesiai rudos ir geltonos spalvos nafta.
Tankis yra svarbus naftos fizikinis rodiklis. Jį sąlygoja asfalto ir dervų kiekis, angliavandenilių molekulinis svoris, ištirpusių dujų kiiekis ir vanduo. Naftos tankis gali kisti nuo 0,65 iki 1,00 g/cm³. Mažo tankio nafta susideda iš lengvųjų angliavandenilių ir mineralinės alyvos. Pagal tankį nafta skirstoma į:
• lengvąją (tankis iki 0,87 g/cm³),
• vidutinio tankio (0,87 – 0,91 g/cm³),
• sunkiąją (daugiau nei 0,91 g/cm³).
Naftos tirpumas vandenyje labai silpnas, tačiau atskiri jos komponentai tirpsta pakankamai gerai. Aromatiniai angliavandeniliai tirpsta geriau už metano junginius. Blogiausiai vandenyje tirpsta mineralinės alyvos frakcija. Aukštesnės temperatūros nafta tirpsta geriau. Pagrindiniai naftą sudarantys komponentai, išskyrus parafiną, gerai tirpsta chloroforme, benzene, anglies tetrachloride, etilo eteryje, anglies suulfide ir kai kuriuose kituose skysčiuose. Nafta gerai tirpina jodą, sierą, kaučiuką, įvairios sudėties dervas ir augalinės kilmės riebalus.
Daugelis naftą sudarančių komponentų pasižymi liuminescencija. Šią savybę galima gauti apšvitinus monochromatine ar polichromatine šviesa, radioaktyvia spinduliuote arba nuo staigaus ir st

tipraus smūgio bei trinties. Ypač gerai švyti mineralinės alyvos frakcija (melsvai), dervos (rudai, gelsvai, oranžiniai) ir asfaltenai (geltonai). Pagal švytėjimą galima spręsti apie naftos sudėtį.
Nafta susideda iš įvairių komponentų:
A grupė. Angliavandeniliniai junginiai.
• Lengvoji angliavandenilių frakcija
• Mineralinės alyvos
• Kietieji angliavandeniliai
B grupė. Neangliavandeniliniai junginiai.
• Dervos:
• Benzolinės sudėties
• Spirito-benzolinės sudėties
• Asfaltenai
• Karbonai
• Karboidai
Naftos elementinė sudėtis:
• Anglis (C): 82-87%
• Vandenilis (H): 12-15%
• Siera, azotas, deguonis (S,N,O): 0.5-2%
Naftą žmonės atrado jau seniausiais laikais, nes tam tikromis sąlygomis nafta iškyla į žemės paviršių. Atliekant archeologinius tyrimus prie Eufrato upės, buvo rasti naftos gavybos pėdsakų, kurių amžius siekė 4000—6000 m. pr. m. e. Nafta tuo metu naudota kaip kuras, o bitumai statybose ir kelių tiesimui. Senovės Egipte nafta naudota mumijų balzamavime. Kinijoje nafta buvo išgaunama išgręžus bambukinius gręžinius. Nafta buvo naudota kaitinti sūūrymą ir taip gaminti druską. Plutarchas ir Dioskoridas rašė apie naftą, kuri buvo naudota kurui Senovės Graikijoje.
Moderni naftos panaudojimo istorija prasideda 1853 m., kai lenkų mokslininkas Ignacy Lukasiewicz išgavo žibalą iš žalios naftos.
Pirmas komercinis naftos gręžinys buvo išgręžtas Kanadoje 1858 m. Vėliau buvo atrasti dideli naftos telkiniai JAV, Azerbaidžane, Venesueloje, Artimuosiuose Rytuose.
Iki XX a. 6-ojo dešimtmečio akmens anglis pasaulyje buvo pagrindinis energijos šaltinis. Vėliau labiau pradėta naudoti naftą. Dabar net 90 % transportui reikalingos energijos išgaunama iš naftos.
Šiais laikais nafta iš Žemės plutos išgaunama da
augiausiai gręžiniais. Nafta – svarbus energijos šaltinis, ji yra pagrindinė žaliava naftos chemijos pramonei, gaminant benziną, skystą kurą, žibalą, tepalus, asfaltą, vazeliną ir kt.
Naftą buities reikmėm pradėta naudoti XIX a. pabaigoje. Iš pradžių iš jos buvo išgaunamas žibalas, o vėliau, atsiradus vidaus degimo varikliams, ji naudota benzino ir dyzelino gamybai. Gaminant naftos produktus naudojami trys perdirbimo būdai:
• distiliacija
• krekingas
• pirolizė

