5.8. Fosilna goriva Nafta je najvažniji izvor energije na Zemlji. Nastajala je milijunima godina i u njoj je pohranjena golema količina energije. Indu

Величина: px

Почињати приказ од странице:

Download "5.8. Fosilna goriva Nafta je najvažniji izvor energije na Zemlji. Nastajala je milijunima godina i u njoj je pohranjena golema količina energije. Indu"

Andreja Obradović
пре 4 година
Прикази:

5.8. Fosilna goriva Nafta je najvažniji izvor energije na Zemlji. Nastajala je milijunima godina i u njoj je pohranjena golema količina energije.

nemjerljiv je. Koji se oblik energije iskorištava iz nafte? Koji oblici energije nastaju gorenjem fosilnih goriva?

Ugljen, nafta i prirodni plin neobnovljivi su izvori energije koji se nazivaju još i fosilnim gorivima.

Smatra se da je nastao taloženjem i karbonizacijom golemih papratnjača i drugih biljaka (sl. 5.29.) prije otprilike 300 milijuna godina.

1 5.8. Fosilna goriva Nafta je najvažniji izvor energije na Zemlji. Nastajala je milijunima godina i u njoj je pohranjena golema količina energije. Industrijski razvijene zemlje svoju ekonomiju temelje na cijeni sirove nafte, a utjecaj nafte na svjetsku ekonomiju i suvremenu civilizaciju nemjerljiv je. Koji se oblik energije iskorištava iz nafte? Koji oblici energije nastaju gorenjem fosilnih goriva? Kako promjene cijena nafte na svjetskom tržištu utječu na promjene cijene goriva? Ugljen, nafta i prirodni plin neobnovljivi su izvori energije koji se nazivaju još i fosilnim gorivima. I dalje su glavni izvor energije koja je potrebna čovječanstvu i daju oko % energije. Ugljen je fosilno gorivo koje se najdulje rabi. Smatra se da je nastao taloženjem i karbonizacijom golemih papratnjača i drugih biljaka (sl ) prije otprilike 300 milijuna godina. Ugljen i danas nastaje u močvarama, tj. u tresetištima. Blato u močvarama prekrivalo je naslage biljaka pa su se stvorili uvjeti za postanak ugljena (nedovoljan pristup zraka te povišeni tlak i temperatura). SLIKA Fosilni ostatci paprati i drugih biljnih organizama dokazuju da je ugljen biljnog podrijetla

Pougljenjivanje ili karbonizacija proces je nastajanja ugljena iz organskih tvari pod utjecajem bakterija, uz nedovoljan pristup zraka i pri visokom tlaku i temperaturi.

Spaljivanjem ugljena nastaje mnogo pepela, ali i mnogobrojni plinovi ugljikov dioksid, sumporovi oksidi, dušikovi oksidi itd. Ti plinovi kemijski reagiraju s vodom, tj.

Posljedica toga je ispiranje hranjivih tvari iz tla, što pridonosi smanjenju vegetacije i uništenju šuma (sl. 5.30.a). Mnogi organizmi zbog toga ne mogu preživjeti.

