Nafta
Nafta ir šķidrs, eļļains degizraktenis. Tā sastāv no dažādiem ogļūdeņražiem (piemaisījumu veidā tajā ir arī daži citi organiski savienojumi). Nafta parasti ir tumšā, zaļganbrūnā krāsā, bet tā var būt arī gaiši brūna, sarkana vai pat bezkrāsaina. Gaismā nafta fluoristicē.
Naftas elementsastāvs ir šāds: C-80…88%, H-10…14%, O-0,1…7%, S-0,01…5%.
Ja naftā pārākumā ir alkāni, tad to sauc par metāna naftu vai parafīnnaftu. Tāda nafta ir Pensilvānijā (ASV). Bet, ja tajā pārākumā ir cikloalkāni, tad to sauc par naftēnu naftu. Tāda nafta ir, piemēram, Azerbaidžānā.
Nafta ir bijusi pazīstama jau sirmā senatnē. Šumērā, Asīrijā, Bābelē to lietoja gaismekļos, par konservēšanas līdzekli un līmvielu. Apmēram no 400. gada destilētu naftu, tā sakot, „balto naftu” (benzīnu un petroleju) lietoja degbultās. Viduslaikos naftu sāka saukt par petroleju (no grieķu petra- klints, latīņu oleum- eļļa). Tagad tā sauc vienu no naftas destilācijas frakcijām.
Iekšdedzes dzinēju degvielai ļoti svarīgs ir oktānskaitlis. Jo lielāks ir šis skaitlis, jo mazāka tieksme ir degvielai motora cilindrā detonēt. Oktānskaitļa skalu sastāda, normālam heptānam dodot šī skaitļa nulles vērtību un izooktānam- vērtību 100: CH (CH ) CH oktānskaitlis ir 0
CH
CH – C – CH – CH – CH oktānskaitlis ir 100
CH CH
Degvielai oktānskaitli nosaka, salīdzinot tās tieksmi detonēt ar tieksmi detonēt maisījumam, kurš sastāv no n- heptāna un izooktāna. Ja detonēšanas tieksme ir vienāda, tad degvielas oktānskaitļa vērtību norāda izooktāna tilpumdaļa (procentos) n- heptāna un izooktāna maisījumā.
Naftu destilējot, iegūtās benzīna frakcijas masas daļa ir tikai 5-20%. Turklāt oktānskaitlis šim benzīnam ir mazs (34-45). Tāpēc naftas destilācijas frakcijas kremē 500-600ºC augstā temperatūrā. Tā iegūst benzīnu ar ievērojami augstāku oktānskaitli. Savukārt degvielu, kuras oktānskaitlis ir 85-95, iegūst riformingā. Tā sauc benzīna frakcijas apstrādi ar ūdeņradi 500ºC augstā temperatūrā un 1-5 MPa spiedienā katalizatora (Pt + Re vai arī MoO , CoO un Cr O maisījums) klātbūtnē.
Naftas destilēšana
Izejviela- nafta, no kuras ir izdalītas gāzes (CH , C H , C H , C H ) un petrolēteris, kas satur ogļūdeņražus ar 5 un 6 oglekļa atomiem.
Process- naftu uzkarsē cauruļkrāsnīs un ievada destilācijas jeb rektifikācijas kolonnā (skatīt 6.23. att.), kurā tā sadalās frakcijās. No dažādām kolonnas vietām izvada benzīna, ligroīna, petrolejas, solāreļļas frakcijas. Pāri paliek mazuts.
Mazutu uzkarsē cauruļkrāsnī un ievada citā destilācijas (rektifikācijas) kolonnā, kurā spiediens ir tikai 8-10,5 KPa. No šīs kolonnas izvada dažādas smēreļļas un pāri paliek gudrons.
Galvenās naftas destilācijas frakcijas ir šādas:
1.) Benzīns (vieglais benzīns- virš. temp. 40-100ºC un smagais benzīns- virš. temp. 100-180ºC). Tas sastāv no ogļūdeņražiem, kuru molekulās ir 6-11 oglekļa atomi. Lieto par degvielu, bet oktānskaitlis ir tikai 30-45. Tāpēc lielu daļu šī benzīna pārstrādā krekinga vai riforminga procesā.
2.) Petroleja (virš. temp. 180-240ºC). Tā sastāv no ogļūdeņražiem, kuru molekulās ir 10-14 oglekļa atomi. Lieto apgaismošanai, par degvielu un izejvielu krekingam.
3.) Solāreļļa (virš. temp. 240-360ºC). Tā sastāv no ogļūdeņražiem, kuru molekulās ir 11-20 oglekļa atomi. Lieto par dīzeļdegvielu vai pārstrādā krekingā.
4.) Smēreļļas, to īpašības (viskozitāti paaugstinātā temperatūrā u.c.) uzlabo, pievienojot dažādas piedevas.
Naftas pārstrāde
Naftas pārstrāde notiek lielos patēriņa centros un ostu tuvumā. Pārstrādes uzņēmumi attīra naftu no ūdens u.c. piemaisījumiem, iegūst dažādus naftas pārstrādes produktus (degvielu, eļļas, parafīnu, mazutu u.c., pavisam ap 300 produktu veidus). Naftas produktus izmanto gan kā kurināmo, gan kā vērtīgu izejvielu organisko vielu sintēzē, ražojot plastmasas, mākslīgās šķiedras, sintētisko kaučuku u.c. izstrādājumus. Pasaulē ik gadu no naftas iegūst 340 milj. Tonnu visdažādāko produktu un sintētisko materiālu.
Naftas produktiem nopietnas konkurences nav arī transporta degvielas tirgū, jo automašīnu skaits pasaulē joprojām pieaug. Prognozē, ka lielākajā daļā attīstīto valstu naftas patēriņa pieauguma tempi tuvākajos gados tomēr būs zemi (Eiropā- vidēji 0,4% gadā, Āfrikā, Centrālamerikā un Dienvidamerikā- 2% gadā, Austrālijā un Jaunzēlandē- 1,6% gadā). Tas var būt saistīts gan ar naftas cenu izmaiņām pasaulē, gan ar jaunu enerģētisko resursu meklējumiem.
Zinātnieki saka, ka izmantojamo naftas krājumu pietiks turpmākajiem 55-60 gadiem. Daudzas valstis īsteno naftas taupības programmas, cenšoties naftu aizvietot ar dabasgāzi un oglēm. Nākotnē naftu aizvietos ar atjaunojamu izejvielu- biomasu, kuras ikgadējais pieaugums pasaulē ir 20 reizes lielāks nekā pašreizējā naftas, ogļu un gāzes ieguve kopā.
Naftas patēriņa rajoni atrodas ļoti tālu no galvenajiem ieguves rajoniem, tāpēc milzīgs daudzums naftas ir jāpārvadā lielos attālumos. Pasaules jūras transportā nafta ir galvenā krava.