Új Szó, 1974. június (27. évfolyam, 128-152. szám)

1974-06-30 / 26. szám, Vasárnapi Új Szó

■ _ Inchébn nemzetközi vegyipari ni vásár lálogiitói évről évre nö- vekvő csodálattal szemlélhetik a vegyipar, különösen a petrolkémia legújabb termékeit. A szivárvány valamennyi színében és színárnyalatában pompázó műszálak, a belőlük készített fehérneműk és praktikus felső- ruházati cikkek, a sokoldalúan felhasználható műbőrök, a különböző tulajdonságú padlóburkoló és bútoripari műanyagok, a műanyagokból készített használati tárgyak, valamint az építőipari és gépipari szerkezeti elemek szinte forradalmasítóan megváltoztatják a társadalom életfeltételéit.

A felsorolt termékcsoportokkal azonban távolról sem merült még ki a vegyipar korszakalkotó szerepe, hiszen ide sorolhatjuk még a csomagolástechnikában, valamint a mezőgazdaságban használt fóliákat, a gumiipar legfontosabb alapanyagait, az elektrotechnikában érvényesülő szige telő anyagokat, továbbá a háztartáskémiai ipar termékeinek széles skáláját. A vegyipar gyorsan fejlődő vi Jógiinkban, a tudományos-technikai forradalom korszakában állandóan üjabb és újabb meglepetésekkel szolgál. A petrolkémiai termékek tarka választéka mögött azonban ott kell látnunk a műszaki dolgozók, a vegyipari szakeml>erek, különösen a tudó-' mányos kutatók áldozatos munkáját, továbbá a földtörténeti fejlődés ajándékát, a Föld mélyéből kitermelt, tankhajókon, vasúti ciszternás kocsikban és acélcsöves távolsági vezetékeken szállított csodálatos zöldesbarna folyadékot, a kőojajat. Az utóbbi határozottan megérdemli, hogy az Incheba nemzetközi kiállítás alkalmából közelebbről is megismerkedjünk eddigi történelmével, összetételével és legfőbb tulajdonságaival.

Az ókortól a felvilágosodásig-'A kőolaj származékai az ókorban sem voltak ismeretlenek az emberiség előtt. Bizonyára a jelenleg hatalmas mennyiségben kitermelt közel- keleti kőolajnak is köszönhető, hogy az első emberi civilizációk meleg ágyait ezeken a területeken, a Tigris is az Eufrátesz folyók környékén találhatjuk, hiszen az ősi Ur, Nippur és Babilon téglafalait, talán még bábéi tornyát is bitumennel ragasztották össze. A felszínre törő, fölössel besűrített kőolajat sikeresen használták út- és gátépítésekhez, vesszőből és háncsból font csónakok, hajók szigeteléséhez, gyógyításra és balzsamozásra, különböző békés és háborús célokra. Mert az emberiség már a puskapor feltalálása előtt is Igen találékony volt a hatásos pusztító eszközök fejlesztésében. Ilyen volt például a görögtűz, az ókor leghatásosabb fegyvere: oltatlan mészből és olajpárlatokat tartalmazó kóc- ból égő bombákat készítettek, s azokat elmés szerkezetek, katapultok segítségével dobálták egymás táborába. Ezek a víz felületén is kitartóan églek, s szörnyű pusztítást végeztek a bitumennel szigetelt, gyúlékony anyagokból épített hadibárkák soraiban. Hasonló eszközhöz folyamodtak Batu kán harcosai, amikor olajba mártoga- tott nyilaikkal IV. Béla Mohi-pusztai szekértáborát felgyújtották. Az egri várvédők szintén hatásosan zúdították az égő szurkot az ostromlétrákon kapaszkodó törökökre.

Egyes feljegyzések szerint az arabok már időszámításunk kezdetén is foglalkoztak kőolaj lepárlásával, a benzint azonban „mint hasznavehetetlen és veszélyes anyagot“ elégették. Az így nyert sűrű olajat a sötét középkorban világításra is használták, de a haladás szempontjából ez nem sok eredménnyel járt. A pislákoló mécseseket felváltó üvegbúrás petróleumlámpák azonban néhány évszázaddal később meghozták a „felvilágosodás“ korszakát. Gyorsan megnövekedett az érdeklődés a kőolaj iránt, aminek következtében Oroszországban F. A. Szemjonov javaslatára 1848-ban, majd 1855-ben, Romániában pedig 1857-ben fúrták meg az első olajkutakat.

