nafta

Nafta

Nafta

Žemės plutoje susidaręs aliejaus konsistencijos, degus, savito kvapo skystis. Sudėtingas įvairių angliavandenilių, deguonies, sieros ir azoto junginių mišinys. Didžąją dalį (83 – 87%) sudaro skysti, sotieji angliavandeniliai, arba parafinai (nuo C5H12 iki C15H32), cikliniai (naftenai) ir aromatiniai angliavandeniliai, kuriuose būna ištirpusių dujinių (meteno, etano, propano, butano) ir kietų (nuo C16H34 iki C35H72) angliavandenilių. Pagal vyraujančius angliavandenilius nafta skirstįoma į:

Parafininę;

Naftelinę parafininę;

Naftelinę aromatinę;

Parafininę naftelinę aromatinę;

Naftoje būna deguonies (nafteninės ir dervinės rūgštys), sieros (merkaptanai, sulfidai, teofenas, policikliniai sieros junginiai), azoto (piridinas, hidropiridino ir hidrochinilino homologai). Naftoje dar būna mineralinių priemaišų ir vandens.

Naftos fizikinės savybės priklauso nuo cheminės ir frakcinės sudėties. Spalva – nuo geltonos iki tamsiai rudos. Stingimo temperatūra nuo +30 iki -60 °C (kuo daugaiu naftoje parafino, tou aukštesnė). Tankis 830 – 970 kg/m³. Degimo šiluma 43,7 – 46,2 MJ/kg. Specifinė šiluminė talpa 1,7 – 2,1 J/kg·K. Dielektrinė skvarba 2 – 2,5, specifinis elektrinias laidumas 0,3·10ˉ18 – 2·10ˉ10 S/m. Kinematinė klampa 1,2 ·10ˉ6 – 55·10ˉ6 m²/s (50 °C). Užsiliepsnojimo temperatūra nuo -35 iki 120 °C (priklauso nuo naftos frakcinės sudėties ir sočiųjų garų slėgio). Nafta tirpsta organiniuose tirpikliuose, su vandeniu sudaro emulsiją. Skirstymas: pagal sieros kiekį – nesieringa (iki 0,5% sieros), sieringa (0,5 – 2%) ir labai sieringa (>2%); Pagal tankį – lengvoji (tankis iki 870 kg/m³), vidutinė (871 – 910 kg/m³),sunkioji (>910 kg/m³).

Naftos perdirbimas būna pirminis ir antrinis. Pirminis perdirbimas yra dviejų etapų distiliacijarektifikacijos kolonose, antrinis (naftos ir jos produktų) – krekingas ir riformingas. Prieš perdirbimą iš naftos pašalinama druskos, vanduo, ji stabilizuojama (tik lengvoji nafta). Druskos pašalinamos vandeniu: jis ištirpina naftoje esenčias druskas, o su nafta sudaro emulsiją. Iš emulsijos vanduo šalinamas taip: pridedama deemulsiklių (pvz., fenolio), kaitinama iki 100 – 140 °C ir el. Dehidratoriuje veikiama elektriniu lauku (150 – 300 kV/m); emulsija suyra ir nuo naftos atsiskiria vanduo. Nafta stabilizuojama, nudistiliuojant propano ir butano, kartais ir pentano frakcijas. Nafta distiliuojama 2 rektifikacijos kolonose; I kolonoje – atmosferos slėgyje, II kolonoje – vakuume (8 – 10,5 kPa). Iš pradžių nafta įkaitinama vamzdinėje krosnyje iki 300 – 350 °C ir distiliuojama rektifikacijos kolonoje. Kolonos viršuje susirenka benzinas, ligroinas, žibalas ir gazolis, apačioje – mazutas (~50% viso naftos kiekio). Mazutas pakaitinamas kitoje vamzdinėje krosnyje iki 400 – 420 °C ir distiliuojamas antroje rektifikacijos kolonoje: išsiskiria alyvos, lieka gudronas (~30% mazuto kiekio). Antiniu naftos ir jos produktų perdirbimu gaunami nesotieji ir aromatiniai angliavandeniliai. Pvz.: krekingu perdirbant naftą, mazutą, sotieji angliavandeniliai dėl slėgio ir temperatūros poveikio skyla į mažesnės molekulinės masės angliavandenilius; riformingu mažaoktanis benzinas ir ligroinas perdirbamas į daugiaoktanį benziną arba aromatinius angliavandenilius; alkilinimu, izomerizacijair kitomis cheminėmis reakcijomis iš naftos angliavandenilių gaunamos pradinės medžiagos alkoholių, cheminio pluošto, sintetinio kaučiuko, organinių rugščių sintezei, dažų,plastikų, ploviklių gamybai. Iš naftos produktų priemaišos (etileniniai angliavandeniliai, sieros junginiai) šalinamos kaitinant vandenilio atmosferoje ir padidintame slėgyje.

