Nafta yra iškastinis kuras, atsirandantis iš organinių medžiagų, veikiamų sudėtingų geologinių procesų. Ši klampi, juodos ar tamsiai rudos spalvos medžiaga tapo itin svarbi pasaulio ekonomikai ir pramonei dėl savo aukštos energinės vertės bei galimybės ją perdirbti į daugybę naudingų produktų, tokių kaip degalai, plastikai ar cheminės medžiagos.
Naftos istorija
Naftos panaudojimo ištakos siekia senovės civilizacijas, kurios pastebėjo, jog iš žemės ištekanti tamsi, klampi medžiaga pasižymi degiosiomis savybėmis ir gali būti pritaikoma kasdieniame gyvenime. Senovės Mesopotamijoje nafta veikė kaip statybinė rišamoji medžiaga, tepalas, o kartais netgi įvairių tepalų bei dažų pagrindas. Senovės Egipte ji buvo maišoma su sakais ar kitomis dervomis, taip sudarant tinkamą priemonę laivų sandarinimui bei mumijų balzamavimui.
Vis dėlto tikrą proveržį naftos naudojimas pasiekė XIX a. viduryje, pradėjus komercinius gręžimo darbus JAV, Pensilvanijoje. Vos tik atradus efektyvesnius gręžimo metodus, naftos gavyba išplito po visą pasaulį, o tai tapo lemiamu veiksniu:
- Pramonės augimui: masiškai gaminami degalai ir pramoninės žaliavos sukėlė pramonės revoliuciją.
- Infrastruktūros plėtrai: formavosi pasaulinė transporto sistema, paremta naftos ištekliais.
- Geopolitinei įtakai: valstybės, turinčios didelius naftos išteklius, įgijo reikšmingą geopolitinę galią.
XX a. susiformavo moderni naftos pramonė, kuri iki šiol išlieka vienu svarbiausių pasaulio energetikos ir ekonomikos ramsčių.
Plačiau apie tai skaitykite čia: naftos istorija.
Naftos atsiradimas
Nafta formuojasi per daugybę milijonų metų, kai dideli kiekiai organinių likučių (jūrų dumblių, planktono, kartais ir sausumos augalų liekanų) nugrimzta į vandens telkinių dugną, pasidengia nuosėdomis, o ilgainiui patenka į gilesnius Žemės sluoksnius. Svarbiausia, kad tuo metu aplinka būtų beveik be deguonies, kitaip organika visiškai suirtų. Užpiltuose nuosėdų sluoksniuose vyksta įvairūs cheminiai bei mikrobiologiniai procesai, kurie transformuoja pradinę organiką į sudėtingus angliavandenilių junginius.
Pasiekus tam tikrą gylį, dėl padidėjusio slėgio ir temperatūros prasideda katagenezės fazė, kurios metu ilgos organinių molekulių grandinės skyla ir keičiasi, pamažu virsta skystomis bei dujinėmis angliavandenilių formomis. Šios molekulės migruoja į akytas ar skilusias uolienas, kurios vadinamos rezervuarinėmis, o sulaiko jas dengiančiosios (hermetiškos) uolienos. Taip susidaro naftos telkiniai – ertmės, pripildytos skystų angliavandenilių.
Plačiau apie tai skaitykite čia: iš kur atsirado nafta?
Naftos fizinės savybės
Nafta paprastai būna tamsiai rudos arba beveik juodos spalvos, nors atskiruose telkiniuose jos atspalvis ir klampumas gali skirtis. Tai sudėtingas angliavandenilių mišinys, kuriame aptinkama ir sieros, azoto bei deguonies junginių. Kuo mažesnis sieros kiekis, tuo nafta laikoma „lengvesne“ ir kokybiškesne.
Norint atskirti skirtingų telkinių naftą, taikomi fizikiniai bei cheminiai tyrimai. Iš jų paaiškėja, kokią realią naudą galima gauti ją perdirbant. Naftos fizikines savybes svarbu žinoti ir gavybos metu – esant didesniam klampumui, išgavimo procesai tampa sudėtingesni ir brangesni.