2 Pougljenjivanje ili karbonizacija proces je nastajanja ugljena iz organskih tvari pod utjecajem bakterija, uz nedovoljan pristup zraka i pri visokom tlaku i temperaturi. Glavni je sastojak ugljena ugljik, a od ostalih elemenata najviše ima vodika, kisika, dušika i sumpora. Spaljivanjem ugljena nastaje mnogo pepela, ali i mnogobrojni plinovi ugljikov dioksid, sumporovi oksidi, dušikovi oksidi itd. Ti plinovi kemijski reagiraju s vodom, tj. kišom i drugim oborinama, pa nastaju kisele kiše. One štetno utječu na tlo jer mijenjaju njegovu kiselost. Posljedica toga je ispiranje hranjivih tvari iz tla, što pridonosi smanjenju vegetacije i uništenju šuma (sl a). Mnogi organizmi zbog toga ne mogu preživjeti. Kisele kiše nepovratno oštećuju i uništavaju građevine od mramora i vapnenca (sl b). Stoga se ugljen smatra lošim gorivom. SLIKA a) b) a) Šuma uništena kiselim kišama. b) Kipovi sa zagrebačke katedrale oštećeni kiselim kišama. Što je ugljen stariji, to je maseni udio ugljika veći (tab. 5.2.). Kvaliteta, tj. energijska vrijednost ugljena ovisi upravo o masenom udjelu slobodnog ugljika. Tablica 5.2. Maseni udio ugljika u nekim vrstama prirodnog ugljena Vrsta ugljena w(c) / % antracit 90 kameni ugljen 80 smeđi ugljen (lignit) 60 treset 50 SLIKA Antracit je vrsta prirodnog ugljena. Prema podatcima iz tablice 5.2., zaključi je li antracit energijski bogat ili siromašan ugljen. tvari u prirodi

Podjela i vrste ugljena PRIRODNI antracit kameni smeđi treset UMJETNI koks životinjski drveni Suhom destilacijom kamenog ugljena dobiva se koks, kostiju životinjski ugljen, a drva drveni ugljen (sl.

3 Različite vrste ugljena (sl ) služe kao industrijsko gorivo, a usto su važna sirovina u kemijskoj industriji. Preradom ugljena dobivaju se mnogi organski spojevi. UGLJEN SLIKA Podjela i vrste ugljena PRIRODNI antracit kameni smeđi treset UMJETNI koks životinjski drveni Suhom destilacijom kamenog ugljena dobiva se koks, kostiju životinjski ugljen, a drva drveni ugljen (sl. 5.33). SLIKA a) b) Vrste umjetnog ugljena: a) drveni ugljen koji rabimo kao gorivo za roštilj, b) koks Suha destilacija postupak je razgradnje organske tvari (obično drva ili prirodnog ugljena) zagrijavanjem bez prisutnosti zraka. POKUS Suha destilacija drva DDS, RL drvo rasvjetni plin (vodik, metan, ugljikov monoksid i dr.) katran voda Zagrijavanjem drva najprije nastaje voda. Ona se kondenzira na hladnijim stijenkama epruvete. Daljnjim zagrijavanjem drva isparavaju ostali hlapljivi sastojci, a kao čvrst produkt ostaje tvar bogatija ugljikom. Takav se postupak preradbe drva zove suha destilacija. Kada drvo pocrni, nastaju plinoviti produkti i smolasta tvar (katran). Plinoviti produkti su zapaljivi i netopljivi u vodi. To mogu biti vodik, metan, ugljikov monoksid i drugi plinovi. Glavni je produkt suhe destilacije drva drveni ugljen.

sumpora. Postoji nekoliko teorija o postanku nafte. Većina znanstvenika smatra da je i ona nastala prije više stotina milijuna godina iz uginulih morskih organizama.

Neka svojstva nafte DDS, RL-5.11. Sirova je nafta gusta i viskozna tekućina svjetlozelene do crne boje. Masna je na opip, pa i na papiru ostavlja mastan trag.

