Nafta referaat (12)

Tallinna Polütehnikum
Nafta
Referaat
Õpilane: ****
Õpetaja: ****
Tallinn 2008
Kütused
Tehakse vahet taastuvate ja mittetaastuvate kütuste vahel. Mittetaastuvad ehk fossiilsed kütused on ammuses minevikus elanud organismide jäänused: nafta , kivisüsi, põlevkivi jms. Taastuvad kütused on puit ja biokütused(sõnnik, põhk jm jäätmed).
Teke
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. Mattudes läbis orgaaniline aine diageneesi ning muutus kerogeeniks, olles niiviisi osa tekkinud orgaanikarikkast settekivimist. Suurenev rõhk ning temperatuur viib kerogeeni lagunemiseni kergemateks molekulideks, mis hakkavad rõhu tõttu liikuma lähtekivimist välja ülespoole. Ülespoole liikuvatest vedelikest moodustavad süsivesinikud esialgu vaid tühise osa. See protsess toimub enamasti kahe kuni kolme kilomeetri sügavusel. Nafta 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.
Koostis
Nafta koosneb põhiliselt süsinikust (82...87%), vesinikust (12...15%), väävlist (1,5%), lämmastikust (0,5%) ning hapnikust (0,5%). 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. Parafiinide ehk alkaanide keemiline valem on CnH2n+2. Nende keemistemperatuur on 40...200°C. Nad on nafta peamised koostisosad. Nafteenide ehk tsükloalkaanide keemiline valem on CnH2n. Nad on raskemad ning keerukama struktuuriga kui parafiinid. Nende hulka kuulub ka asfalt. Aromaatsed ühendid on keemilise valemiga CnH2n-6. Nende hulka kuulub näiteks benseen . Aromaatsed ühendid kuuluvad küll alati nafta koostisse, kuid moodustavad sellest suhteliselt väikse osa.
Peale süsiniku ja vesiniku sisaldab nafta ka väävlit, hapnikku, lämmastikku, metalle ning mittetäielikult lagunenud orgaanilist ainet.
Omadused
Erinevatest maardlatest ammutatav nafta võib omada väga erinevat koostist ning sellest tulenevalt ka erinevaid omadusi. Nafta on väga tuleohtlik. Nafta erikaal on muutlik , kuid väiksem kui veel. Mida suurem on nafta erikaal, seda suurem on lisandite sisaldus. Näiteks rasked naftad sisaldavad väävlit rohkem kui kerged. Maapinnal olev nafta on madalama temperatuuri tõttu viskoossem kui sügaval Maa sees olev nafta. Nafta tiheduse hindamiseks kasutatakse API- skaalat . Vee tihedus API-skaalal on 10, kergemate vedelike tihedus on kümnest suurem. Naftat, mille tihedus on alla 20, loetakse raskeks naftaks, tihedusega 20...25 on keskmine ning tihedusega üle 25 loetakse naftat kergeks. 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 saa ka nafta kohta tuua välja keemis- ega sulamistemperatuure. Küll aga tuleb arvestada sellega, et madalatel temperatuuridel muutuvad nafta ja sellest valmistatud tooted viskoossemaks ning võivad seega põhjustada probleeme näiteks õlitatavatel masinatel , mida kasutatakse külmas kliimas.
Tootmine
Naftat saadakse pumbates või ammutades teda kompressorimeetodil, surudes vett naftakihi alla. Maagaasiga toimitakse samamoodi. Rohkesti ammutatakse naftat mere põhjast, nt Kaspia merest ja Põhjamerest.
Töötlemata kujul naftat kasutada ei saa. Puurtornidest pumbatud nafta esmane töötlemine toimub naftatööstusettevõttes. Naftast peab eraldama vee, mineraalosakesed(liiv ja savi), gaasilised süsivesinikud ning ka stabiliseerimisega naftagaas.
Seejärel transporditakse eeltöödeldud nafta tanklaevadega või torujuhtmete abil naftatöötlemistehastesse.
Nafta töötlemine
Stabiliseeritud naftat töödeldakse edasi naftatöötlemistehastes. Naftat kuumutatakse erilistes toruahjudes, aurud juhitakse destillatsioonikolonni. Kui naftat kuumutada, eralduvad kõigepealt madalaima keemistemperatuuriga ühendid, seejärel veidi kõrgemal temperatuuril keevad ühendid jne. Keemistemperatuuri järgi jaotatakse nafta fraktsioonideks. Bensiini põhikomponendiks on vedelad alkaanid (C5-C10), mida saadakse keetes naftat 40-210 kraadi juures. Diislikütust aga keetes 200-350 kraadi juures. Keskmine nafta annab destilleerimisel kuni 15% bensiini, kuni 20% petrooleumi, kuni 20% diislikütust ja ligi 50% masuuti. Viimast kasutatakse määrdeõlide tootmiseks ning katlakütusena.
Nafta saadused erinevatel temperatuuridel destilleerides:
Saadus Süsinike arv Keemistemperatuur
Gaasid C1-C4 C5H12 + C5H10
CnH2n+2 –alkaan
CnH2n–alkeen
Katalüütiline krakkimine võimaldab termilise lagunemise protsesse suunata soovitavate reaktsioonide suunas.
C10H22 –katalüütiline krakkimine-> CH4 + C9H18
Kasutus
Naftat kasutatakse peamiselt kütuse ja ligi 10% ka keemiatööstuse toorainena. Vedelkütus ja nafta kerged fraktsioonid on naftakeemiatööstuse tooraine . Parafiine kasutatakse paberitööstuses ja meditsiinis. Raskeid destillaatidest valmistatakse määrdeaineid ning rasked jäägid on asfaldi tooraine.
Kasutatud materjalid:
http://et.wikipedia.org/wiki/Nafta
http://et.wikipedia.org/wiki/Raske_nafta
http://en.wikipedia.org/wiki/Naphtha
http://en.wikipedia.org/wiki/Oil