Daugumos mokslininkų nuomone, nafta susidaro per daugelį milijonų metų Žemės plutoje 1,3 – 6,0 km gylyje, 50 – 140 °C temperatūroje iš planktono, esančio vandenyse ir jų dugno

naftos telkinių, tačiau tik 1/6 telkinių geologiniai ištekliai viršija 3 mln. tonų (galima išgauti 25 – 50 % naftos). 27 pramoninių telkinių pirminiai išžvalgyti ištekliai viršija 0,5 mlrd. Tonų išžvalgytų užsienio naftos išteklių ~88% yra maždaug70 didžiųjų telkinių. 55% visų žinimų naftos išteklių yra mezozojaus, 25% – kainozojaus uolienose. Prognoziniai ištekliai (kurie gali būti išgauti šiuolaikiniais metodais) pasaulyje yra iki 500 mlrd tonų (1975), išžvalgyti ištekliai 87,8 mlrd tonų (1977). Užsienyje daugiausia naftos yra (mlrd. t.): Saudo arabijoje 22, Kuveite 12, Jungtinių Arabų Emiratuose 12, Irane 9, JAV ~5, Irake ~5.

Iš Žemės plutos naftos daugiausiai gaunamagręžiniais; 24% naftos gaunama jūrose (1977). Nuo gavybos pradžios iki 1980 m. (per 120 m.) išeikvota >55 mlrd. tonų naftos, iš jų iki 1960 gauta 10 mlrd. tonų. Naftos dalis pasaulio energijos balanse vis didėja: 1900 m. sudarė 3%, 1950 m. – 24%, 1975 m. – 46,3%. Olandijos kuro balanse naftos produktams tenka 94%, Italijos – 89%, Šveicarijos – 83% (1977). 1977 m. daugiausia naftos suvartojo JAV (854 mln. t.), Japonija (253 ml. t.), Vakarų Europos šalys (622 mln. t., iš jų 556 mln. t. importavo).

Lietuvoje

Lietuvoje nafta aptikta 1949 m. Vilniaus gręžinyje 226 – 230m. gylyje silūro ir ordoviko sluoksnių sandūroje. Nuo 1958 imta ieškoti specialiais gręžiniais. 1968 atrastas pirmas pramoninis telkinys (prie Gargždų); jo gylis 1960 m. Iki 1980 m. apie 2000m. gylyje atrasti Ablingos, Dieglių, Šiūparių, Vėžaičių (visi Klaipėdos r.) ir Pocių. Sakūčių, Vikyčių (visi Šilutės r.) naftos telkiniai; naftingi yra kambro smiltainiai. Prie Kybartų, Plungės, Šiūparių (Klaipėdos r.) yra nepramoninių telkinių; naftingos ordoviko klintys.