Az cSajláz másfél évszázada

Észak-Amerikában, a pennsylvaniai Tltusvillben Drake ezredes 1859-ben bőségesen fizető olajforrásra bukkant: az egyik 21 méter mély kút- ból 1500 liter kőolajat nyert naponta. Az amerikai aranyásók egymás után „foglalkozást“ váltottak, az aranyláz titán az olajláz kerítette hatalmába a gyors meggazdagodásra vágyó embereket. Az igazi olajláz azonban nem a petróleumlámpák, hanem a robbanómotorok feltalálása után következőit. A korábban csekély értékű

melléktermék, a benzin, egyszerre rendkívül fontos és nélkülözhetetlen hajtóanyaggá vált, s különösen a második világháború gépesített hadviselésében játszott jelentős szerepet. A világ kőolajtermelése az 1910 es 21 millió tonnáról 1936 ban 270, 1946 ban 600, 1955-ben 770 millió tonnára növekedett, 1960-ban már meghaladta az 1 milliárd tonnát, az 1973-as jelentés pedig már 2 milliárd 820 millió tonnáról számolhatott be. A kőolaj a huszadik század egyik központi témájává és problémájává vált. Föltárásának, kitermelésének, értékesítésének és felhasználásának kérdéseivel a rendkívül gazdag szakirodalom mellett a politikai, a közgazdasági és az ismeretterjesztő publicisztika is gyakran foglalkozik.

Mi is behozatalira szorulunk

A jelenleg ismert kőolajkészletek meglehetősen aránytalanul helyezkednek el a világon. Amíg például a fejlődő közel-keleti arab államok, s újabban egyes afrikai államok is

csolatban eddig úgy alakult a helyzet, hogy a kitermeléssel együtt a felkutatott, kitermelhető készletek mennyisége is állandóan növekszik. Az 1946-os becslések például 12 milliárd tonna készlettel kalkuláltak, ami évi 600 millió tonnás kitermelésnél — ennyi volt az 1946-ban termelt mennyiség — 20 évre, vagyis 1966-ig lett volna elegendő. Ezzel szemben - 1966-ban az évi termelés 1 milliárd 663 ezer tonnára növekedett, s ebben az évben már 52 milliárd tonna kitermelhető készletet mutattak ki. Az eltelt 9 év alatt ennek a menyiség- nek körülbelül a felét már ki is merítettük, az 1966-os becslés szerint tehát még 7—8 évig termelhetnénk a világon kőolajat. A helyzet azonban korántsem ennyire aggasztó, mert az idei becslés növekvő kitermelés mellett is további 38 évet helyez kilátásba. Nem tudjuk még, hogy meny. nyi kőolaj rejlik a tengerek és óceánok alatt, pedig ezzel is számolni kell. a technika fejlődésével ugyanis fokozatosan ezek a lelőhelyek is hozzáférhetőkké válnak. Az viszont tény, hogy a körülményes kitermelés az állandóan növekvő fogyasztás, valamint a nagyobb távolságokról történő szállítás tőzsdei spekulációktól függetlenül is megdrágítja a kőolajat

