- Mis on peamine süsivesinike allikas looduses?
- Miks peab naftat töötlema?
- Kus ja milleks kasutatakse erinevaid naftasaadusi?
Mitmekülgne nafta
Nafta kasutamise ajalugu ulatub enam kui 5000 aasta taha, mil sumerid tarvitasid maapinnale immitsenud toornaftat näiteks ehituses ja ornamentide tegemisel. Vanad egiptlased ravisid naftaga näiteks haavu ja kõhukinnisust. Siiski on nafta olnud eelkõige energiaallikas ning nii, kuidas on kasvanud inimkonna vajadus kütuste järele, on täiustunud ka nafta töötlemine. Naftast saab tänapäeval hulga väärtuslikke tooteid, kusjuures kõikidele komponentidele on leitud rakendus ning jääke peaaegu pole.
Süsivesinikud looduses
Süsivesinikke leidub looduses fossiilsete kütuste, näiteks maagaasi ja nafta koostises. Fossiilsed kütused on tekkinud elusorganismide, st orgaanilise aine lagunemisel väga pika aja jooksul.
Maagaas ja metaan
Maagaasi põhikomponent on metaan (CH4). Metaani kasutatakse peamiselt elektri ja soojuse tootmiseks. Metaan on väga hea kütus, kuna annab palju rohkem soojust kui näiteks puit või kivisüsi. Metaani kasutatakse ka keemiatööstuses toorainena, näiteks vesiniku ja teiste süsivesinike tootmiseks.
Metaan tekib looduses taimejäänuste lagunemisel soodes ja seisva veega veekogudes. Biojäätmete (sõnniku, komposti, muda jms) lagunemise käigus tekib biogaas, mis sisaldab peamiselt metaani ja süsihappegaasi. Biogaasi, aga ka biogaasi puhastamisel saadud biometaani saab kasutada elektri ja soojuse tootmiseks.
Nafta
Nafta on peamiselt süsivesinikest koosnev ainete segu. Nafta on tekkinud kõrge temperatuuri ja rõhu mõjul miljonite aastate eest settekivimite alla mattunud surnud organismidest. Erinevatest leiukohtadest saadud nafta võib olla väga erineva koostisega. Nafta on kollaka kuni tumepruuni värvusega õlitaoline vees lahustumatu vedelik. Nafta on väga tuleohtlik.
Nafta on üks tähtsamaid maavarasid, mida kasutatakse peamiselt kütuste ja keemiatööstuse toorainena. Nafta töötlemisel saadakse väärtuslikke saadusi.
Naftasaadused
Toornaftas sisalduvad süsivesinikud eralduvad destilleerimise käigus. Nafta destillatsioon toimub suurtes tornikujulistes seadmetes ehk kolonnides. Toornafta kuumutatakse (u 400 ℃), et aurustada selle koostisosad. Saadud gaaside segu suunatakse destillatsioonikolonni, kus saadused eralduvad keemistemperatuuri põhjal: kõige madalama keemistemperatuuriga ühendid eralduvad kõige kõrgemal, allpool eralduvad natuke kõrgema keemistemperatuuriga ühendid jne. Igast kolonni osast väljub süsivesinike segu, mille koostis on osaliselt sarnane.
Kõige madalama keemistemperatuuriga (ja kõige lühema keskmise süsinikahelapikkusega) naftasaadust nimetatakse vedelgaasiks (süsiniku aatomite arv ahelas 1–4). Vedelgaas sisaldab peamiselt propaani ja butaani. Tegelikult vedelat gaasi olemas pole, nimetus tuleb sellest, et propaani ja butaani segu muudetakse kõrge rõhu all vedelikuks. Vedelgaasi on mugav transportida balloonides ja see leiab kasutust nii majapidamisgaasina gaasipliitides jm kütteseadmetes kui ka mootorikütusena.
Kui naftat destilleeritakse atmosfäärirõhul, on kõige madalama keemistemperatuuriga saaduseks bensiin (süsiniku aatomite arv ahelas 5–10), sellele järgnevad petrooleum (süsiniku aatomite arv ahelas 10–16) ja diislikütus (süsiniku aatomite arv ahelas 12–20). Neid naftasaadusi kasutatakse peamiselt mootorikütustena. Lühikese ahelaga vedelaid süsivesinikke ja bensiini kasutatakse ka lahustina, näiteks keemilises puhastuses rasvaplekkide eemaldamiseks.
Pikema ahelaga süsivesinikke sisaldavat naftatöötlemisjääki nimetatakse masuudiks. Masuudist eraldatakse vaakumdestillatsiooni teel määrde- ja muud õlid (süsiniku aatomite arv ahelas 20–40, aheldad hargnenud) ning parafiin (süsiniku aatomite arv ahelas 20–40, ahelad lineaarsed). Määrdeõlid sobivad kõrge keemistemperatuuri ja sobiliku konsistentsi poolest vähendama hõõrdumist ja kulumist masinate liikuvates osades. Parafiin on valge tahke aine, millest valmistatakse küünlaid, kuid mida kasutatakse ka meditsiinis ning tööstuses. Masuudi destillatsiooni jääk on bituumen (süsiniku aatomite arv ahelas 40+), mis on üks asfaldi koostisosa.
Ma tean, et...
- Maagaas ja nafta on süsivesinike peamiseks looduslikuks allikaks.
- Maagaasi põhikomponent on metaan (CH4).
- Nafta on süsivesinike segu, mille destilleerimisel saab erinevaid naftasaadusi.
Küsimused
- Mis on maagaas? Kus seda kasutatakse?
- Kuidas töödeldakse naftat?
- Nimeta olulisemad naftasaadused ja too näiteid nende kasutamise kohta.