Naftos gavyba

Naftos gavyba – naftos ir su ja esančių dujų gavimas iš Žemės gelmių, surinkimas ir pirminis apvalymas – vandens bei kitų priemaišų pašalinimas. Nafta iš Žemės gelmių beveik visur gaunama gręžiniais. Kai naftingo sluoksnio slėgis didelis (paprastai gręžinio eksploatavimo pradžioje), nafta trykšta savaime. Sumažėjęs slėgis dirbtinai didinamas, pumpuojant į naftingą sluoksnį vandenį. Naftai nebetrykštant, praktikuojami mechanizuoti naftos gavybos būdai: gilusis naftos siurbimas, kompresorinė naftos gavyba. Kai naftos pritekėjimas į gręžinį nedidelis (pvz., kai uolienos tankios), uolienose sprogdinimu padaroma plyšių. Klampi, turinti daug dervų, bitumo nafta gaunama terminiu būdu (telkinio ekspoatacijos vietoje ji pašildoma karštu vandeniu ar garu, elektra, naudojama požeminė gazifikacija). Iš gręžinio gauta nafta turi dujų, vandens, įvairių druskų kartais smėlio priemaišų. Dujos atskiriamos separavimu, vanduo ir druskos – šiluminiu, cheminiu arba elektriniu būdu. Išvalyta nafta stabilizuojama – atskiriami lakiausi angliavandeniliai. Taip apdorota nafta vadinamakondicine ir kaupiama naftos saugyklose, iš kurių naftotiekiais tiekiama į perdirbimo vietą. Gavimo vietoje (verslovėje) nafta transportuojama slėginiais arba beslėgiais vamzdžiais. Antruoju atveju, kad nafta tekėtų pati, sudaromas aukščių skirtumas (taip tebedaroma senose verslovėse). Mažiausiai naftos nuostolių (ypač jos lengvųjų frakcijų) būna, kai naftos surinkimas iš gręžinių ir pirminis apdorojimas vyksta uždaroje automatizuotoje sistemoje.

Seniausias naftos gavybos būdas – sėmimas nuoatvirų vandens telkinių paviršiaus (Babilonojoje, Midijoje, Sirijoje) ir iš šulinių (V a. pr. m. e. Kisijoje, tarp Asirijos ir Midijos). XV a. F. Ariostas (Italija) aprašė naftos gavybos iš naftingo smiltainio ir klinties: juos smulkindavo, šildydavo katiluose, naftą išspausdavopresais. 1819 m. Prancūzijoje susmulkintą smiltainį ir klintį pradėta merkti į kartą vandenį; į paviršių išplaukusinafta buvo nusemiama. Naftos gavyba iš gręžinių paplito XIX a. II pusėje (pirmasis atsitiktinis naftos gręžinys išgręžtas 1826 JAV, pramoninis 1859 ten pat). Tuo pačiu metu pradėti praktikuoti mechanizuoti naftos gavybos būdai: gilusis naftos siurbimas (1865, JAV), kompresorinis (XIX a. 7 dešimtmetis ten pat). XX a. 8 dešimtmetyje Artimuosiuose Rytuose daugiausia tebepraktikuojama fontaninė naftos gavyba. JAV ~92% naftos gręžinių eksploatuojama mechanizuotai, ~8% – fontaniniu būdu.

Spartus gyventojų gausėjimas bei didėjantys žmonių poreikiai didina ir naftos gavybą. 1960 m. psaulyje buvo išgauta apie 1 mlrd. tonų naftos, o XX a. pabaigoje – 3,3 mlrd. tonų į metus.

Daugiausiai naftos išgaunančios valstybės 1997m.