Igyekeznek minél nagyobb tőkéi kovácsolni feltárt készleteikből, az iparilag fejlett nyugat-európai kapitalista államok a világ kőolajtermelésének mindössze 0,5 százalékát adják, ami például csupán 1 millió tonnával több Románia termelésénél, s körülbelül egyenlő a Barátság Kőolajvezetéken jelenleg hazánkba érkező mennyiséggel. Európával teli át a kőolajkészletek elosztása során meglehetősen mostohán bánt a természet, ami alól hazánk sem kivétel. A gbelyi és a hodoníni olajkutak évi termelése sajnos csupán néhány százezer tonna, ami bizony a Szovjetunióból behozott tizenötmillióhoz viszonyítva elenyésző mennyiség. A szovjet kőolajexportot, a baráti szocialista államoknak nyújtott önzetlen segítséget, valamint a Barátság Kőolajvezeték megépítését többek között a J. M. Gubkin olajkutató által a Tatár ASZSZK délkeleti részén feltárt, második Bakunak nevezett olajmező növekvő hozama tette lehetővé. A Szovjetunió kőolajtermelése az ötvenes és a hatvanas években évente 12—13 százalékkal növekedett, ami kétszerese volt a világviszonylatban tapasztalt növekedésnek, összehasonlítás kedvéért megemlíthetjük, hogy 1960-ban például 147 millió tonna kőolajat termeltek a Szovjetunióban, amivel elérték a venezuelai termelés szintjét. 1973-ban viszont Venezuela 176 millió tonna, a Szovjetunió pedig már 424 millió tonna kőolajat termelt.

Mikor fogynak ki a kőolajkészletek?

A kitermelés és a felhasználás gyors növekedése szempontjából gyakran felmerül a kérdés: vajon mikor merülnek ki Földünk kőolaj- és földgázkészletei. A kőolajjal kapillelve a kőolaj magasabb ána lehetővé teszi a kevésbé előnyös feltételek mellett történő kitermelést.

Ismerkedjünk meg a kőolajjal

Mint a szerves anyagokat általában, a kőolajat is a szénnek a hidrogénnel és oxigénnel, kisebb mértékben kénnel, nitrogénnel, klórral és egyéb elemekkel alkotott vegyületei képezik. E vegyületekben a négy vegyértékű szénatomok egymáshoz kapcsolódva láncrendszereket, gyűrűs alakzatokat, és ezekből különböző kombinációkat képeznek. A kőolaj három ilyen szénhidrogéncsoport keveréke. Az egyikbe soroljuk a paraffinokat, ezek nyílt szénláncú szénhidrogének, a másikba a nafté- neket, ezek gyűrűs szerkezetű, de telített molekulájú anyagok, a harmadikba pedig az aromásokat, amelyek kettős kötéseket is tartalmazó benzolgyűrűkből álló anyagok.

A paraffin elnevezést azt fejezi ki, hogy az ld(* tartozó anyagok nehezen lépnek vegyi reakciókba, vagyis rossz az „affinitásuk“. A naftének a nafta szóból kapták a megnevezésüket, az aromások neve pedig onnan ered, hogy régebben ezek közül sokat az illó olajokból állítottak elő.

Az említett három csoport eltérő arányban van jelen a különböző országokból és különböző lelőhelyekről származó kőolajokban. A Szovjetunióból importált romaskinói kőolaj például paraffin-naftén bázisú. A kőolajok teljes vegyi elemzését egyébként szinte lehetetlen elvégezni, de ez nem is fontos, hiszen a feldolgozás során az egyes csoportok krak- kolással könnyen átalakíthatok. Ezért a kőolajak értékelésénél és csoportosításánál főleg a fizikai tulajdonságokat veszik alapul, ami gyakorlatiig a vegyi összetételtől függ.

Miből készül a benzin?

A kőolajipari technológia és'a hajtóanyagok gyártása szempontjából legfontosabb a paraffinok csoportja. A paraffinok egytől felfelé egészen hetvenig különböző szénatomszámú tagokból állnak. Egy szénatomszámú a metán, két szénatomszámú az etán, három a propán, é6 így következik sorban a bután, a pentán, a hexán, a heptán, az oktán stb. egészen a legmagasabb szénatomszámú (70) heptanoktánig. A sor 1—4 szénatom- számú tagjai természetes körülmények között gáz, 5—16 szénatomszám között folyékony, ezen felül pedig szilárd halmazáliapotúak. E fizikai tulajdonságokból adódik, hogy például a földgáz elsősorban metánt tartalmaz, amely egyúttal a legnehezebben cseppfolyósítható, a propán és a bután viszont közelebb áll a cseppfolyós halmazállapotúakhoz, tehát könnyebben cseppfolyósíthatok, s ezt a tulajdonságukat a gyakorlatban ki is használjuk.

