Nafta ja selle saaduste kasutamine (0)

Sissejuhatus

IISAKU GÜMNAASIUM

IX klass     NAFTA JA TEMA SAADUSTE KASTUTMINE  referaat       Iisaku 2011 SISUKORD
2 Tekkimine............................................................................................................................ 4 Ajalugu................................................................................................................................ 4 Kasutamine.......................................................................................................................... 5 Koostis..................................................................................................................................5 Omadused............................................................................................................................ 6 Naftasaadused.......................................................................................................................6 Kokkuvõte............................................................................................................................9 Kasutatud kirjandus........................................................................................................... 11 Lisad...................................................................................................................................12  

3 SISSEJUHATUS

Selles referaadis tuleb juttu naftast. Nafta koostisest, omadustest, tekkimisest ja kasutus aladest.  

4 TEKKIMINE

Nafta   on   tekkinud   mittetäielikult   lagunenud   orgaanilisest   ainest,   mis   võis   olla   nii taimne kui ka loomne ning kasvanud kas meres või maismaal. Suurem osa naftast on tekkinud   arvatavasti   merelisest   fütoplanktonist   ning   protistidest.   Sellised   on   näiteks sinivetikad.   Nafta   tekkimise   protsess   toimub   peamiselt   kahe   kuni   kolme   kilomeetri sügavusel   ning   koguneb   poorsemasse   kivimisse,   näiteks   liiva-   või   lubjakivisse.   Nafta liigub ülespoole niikaua, kuni tuleb vastu kivimkiht, mis ei ole liikuvate vedelike jaoks läbitav. Et naftat moodustavad süsivesinikud on veest kergemad, kogunevad nad kõige ülemisse ossa, moodustadeski naftamaardla. Nafta koguneb nn naftapüünistesse, mis on geoloogilised   struktuurid,   näiteks   antiklinaalid   või   murrangud,   mis   takistavad   magma edasist liikumist. [3] AJALUGU Naftat   tunti   Eufrati   orus,   Hiinas   ja   Egiptuses   ja   mujal   juba   6000   –   4000   e.   Kr. Tööstuslikult hakati teda tootma USA-s 1860. Aastail (esimene naftapuurauk puuriti 

1859 a.).

Esimese tööstusliku naftadestilleerimisseadme ehitasid 1829.a Venemaal vennad V., G., ja   M.   Dubinin.   Suuremal   hulgal   hakati   naftat   destilleerima   alles   19.saj.   lõpus,   kui kasutusele võeti sisepõlemismootorid. Nüüdisajal toodetakse naftat eranditult puuraukude kaudu,   neist   purskab   ta   mõnikord   gaasi   survel,   kuid   enamasti   pumbatakse   või ammutatakse teda kompressorimeetodil. Rohkesti ammutatakse naftat mandrilaval mere põhjast ( nt. Kaspia merel ja Põhjamerel).[3]

5 KASUTAMINE

Nafta   põhiliseks   töötlemisvõtteks   on   destillatsioon.   Suuremal   hulgal   hakati   naftat destilleerima alles 19. sajandi lõpus, kui võeti kasutusele sisepõlemismootorid. Nüüdisaegsele tehnoloogiale pandi alus USA-s 1920 aastail, kui ehitati toruahjud. Aastast 1912 hakati USA-s rakendama nafta termilist ja aastast 1936  katalüütilist krakkimist. Kogu toodetav nafta töödeldakse vedelkütusteks, määrdeõlideks  ja teisteks nafta saadusteks, näiteks parafiiniks, bituumeniks, lahusteiks, tehnilisteks  õlideks, ning seda kasutatakse ka toorainena nafta keemias.[3] KOOSTIS Nafta koosneb põhiliselt süsinikust, vesinikust, väävlist, lämmastikust ning hapnikust. Hoolimata sellest, et elemendiline koostis on naftal suhteliselt lihtne, on molekulaarne koostis   väga   keerukas.   Peamised   naftat   moodustavad   ühendid   jaotatakse   kolmeks: parafiinid, nafteenid ning aromaatsed ühendid. Parafiinid on nafta peamised koostisosad ning nende keemistemperatuur on 40...200°C.  Nafteenid  on raskemad ning keerukama struktuuriga kui parafiinid.  Nende hulka kuulub ka asfalt. Aromaatsed ühendite  hulka kuulub näiteks benseen. Aromaatsed ühendid kuuluvad küll alati nafta koostisse, kuid moodustavad sellest suhteliselt väikse osa. Mida suurem on nafta tihedus, seda suurem on lisandite sisaldus. Näiteks rasked naftad sisaldavad väävlit rohkem kui kerged. Rafineerimise käigus puhastatakse nafta väävlist, sest atmosfääri paiskudes põhjustaks väävel palju keskkonnaprobleeme. Naftaga koos esineb ka maagaas, mis koosneb lenduvatest süsivesinikest, peamiselt alkaanidest, millest olulisim on metaan. 