4 SLIKA Izvor sirove nafte Nafta je po sastavu homogena smjesa velikog broja organskih spojeva (najzastupljeniji su ugljikovodici), ali često sadržava i manje količine anorganskih spojeva kisika, dušika i sumpora. Postoji nekoliko teorija o postanku nafte. Većina znanstvenika smatra da je i ona nastala prije više stotina milijuna godina iz uginulih morskih organizama. Na morskom se dnu na njih tijekom vremena taložio mulj, pa je zbog djelovanja anaerobnih bakterija i visokog tlaka i temperature nastala nafta. POKUS Neka svojstva nafte DDS, RL Sirova je nafta gusta i viskozna tekućina svjetlozelene do crne boje. Masna je na opip, pa i na papiru ostavlja mastan trag. Manje je gustoće od vode jer pliva na površini. (Gustoća sirove nafte varira od 0,7 do 0,9 g/cm 3.) Da bi se nafta zapalila, potrebna je određena temperatura paljenja. Sirova nafta Nafta se crpi iz bušotina pod zemljom (sl ), a zatim se naftovodima i tankerima prevozi do rafinerija, gdje se prerađuje. U Hrvatskoj je nekoliko nalazišta nafte: Dravska, Murska, Savska, Slavonsko-srijemska potolina 4 te mjesta podmorja Jadrana. Nafta je smjesa različitih tvari od kojih svaka ima drukčije vrelište pa se pojedini sastojci odjeljuju frakcijskom destilacijom (sl ). 4 Potolina je kopnena ili jezerska površina niža od morske razine. SLIKA Crpke nafte na bušotinama tvari u prirodi

0 30 C plinoviti produkti koji se rabe kao gorivo

petroleter 50 200 C motorno gorivo benzin 160 250

motorno gorivo dizel, loživo ulje i parafin

destilacijom (pri sniženom tlaku) te najvažnije

2003.) Frakcijska je destilacija odjeljivanje

pokretanje postrojenja, nego je ona glavna

Mnogi se suvremeni kozmetički proizvodi poput

dezodoransa, lijekova, vitaminskih preparata,

proizvode sintezom iz spojeva koji se dobivaju

Nafta ili crno zlato, kako je mnogi zovu,

5 0 30 C plinoviti produkti koji se rabe kao gorivo u kućanstvima i industriji C otapalo petroleter C motorno gorivo benzin C motorno gorivo kerozin sirova nafta C motorno gorivo dizel, loživo ulje i parafin ostatak materijal za izolaciju i izgradnju cesta bitumen i asfalt SLIKA Shematski prikaz prerade nafte frakcijskom destilacijom (pri sniženom tlaku) te najvažnije frakcije koje se dobiju destilacijom. (Izvor podataka: Lj. Tanay, E. Draganović, Tehnologija s ekologijom, ŠK, Zagreb, 2003.) Frakcijska je destilacija odjeljivanje tekućih sastojaka iz smjese na temelju njihovih različitih vrelišta. Potrošnja nafte ne odnosi se samo na prijevoz i pokretanje postrojenja, nego je ona glavna sirovina u proizvodnji mnogih proizvoda. Mnogi se suvremeni kozmetički proizvodi poput parfema, ruževa za usne, sjenila za oči, dezodoransa, lijekova, vitaminskih preparata, otapala, plastičnih masa, umjetnih vlakana i sl. proizvode sintezom iz spojeva koji se dobivaju preradom nafte i njezinih derivata. Nafta ili crno zlato, kako je mnogi zovu, neizbježna je sirovina drevnih civilizacija i moderne civilizacije (sl ). a) SLIKA b) c) Nafta je glavna sirovina u proizvodnji: a) umjetnih vlakana, b) boja, lakova i otapala, c) plastičnih masa, d) lijekova d)

Havarije tankera i curenje nafte u more može izazvati onečišćenje mora, ekološku katastrofu i širenje naftnih mrlja zbog djelovanja morskih struja.

Velik utjecaj na onečišćenje okoliša ima i prerada nafte, ponajviše zbog neopreza i nepridržavanja zaštitnih mjera.

