Использование нефти в мире. Распространение нефтяных месторождений

Владимир Хомутко

Время на чтение: 7 минут

А А

Основные физические свойства нефти

Физические свойства нефти, так же, как и её химические характеристики, изменяются в достаточно широком диапазоне, в зависимости от её состава. Например, консистенция этой жидкости меняется от легкой и газонасыщенной до тяжелой и густой, с высоким содержанием смол. Цвет этого полезного ископаемого также меняется от светлого, почти прозрачного, до темно-коричневого, почти черного.

Эти нефтяные свойства определяет преобладание в составе этой углеводородной смеси либо легких низкомолекулярных соединений, либо сложно построенных тяжелых соединений с высокой молекулярной массой. Нефть и её применение для производства различных товаров, которые называются нефтепродукты, делают это полезное ископаемое важнейшим энергоносителем в современном мире.

И газа зависят от химической структуры их состава. Этот состав достаточно прост. Основные его элементы – это углерод (С) и водород (Н). Углерода в нефтях содержится от 83-х до 89-ти процентов, водорода – от 12-ти до 14-ти процентов.

Также в нефтях присутствует небольшое количество серы, азота и кислорода, а также примеси различных металлов. Соединения углерода и водорода называются углеводородами (СН).

Нефть – это горючая маслянистая жидкость, цвет которой варьируется от светло-желтого до черного, состав которой в основном представлен углеводородными соединениями.

Из курса школьной химии известно, что все химические элементы образуют между собой различные соединения, соотношения элементов в которых зависит от их валентности. К примеру, вода (Н 2 О) – это два одновалентых атома водорода и одни двухвалентный – кислорода.

Самый простой с химической точки зрения углеводород – это метан (СН 4), который является горючим газообразным веществом, составляющим основу всех природных газов. Обычно в природном газе содержание метана составляет от 90 до 95 процентов и более.

За метаном следуют: этан (С 2 Н 6), пропан (С 3 Н 8), бутан (С 4 Н 10), пентан (С 5 Н 12), гексан (С 6 Н 14) и так далее.

Начиная с пентана, углеводороды из газообразного состояния переходят в жидкое, то есть – в нефть.

Углерод при соединении с водородом образует огромное количество соединений, различных по своему химическому строению и свойствам.

Для удобства все нефтяные углеводороды разделены на три группы:

• Алканы (метановая группа) с общей формулой С n H 2n+2 . Эта группа представляет собой насыщенные углеводороды, поскольку все их валентные связи задействованы. С химической точки зрения они – самые инертные, другими словами – не способны вступать в реакции с другими химическими соединениями. Структура алканов может быть или линейной (нормальные алканы), или разветвленной (изоалканы).
• Цикланы (нафтеновая группа) с общей формулой СnH2n. Их главный признак – пяти – или шестичленное кольцо, состоящее из атомов углерода. Другими словами, цикланы, в отличие от алканов, имеют замкнутую в цепь циклическую структуру. Эта группа тоже представляет предельные (насыщенные) соединения и в реакции с другими химическими элементами они также почти не вступают.
• Арены (ароматическая группа) с общей формулой С n H 2n-6 . Их структура – шестичленные циклы, в основе которых лежит ароматическое бензольное ядро (С 6 Н 6). Их отличает наличие между атомами двойных связей. Арены бывают моноциклическими (одно бензольное кольцо), бициклическими (сдвоенные кольца бензола) и полициклическими (кольца соединены по принципу пчелиных сот).

Нефть и природный газ веществами с постоянным и строго определенным химсоставом не являются. Это сложные смеси природных углеводородов, находящихся в газообразном, жидком и твердом состоянии. Однако эта смесь не является простой в привычном понимании. Ей ближе определение «сложный раствор углеводородов», где в качестве растворителя выступают легкие соединения, а растворенные вещества – это высокомолекулярные углеводороды (в том числе асфальтены и смолы).