6 OMADUSED

Kuna   naftat   on   võimalik   leida   erinevatest   paikadest,   on   sellel   ka   palju   erinevaid omadusi. Nafta on väga tuleohtlik. Maapinnal olev nafta on madalama temperatuuri tõttu paksem   kui   sügaval   Maa   sees   olev   nafta.   Värvuselt   on   nafta   peaaegu   värvitust   kuni mustani, olles enamasti pruunikat tooni. Et nafta on erinevate ühendite segu, millel kõigil on erinevad  keemis- ning sulamistemperatuurid,  ei ole sellel  ka kindlaid  keemis- ega sulamistemperatuure.   Küll   aga   tuleb   arvestada   sellega,   et   madalatel   temperatuuridel muutuvad nafta ja sellest valmistatud tooted paksemaks ning võivad seega põhjustada probleeme õlitatavatel masinatel, mida kasutatakse külmas kliimas. [2] NAFTASAADUSED       Bensiin Bensiinifraktsioon   on   nafta   destilleerimisel   kõige   kergemini   lenduv   osa.   Bensiini keemise algus on 35...40 C. Bensiini kasutatakse peamiselt mootorikütusena, seejuures peab   natuke   bensiinis   olema   ka   hästi   madalalt   keevaid   süsivesinikke,   see   hõlbustab mootori  käivitamist,   eriti   talvel.   Bensiinide  üheks  kõige  tähtsamaks  omaduseks,  mille määramise   ja   parandamisega   vaeva   nähakse,   on   detonatsioonikindlus   ehk   oktaaniarv. Bensiinide   puhul   ongi   põhiprobleemiks   oktaaniarvu.   (Plastmassid   ehituses).        Diislikütused Diislikütused, mida samuti kasutatakse mootorite tööle panemiseks, koosnevad umbes sama tüüpi süsivesinikest nagu bensiinid. Diislikütus süttib diiselmootoris iseenesest. Ta pritsitakse mootorisse, kus ta kuumeneb suure rõhu all mitmesaja kraadini. Tsetaaniarv iseloomustab   nii   diislikütuse   isesüttimist   kui   ka   ühtlast   põlemist.   Diislikütuste   puhul uuritakse   ka   seda,   kui   vedelad   need   on.   Diislikütuste   puhul   on   oluline   ka hangumistemperatuur, sest erinevalt bensiinidest, võivad mõned diislikütused ka -15..-20 C   juures   hanguda   ja   võtta   sültja   kuju.         Määrdeõlid

7 Määrdeõlideks   nimetatakse   kõiki   toatemperatuuril   vedelaid   määrdeaineid.   Nad

valmistatakse   kõrgemalt   keevatest   naftaosades,   millele   on   lisatud   mitmesuguseid manuseid, et omadusi parandada. On ka taimse või loomse päritoluga määrdeõlisid või nende segusid naftasaadustega.  Määrdeõlide puhul määratakse alati leekpunkt.  Selleks kuumutatakse õli ja uuritakse, millisest temperatuurist alates õlist eralduvate aurude ja õhu sega süttib, süütamiseks kasutatakse seejuures väikese põleti  leeki. Leekpunkt on väga   oluline   määrdeõlide   tuleohtlikkuse   selgitamisel,   kuna   määrdeõlid   kuumenevad töötades sageli küllalt kõrge temperatuurini.         Mootoriõlid Mootoriõlid   on   määrdeõlidest   kõige   tähtsamad.   Nende   põhieesmärk   on   vähendada liikuvate pindande, näiteks võlli ja laagri vahelist hõõrdumist, et pinnad ei kuluks ega kuumeneks.   Õli   peab   olema   paraja   viskoossusega.   Liiga   vedel   õli   voolab   õlitatavate pindade vahelt välja, liiga paks õli ei täida kõiki kitsaid pilusid liikuvate pindade vahel. Üks   ja   sama   määrdeõli   peab   sageli   töötama   erinevatel   temperatuuridel:   seadme käivitamisel on temperatuur madalam, töötades tõuseb. Sellepärast on tähtis mitte ainult tahkus,   vaid   ka   aineolek   sõltuvus   temperatuurist.   Nagu   diislikütustel,   määratakse   ka mootoriõlidel hangumistemperatuur, see peab olema vähemalt 10 C võrra madalam kõige madalamast   töötemperatuurist.   Mootoriõlid   on   mittevastupidavad   õhuhapniku   suhtes   . Kuigi kanistris seistes ei juhtu õliga midagi, võib ta töötades kuumeneda ning hakkab seejärel oksüdeeruma. Tekivad karboksüülhapped, mis hakkavad metalli pinda söövitama.        Plastsed määrded Plastsed  määrded  ei  ole  tegelikult   ei  õlid  ega  ka  tahked  määrded.   Nad koosnevad vähemalt kahest komponendist, millest üks on peaaegu tahke, teine vedel. Plastse määrde struktuur kujutab  endast tahkemas komponendist moodustunud võrku, mille  vahed on täidetud   vedela   komponendiga.   Selline   süsteem   läheb   hõõrdumisel   üleni   vedelasse, õlitaolisesse olekusse, hõõrdumise lakkamisel aga esialgne struktuur taastub. Seda nähtust nimetatakse tiksotroopiaks. Tahkeks komponendiks on enamasti mitmesugused seebid. Naatriumseepida   kõrval   kasutatakse   liitium-   ja   baariumseepe.   Mõnikord   on   tahkeks komponendiks ka parafiin. Vedelaks komponendiks on mitmesugused õlid. [1]       Katlakütused ehk kütteõlid

