Нефть - это не только топливо для автомобилей и самолетов. Из черного золота получают удивительное разнообразие полезных веществ, которые применяются в самых неожиданных областях. Давайте разберемся, какие продукты делают из нефти и где они используются в повседневной жизни. Вас ждет множество открытий!
Что такое нефть и из чего она состоит
Нефть - это смесь жидких и газообразных углеводородов и их производных, образовавшаяся в недрах земли из останков древних растений и животных под воздействием высокого давления и температуры. Процесс превращения биомассы в нефть длился миллионы лет.
Основу нефти составляют:
- Парафины - предельные углеводороды.
- Нафтены - циклические углеводороды.
- Ароматические углеводороды - производные бензола.
Кроме того, в состав нефти входят примеси: сера, азот, кислород, металлы. Доля этих примесей обычно не превышает 5%.
После добычи нефть отправляют на нефтеперерабатывающие заводы. Там ее разделяют на фракции с помощью перегонки и очищают от примесей. В результате получают различные нефтепродукты, которые используются в промышленности, энергетике, на транспорте и в быту.
Основные нефтепродукты:
- Бензин.
- Керосин.
- Дизельное топливо.
- Мазут.
- Смазочные масла.
Кроме того, из нефти выделяют сырье для нефтехимической промышленности, такое как метан, этан, пропан, бутан, бензол, толуол, ксилол. Эти углеводороды служат основой для производства тысяч разнообразных продуктов.
Медицина и фармацевтика
Многие лекарства, которыми мы пользуемся каждый день, производят из компонентов нефти. Например, аспирин получают из фенола - продукта переработки сырой нефти. Фенол также используют для синтеза антибиотиков, антисептиков, противовоспалительных и обезболивающих препаратов.
Ацетилсалициловую кислоту, по-простому аспирин, научились вырабатывать из фенола еще в 1874 году.
Другой компонент нефти - анилин - применяют для производства противомикробных лекарств. Например, из анилина делают сульфадимезин и сульфидин для лечения инфекционных заболеваний.
А вот широко известный противотуберкулезный препарат парааминосалициловая кислота получается из салициловой кислоты, которая, в свою очередь, является производным аспирина.
Нефтепродукты также находят применение в производстве различных мазей, гелей, пластырей и перевязочных средств. Например, вазелин, который используется как основа для многих мазей, получают из нефтяного парафина.
Парфюмерия и косметика
Оказывается, искусственные ароматизаторы, которые придают приятный запах нашим духам, шампуням и кремам, чаще всего делают из продуктов нефтепереработки. Химики научились синтезировать соединения, по запаху неотличимые от натуральных эфирных масел, но гораздо более дешевые в производстве.
Например, из фенолов получают ванилин с ароматом натуральной ванили. А индол пахнет цветами жасмина. Такие искусственные ароматизаторы активно используют при производстве духов, туалетной воды, дезодорантов и другой парфюмерно-косметической продукции.
Декоративная косметика - помады, тени, тушь, лаки для ногтей - также производится с использованием компонентов нефти. Например, для придания блеска и цвета применяют пигменты на основе сложных углеводородов.
Так что, нанося на губы очередной оттенок помады, мы, возможно, и не подозреваем, что частичка нефти сейчас окрашивает наши губы!
Продукты питания
Многие продукты, которые мы употребляем в пищу, так или иначе связаны с нефтью. Например, для выращивания растений широко используют синтетические удобрения на основе нефтехимии. А корма для животных часто обогащают различными кормовыми добавками, произведенными из нефтепродуктов.
В составе многих пищевых продуктов можно обнаружить такие компоненты, как эмульгаторы, стабилизаторы, подсластители, красители, ароматизаторы, которые получают из нефти путем химического синтеза. Они придают продуктам нужную консистенцию, цвет и вкус.
Даже упаковка для пищевых продуктов часто изготавливается из "съедобных" пластиков на основе нефтеполимеров. Например, чашки для йогуртов, контейнеры для фастфуда, обертки для конфет - все это продукты нефтехимии.
Бытовая химия
Огромное количество химических веществ, которыми мы пользуемся дома, также делают из компонентов нефти. Это всякие моющие и чистящие средства, клеи, герметики, краски, лаки, растворители и разбавители.
Например, в составе порошков и жидких моющих средств для посуды, стирки, уборки содержатся поверхностно-активные вещества, получаемые химическим путем из нефти. Они эмульгируют жиры и удаляют загрязнения.
А для производства таких хозяйственных товаров, как клеи, герметики, используют различные полимеры - продукты нефтехимической промышленности. Благодаря им эти материалы обладают нужными физико-химическими свойствами.
