Nafta Klaara Kask Laitse 19 08 2011 Seos

Nafta Klaara Kask Laitse, 19. 08. 2011

Seos õppekavaga • 10. klassi keemia kursus Orgaaniline keemiatööstus ja energeetika. Õppesisu: • Kütused ja nafta. Nafta ja maailm. Nafta töötlemine. Autokütused. • Keemiatööstuse seos keskkonna, majanduse ja poliitikaga. • Põhimõisted: taastuv kütus, fossiilkütus, nafta, krakkimine, oktaaniarv,

Gümnaasiumi keemiaõpetusega taotletakse, et õpilane: • rakendab keemiaprobleeme lahendades loodusteaduslikku meetodit, arendab loogilise mõtlemise võimet, analüüsi- ja järelduste tegemise oskust ning loovust; • hangib keemiainfot erinevaist, sh elektroonseist teabeallikaist, analüüsib ja hindab saadud teavet kriitiliselt;

• langetab igapäevaelu probleeme lahendades kompetentseid otsuseid; • mõistab looduse, tehnoloogia ja ühiskonna vastastikuseid seoseid ning saab aru nende mõjust elukeskkonnale ja ühiskonna jätkusuutlikule arengule; • suhtub vastutustundlikult elukeskkonnasse ning väärtustab tervislikku ja säästvat eluviisi.

Nafta. Ajaloost. • Nafta esmakasutamise au omistatakse sumeritele. Väga ammu tunti naftat ka Hiinas ja Egiptuses (~6000 a. e. Kr) ning osati sellest petrooleumi saada. Seda kasutati lambiõlina, ravimina ja kõige enam sõjapidamiseks. • Esimene tänapäevane naftapuurtorn lasti käiku USA-s Pennsylvanias 1855. aastal. • Sõiduauto Ford esimene, 1892. aastal loodud mudel tarbis kütusena bensiini või piiritust.

Koostis • Nafta on vedelate ning nendes lahustunud gaasiliste ja tahkete süsivesinike segu. • Peamised naftat moodustavad ühendid on alkaanid, tsükloalkaanid ning vähesel määral aromaatsed ühendid. • Elemendiline sisaldus: süsinik (82. . . 87%), vesinik (12. . . 15%), väävel (1, 5%), lämmastik (0, 5%) ning hapnik (0, 5%).

Füüsikalised omadused • Nafta on iseloomuliku ebameeldiva lõhnaga, suitseva leegiga põlev väga tuleohtlik vedelik. • Nafta ei lahustu vees. • Maapinnal olev nafta on madalama temperatuuri tõttu viskoossem kui sügaval Maa sees olev nafta.

Füüsikalised omadused • Nafta tihedus: kerge nafta vähem kui 830 kg/m 3 ; keskmine nafta 830 -860 kg/m 3 ja raske nafta enam kui 860 kg/m 3 • Nafta värvus ulatub peaaegu värvitust kuni mustani, enamasti on see pruunikat tooni. Et nafta on ühendite segu, millel on erinevad keemis- ning sulamistemperatuurid, ei ole naftal ühtset keemis- ega sulamistemperatuuri.

Optilised omadused • Palja silmaga on nähtav isegi 0, 0003 mm paksune naftakiht. Seda tingib nafta omadus muuta polariseeritud valguse tasapindu, mis on tingitud nafta tekkel settinud organismide kolesteriini lagunemissaadustest.

Tootmine • Nüüdisajal toodetakse naftat puuraukude kaudu. Nafta purskab gaasi survel või kompressorimeetodil. • Nafta saamiseks puhul pumbatakse maa sisse vett. Kuna nafta on veest kergem siis koguneb ta kõrgematesse kohtadesse, kust on kättesaadav.

Suurimad naftatootjad • Järjestatult 2004. aasta andmete alusel, miljonit barrelit päevas: • Saudi Araabia – 10, 37 • Venemaa – 9, 27 (2010. aastal juba 10, 26) • Ameerika Ühendriigid – 8, 69 • Iraan – 4, 09 • Mehhiko – 3, 83 • Hiina – 3, 62

Toornafta transport

Nafta käitlemine Eestis • Venemaa naabrus ning olemasolev arenenud infrastruktuur. • Tallinna Sadamas tegutsevate naftaoperaatorite mahutipark moodustab ca 2, 0 mln m 3. • Eestis käideldakse naftasaadusi Muuga sadamas, Paldiski lõunasadamas ja Paljassaare sadamas.

Töötlemine • Töötlemata toornafta on põhiliselt naftakeemia tooraine (~10% naftatoodangust).

Nafta kui keemiatööstuse tooraine Naftast toodetakse • Eteeni, mis on lähteaineks sünteetilise etanooli tootmiseks (ravimid, kosmeetikatooted, tindid, värvid, pesupulbrid, puhastusvahendid, jne), • Propeeni, kloroeteeni, butadieeni, • Etaanhapet, • Benseeni ja tolueeni.

“Naftasõltuvus”

Nafta eeltöötlemine • Nafta töötlemine algab gaaside (lenduvad süsivesinikud, millest olulisim on metaan) eraldamisest, seejärel kõrvaldatakse vesi ja mineraalained.