8 Vedelaid   katlakütuseid   kasutatakse   soojusenergia   tootmisel   keskküttekateldes,

aurukateldes   ja   mujal.   Üks   tähtsamaid   katlakütuseid   on   masuut,   mis   jääb   nafta destillatsiooni jäägiks. Kütteõlidena kasutatakse ka mitmesuguseid muid vähem lenduvaid vedelaid naftasaadusi ja jääke, mis mujal kasutamiseks ei kõlba, sest katlakütuste suhtes ei ole   nõuded   nii   ranged   kui   varem   vaadeldud   bensiinide,   diislikütuste   ja   määrdeainete suhtes. Vedelkütused on mitmes mõttes paremad, kui tahked, sest nende põletamisel ei teki tahkeid jääke.         Õlide ümbertöötlemine Läbitöötanud määrdeõlisid võib kasutada katlakütusena, kuid see ei ole majanduslikult kõige   mõistlikum,   kuna   põhiline   osa   alkaane   on   läbitöötanud   määrdeõlis   säilinud. Sellepärast suunatakse läbitöötanud määrdeõlid sageli ümbertöötlusele, nii hoitakse kokku nafta   tootmise   ja   eeltöötlemise   kulutused.   Läbitöötanud   õlid   sisaldavad   peale oksüdatsioonil   ja   polümerisatsioonil   tekkinud   enam   või   vähem   tahkete   lisandite   veel metallitolmu,   sageli   ka   vett.   Mõnel   juhul   tuleb   aga   läbitöötanud   õli   uuesti destilleerimisele. Ka sel juhul on asi sageli majanduslikult tasuv, sest läbitöötanud õlist saab vedeldamisel kuni 85% puhast õli.        Plastmass        Plastmass on ka nafta üks saadustest. Plastmassid on sünteetilised materjalid, mis kujutavad endast kas puhtaid vaikusid või siis vaigu ja rea lisandite (täiteaine, värvaine jms.) sulamit.  Täiteained on kas pulbrilised, kiulised, teralised või rullmaterjali kujulised. Nende ülesandeks on materjali omaduste modifitseermin ja füüsikaliste ning mehaaniliste omaduste parandamine, tihti ka maksumuse alandamine.   Milleks plastmassi kasutatakse? Plastiktorud joogi- või reovee juhtimiseks, plastikaknad, mis kindlustavad, et soe või jahe jääks   tuppa   ning   müra   välja!   Plastikust   põrandakatted   (näiteks   köögis)   ja   vaht,   mis tehakse samuti plastmassibaasil ja kasutatakse majade isoleerimiseks. Lisaks veel muidugi plastmassi   kasutamine  erinevate   kodumasinate  valmistamiseks.   Plastmasse  kasutatakse isegi maja vundamendi ehituses ning värvi tootmisel.

9 KOKKUVÕTE

          Selles   referaadis   oli   juttu   naftast.   Nafta   on   meile   kõigile   ülitähtis   eluks   vajalik maavara, ilma selleta ei ole võimalik elada, sest seda leidub kõikjal: palstikust esemetes, autode   -   ja   lennukitekütus.   Nende   tooraine   on   nafta.

10 KASUTATUD KIRJANDUS 1. Plastmassid ehituses[9.märts 2011]

www.futurenergia.org

2. Timotheus, H.(1999). Pratiline keemia. 3. Nafta – Vikipeedia[6.märts 2011]

http://et.wikipedia.org/wiki/Nafta

4. Eesti. (1992). Eesti entsüklopeedia 6.kd. Talinn. 594

5. Eesti. (1994). Eesti entsüklopeedia 7.kd. Tallinn. 349-356

11 LISAD

Nafta töötlemise skeem

13

Document Outline

• SISUKORD
• SISSEJUHATUS
• TEKKIMINE
• AJALUGU
• KASUTAMINE
• OMADUSED
• Bensiin
• KOKKUVÕTE
• KASUTATUD KIRJANDUS
• LISAD