Nafta

Nafta- žemės plutoje susidaręs aliejaus konsistencijos, savito kvapo, degus skystis. Sudėtingas įvairių angliavandenilių, deguonies, sieros ir azoto junginių mišinys. Didžiausią dalį sudaro skysti sotieji angliavandeniliai, arba parafinai (nuo C5H12 iki C15H32), cikliniai ir aromatiniai angliavandeniliai, kuriuose būna ištirpusių dujinių ir kietų angliavandenilių. Gausūs naftos dariniai sudaro naftos produktus. Nafta yra kone labiausiai pasaulyje naudojamas išsenkantis energijos šaltinis.
Šis nemalonaus kvapo juodas klampus skystis kol kas yra mūsų civilizacijos kraujas, garantuojantis visus mums įprastus gyvenimo patogumus. Naftai Žemėje staiga pasibaigus, išsipildytų visos niiūriausios rašytojų siurrealistų ateities prognozės. „Visa tai fantastika.“ – numos ranka pragmatiškas šiuolaikinis žmogus. Tačiau mokslininkai metus, likusius iki paskutinio naftos barelio išsiurbimo, skaičiuoja ne šimtmečiais, o dešimtmečiais.
Didžiausi naftos telkiniai yra Artimuosiuose Rytuose (57% visų atsargų): Saudo Arabijoje, Kuveite, Jungtiniuose Arabų Emyratuose, Irake. Dideli naftos telkiniai rasti JAV, Venesueloje, Nigerijoje, Indonezijoje, Šiaurės jūroje prie Norvegijos krantų, Vakarų Sibire, Kaukaze, Vidurinėje Azijoje, Volgos- Uralo baseine, Sachaline. Lietuvoje nafta aptikta 1949 Vilniaus gręžinyje 226-230m gylyje silūro ir ordvikosluoksnių sandūroje. Nuo 1958 imta ieškoti spec. Gręžiniais. 19968 atrastas pirmasis pramonės telkinys prie Gargždų. Jo gylis 1960 iki 1980m. apie 2000m gylyje atrasti Ablingos, Vėžaičių (visi Klaipėdos rajone) naftos telkiniai.
Šiuo metu net iki 90 proc. energijos išgaunama deginant ribotus neatsinaujinančius gamtos išteklius– anglį, naftą ir gamtines dujas. Gamtinių dujų atsargos yr

ra kur kas didesnės negu naftos. Tačiau ir šios nėra amžinos. Naftininkai nepaiso skeptikų nuogąstavimų ir oponentams atsako, kad naftos ne tik nemažėja, bet randama daugiau. Nurodoma, kad 2004 m. pradžioje išžvalgytos naftos atsargos pasaulyje padidėjo 23 proc. ir sudarė 189 mlrd. tonų. Tiesa, toks didelis augimas aiškinamas tuo, kad Kanada pateikė patikslintus duomenis apie šalyje esančias naftos atsargas.
Nafta, dujos, anglis, skalūnai – neatsikuriančios angliavandenilių atsargos, biosferos sukauptos per šimtus milijonų metų. Mūsų – nepasotinamų vartotojų – likimas priklauso nuo to srauto, kuriuo šios atsargos išgaunamos iš Žemės gelmių į jos paviršių.
Žinovas tuoj pat paprieštaraus, kad šios atsargos ilgainiui bus pakeistos branduoliniu kuru, greitųjų neutronų reaktoriais, valdoma termobranduolinė reakcija. Visa tai mus atves į neribotą energijos išteklių rojų, kur žmonės visada galės gaminti energijos tiek, kiek jaai jos reikės.
