Nafta ir sarežģīts ogļūdeņražu maisījums, kura galvenā sastāvdaļa ir alkāni, alicikliskie savienojumi (naftēni) un to atvasinājumi. Nafta satur arī arēnus un dažādu piemaisījumu - skābekli saturošus atvasinājumus, sēra atvasinājumus, slāpekļa atvasinājumus, kā arī naftā izšķīdušās naftas pavadgāzes, ūdeni, minerālsāļus. Nafta ir eļļains šķidrums ar īpatnēju smaku, gaiši līdz tumši brūns, arī gandrīz melns. Blīvums 650-1050 kg/m3, pēc blīvuma izšķir vieglo, vidējo un smago nafta. Viršanas temperatūra >28oC; sacietēšanas temperatūra no 26o līdz -60o; sadedzes siltums 43,7-46,2 MJ/kg. Nafta šķīst organiskajos šķīdinātājos, nešķīst ūdenī, bet veido ar to emulsijas.
Nafta uzkrājas galvenokārt nogulmiežu tukšuos, veidojot iegulas, no kurām rodas atradnes. Lielākā daļa atradņu atrodas iežu antiklinālās krokās platformu ieliecēs, ieliektās platformu malās, reģenerēto kalnu ieplakās, alpīno kalnu malās un ieplakās.
Naftas ieguve (milj. barelu) 1991 g.
NVS3745
Saūda Arābija3001
ASV2691
Irāna1220
Ķīna1022
Meksika1041
Naftas rezerves (milj. barelu) 1992 g.
Saūda Arābija261937
Irāka100000
Apvienotie Arābu Emirāti98100
Kuveita95210
Irāna62500
Venecuēla59100
Lielākā daļa zinātnieku atzīst, ka nafta veidojas no augu un dzīvnieku atliekām, kas uzkrājušās jūras baseinu nogulās un pēc tam pārveidojušās litoģenēzes procesos zemes dzīlēs 1,2-6 km dziļumā. Par to liecina hemofosiliju atklāšana naftā, kā arī oglekļa stabilo izotopu sadalījums naftā, iežu organiskajās vielās un organismos. Tomēr eksperimentāli pierādīta arī neorganiskā naftas izcelšanās hipotēze, pēc kuras nafta rodas dažādās reakcijās Zemes mantijā.
Naftu plaši izmanto daudzās tautsaimniecības nozarēs, bet galvenokārt par kurināmi iekšdedzes dzinējiem (gan tieši, gan sadalot frakcijās pēc viršanas temperatūras) un par izejvielu ķīmiskajā rūpniecībā daudzu dažādu ķīmisku produktu ražošanai. Nafta ir viena no galvenajām enerģētiskajām izejvielām. Tā ir pirmajā vietā pasaules energobilancē.
Naftas ķīmiskā rūpniecība ir smagās rūpniecības nozare, ķīmiskās rūpniecības nozarkopa, kas aptver sintētisko materiālu un izstrādājumu ražošanu, izmantojot naftas pārstrādes rūpniecības un gāzes rūpniecības produkciju. Naftas ķīmiskās rūpniecības uzņēmumos ražo sintētisko kaučuku, kvēpus, organiskās sintēzes rūpniecības, gumijas-azbesta, gumijas izstrādājumus.
Naftas pārstrādes rūpniecība - smagās rūpniecības nozare, ietver uzņēmumus, kas no naftas iegūst dažādus naftas produktus (degvielu, eļļas, parafīnus, mazutu u.c.). Naftas pārstrādes rūpniecības produktus izmanto dažādās tautas saimniecības nozarēs.
Latvijas teritorijā šķidra nafta pirmoreiz atrasta 1963. gadā Kuldīgas rajonā. Naftu saturošie slāņi Latvijā konstatēti kembrija, ordovika, silūra sistēmā. Pēc ogļūdeņraža sastāva Latvijas nafta pieskaitāma pie metāna naftu grupas. Tā satur vairāk nekā 50 % gaišo frakciju, no tām 21 % benzīna frakciju.