Naftos chemija

Naftos chemija – fizikiniai, cheminiai procesai, kuriais nafta, jos produktai ir degiosios gamtinės dujos perdirbamos į sintetines medžiagas ir jų dirbinius. Degiųjų gamtinių dujų perdirbimas pagrįstas absorbcija, adsorbcija, žematemperatūre rektifikacija (tais procesais dujos suskaidomos į komponentus – sočiuosius angliavandenilius) ir dujų konversija. Rektifikacija nafta suskirstoma į frakcijas, krekingu iš naftos gaunami nesotieji ir aromatiniai angliavandeniliai. Naftos chemijos produktus gamina naftos chemijos pramonė. Dujiniai sotieji angliavandeniliai išskiriami iš degiųjų gamtinių dujų, skysti ir kieti (C6 – C40) – iš naftos perdirbimo produktų: benzino, žibalo, alyvų. Metanas vartojamas kaip žaliava amoniakui, acetilenui, alkilų hologenidams (metilo chloridui, chloroformui, anglies tetrachloridui) gauti. Konversinės dujos (vandenilio ir anglies monoksido mišinys) yra metilo alkoholio, vandenilis – amoniako sintezės žaliava. Oksidacija, nitrinimu, hologeninimu iš sočiųjų angliavandenilių gaunama aukštesniosios riebiosios rūgštys, aukštesnieji alkoholiai, nitroparafinai ir kiti produktai. Nesotieji angliavandeniliai išskiriami iš naftos krekingo dujų arba gaunami iš sočiųjų angliavandenilių, juos termiškai skaidant, oksiduojant. Nesočiųjų angliavandenilių dariniai yra platikų, sintetinio kaučiuko, ploviklių, tirpiklių žaliava; iš etileno ir propileno oksidų gaunami glikoliai, etanolio aminai. Halogeninant nesočiuosius angliavandenilius, gaunami alkilų hologenidai. Aromatiniai angliavandeniliai gaunami katalizinio riformingo būdu iš bnzino ir ligroino. Iš aromatinių angliavandenilių gaunami alkilarenai (pvz., benzolą alkilinant etilenu, gaunamas etilbenzolas, propilenu – izopropilbenzolas), kurie dehidrinami virsta stirolu ir α metilstirolu; izopropilbenzolas yra žaliava fenoliui ir acetonui gauti. Oksiduojant aromatinius angliavandenilius, gaunama tereftalio rūgštys, vartojamos cheminio pluošto gamyboje.

Referatas

ŠvenčioniųZigmo Žemaičio gimnazija

2a klasės mokinė

Laura Rinkevičiūtė

2006 m.

Naftos chemijos pramonė

Naftos chemijos pramonė – sunkiosios pramonės šaka, gaminanti sintetines medžiagas ir jų dirbinius iš naftos, jos produktų ir degiųjų gamtinių dujų. Apima sintetinio kaučiuko, plastikų, tirpiklių, ploviklių, pagrindinės organinės sintezės produktų gamybą, suodžių, gumos ir asbesto pramonę (padangų gamybą ir remontą, techninių gumos ir asbesto dirbinių, guminės avalymės ir plataus vartojimo reikmenų gamybą).

Naftos chemijos pramonė pradėjo kurtis atradus naftos perdirbimo būdus – krekingą ir pirolizę. Pirmieji naftos chemijos pramonės produktai (izopropilo alkoholis, acikliniai angliavandeniliai, vinilo chloridas) pradėti gaminti JAV 1918 – 1920 m. Stiprią naftos chemijos pramonę turi Dž. Britanja, Italija, Japonija, JAV, Prancūzija.

Lietuvoje

1960 – 1978 m. naftos chemijos pramonės apimtis padidėjo 4,3 karto. 1979 m. Lietuvoje pagaminta1084 tonos gumos techninių dirbinių, restauruota 154 000 automobilių padangų.

Naftos perdirbimo pramonė Lietuvoje

1980 m. pradėjo veikti Mažeikių naftos perdirbimo įmonė. Ji gamina benziną, dyzelinius degalus, mazutą, suskystintas dujas. Žaliavinę naftą šiai gamyklai tiekia Novopolocko – Mažeikių naftotiekis.

Naftos atsargos

Žemėje išžvalgyta apie 300 mlrd. tonų naftos. Prognozuojama, kad ateityje gali būti atrasta dar apie 100 – 150 mlrd. tonų. Ištekliai, kuriuos galima išgauti šiuolaikinėmis technologijomis, vertinami 137 mlrd. tonų (1966 m.). Didžiausios naftos atsargos yra Artimuosiuose Rytuose (Persų įlankos šalyse).

Naftos poreikis pasaulyje labai didelis. Ji yra daugelio pramonės produkcijos, beveik viso pasaulio transporto kuro žaliava. Daugiau kaip 80% išgaunamos naftos naudojama elektros bei šilumos energijai gaminti. Nustatyta, kad naftos išteklių, jei gavybos tempai per metus išliks maždaug kaip dabar, žmonijai turėtų užtekti 40 metų. ŠiaurėsAmerikoje naftos liko 7 – 8 m., NVS šalyse – 22 m., o Persų įlankos šalyse – bevei 100 metų.