Основное отличие раствора от простой смеси заключается в том, что компоненты, входящие его состав, могут вступать во взаимодействие друг с другом как с химической, так и с физической точки зрения, и приобретать в результате таких взаимодействий новые свойства, которых не было в первоначальных соединениях.

Плотность

Физические свойства нефти достаточно разнообразны, но самым важным среди них является её плотность (по-другому – удельный вес). Этот параметр зависит от молекулярных весов входящих в её состав компонентов.

Значение плотности нефти варьируется от 0,71 до 1,04 грамм на кубический сантиметр.

В нефтеносных коллекторах в нефти много растворенного газа, поэтому в природных условиях её плотность меньше (в 1,2 – 1,8 раза), нежели в добытом дегазированном сырье.

По значению этого параметра нефть делится на следующие классы:

• класс очень легких нефтей (плотность – менее 0,8 грамм/см 3);
• легкие нефти (от 0,80 до 0,84 грамм/см 3);
• класс средних нефтей (от 0,84 до 0,88 грамм/см 3);
• тяжелые нефти (плотность – от 0,88 до 0,92 грамм/см 3);
• нефти очень тяжелого класса (> 0,92 грамм на кубический сантиметр).

Вязкость

Вязкость этого полезного ископаемого является свойством этого вещества оказывать сопротивление при перемещении относительно друг друга нефтяных частиц при движении нефти. Другими словами, этим параметром характеризуется подвижность этого углеводородного раствора.

Измеряют вязкость специальным прибором – вискозиметром. Единица измерения в системе СИ – миллипаскаль в секунду, в системе СГС – грамм на сантиметр в секунду (Пуаз).

Вязкость бывает динамической и кинематической.

Динамическая показывает значение силы сопротивления перемещению жидкостного слоя, площадь которого – один квадратный сантиметр, на 1 сантиметр при скорости движения 1 сантиметр в секунду. Кинематическая вязкость характеризует свойство нефти сопротивляться перемещению одной жидкой части относительно другой, учитывая при этом силу тяжести.

Поднятая на поверхность нефть по этому параметру делится на:

Чем легче углеводородная жидкость, тем меньше значение её вязкости. В пласте этот параметр нефти в меньше (причем – в десятки раз), чем , поднятой на поверхность и дегазированной. Значение этого физического параметра велико, поскольку позволяет определить масштабы миграции в процессе формирования залежей.

Величину, обратную вязкости, называют текучестью.

Это – весьма значимый параметр, который влияет на окислительные свойства этого полезного ископаемого. Чем больше в нем сернистых соединений – тем выше коррозионная агрессивность сырья и получаемых их него нефтепродуктов.

По этому показателю нефть бывает:

• малосернистой (до 0,5 процента);
• сернистой (от 0,5-ти до 2-х процентов);
• высокосернистой (> 2-х процентов серы).

Парафинистость

Эта важная характеристика нефти, которая напрямую влияет на технологии, применяемые при ее добыче, а также на её трубопроводную транспортировку. Парафинистость – это содержание в сырье твердых углеводородов, называемых парафинами (формулы – от С 17 Н 36 до С 35 Н 72) и церезинами (от С 36 Н 74 до С 55 Н 112).

Их концентрация в некоторых случаях доходит до 13-14 процентов, а, к примеру, нефть казахского месторождения Узень вообще имеет этот показатель на уровне 35-ти процентов. Чем больше парафинистость, тем труднее добывать и транспортировать сырье. Парафины отличаются способностью к кристаллизации, что приводит к их выпадению в твердый осадок, а это закупоривает поры в продуктивном пласте, появляются отложения на стенках НКТ, в задвижках и на прочем технологическом оборудовании.

По значению этого параметра нефть бывает:

• малопарафинистая (< 1,5 процентов);
• парафинистая (от 1,5 до 6-ти процентов);
• высокопарафинистая (> 6-ти процентов).

Этот параметр по-другому называется газовый фактор.

Он характеризует количество кубометров газа в одной тонне дегазированной нефти. Другими словами, газосодержание – это количественная характеристика того, сколько растворенного газа было в нефти, которая находилась в коллекторе, и какое его количество перейдет в свободное состояние в процессе извлечения сырья на поверхность.