A teljesség kedvéért még azt is megemlíthetjük, hogy ha valamelyik szénatom „kilóg“ a sorból, s egy hidrogénatom helyén oldalról kötődik hozzá, vagy egyéb rendellenesség van a molekula szerkezetében, akkor izo- paraffinokról, például izo-butánról, izo-pentánról stb. beszélünk.

A benzineket és a különböző sűrűségű olajokat, vagyis a kőolaj egyes frakcióit először deszitillálással, tisztítással különítik el. A továbbiak során termikus vagy katalitikus krak- kolással is feldolgozzák a nagyobb szénatoniszá mlú anyagokat, miközben különböző célokra alkalmas kisebb molekulájú anyagok keletkeznek. A paraffinok kisebb molekuláiból álló benzin még további feldolgozásra kerül, ez ugyanis nehezen tűri a kompressziót, ezért. Idő előtt robban, és a motorban „kopogást“ okoz. Ezért kopogásgátló anyagodat kevernek a benzinbe, újabban pedig reformálják, miközben az egyenes szénláncú paraffin szénhidrogének átalakulnak elágazó láncú (iza-j és aromás szénhidrogénekké, ami az „oktánszámot44 is megnöveli. Az oktánszám a benzinek kompresszió-tűrését jellemző adat. Meghatározásához az izooktán és a heptán keverékének százalékos arányát veszik alapul. Például a 90-es oktánszámú benzin kompresszió tűrése egyenlő 90 °/o izo-oktán- ból és 10 % heptánból álló keverék k ouipr essz i ó t ű r és év el.

Az olefinkémia és a polimerizálás

Az előbbiekben még nem említettük, hogy a szénatomok a szerves anyagok molekuláiban egyes, kettős, esetleg hármas kötésekkel is kapcsolódhatnak egymáshoz. Ha az anyag molekulája csak egyes kötéseket tartalmaz, akkor „telített“, ha viszont . kettős, vagy hármas kötés is előfon dúl, akkor „telítetlen“. Ilyen telítetlen szénhidrogének például az olefinek, amelyek a telített paraffinokhoz- hasonlóan szintén nyílt szénláncá szénhidrogének, azonban kettős kötéseket is tartalmaznak. Ezek a kettős kötéseket tartalmazó molekulák nagy nyomás vagy katalizátorok hatására szilárdan egymáshoz kapcsolódnak, óriásmolekulájú szilárd anyagokat képeznek, polimerizálódnak. Ezért is nevezzük a polimerizált műanyagok gyártására irányuló kőolajfeldolgozóipart olefinkémiának.

A polimerizácló technológiája az utóbbi évtizedek alatt nagyon sokat- fejlődött, széles körben alkalmazzák a különböző műanyagok gyártásánál* Az egész folyamat láncreakcióban megy végbe, miközben az alapanyagul használt „monomerek“ (főleg az olefinek közé tartozó etilén és propilén, valamint további telítetlen molekulájú vegyületek, pl. a vinil-klorid, akril-nitril stb.) kettős kötései felbomlanak, a molekulák egymáshoz kapcscolódva elágazó láncú vagy térhálós felépítésű óriásmolekulákká alakulnak át. A polimerizáció alatt nem keletkeznek melléktermékek, a keletkező polimerek kémiai összetétele tehát a kiindulási alapanyagul felhasznált monomer sokszorosának felel meg. A polimerek gyártása általában iniciátorok és katalizátorok jelenlétében, nagy vagy kis nyomáson történik. Polimerizációval állítják elő a kőolaj feldolgozása során nyert telítetlen szénhidrogénekből, elsősorban az etilénből és a propilénből a polietilént és a polipropilént, valamint a további közismert szintetikus anyagokat, a poli fvinil-klorid )-ot, a öli (akril-nitril )-t, a polisztirolt 6tb. Ezekkel az anyagokkal, s a belőlük készült termékek tarka sokaságával közvetlenül is megismerkedhetünk az Incheba ’74 nemzetközi vegyipari vásár csarnokaiban. MAKRAI MIKLÓS