Naftos gabenimas – pavojus gamtai

Nafta transportuojama tanklaiviais ir naftotiekiais. 1995 m. pasaulyje buvo 6500 tanklaivių. Didžiausias jų laivynas įregistruotas Liberijoje, Panamoje, Norvegijoje, Graikijoje, Bahamose. Svarbiausi ir intensyviausi tanklaiviais gabenamos naftos srautai eina iš Arabijos pusiasalio valstybių į Europos, Rytų Azijos šalis ir JAV.

Transportuojama nafta ir jos produktai teršia pasaulio vandenyną (Persų įlanka, Viduržemio jūra, Šiaurės jūra, Meksikos įlanka ir kt.) ir neigiamai veikia aplinką. Daugiausiai teršalų į vandenyną patenka per tanklaivių, naftos gręžinių, povandeninių vamzdynų avarijas, plaunant tanklaivių triumus. Avarijoms ir nelaimių pasekmėms likviduoti daugelyje jūrinių šalių įkurtos specialiosios tarnybos. Gekbėjimo darbams jos naudoja įvairią techniką ir būdus. Tačiau net ir tai ne visuomet yra veiksminga.

Vandenyje išsiliejusios naftos nukenksminimas:

Nusiurbimas taikomas tuomet, kai į jūrą iš karto patenka didelis kiekis skystų naftos produktų. Pučiant stipriam vėjui šis būdas netaikomas.

Plaukiojančius barjerus tikslinga naudoti tuoj pat po avarijos. Pučiant vėjui – nenaudojami.

Chemikalai ekologiškai pavojingi. Nafta nukenksminama, tačiau atsiranda lipnių ir dumblingų nuosėdų.

Naftą deginti pučiant vėjui sunku. Tai ekologiškai pavojingas būdas, nes stipriai teršiama aplinka.

Didžiausi naftos išsiliejimai

Tanklaivio „Atlantic Express“ avarija (Karibų jūra, 1979 m.). Į vandenį išsiliejo 276 000 t naftos.

Tanklaivio „Cstello de Belver“ avarija (PAR, 1983m.). Į vandenį išsiliejo 255 525 t naftos.

Tanklaivio „Amoco Cadiz“ avarija (Didžioji Bitanija, 1978 m.). Į vandenį išsiliejo 223 000 t naftos.

Tanklaivio „Odyssey“ avarija (Kanada, 1988 m.). Į vandenį išsiliejo 140 000 t naftos.

Tanklaivio „Sea Star“ avarija (Omanas, 1972 m.). Į vandenį išsiliejo 120 300 t naftos.

Literatūra:

Lietuviškoji Tarybinė enciklopedija; 8 tomas; leidykla „Mokslas“, Vilnius, 1981 m.; 70 -72, 74 psl.

Geografijos vadovėlis 10 klasei Pasaulio visuomeninė geografija; leidykla „Briedis“, 1999 m.; 70 – 71, 73 – 74 psl.

nuosėduose (moliuose, karbonatinėse ir smėlingose bei aleuritingose uolienuose). Dideli ilgai grimzdę Žemės plutos regionai, kuriuose yra naftos, vadinami naftos baseinais. Dažniausias (80%) jų plotas 10 – 500 tūkst. km². Jie susidarę platformuose, priekalniuose, taepukalniuose. Žemėje yra ~350 naftos baseinų. 140 iš jų atrasta pramoninių telkinių. Iki 1973 atrasta ~28 000

Formaldehidas. Metilo alkoholis

Vandenilis

Amoniakas

Karbamidas

Azoto trąšos

Dichloretanas

Vanilo chloridas

Etilo alkoholis

Sintetinis kaučiukas

Alio chloridas

Plastikai

Etileno oksidas

Plastikai

Chem. pluoštas

Plovikliai

Acetaldehidas.Acetonas.

Acto rūgštis. Akrilo nitrilas. Vinilo acetatas. Vinilo chloridas.