Perdirbimas

Naftos perdirbimas i degalus ir tepalus Fiziniai naftos perdirbimo budai. Naftai perdirbti yra fiziniai ir cheminiai būdai. Fiziniais būdais vadinami tokie būdai, kai, perdirbant naftą, pasikeičia joje esančių angliavandenilių struktūra . Pavyzdžiui jai naftoje yra daugiausia alkanų, tai ir jos produktuose jų liks daugiausia. Cheminiai perdirbimo būdai pakeičia angliavandenilių struktūrą, todėl žaliavos iš gautų produktų savybes skiriasi. Pavyzdžiui, benzine labiau pageidaujami arenai, bet naftoje daugiau yra alkanų. Perdirbant nafta cheminiu būdu , alkanai yra paverčiami arenais. Išsiurbta iš žemes gelmių nafta yra surenkama specialiuose rezervuaruose. Dar verslovėse atskiriamos dujos, vanduo, druskos ir mechanines priemaišos. Po to atliekamas pirminis jos perdirbimas – distiliavimas, t. y. naftos sudėtyje esančiu angliavandenilių atskyrimas vienu nuo kitų pagal virsmo temperatūras į frakcijas. Distiliavimas vyksta esant atmosferos slėgiui. Nafta I siurbiama 1 ( 1 pav. ) per šildytuvą 2 ir valytuvus 3 tiekiama į kaitinimo krosnį 4. Krosnyje ji įkaitinama iki 350 – 380 0 C , ir visi angliavandenilai, kurių , kuriu virsmo temperatūra yra že
emesne negu 380 0 C, išgaruoja. Naftos garai ir likęs kondensatas patenka į atmosferinę ratifikavimo koloną 5 , kurioje temperatūra, kylant į viršų, palengva mažėja nuo 380 0 C (apačioje) iki 30 0 C (viršuje). Įvairiuose kolonos aukščiuose padarytos specialios pertvaros kondensatui surinkti. Garai, kildami į viršų, palengva atvesta ir ant atitinkamų pertvarų kondensuojasi. Taip naftoje esantys angliavandeniliai pagal virimo temperatūras išsisklaido į dujų II (< 30 0 C ), bendzino III (30 – 200 0 C), žibalo IV (120 – 320 0 C ) ir gazolino V (160 – 380 0 C0 frakcijas, kurių tankis (20 0 C temperatūroje) toks: bendzino – 710 – 740 kg/m 3 , žibalo – 790 – 830, gazolino – 800 – 860, alyvų – 870 – 940 kgm 3 . Liekana VI vadinama mazutu (>380 0 C). Dujų (C 1 – 4 ) gaunama 1 – 1,1%, bendzino (C 6 – 11 ) – 12 – 15 , žibalo (C 9 – 15 ) – 16 – 17, gazolino ( C 12 – 17 ) – 17 – 20, mazuto (C 18 – 50 ) – 45 – 50%. Bendzino, žibalo gazolino frakcijos, kurių virimo temperatūra yra iki 350 0 C, vadinamos šviesiaisiais naftos produktais. Gauti distiliatai dar netinkami naudoti ir tėra tik žaliava tolimesniam perdirbimui: kai kurie iš jų gali būti dar kartą distiliuodami ir skirstomi į smulkesnes frakcijas, perdirbami chemiškai, valomi.Bendzinas , pavyzdžiui yra skaidomas į tokias frakcijas: virimo temperatūra iki 62 0 C, 62 – 85, 85 – 105, 105 – 140, 140 – 180 0 C. Gamint prekinius produktus, išvalyti distiliatai dozuojami pagal tam tikrą frakcinę sudėtį ir į juos įmaišoma specialiu priedų eksploatacinėms savybėms pagerinti. Iš bendzino frakcijų gaminamas automobilinis ir aviacinis bendzinas, iš žibalo – reaktyvinei degalai, techninis ir apšvietimo, iš gazolino – dyzeliniai degalai. Mazutas naudojamas tepalams ir krosniniam kurui gaminti, taip pat kaip žaliava kremingo procesams. Mazutas į tepalus perdirbamas distiliavimu va
akuume. Vakuumo reikia angliavandenilio temperatūrai pažeminti, kad būtu išvengta jų skaidymosi. Mazute esančių angliavandenilių virimo temperatūra yra aukštesne už jų skaidymosi temperatūrą. Mazutas VI iš rektifikavimo kolonos 5 siurbliu 6 per kaitinimo krosnį 7 tiekiamas į rektifikavimo kolona 8. Krosnyje 7 ir kolonoje 8 yra vakuumas (8 – 11 kPa ), todėl angliavandeniliai, kuriu virimo temperatūra yra iki 500 0 C, išsidistiliuota 410 – 420 0 C temperatūroje. Mazuto distiliuotas skaidomas į tris frakcijas: skystieji angliavandeniliai VIII (300 – 400 0 C) – 7 – 8%, vidutiniai IX (350 – 420 0 C ) – 7 – 8 % ir tirštieji X (420 – 490 0 C) – 6 – 7 % naftos mase . Liekana XI, gauta atskyrus distiliuotus vadinama gudronu (> 500 0 C) – 20 – 30%. Distiliuojan šiek tiek susidaro ir vakuuminių dujų – gazolino VII (<300 0 C ). Kartais distiliuodama tik iki tol, kol iš mazuto išskiriama skystoji ir vidutine frakcijos, o tirštieji tepalai gaminami iš gudrono. Tokie tepalai vadinami atlieku tepalais. Distiliuojant mazutą, tepalų išeiga būna iki 50% nuo sunaudoto mazuto. Iš viso tepalų gamybai sunaudojama tik 2 – 2,5% perdirbamos naftos. Gauti distiliatai dar netinka vartoti. Po to jie dar valomi ir maišomi vieni su kitais, kad būtu tinkamos klampos. Taip paruošti tepalai vadinami baziniais. Į juos įmaišant specialių priedų, gaunami norimu eksploatacinių savybių prekinei tepalai. Priklausomai nuo panaudotų distiliuotų, tepalai skirstomi į distilatų, mišių ir atliekų tepalus. Distiliuotų tepalai gaminami iš atskirų arba sumaišytų distiliatų. Atliekų tepalai kaip jau buvo minėta, gaminami iš gudrono. Sumaišant atlieku tepalus su distiliuotais, yra gaunami mišinių tepalai. Atliekų tepalai pasižymi geromis eksploatacinėmis savybėmis. Jų lipumas, antioksidacinės bei kitos savybės esti geresnes negu dstiliuotų tepalų. Iš skystųjų distiliuotų gaminamos lengvosios industrines ir transformatorines alyvos, iš vidutinių ir sunkiųjų – industrinė ir variklių, iš mišinių ir atliekų – transmisinės, sunkios industrines ir kitos alyvos. Iš viso pramonė gamina apie 400 įvairių rūšių tepalų. Iš gudrono gaminamas bitumas, asfaltai.

Leave a Comment