Значение газового фактора может доходить до 300 – 500 кубометров на тонну, хотя среднее его значение варьируется от 30-ти до 100 кубометров на одну тонну.

Давление насыщения

Этот параметр (давление, при котором начинается парообразование) является значение давления, по достижению которого из нефти начинает выделяться газ.

В естественных условиях продуктивного слоя это давление или равно внутрипластовому, иди меньше его. В первом газ полностью растворяется в жидкости, а во втором наблюдается газовая недонасыщенность.

Сжимаемость

Этот параметр обусловлен упругостью нефти и характеризуется коэффициентом сжимаемости (β Н). Этот параметр показывает величину изменения объема сырья в пласте в случае изменения давления на 0,1 МПа.

Коэффициент сжимаемости учитывают на ранних этапах разработки, когда упругость газа и жидкости в пласте еще растрачена, вследствие чего играет в энергетике пласта существенную роль.

Коэффициент теплового расширения

Этот параметр показывает, как изменяется первоначальный объем сырья в случае изменения температуры на 1 градус Цельсия.

Его используют в процессе проектирования и практического применения методов теплового воздействия на продуктивные пласты.

Объемный коэффициент

Этот показатель характеризует – какой объем в коллекторе занимает кубометр дегазированного сырья, пока оно насыщено газом.

Значение этого показателя, как правило, больше единицы. Средние значения колеблются от 1,2 до 1,8, хотя могут доходить и до двух-трех единиц. Объемный коэффициент применяется в расчетах для определения количества запасов, а также при вычислении коэффициента нефтеотдачи продуктивного слоя.

Температура застывания

Температура застывания показывает, при каком температурном значении в пробирке уровень охлажденной нефти не меняется при её наклоне на 45-ть градусов.

Чем больше в нефти твердых парафинов и чем меньше смол – тем выше этот показатель.

Основным оптическим свойством этого вещества является его способность вращать вправо (изредка–влево) плоскость поляризованного светового луча.

Основные носители оптической активности в этом полезном ископаемом – молекулы ископаемых животных и растений, которые называются хемофоссилиями.

При облучении нефтей ультрафиолетом они начинают светиться, что говорит об их способности к люминесценции.

Легкие сорта «черного золота» люминесцируют в голубом и синем спектре, а тяжелые – в желтом и желтовато-буром.

Нефть, так же как уголь и природный газ, имеет органическое происхождение и образуется в процессе трансформации органики, миллионы лет назад осевшей в осадочных бассейнах.

Основная характеристика нефти - это теплоотдача, позволяющая использовать ее в качестве источника энергии. Кроме того, нефть является первоосновой мощной отрасли промышленности - нефтехимии.

Нефть пред­ставляет собой солнечную энергию, дошедшую до нас спустя миллионы лет: органическая материя, пре­вратившаяся позже в нефть, образовалась из останков живых существ, использовав­ших солнце для фотосинтеза, или из питав­шихся ими организмов.

Из нефти получают более 2000 раз­личных продуктов. Основной продукт переработки нефти - бензин для авто­мобилей.

Рыночная мера объема нефти -бар­рель. В одном барреле содержится 158,984 литра.

Чтобы представить себе, как появилась нефть, нужно перенестись на миллионы лет назад и взглянуть на неглубокое море, богатое живыми орга­низмами, водорослями и планктоном.

МЕДЛЕННОЕ ВЫЗРЕВАНИЕ

Останки населявших море живых организмов оседали в илистых донных отложени­ях. Век за веком формирова­лись новые пласты захороне­ний. Далее начинался про­цесс бактериального брожения при отсутствии кислорода, в результате чего получался кероген. Постепен­ное погружение, сопряженное с увеличением давления и тем­пературы, превращало керо­ген в нефть и природный газ.