Naftos perdirbimas būna pirminis ir antrinis. Pirminis perdirbimas yra dviejų etapų distiliacija rektifikacijos kolonose, antrinis- krekingas ir riformingas. Prieš perdirbimą pašalinama druska, vanduo, ji stabilizuojama. Druskos pašalinamos vandeniu: jis ištirpina naftoje esančias druskas ir sudaro emulsiją. Iš emulsijos vanduo šalinamas taip: pridedama deemulsiklių, kaitinama iki 100-140 0C ir el. dehidratoriuje veikiama el. lauku; emulsija suyra ir nuo produktų atsiskiria vanduo. Stabilizuojama, nudistiliuojant propano ir butano, kartais ir pentano frakcijas. Distiliuojama 2 rektifikacijos kolonose; 1kolonoje- atmosferos slėgyje, 2kolonoje- vakuume. Iš pradžių įk
kaitinama vamzdinėje krosnyje iki 300-350 0C ir distiliuojama rektifikacijos kolonoje. Kolonos viršuje susirenka benzinas, ligroinas, žibalas ir gazolis, apačioje-mazutas. Mazutas pakaitinamas kitoje vamzdinėje krosnyje iki 400-420 0C ir distiliuojamas antroje rektifikacijos kolonoje: išsiskiria alyvos, lieka gudronas. Antriniu ir jos produktų perdirbimu gaunami nesotieji ir aromatiniai angliavandeniliai. Ir gaminant benzinus, svarbiausi iš cheminių yra krekingas.
Krekingas naudojamas benzino kiekiui padidinti. Jo esmė yra tokia: veikiant aukštai temperatūrai, slėgiui ir katalizatoriams sunkesnieji angliavandeniliai suskaidomi į lengvesniuosius. Krekingas būna katalitinis ir termininis. Dabar daugiausia naudojamas katalitinis krekingas. Katalizatoriai pagreitina reakcijas, pagerina produktų kokybę, procesas gali vykti esant žemesnei temperatūrai ir mažesniam slėgiui. Benzino kiekis ir kokybė priklauso nuo žaliavos, temperatūros, slėgio, katalizatorių ir kitų faktorių. Žaliava krekinguo yra mazutas. Padidėjus dyzeliniųdegalų paklausai, alkanai ir cikloalkanai, kurių virimo temperatūra yra aukštesnė kaip 190 0C. Alkanai skaidydamiesi padidina benzino išeigą, o cikloalkanai, virsdami arenais, pagerina jo kokybę. Arenai, esantys žaliavoje, pasižymi stabilumu, taigi krekingo metu lieka nepakitęs. Reakcijoje susidarę alkanai jungiasi tarp savęs sudarydami izoalkanus ir arenus arba, prisijungę vandenilį, tampa sočiaisiais angliavandeniliais. Krekingas sparčiau vyksta aukštesnėje temperatūroje, tačiau tada susidaro daugiau nesočiųjų angliavandenilių. Slėgis sumažina nesočiųjų ir dujinių angliavandenilių kiekį, nes tokiomis sąlygomis jie lengviau jungiasi vieni su kitais arba prisijungia vandenilį. Katalitinis krekingas atliekamas esant 470-530 0C temperatūrai ir 0,
,13-0,28 MPa slėgiui. Katalizatoriais naudojami kristaliniai aliuminio silikatai- ceolitai. Riformingo paskirtis- padidinti benzino atsparumą detonacijai. Jo esmę sudaro tai, kad vieni angliavandeniliai, veikiant temperatūrai, slėgiui ir katalizatoriams, yra paverčiami kitais angliavandeniliais. Norint padidint benzino atsparumą detonacijai, reikia padidinti jame arenų kiekį. Daugiau arenų galima gauti paverčiant jais alkanus arba cikloalkanus. Atskyrus, pavyzdžiui, iš heksano C6H14 vandenilį, galima gauti benzolą C6H6.
Produktai, gaunami iš naftos, jų naudojimas- nafta yra pagrindinė žaliava vidaus degimo variklių degalams, tepalams, taip pat sintetinėms medžiagoms ir jų dirbiniams gaminti.
Iš pradžių nafta gryninama: pašalinamos dujos, druskos, vanduo ir mechaninės priemaišos. Vėliau pakaitinama ir frakcionuojama – distiliuojama rektifikacijos kolonoje. Pirmieji išgaruoja ir pakyla į kolonos viršų angliavandeniliai, kurių virimo temperatūros palyginti žemos. Didėjant mišinio virimo temperatūrai, distiliuojasi angliavandeniliai, kurių virimo temperatūra aukštesnė. Taip galima surinkti sudėtines naftos dalis- frakcijas. Pagrindinės naftos frakcijos tokios: benzino frakcija, ligroino frakcija, žibalo frakcija, ir gazolino frakcija. Iš kai kurių naftos rūšių gaunamas parafinas, kuris naudojamas gaminant degtukus, žvakes ir kita. O mazuto distiliacijos liekana- gudronas, jis naudojamas keliams tiesti. Nafta degdama išskiria daug nuodingų medžiagų. Kūrenant nafta, išsiskiria daug dujų – anglies dioksido. Žemės atmosferoje visada buvo šiek tiek anglies dioksido, o XVIII a. pradžioje prasidėjus pramoniniam perversmui, jo labai padaugėjo. Kiek anglies dioksido yra dabar, tiksliai ne
ežinoma.