VISPĀRĪGĀ INFORMĀCIJA
Degošā dabasgāze ir gāzveida ogļūdeņražu maisījums, kas veidojas un uzkrājas Zemes garozā. Sastāv no metāna, etāna, propāna un butāna ar viegli gaistošo šķidro ogļūdeņražu, CO2, N2, H2S, He un Ar piemaisījumiem. Veidojas, katalītiski pārveidojoties nogulmiežu organiskajām vielām. Rūpnieciskie krājumi koncentrēti norobežotās ar citiem izrakteņiem nesaistītās atradnēs; naftas atradnēs, kur dabasgāze (naftas pavadgāze) daļēji vai pilnīgi izšķīdusi naftā vai atrodas virs naftas iegulas; gāzkondensātu atradnes, kurās gāze piesātināta ar šķidriem, viegli gaistošiem ogļūdenražiem.
Dabasgāze sastopama visu ģeoloģisko sistēmu nogulumos, sākot ar vēlo proterozoju, dažādā dziļumā (galvenokārt līdz 3 km); 85% zināmo krājumu smilšainos un aleirītiskajos iežos, 15% - karbonātiskajos iežos. Dabasgāzes un naftas atradnes veido naftas un gāzes baseinus, kas atrodas platformu ieliecēs (ASV - Mičigana un Ilinoisas baseini, Krievijā - Volgas-Urālu apgabals), ieliektās platformu malās (Rietumsibīrijas baseins), reģenerēto kalnu ieplakās (ASV - Klinšu kalnu baseins, Krievijā - Ferganas baseins), alpīno kalnu malās un iekšējās ieplakās (ASV - Kalifornijas baseins, Krievijā - Sahalīnas baseins).
Dabasgāzes rezerves (miljardos m3) 1991 g.
Krievija52482
Irāna17000
Apvienotie Arābu Emirāti5460
Saūda Arābija5226
ASV4794
Alžīrija3299
Lielākās atradnes Krievijā - Urengoja un Zapoļarnoje, ASV - Panhandla-Hjūgotona, Nīderlandē - Groningena, Alžīrijā - Hasī Rmēla.
Dabasgāzes ieguve (miljardos m3) 1991 g.
Krievija643
ASV526
Kanāda115
Turmenistāna84
Nīderlande83
Lielbritānija55
Dabasgāze ir augstvērtīgs enerģētiskais kurināmais ar siltumspēju >35 MJ/m3, kā arī tehnoloģiska izejviela ķīmiskajai rūpniecībai (ražo amonjaku, spirtus, plastmasas, sintētisko kaučuku, mākslīgās šķiedras).
VISPĀRĪGĀ INFORMĀCIJA
Akmeņogles ir fosilās ogles, kam ir augsta augu atlieku ogļošanās pakāpe. Tās ir pelēcīgi melnā krāsā, blīvas, ar dažādu spīdumu.
Akmeņogļu sastāvs
C75-97 %
H1,5-5,7 %
O1,5-15 %
N< 1,5 %
S0,5-4 %
Analītiskais mitrums1-14 %
Gaistošās vielas45-2 %
Pelni2-45 %
Siltumspēja23,8-36,6 MJ/kg
Akmeņogles veidojošās visos ģeoloģiskajos periodos, sākot ar silūru, visvairāk karbonā, permā, jūrā. Slāņu biezums no dažiem cm līdz desmitiem m.
Ogļu ģeoloģiskie krājumi pasaulē ir ~15000 miljardu t, no tām ~90 % Ķīnā, Krievijā, ASV.
Akmeņogļu rezerves (milj.t) 1990 g.
Ķīna730700
Krievija265582
ASV215241
Austrālija90940
Vācija80069
Indija62548
Lielākie baseini Krievijā (Tunguskas, Ļenas, Kuzņeckas baseini), ASV (Apalaču baseins), Ķīnā (Lielais Huanhes baseins), Polijā (Augšsilēzijas baseins), Vācijā (Rūras baseins), Lielbritānijā (Jorkšīras baseins). Pasaulē iegūst 2,5 miljardu t akmeņogļu.