Одежда и текстиль
Загляните в свой гардероб и обратите внимание, сколько там вещей из синтетических тканей. Это может быть полиэстер, эластан, нейлон, ацетат, вискоза, лайкра. Все эти материалы получают химическим путем из нефти и газа. Доля синтетических волокон в производстве одежды и текстиля сегодня очень высока.
Причина проста - такие ткани обладают целым рядом полезных свойств. Они прочные, износостойкие, не мнутся и легко стираются. А благодаря добавлению синтетики одежда приобретает эластичность и сохраняет форму.
Конечно, натуральный хлопок или шерсть имеют свои преимущества. Но нефтяные полимеры позволяют создавать современные высокотехнологичные ткани, которые отвечают потребностям человека.
Пластмассы в быту
Оглянитесь вокруг - сколько предметов изготовлено из пластика! Это и посуда, и мебель, и самые разнообразные бытовые изделия. Современные пластмассы производят на основе полимеров, получаемых из нефтепродуктов. Благодаря им товары для дома становятся дешевле, легче, прочнее и долговечнее.
Посмотрите на кухню - пластиковые тарелки и кружки, разделочные доски из полиэтилена, хозяйственные товары из полипропилена. В ванной комнате - пластиковые тазы, ведра, шланги. А сколько пластика в мебели! Стулья, столы, шкафы, полки часто делаются с использованием нефтеполимеров.
Без продуктов нефтехимии сегодня не обходится производство самых обычных и необходимых вещей для дома. И в этом есть свои плюсы - доступность, легкость, безопасность.
Электроника и гаджеты
Современная электроника и гаджеты немыслимы без использования пластмасс из нефтепродуктов. Посмотрите на любой смартфон или ноутбук - их корпуса изготавливаются из ударопрочных пластиков на основе акрилонитрилбутадиенстирола (АБС-пластик).
Для изоляции проводов в электронных устройствах применяют поливинилхлорид (ПВХ). А материал для производства CD и DVD-дисков - это тот же самый поликарбонат, который делают из нефтехимического сырья.
Дисплеи гаджетов покрывают специальными защитными пленками из полимеров для придания им царапостойкости и устойчивости к внешним воздействиям.
Да что там говорить - без нефтехимии не было бы ни компьютеров, ни смартфонов в принципе!
Транспорт и дороги
Транспортная отрасль потребляет огромное количество продуктов нефтепереработки. Возьмем, к примеру, автомобильную промышленность. Из нефтяного сырья делают резину для производства шин, уплотнителей, прокладок. Также нефтеполимеры широко используются для отделки салонов машин.
Различные смазочные материалы - масла, смазки, консистентные смазки, которые применяются в двигателях, трансмиссиях, - тоже производятся из нефти. А ведь без них невозможна работа любого транспортного средства.
И, конечно, основным видом топлива для автомобилей является бензин, получаемый из нефти на НПЗ. Так что автопром крепко привязан к нефтяной отрасли!
Строительство и ЖКХ
В сфере строительства и ЖКХ продукты нефтехимии также находят массовое применение. Например, пластиковые трубы из полиэтилена используют для прокладки коммуникаций, а изоляцию на их основе - для теплоизоляции.
Популярный строительный материал линолеум производится с использованием полимеров, полученных из нефти. А вот краски, герметики, sealants для строительных работ - это тоже продукты нефтехимии.
Для гидроизоляции кровли часто используют рулонные битумные материалы. А основа битума - это все та же нефть! Так что без нее не обойтись и в строительной сфере.
Спорт и отдых
Продукты переработки нефти массово используются и в индустрии спорта и активного отдыха. Возьмем, к примеру, спортивную одежду и обувь. Они часто изготавливаются из синтетических тканей - полиэстера, эластана, микрофибры. Такие материалы обладают высокой износостойкостью и сохраняют форму.
Для покрытия спортивных площадок и стадионов используют резиновое или полимерное покрытие. А вот наполнители для спортивных мячей, снарядов - это тоже пластмассы из нефти.
Из полимерных материалов делают легкие и прочные туристические рюкзаки, палатки, спальные мешки. Так что и спортивная, и туристическая индустрии тесно связаны с нефтехимией.
Необычное применение
Иногда продукты нефтепереработки находят самое неожиданное и необычное применение. К примеру, их используют в изобразительном искусстве. Есть такое уникальное направление, как живопись маслом, когда в качестве краски художники берут...нефть! Причем нефть разных месторождений дает различные оттенки.
В технологиях быстрого прототипирования для создания трехмерных моделей применяют так называемые фотополимерные смолы. Эти светочувствительные материалы тоже являются продуктами нефтехимии.
А вот в ювелирном деле пластмассы используют для имитации драгоценных и полудрагоценных камней. Такие искусственные вставки в оправах порой неотличимы от натуральных аналогов.