Bespalvės, nemalonaus kvapo dujos, kurių daugiausiai išsiskiria degant energiją teikiančioms medžiagoms (angliai, naftai) ir mažesniais kiekiais – pramoninių procesų metu (metalo ir plieno gamyboje, celiuliozės, sieros rūgšties ir trąšų pramonėje). Sieros dioksidas kartu su dulkėmis neigiamai veikia kvėpavimo takus, dirgina odą ir gleivinę, sukelia kvėpavimo sutrikimų. Šios medžiagos poveikis ypač pavojingas sergantiems astma. Sieros dioksidas naikina augalus, sumažindamas juose chlorofilo kiekį. Nepaprasta reikšmė atmosferoje tenka sieros dioksido oksidacijos produktui – sieros rūgščiai. Taip pagaminama svarbiausia rūgštaus lietaus sudedamoji dalis, kuri labiausiai kenkia miškams ir padidina dirvožemio rūgštingumą.
Vandenynų tarša- viena svarbausių žmonijos problemų. Tiesogiai susijusi su naftos gręžiniais ir padidėjusiu naftos transportavimu, oro teršalais, kurie iškrenta rūgščiųjų lietų pavidalu, pramonės įmonių ir buitiniais nutekamaisiais vandenimis, pavojingais vandenynui. Nafta, išsiliejusi į vandenyną ar jūrą, aptraukia vandens paviršių tarsi naftos plėvele, dėl kurios dūsta žuvys, negali pakilti paukščiai. Šiuo metu pasaulio mokslininkai labai susirūpinę ir ieško būdų, kaip apsaugoti vandenynus nuo tolesnio teršimo. Fizikiniai-cheminiai procesai vyksta, kai nafta ir naftos produktai išsilieja jūros vandenyje. Fizinį transportą sąlygoja naftos klampumas ir vandens paviršiaus įtempimas. Pavyzdžiui išsiliejus 1 tonai naftos po 10 min nafta gali pasiskirstyti 50 m spinduliu, suformuodama 10 mm storio plėvelę. Plėvelė vėliau plonėja iki 1 mm, padengdama 12 km2 plotą. Per pirmąsias kelias dienas po išpylimo nemaža dalis lakių naftos komponentų išsigaruoja, dalis ištirpsta, likusi dalis – labiau klampios frakcijos sulėtina naftos plėvelės judėjimą. Tolimesni pokyčiai priklauso nuo metereologinių ir hidrologinių faktorių: vėjo stiprumo ir krypties; jūros bangavimo ir srovių. Naftos plėvelė paprastai juda vėjo kryptimi. Kai naftos plėvelės storis sumažėja iki kritinės ribos – 0.1 mm ši suskyla į atskirus fragmentus ir pasklinda dar didesniu plotu ir tolimesniais atstumais. Jūros vandenyje nafta yra linkusi agreguotis į dervingus gumulus, apskritimo formos gabalus, kurie gali būti randami tiek atviroje jūroje, tiek pakrančių vandenyse, taip pat kaip ir paplūdimiuose. Šie dariniai susiformuoja iš naftos išgaravus ir/arba ištirpus sąlyginai lengvoms frakcijoms. Cheminė sudėtis šių darinių yra ganėtinai varijuojanti, nors dažniausiai pagrindą sudaro asfaltenai (iki 50%) ir didelės molekulinės masės junginiai – sunkesnių naftos frakcijų komponentai. Naftos agregacijos dariniai pagal išvaizdą atrodo kaip šiek tiek pilki, rudi, tamsiai rudi arba juodi lipnūs/glitūs gabalai/gumulai. Jie yra netaisyklingos formos ir dydis varijuoja nuo 1 mm iki 10 cm (kartais pasiekia 50 cm). Naftos agregatiniai dariniai gali egzistuoti nuo mėnesio iki metų jūrose ir iki keletą metų atviruose vandenynuose. Savo ciklą pastarieji baigia lėtai degraduodami, srovių išmetami į krantą arba nusėsdami į jūros dugną. Dauguma tanklaivių avarijų įvyksta esant nepalankioms gamtinėms sąlygoms, dėl žmogaus klaidos ar dėl techninių gedimų. Mažesnė ar didesnė avarija, kai išsilieja nafta jau yra katastrofa. Gamtosaugininkų teigimu išsiliejusios naftos kiekis dar neparodo, kokia žala padaryta aplinkai, nes kiekvienu atveju skiriasi naftos rūšis, oro sąlygos ir teritorijos jautrumas.