Akmeņogļu ieguve (milj.t) 1990 g.
Ķīna1080
ASV944
Krievija337
Vācija464
Polija215
Indija211
Apalaču akmeņogļu baseins - atrodas ASV austrumu daļā, Ohaio, Pensilvānijas, Rietumvirdžīnijas, Kentuki, Tenesī un Alabamas štatā, Apalaču rietumu malas ieliecē. Viens no lielākajiem baseiniem pasaulē. Platums ~187,6 tk km2. Ogles veidojušās karbona periodā. Sastopamas subbituminozās, bituminozās ogles un antracīts.
Augšsilēzijas akmeņogļu baseins - atrodas Polijā un Čehoslovākijā. Platums 5450 km2. Ogles veidojošās karbona periodā. Sastopamas visu marku ogles - no liesajām līdz garliesmu oglēm.
Ļenas ogļu baseins - atrodas Krievijā, Jakutijā un Krasnajorskas novada ziemeļaustrumos, Sibīrijas platformas Viļujas sineklīzē un Verhojanskas un Tamiras malas ieliecēs. Platums 600 tk km2. Ogles veidojušās jūras, krīta un neogēna periodā. Ogļu slāņi ir līdz 1800 m dziļumam. Rietumu daļā atrodas brūnogles, austrumu - akmeņogles.
Rūras akmeņogļu baseins - lielākais akmeņogļu baseins Rietumeiropā. Atrodas Rūras upes baseinā, Vācijā. Platība ~4 tk km2. 65 % ir koksējamās ogles.
Tunguskas ogļu baseins - atrodas Krievijā, Krasnojarskas novadā, Jakutijas un Irkutskas apgabalā, Sibīrijas platformas rietumu daļā. Platība 1,05 mlj km2. Ogles veidojušās perma un karbona periodā. 125-1250 m biezā slāņkopā. Daļa slāņa atsedzas zemes virspusē. Ogles dažādas (no brūnoglēm līdz antracītam).
Izšķir trīs ģenētiskās grupas: humolītu (humītu un litobiolītu klases), saprohumolītu (sapropelitohumītu) un sapropelītu (sapropelītu un humitosapropelītu) grupu.
Humolītu grupas ogles veidojušās no augstākiem sauszemes augiem. Sapropelītu grupa - no zemākajiem augiem un planktona mikroorganismiem, kas sakrājušies lagūnu un ezeru dūņās. Saprohumolītu grupa - gan no augstākiem, gan zemākiem augiem. Sapropelītu ogles parasti veido starpslāņus un lēcas starp humolītu oglēm.
Pēc akmeņogļu struktūras īpatnībām un dažādu mikrokomponentu attiecībām nodala petrogrāfiskos tipus. Rūpnieciskajā klasifikācijā akmeņogles iedala deviņās klasēs un katru no tām dala četrās grupās.
Akmeņogļu rūpnieciskā klasifikācija ASV
SubbituminozāsD
Bituminozās ar vidēju gaistošu vielu saturuŽ
Bituminozās ar mazu gaistošu vielu saturuOS
AntracītsPA
Akmeņogļu rūpnieciskā klasifikācija Krievijā
Garliesmas oglesD
GāzoglesG
Treknās oglesŽ
KoksoglesK
Liesās saķepošās oglesOS
Liesās oglesT
PusantracītsPA
AntracītsA
Izmanto enerģētikā kā kurināmo. Akmeņogles ir neatjaunojami resursi. Akmeņogles ir viens no visplašāk izmantotajiem degvielas veidiem, bet tas nav visiem patērētājiem izdevīgs, jo akmeņogles ir dārgs kurināmais. Akmeņogles izmanto metalurģijā, kur no akmeņogļu rūdām iegūst metālus. Metalurģija aplūko rūdu sagatavošanu metālu iegūšanai (izrakteņu drupināšanu, bagātināšanu, aglomerāciju un briketēšanu, apdzedzināšanu u.c. procesus). Akmeņogles tiek izmantotas arī ķīmiskajā rūpniecībā.