Tarp svarbiausių naftos fizikinių savybių išskiriamos:
- Tankis ir klampumas: lemia, kiek paprasta ją išgauti ir transportuoti.
- Garavimo slenkstis: nurodo, kiek skirtingų produktų galima išskirti distiliacijos metu.
- Užsidegimo temperatūra: rodo, kaip lengvai naftos garai užsidega, o tai svarbu saugiam perdirbimui.
Plačiau apie tai skaitykite čia: naftos fizinės savybės ir naftos cheminės savybės.
Naftos gavyba ir perdirbimas
Naftos gavyba prasideda nuo nuodugnių geologinių bei geofizinių tyrimų, kuriuos atlikdami specialistai siekia nustatyti galimus naftos telkinius. Įrodžius, kad telkinys ekonominiu požiūriu gali būti pelningas, pradedami gręžimo darbai. Gavybos procesas vyksta tiek sausumoje, tiek jūroje. Pastaruoju atveju statomos specialios platformos, nuo kurių jūros dugne atliekami vertikalūs ar net horizontaliai nukreipti gręžimai.
Pirmųjų gavybos metų laikotarpiu dažnai užtenka vien natūralus telkinio slėgio, kad nafta veržtųsi į paviršių. Vėliau, slėgiui krentant, pasitelkiami papildomi išgavimo metodai:
- Antrinė gavyba: į telkinį pumpuojamas vanduo arba dujos, siekiant pakelti slėgį.
- Tretinė gavyba: naudojami cheminiai mišiniai ar garai, kurie „praplauna“ naftą ir padeda ją išstumti į paviršių.
Išgaunama žaliavinė nafta dažniausiai netinka tiesioginiam naudojimui, todėl toliau keliauja į naftos perdirbimo gamyklas. Perdirbant iš jos išgaunama benzinas, dyzelinas, aviacinis kuras, tepalai, plastikai bei daugybė kitų cheminių junginių, būtinų šiuolaikinei pramonei.
Gauta žaliavinė nafta pumpuojama į perdirbimo gamyklas, kur:
- Distiliacijos proceso metu ji suskaidoma į frakcijas pagal virimo temperatūrų diapazonus (nuo lengviausių dujų iki sunkiųjų mazuto likučių).
- Krekingo ir katalizinių procesų pagalba iš sunkiųjų likučių gaunama daugiau rinkoje vertingų degalų (pvz., benzino, dyzelino).
- Hidrinio valymo (hidrotreating) metu sumažinamas sieros ar kitų priemaišų kiekis, kad galutiniai produktai būtų ekologiškesni ir atitiktų standartus.
Plačiau apie tai skaitykite čia: kaip perdirbama nafta?
Naftos panaudojimas
Pagrindinė sritis, kurioje nafta itin svarbi, yra transporto sektorius. Visgi jos reikšmė kur kas platesnė:
- Degalai: benzinas, dyzelinas, aviacinis kuras – svarbiausi pasaulio transporto varikliai.
- Pramoninė gamyba: didelė dalis plastikų, cheminių medžiagų, tepalų ir sintetinių pluoštų gaminama būtent iš naftos.
- Energetika: kai kuriose šalyse nafta naudojama elektros gamybai, nors pastaruoju metu didėja atsinaujinančių energijos šaltinių reikšmė.
- Keliai ir statyba: bitumas, naudojamas asfaltui gaminti, taip pat gaunamas iš naftos likučių.
Kadangi nafta užima svarbią vietą pasauliniame energijos balanse, ją naudojant iškyla ir ekologinių bei socialinių iššūkių: šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas, naftos išsiliejimai, priklausomybė nuo svyruojančių naftos kainų. Nepaisant to, dar ilgą laiką nafta išliks reikšminga pasaulio ekonomikai ir pramonei, nors spartėjanti atsinaujinančios energijos plėtra jau pradeda keisti šį dinamišką sektorių.
Plačiau apie tai skaitykite čia: naftos produktai: kas gaminama iš naftos?