Žemės gelmių teršimas naftos produktais – aktuali ekologinė problema
Pasaulyje nėra nei vieno atvejo, kad naftos produktais užterštos žemės gelmės būtų visiškai išvalytos. Ilgą laiką buvo manoma, kad ekologines problemas galima išspręsti, teršalus paslėpus po žeme.
Daugeliui mūsų naftos produktai asocijuojasi su gyvybinius poreikius tenkinančiu šaltiniu. Taip iš tikrųjų yra, kai jie naudojami pagal paskirtį – gaminti šilumą, elektros energiją, sukti automobilio ratus, padirbti kitus žmogui reikalingus darbus. Tačiau vos tik ištrūkę į aplinką naftos produktai tampa grėsmingu teršalu, naikinančiu visa kas gyva, taip pat ir žmogų. Naftos produktų yra daugybė rūšių. Kiekvienos jų savybės skirtingos. Nevienodas ir jų kenksmingumas aplinkai. Pavojingiausi lakūs, aplinkoje greitai sklaidytis gebantys naftos produktai. Tai benzinas, žibalas, dyzelinis kuras ir kiti paprastai skysti produktai. Kieto fizinio būvio naftos produktai (pvz. bitumas) aplinkai mažai arba visiškai nepavojingi.
Žemės gelmės – ypatinga aplinkos dalis. Oro, paviršinio vandens teršimą žmogus pastebi ir pajunta greit. Tuo tarpu žemės gelmių teršimas vyksta “slapčia”, nematomai, todėl daugumai visuomenės ši ekologinė problema nesuprantama. Priešingai. Ilgą laiką buvo manoma, jog ekologines problemas galima išspręsti teršalus paslėpus po žeme.
Kodėl gi nevalia teršti žemės gelmių? Kuo tai gresia žmogui? Pagrindinė priežastis – tai žemės gelmėse slūgsantis gėlas vanduo. Mūsų kraštas geria ir buityje naudoja išimtinai tik požeminį vandenį. Žemės paviršiuje gamta geba gana gerai pati kovoti su teršalais, tačiau žemės gelmių imunitetas taršai yra be galo silpnas ir trapus. Tarša čia gali išsilaikyti dešimtmečius, o gal ir ilgiau. Susigėrę į žemę teršalai nebūna statinės būsenos. Patekę į vandeningus sluoksnius, kartu su požeminiu vandeniu jie migruoja ir sklaidosi iškrovos zonų – upių, ežerų link. Dėl intensyvios požeminio vandens gavybos didesnėje Lietuvos dalyje tokiomis iškrovų zonomis yra tapusios miestų ir miestelių vandenvietės, nelyginant piltuvai traukiantys į save vandenį kelių ar net keliolikos kilometrų spinduliu. Suprantama, į šį piltuvą neišvengiamai siurbiami ir į žemę susigėrę teršalai. Tai dar pagreitina teršalų sklaidą ir padidina jų paplitimo lauką. Jau yra atvejų, kai teršalai pasiekė pačias vandenvietes.
Svarbiausi žemės gelmių teršimo naftos produktais židiniai yra stacionarūs naftos verslo, energetiniai bei transporto objektai – naftos produktų sandėliai, degalinės, katilinės, šiluminės elektrinės, autotransporto įmonės, autoservisai ir kt.

Leave a Comment