Rafineerimine • Rafineerimise käigus puhastatakse nafta ka väävlist, sest atmosfääri paiskudes põhjustaks väävel palju keskkonnaprobleeme. Sõltuvalt leiukohast võib väävli sisaldus ulatuda kuni 5%ni. Soomes Porvoos Neste OÜ-le kuuluv nafta töötlemistehas toodab lisaks naftasaadustele ka 40 000 tonni väävlit aastas.

Fraktsioneeriv destillatsioon • Fraktsioneeriv destillatsioon toimub normaalrõhul. Rektifikatsioonikolonnist (üksteise peale asetatud destillatsioonikolonnid) saadakse fraktsioonid, mis on siiski veel paljude ainete segud.

Nafta fraktsioonid

Bensiinid jagunevad nelja suuremasse rühma: • auto e mootoribensiinid, • avio e lennukibensiinid, • väikemootorite bensiinid ja • lahustibensiinid.

Autobensiin • Bensiini oktaanarv on tema detonatsioonikindlust iseloomustav suurus. • Etalonsegud, millega võrreldakse bensiini detonatsioonikindlust on saadud heptaani (oktaanarv=0) ja isooktaani (oktaanarv=100) segamisel.

Autobensiin • A 95 märgib autobensiini oktaanarvuga 95, see tähendab et bensiin käitub nagu segu, mis koosneb 95% isooktaanist ja 5% normaalheptaanist.

Lisandid • Detonatsioonikindluse suurendamiseks lisatakse bensiinile aineid, mis tõstavad oktaanarvu. Olulisemad: • Kuni 1999. aastani tetraetüülplii Pb(C 2 H 5)4 Suure mürgisuse tõttu keelati. • Metüül-tert-butüüleeter (CH 3 OC(CH 3)3) on antidetoneeriv lisand ökoloogilise, s. t. pliivaba bensiini valmistamisel.

• naftareostuse. VIDEO

Naftareostuse kahju • Hukkuvad linnud ja loomad, kes on naftaga koos (aurude sissehingamine, imbumine läbi naha, imbumine sulgedesse). • Hukkuvad linnud ja loomad, kes söövad reostunud toitu (toituvad molluskitest, surnud lindudest). • Pikaajaline mõju?

Mõju merikilpkonnadele • Naftaga kokkupuutunud merikilpkonna nahk ei reguleeri enam vere soolsust, pinnale õhku hingama tõusnud loom võib neelata naftaosakesi või dispergente, mis põhjustavad mürgitust.

Naftareostuse pikaajaline mõju • Väärtuslike elupaikade kahjustamises või hävimises (põhjataimestik, kalade, krevettide, austrite jt elupaigad, rändekorid ja koelmud). • Korallriffidele jõudnud nafta ummistab polüüpide õõned, korall sureb ja koos sellega kogu rohke elustik ( «merede vihmametsad» ).

Mõju lindudele • Nafta kleepub lindude sulestikule, mille tulemusel see kaotab sooja- ja veepidavuse, sulestikku puhastades neelab lind naftat ja kõht läheb lahti, lõpuks ta hukkub.

2006. aasta Loode-Eesti naftareostuses • hukkus 20 000 – 30 000 lindu. Mõnd linnuliiki, kes Eesti rannikul talvitub, on vaid mõni tuhat isendit. Kui õnnetus oleks juhtunud Saaremaa rannikul, kus pesitsevad kirjuhahad, võinuks see tähendada kirjuhaha siinse asurkonna lõppu.

Kuidas puhastada naftareostust? • Ujuvad või sadamates paiksed õlitõkked, • Pumbad viskoossete vedelike jaoks, • Dispergendid (NB! Läänemeres ei saa kasutada) • Survepesu, ka sooja veega, • Reostuse kogumine ja kahjustustamine, • Jäätmekäitlus.

Dispergendid • Dispergentide pihustamine kaotab küll nafta merepinnalt, näidates lennukitelt filmides naftalaigu vähenemist, kuid tegelikkuses ei kao ju nafta kuhugi, vaid lõhustub osakesteks ning ladestub lõpuks ikka põhja, hävitades teel pinnalt põhja kõik elusa, millega kokku puutub.

Mõned faktid • Reostustõrjevahendite nappus või valmisoleku puudumine tingib reostuse jõudmise rannikule, kust selle likvideerimine on kümneid kordi kallim reostuse likvideerimisest merel, rääkimata kordades suuremast keskkonnakahjust. • 2000. aastal Muuga sadamas lekkinud laeva Alambra reostustõrjetööd maksid 4 miljonit krooni: lekkis 250 tonni masuuti, reostus ei väljunud sadama akvatooriumist.

Naftareostused Eestis • • • Alambra - september 2000; Loode-Eesti rannik – jaanuar 2006; Uppus Runner-4 - märts 2006; Sõrve säär – jaanuar 2008; Hiiumaa rannik (Voyager II) – veebruar 2008.

Pedaspea reostus • Eesti eeliseks on suhteliselt madal õhutemperatuur enam kui pool aastat. Janne Kallakmaa Pedaspea külast rääkis : “Kuna ilmad on veel jahedad, on nafta jäänud kaldale suuremate või väiksemate tükkidena, neid on kerge koristada – torgata kepi otsa ja tõsta kotti”. Kokku saadi Pedaspealt viis kotitäit hangunud naftat (Sõnumileht, 05. 09).

TÄNAN KUULAMAST!