AKMEŅOGĻU DARVA
Akmeņogļu pirolīzes produkts, kas kopā ar darvas ūdeni veido koksēšanā radušos gaistošu vielu kondensātus. Biezs, tumšs šķidrums, blīvums 1120-1250 kg/m3. Satur galvenokārt aromātiskus, heterocikliskus savienojumus un to atvasinājumus (~400 dažādu vielu). Akmeņogļu darvu destilē, no frakcijām izdala atsevišķas vielas (benzolu, fenolu, naftalīnu, antracēnu, fenantrēnu, pirēnu un to atvasinājumus), destilācijas atlikumu - piķi lieto bitumu un elektrodu koksa ražošanai. Akmeņogļu darvu lieto arī koksnes antiseptizēšanai, absorbācijas eļļu iegūšanai, kvēpu ražošanai.
Pelēka, spoža vai matēta, gabalaina viela. Blīvums 1800-1955 kg/m3. Pēc gabalu lieluma izšķir rupjo koksu, ko lieto metalurģijā, koksa riekstus, ko lieto pārgāzēšanai gāzģeneratoros un koksa smalkumus, ko izmanto rūdu aglomerācijā. Lielāko daļu koksa izmanto par reducētāju un kurināmo. No naftas un tās destilācijas produkta vai no akmeņogļu piķa iegūto koksu izmanto galvenokārt elektrodu izgatavošanai. Koksu izmanto arī velmēšanā, kalcija karbīda ražošanā.
C14H10 - policikliskais arēns (aromātiskais ogļūdeņradis) ar 3 lineāri kondensētiem cikliem.
Bezkrāsaini kristāli ar violetu fluorescenci. Kušanas temperatūra 216,6 oC, viršanas temperatūra 351o. Slikti šķīst organiskajos šķīdinātājos. Antracēns ir elektrondonorisks savienojums, stājas pievienošanās un aizvietošanās reakcijās (aktīvākie 9. un 10. C atoms). Atrodams akmeņogļu darvā. Antracēns ir organisks pusvadītājs un fotojūtīgs materiāls. Oksidējot antracēnu, iegūst antrahinonu - krāsvielu ražošanas izejvielu.
Visvairāk metamorfizētās akmeņogles. Melns, dažreiz ar pelēcīgu nokrāsu, metālisks spīdums, laba elektrovadītspēja. Deg ar vāju liesmu, gandrīz bez dūmiem, nesaķep.
Antracīta sastāvs
C93,5-97 %
H1-3 %
O un N1,5-2 %
Analītiskais mitrums1-3 %
Gaistošās vielaslīdz 9 %
Cietība2-2,5
Blīvums1370-1680 kg/m3
Siltumspēja33,9-34,8 Mj/kg
Atbilst akmeņogļu pusantracītu un antracītu markai. Paveidi: superantracīts (>97 % C), gāzģeneratoru antracīts, termoantracīts u.c. Veido galvenokārt vidēja un neliela biezuma slāņus, retāk 10-40 m biezus, dažāda vecuma (no devona līdz triasam) nogulumos. Kopējie antracīta krājumi nelieli (~3 % pasaules ogļu krājumu). Lielākās atradnes Krievijā - Donbass, Kuzbass, ASV - Pensilvānijā, Lielbritānijā - Dienvidvelsā, Ķīnā. Lieto par augstvērtīgu enerģētisko kurināmo, elektrodu ražošanā, melnajā metalurģijā.
C6H6 - vienkāršākais arēns. Bezkrāsains, gaistošs šķidrums; kušanas temperatūra 5,5oC, viršanas temperatūra 80,1oC, blīvums 879 kg/m3; Gandrīz nemaz nešķīst ūdenī, šķīst daudzos organiskajos šķīdinātājos. Benzola tvaiki ar gaisu veido eksplozīvu maisījumu.
