3) Нафта. Склад, властивості нафти.

За фізичними властивостями нафта – це густа оліїста рідина зі специфічним запахом, темно-бурого чи чорного кольору, легша за воду і нерозчинна в ній. Нафта різних родовищ відрізняється за складом, густиною, кольором, запахом тощо.

Нафта не є індивідуальною речовиною, це суміш близько 1000 різних речовин, серед яких переважають рідкі насичені вуглеводні, в ній також містяться домішки сульфуро-, нітрогено-, оксигеновмісних органічних сполук, водний розчин неорганічних солей.

Нафта відома людям здавна. Її почали використовувати близько 5000 років тому в місцях, де вона просякала на поверхню грунту. Горючість нафти помітити було неважко, тому й застосовувалась вона переважно як паливо, для освітлення, а також як мастило. Нафтопродукти використовувалися стародавньою медициною у вигляді мазей, для бальзамування мумій тощо. Сирою нафтою обробляли днища кораблів для гідроізоляції. Стародавні шумери застосовували нафтовий бітум як будівельний матеріал, у Китаї нафта використовувалась з військовою метою.

Нафта входила до складу відомого в стародавні часи так званого «грецького вогню», що займався від контакту з водою і спалив не один військовий корабель. Погасити його можна було тільки піском.

Нафту видобувають з надр Землі через свердловини. Іноді під час буріння вона спершу викидається на поверхню під тиском, потім до свердловини закачують повітря, вуглекислий газ чи воду, які витискують нафту. З районів видобутку до місць переробки нафту перевозять сушею (в залізничних цистернах), морем чи рікою (у танкерах) або перекачують нафтопроводами.

4) Продукти нафтопереробки, їх застосування.

Перегонка нафти.

Не всі з вас бачили сиру нафту, але всі знають, що таке бензин, гас, вазелін, мазут. Ці продукти є нафтовими фракціями, що утворюються внаслідок перегонки нафти.

Як суміш речовин нафта не має певної температури кипіння, а переходить у газуватий стан у широкому інтервалі температур. Нафту можна розділити на складові частини (фракції) із значно вужчими інтервалами температур кипіння за допомогою методу фракційної перегонки. Нафтові фракції – теж не індивідуальні речовини, хоча й містять близькі за складом і властивостями сполуки.

Цей процес можна відтворити в лабораторії. Нагріємо нафту в колбі з приєднаним водяним холодильником. При цьому низько киплячі її компоненти переходять у газуватий стан, охолоджуються, конденсуються. Подальшим нагріванням до вищої температури можна виділити іншу фракцію і так далі.

На виробництві перегонка здійснюється у ректифікаційній колоні.

Під час перегонки нафти ніяких хімічних змін із продуктами не відбувається, спосіб базується на різних фізичних властивостях, а саме: різних температурах кипіння речовин, що входять до складу нафти. Але є способи її переробки, під час яких відбуваються хімічні реакції, коли речовини зазнають змін складу і будови.

Крекінг нафтопродуктів.

Серед продуктів перегонки нафти в побуті донедавна найширше використовувався гас: для освітлення (у гасових лампах), приготування їжі (примуси). Потім гас було замінено у багатьох випадках електроенергією і природним газом. Водночас розвиток автомобільної промисловості потребував усе більшої кількості пального для двигунів. Зрослі потреби не задовольнялися перегонкою нафти, при якій залишається значна частина продуктів з високою температурою кипіння. Проблема була розв’язана завдяки переробці високо киплячих фракцій на низько киплячі, що становить основу пального.

Як виявилося, під час нагрівання до 400 ⁰С і вище вуглеводні. Що входять до кладу мазуту, газойлю. Розкладаються на вуглеводні з низькою молекулярною масою.

С₁₆Н₃₄ → С₈Н₁₈ + С₈Н₁₆

Гексадекан октан октен

С₈Н₁₈ → С₄Н₁₀ + С₄Н₈

Октан бутан бутен

С₄Н₁₀ → С₂Н₆ + С₂Н₄

Бутан етан етен

Цей процес називається крекінгом. Крекінг здійснюють за високої температури (термічний крекінг) або за наявності каталізатора (каталітичний крекінг), що дає змогу значно знизити температуру процесу.

Переробка нафти не обмежується перегонкою і крекінгом. За допомогою інших, технічно і хімічно складніших процесів добувають різноманітні за складом і будовою органічні продукти, що широко використовуються самі по собі, а також як сировина для хімічної промисловості.

Галузь виробництва, що займається переробкою нафтопродуктів, називається нафтохімією.

Застосування нафтопродуктів.

Нафта відіграє надзвичайно велику роль у житті людства, у розвитку цивілізації. Насамперед це одне із найважливіших джерел енергії, що вивільнюється в результаті спалення нафтопродуктів. Крім того, хімічною переробкою нафти добувають незліченну кількість речовини, що використовуються, без перебільшення, скрізь, куди не поглянемо.

У результаті хімічної переробки чорна олійна рідина перетворюється на волокна і пластмаси, на запашні і вибухові речовини. Ліки і барвники. Чим глибша переробка нафти, тим більше корисних продуктів можна добувати з неї.

Можна сказати, що ми залежимо від нафти, оскільки поки що вона незамінна як сировина для синтезу і для виробництва пального. На жаль, ще й сьогодні у вигляді пального більша частина нафтопродуктів спалюється (до 87% видобутку) і лише 13 використовується для хімічної переробки.