Экологические аспекты
Несмотря на широкое применение продуктов нефтепереработки, с экологической точки зрения этот процесс неоднозначен. Добыча, транспортировка и переработка нефти сопряжены с загрязнением окружающей среды.
При добыче и транспортировке нефти часто происходят утечки и разливы, которые наносят ущерб экосистемам. Переработка нефти и использование нефтепродуктов приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу и гидросферу.
Опасность представляет и захоронение отходов нефтепереработки. Со временем токсичные вещества могут просачиваться в почву и грунтовые воды.
Кроме того, пластиковые изделия, которые плохо разлагаются, загрязняют окружающую среду, особенно водную. Это наносит вред морским обитателям.
Здоровье человека
Некоторые компоненты нефти и продукты ее переработки могут негативно влиять на здоровье человека. Например, бензол и формальдегид обладают канцерогенными свойствами.
Фенол и анилин также токсичны. При попадании внутрь они вызывают отравления. А при вдыхании паров могут раздражать слизистые оболочки и дыхательные пути.
При нагревании пластиков выделяются летучие соединения, которые негативно действуют на нервную систему.
Поэтому при работе с нефтепродуктами нужно соблюдать осторожность и использовать средства защиты. А в пищу употреблять только специально разрешенные вещества.
Альтернативы нефти
В связи с экологическими проблемами ведутся работы по поиску альтернатив нефти. Одно из перспективных направлений - производство биоразлагаемого пластика из возобновляемого растительного сырья.
Также разрабатываются способы получения химических продуктов, топлива и материалов из нетоксичных веществ - этанола, метанола, глицерина.
Ведутся исследования по использованию углекислого газа в качестве сырья для синтеза разнообразных полезных углеводородов методом нефотосинтеза.
Переход на возобновляемые источники энергии - биотопливо, солнечную и ветровую энергию - также поможет сократить потребление нефти.
Перспективы и тенденции
Несмотря на поиск альтернатив, в ближайшие десятилетия нефть, скорее всего, сохранит свое значение как универсальное сырье для химической промышленности.
Ожидается совершенствование технологий переработки нефти, позволяющих максимально эффективно использовать все ее компоненты, снижая отходы.
Вероятно, будут разработаны новые виды продукции нефтехимии с улучшенными свойствами, что расширит области применения нефтепродуктов.
В то же время, скорее всего, сохранится тенденция по сокращению использования пластика и замене его на более экологичные материалы там, где это возможно.
Баланс между потребностями человека и охраной природы - вот оптимальный путь развития нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности.
Совершенствование технологий переработки
Чтобы максимально эффективно использовать ресурсы нефти, необходимо внедрять новые технологии ее переработки. Уже сейчас разрабатываются инновационные методы крекинга, риформинга, изомеризации, которые позволяют получать больший выход целевых продуктов из сырья.
Применяются новые высокоэффективные катализаторы, увеличивающие глубину переработки нефти. Ведутся работы по созданию безотходных технологий, при которых все компоненты сырья находят применение.
Поиск новых областей применения
Совершенствование нефтехимических технологий открывает возможности для получения принципиально новых продуктов, свойства которых можно задавать в процессе синтеза. Это позволяет расширить сферы использования нефтепродуктов.
Например, ведутся разработки композитных полимерных материалов с заранее заданными характеристиками прочности, теплопроводности, гибкости. Такие материалы могут найти применение в авиакосмической, автомобильной и других отраслях.
Экологически безопасные технологии
Для снижения негативного воздействия на окружающую среду необходима модернизация нефтеперерабатывающих производств с внедрением наилучших доступных технологий. Это позволит минимизировать выбросы и сбросы загрязняющих веществ, а также объем отходов.
Перспективно использование возобновляемых источников энергии на НПЗ вместо сжигания нефтяного сырья. Это сократит выбросы парниковых газов в атмосферу.
Разработка биоразлагаемых пластиков
Активно ведутся разработки пластмасс на основе возобновляемого растительного сырья, которые способны разлагаться под действием микроорганизмов. Такие материалы после использования можно будет безопасно утилизировать, не нанося ущерба экологии.
Уже существуют опытные образцы упаковки, посуды, игрушек из биоразлагаемых пластиков. Ожидается, что в ближайшие годы они займут нишу традиционных пластмасс там, где это целесообразно с экологической точки зрения.
Культура бережливого потребления
Наряду с совершенствованием технологий важно воспитывать в людях разумное и бережное отношение к ресурсам, в том числе к продуктам нефтехимии. Это касается как производителей, так и конечных потребителей.
Необходимо сокращать использование пластика там, где в нем нет необходимости, разумно и безопасно утилизировать отработанные изделия из полимеров. Это поможет снизить нагрузку на экосистему в рамках концепции устойчивого развития.