Benzolam raksturīgas elektrofilās aizvietošanas reakcijas. Benzolu iegūst no akmeņogļu sausās pārtvaices produkta, no naftas alifātiskā ogļūdeņražiem katalītiskā riformingā. Benzols ir svarīga ķīmiskā rūpniecības izejviela, to izmanto gandrīz visās organiskajās sintēzes nozarēs. Lieto par plastmasu, ķīmisko šķiedru, krāsvielu, medicīnisku preperātu izejvielu, par laku, krāsu, tauku, sveķu šķīdinātāju, par piedevu augstoktāna benzīniem. Benzols ir kaitīgs veselībai, kairina ādu, tā tvaiki iedarbojas uz CNS.
Dabiskajiem bitumiem līdzīgi cieti vai šķidri ogļūdeņražu un to nemetālisko atvasinājumu maisījumi, kas iegūti naftas, ogļu un degslānekļu pārstrādē. Blīvums 1000-1060 kg/m3. Labi šķīst organiskajos šķīdinātājos, sildīti kļūst mīksti. Bitumeniem ir liela ūdensnecaurlaidība, tie ir noturīgi pret skābēm, sārmiem un atmosfēras iedarbību, labi saistās ar citiem materiāliem. Izmanto asfaltbetona, elektroizolācijas un hidroizolācijas materiālu izgatavošanai.
Ieži, kas piesātināti ar naftu vai tās atvasinājumiem (naftoīdiem), kā arī degslānekļi. Tumša krāsa, raksturīga smarža, organiskajos šķīdinātajos (hloroformā, benzolā) tumši krāsots izvilkums, termiski sadalot, iegūst bitumus.
C4H10 - piesātinātais ogļūdeņradis, alkāns. Bezkrāsas gāze, slikti šķīst ūdenī, labāk - etilspirtā, ēterī. Butānu satur galvenokārt naftas gāzes, dabasgāze. Butānu kopā ar propānu sašķidrinātā veidā izmato par kurināmo.
C2H6 - piesātināts acikliskais ogļūdeņradis (alkāns). Bezkrāsaina gāze bez smaržas. Viršanas temperatūra 88,6oC, slikti šķīst ūdenī, etilspirtā. Ar gaisu veido eksplozīvu maisījumu. Etānu iegūst galvenokārt no dabasgāzes, no naftas gāzēm. Izmanto par spirtu, esteru, plastmasu izejvielu, kā arī par kurināmo.
C14H10 - triciklisks arēns.
Bezkrāsaini kristāli, kušanas temperatūra 99,15 oC, nešķīst ūdenī. Fenantrēnam raksturīgas aizvietošanas un pievienošanas reakcijas. Fenantrēnam oksidējoties rodas fenantrēnhinons un difenskābe. Fenantrēnu iegūst no akmeņogļu darvas. Izmanto krāsvielu ražošanā. Hidrogenēta fenantrēna molekula ir sterīnu, A grupas vitamīnu, žultsskābju, dažu hormonu un alkaloīdu pamatā.
C6H5OH, oksibenzols - fenolu vienkāršākais pārstāvis (arenols).
Bezkrāsaini, higroskopiski kristāli ar īpatnēju, asu smaržu; kušanas temperatūra 41oC, viršanas temperatūra 182o. Toksisks, rada apdegumus. 3-5 % fenola ūdensšķīduma sauc par karbolskābi, izmanto par antiseptisko līdzekli. Fenolu iegūst akmeņogļu sausajā pārtvaicē. Izmanto fenolformaldehīdsveķu, kaprolaktama, pikrīnskābes, krāsvielu, medicīnisku preperātu, alkifenolu ražošanā.
Lielmolekulārās organiskās vielas, kas rodas, sadaloties augu atliekām. Humīskābju uzbūve pilnīgi vēl nav noskaidrota. Humīnskābes ir amorfas, tumši brūnā krāsā, ūdenī un organiskajos šķīdinātājos uzbriest un peptizējas. Ar sārmiem veido ūdenī šķīstošus sāļus. Iegūst, ekstrahējot ar NaOH ūdensšķīdumos dabiskos produktus (kūdru, sapropeli, brūnogles, akmeņogles). Humīnskābes ir augu augšanas stimulators; izmanto svina akumulatoru ražošanai, papīra rūpniecībā.