6 Havarije tankera i curenje nafte u more može izazvati onečišćenje mora, ekološku katastrofu i širenje naftnih mrlja zbog djelovanja morskih struja. Nafta ima manju gustoću od gustoće mora pa pliva na površini, a naftni derivati uglavnom su netopljivi u vodi. Velik utjecaj na onečišćenje okoliša ima i prerada nafte, ponajviše zbog neopreza i nepridržavanja zaštitnih mjera. No najveće onečišćenje nastaje pri samoj potrošnji nafte i njezinih derivata kao pogonskoga goriva za automobile jer ispušni plinovi sadržavaju mnoge štetne tvari poput ugljikova monoksida, spojeva sumpora, olova i dr. Prirodni se plin sastoji od plina metana i nekih drugih tvari u manjim količinama. Metan je zapaljiv, a pomiješan sa zrakom čini eksplozivnu smjesu. Prirodni plin često prati naftu u nalazištima. Ukapljeni je plin bistra tekućina bez boje, okusa i mirisa. Prirodni (zemni) plin rabi se u kućanstvima za grijanje i kuhanje (sl ). Prije nego što stigne do potrošača, prirodni se plin miješa s tvarima neugodna mirisa kako bi se spriječile nezgode i katastrofe. SLIKA Štednjak na zemni plin Suvremeni pogon za dobivanje bioplina od biljnog materijala Ugljen, nafta i zemni plin neobnovljivi su izvori energije. Nastajali su milijunima godina, a brzo ih trošimo pa je nužno tražiti zamjenske izvore energije. Jedan od njih su biogoriva, proizvedena od bilja ili biljnog materijala. Upotrebljavaju se kao alternativa fosilnim gorivima, posebice u prometu. Prva generacija biogoriva proizvodila se iz prehrambenih kultura poput kukuruza, šećerne trske i soje. Druga generacija biogoriva proizvodi se od sirovina koje obično nisu proizvedene od prehrambenih kultura i nisu namijenjene za ljudsku konzumaciju. Takva biogoriva uključuju otpadna jestiva ulja te poljoprivredni i šumski otpad čime se odlaže otpad, štiti okoliš i zdravlje ljudi. provjeri znanje 1. Zašto kažemo da su fosilna goriva neobnovljivi izvori energije? 2. Koji su produkti suhe destilacije prirodnog ugljena? 3. Zašto je šteta prirodni ugljen rabiti samo kao gorivo? 4. Zašto se u prirodni plin dodaju tvari neugodna mirisa? 5. Što je nafta i kako nastaje? 6. Što je frakcijska, a što vakuumska destilacija? Objasni razliku. 7. Nabroji neke frakcije nafte. 8. Gdje se upotrebljavaju naftni derivati? 9. Koje su posljedice nekontroliranog izlijevanja nafte u okoliš? ZADATCI+ RB, Z tvari u prirodi

7 10. U tablicama su predočeni podatci potrošnje i zalihe nafte u svijetu. Koristeći se tim podatcima, izračunaj za koliko su vremena nam dostatne zalihe nafte ako nastavimo s današnjom potrošnjom. Tablica 1. Potrošnja nafte DRŽAVA POTROŠNJA NAFTE (MILIJUNI BARELA NA DAN) Indonezija 1,02 Saudijska Arabija 1,36 Španjolska 1,5 Velika Britanija 1,7 Italija 1,87 Meksiko 1,93 Francuska 1,96 Indija 2,0 Kanada 2,0 Rusija 2,2 Brazil 2,38 Njemačka 2,71 Kina 4,9 Japan 5,4 Sjedinjene Američke Države 19,7 Tablica 2. Zalihe nafte DRŽAVA ZALIHE NAFTE (MILIJARDE BARELA) Kazahstan 5,4 Indija 5,4 Angola 5,4 Oman 5,5 Brazil 8,4 Alžir 9,2 Norveška 9,4 Katar 15,2 Sjedinjene Američke Države 22,4 Kina 24 Libija 29,5 Rusija 48,6 Iran 89,7 Ujedinjeni Arapski Emirati 97,8 Saudijska Arabija 264,2 VAŽNI POJMOVI: fosilna goriva, ugljen, pougljenjivanje ili karbonizacija, kisele kiše, suha destilacija, nafta, frakcijska destilacija, prirodni plin

Слични документи

Energija

Mali obrazovni priručnik Riječ energija nastala je od grčke riječi energos što znači aktivnost. Energija je uzrok svemu što se događa oko nas. Sve što nas okružuje zasnovano je na korištenju energije.