CH4 - alkāns, vienkāršākais piesātinātais ogļūdeņradis. Bezkrāsaina gāze bez smakas. Kušanas temperatūra -182,5oC, viršanas temperatūra -161,5o. Slikti šķīst ūdenī, spirtos. Ar gaisu veido eksplozīvus maisījumus, deg ar bezkrāsainu liesmu, sadedzes siltums 50,08 Mj/kg. Metāns ir galvenais komponents dabasgāzē, naftas pavadgāzē, raktuvju gāzē. Rūpnieciski metānu iegūst no dabasgāzes, koksēšanas, naftas krekinga un kurināmā pārgāzēšanas procesā, kā arī no lauksaimniecības atkritumiem. Metānu izmanto par kurināmo, izejvielu tā hloratvasinājumu, acetilēna, metilspirta, ciānūdeņražskābes, kvēpu iegūšanai.
C10H8 - arēns ar diviem kondensētiem benzola cikliem.
Bezkrāsaini plākšņveida kristāli ar īpatnēju smaku, kušanas temperatūra 80,3 oC, šķīst organiskajos šķīdinātājos, nešķīst ūdenī. >50o temperatūrā sublimējas. Raksturīgas elektrofilās aizvietošanas reakcijas, kas vieglāk notiek pie C atoma stāvoklī. Naftalīns katalītiski reducējas par tetralīnu vai dekalīnu, oksidējas par ftalskābi. Naftalīnu iegūst no akmeņogļu darvas, no naftas pirolīzes produkta. Izmanto ftalskābes anhidrīda, krāsvielu ražošanā.
Naftas atradņu ūdeņi - pazemes ūdeņi naftas horizontos. Naftas ūdeņi parasti ir stipri mineralizēti. Naftas ūdeņiem ir liela nozīme naftas atradņu izpētē un izmantošanā, dažreiz tos izmanto ārstniecībā, I, Br, B, Ra, Ba, Sr u.c. vielu ieguvei.
Darvas vai deguta destilācijas atlikums. Pēc izejvielas izšķir akmeņogļu, brūnogļu, kūdras, koksnes, naftas piķi. Tumšbrūna, melna, cieta vai viskoza amorfa viela, nešķīst ūdenī, šķīst organiskajos šķīdinātājos. Piķis ir izturīgs pret skābju un sāļu šķīdumu, paaugstinātā temperatūrā kļūst plastisks. Galvenā nozīme ir akmeņogļu piķim. Izmanto elektrodu koksa, hidroizolācijas materiālu, jumta papes, ruberoīda ražošanai, par saistvielu kurināmā briketēšanai, ceļbūvē.
C5H5N - heterociklisks savienojums.
Bezkrāsains šķidrums ar nepatīkamu smaku; viršanas temperatūra 115,3 oC, blīvums 983,2 kg/m3; šķīst ūdenī, organiskajos šķīdinātajos. Toksisks. Piridīnu iegūst no akmeņogļu darvas, kā arī sintētiski. Piridīns ir daudzu dabasvielu (vitamīnu, alkaloīdu) un ārstniecisku vielu struktūrelements. Izmanto organiskajā sintēzē ārstniecisku vielu, krāsvielu, pesticīdu iegūšanai, arī par šķīdinātāju.
CH3CH2CH3 - piesātinātais ogļūdeņradis, alkāns. Bezkrāsaina gāze bez smaržas. Kušanas temperatūra -187,7oC, viršanas temperatūra -42,1o. Šķīst benzolā, hloroformā. Ar gaisu veido eksplozīvu maisījumu. Propānu satur dabasgāze, naftas pavadgāzes, naftas produkta krekinga gāzes. Izmanto etilēna, propilēna, nitrometāna, tehniskā oglekļa ražošanai, par propelentu aerosolu balonos, par kurināmo sašķidrinātā veidā kopā ar n-butānu.
IZMANTOTĀ LITERATŪRA:
Latvijas Padomju Enciklopēdija
Pasaules Ģeogrāfiskais Atlants
Latvijas PSRS Mazā Enciklopēdija
INTERNETĀ:
www.lza.lv/ZV
www.abc.lv/enciklopedija