В НЕДРАХ ЗЕМЛИ

Образовавшаяся в материнс­ких породах нефть переме­щается из зон с высоким дав­лением в области с понижен­ным давлением. Путями миграции являются порис­тые и трещиноватые породы, а также разломы. Попав в ло­вушку-коллектор, изолиро­ванную непроницаемой по­родой, нефть образует залежь.

Латинское слово «petroleum» в переводе означает «каменное масло».

Углеводо­роды обязаны своим назва­нием химичес­кому составу - смеси углеродов и водорода.

Газообраз­ные углеводо­роды обра­зуют природ­ный газ, а жидкие - нефть и ее производные: бензин,битум, гудрон.

Разведка нефти начинается с определения потенциально нефтегазоносных провинций и бассейнов. Для этой цели осуществляется спутниковая аэромагнитная съёмка, проводятся полевые исследования.

На дне морском...

В целом, подводное бурение на шельфе осуществляется так же, как и на суше. Раз­ница состоит в том, что на море бурение прово­дится с огромных платформ, заякоренных на шельфе, либо, если речь идет о незначительных глубинах, с больших барж, удерживае­мых на одном месте. В обоих случаях речь идет о полно­стью оборудованных комп­лексах, снабженных всем необходимым для добычи.

На фотографии запечат­лена нефтедобывающая платформа, расположенная в Мексиканском заливе.

Самым ответственным этапом в поиске нефти является сейсморазведка. Именно этот ме­тод позволяет с наибольшей уверен­ностью утверждать о наличии или отсутствии нефтяных ловушек в не­драх. Сейсморазведка осуществляет­ся посредством размещения на глубине зарядов взрывчатки, с тем чтобы вызвать не­значительные искусственные коле­бания земли.

ЭКГ НЕДР

Сейсмические волны, отражающие­ся от слоев горных пород, улавлива­ются сейсмоприемниками. Они фиксируют колебания земной коры, ко­торые вызваны искусственными взрывами. Анализ полученной сейсмозаписи дает возможность опреде­лить места установки бурового обо­рудования.

БУРЕНИЕ: ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ

Единственный способ точно устано­вить наличие или отсутствие нефти на исследуемом участке это про­бурить скважину при помощи буро­вой установки. Пробуренная сква­жина крепится трубами, чтобы при­дать ей дополнительную прочность и облегчить добычу нефти.

Добытая из скважины нефть-сырец пред­ставляет собой теплую жидкость очень темного цве­та, с желтоватым, буроватым или зеленоватым оттенком и резким запахом. Она легче воды, состоит из жидких и, в меньшей части, твердых и газообразных углеводоро­дов. Последние влияют на ка­чество нефти: чем она легче, тем выше ее теплоотдача.

МНОГОЦЕЛЕВОЙ РЕСУРС

Основное применение неф­ти - это получение энергии из продуктов её перегонки: бензина, солярки, керосина, бутана и др. Кроме того, нефть используется для изго­товления пластиков, синтетических смол, каучука, рас­творителей, смазочных мате­риалов, моющих средств, искусственных волокон и т. д.

ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

В промышленности исполь­зуются продукты перегонки нефти. Процесс заключается в разогреве нефти до 360°С. Затем в ректификационной колонне она разделяется на фракции: бензин, керо­син, мазут, солярку, гудрон.

Нефть считается невозобновляемым энергетическим ресурсом, поскольку темпы ее восстановления ниже уровня ее потребления. Несмотря на это, зависимость современного общества от нефти продолжает расти.

Уголь также является невозоб­новляемым ресурсом. На протя­жении многих веков именно он использовался человечеством в качестве основного источника энергии. Несмотря на то что за последние 50 лет нефть и природный газ практически полностью вытеснили его, мно­гие эксперты полагают, что уголь вновь будет востребован, когда запасы его основных кон­курентов истощатся.

Нефть - основной исто­чник энергии совре­менного общества. Представим, что случится, если запасы нефти вдруг ис­сякнут: большая часть транс­портных средств (самолеты, корабли, машины, значи­тельная часть железнодо­рожного транспорта) и все ТЭС мгновенно прекратят свою работу.

Исчезновение нефти сильно ударило бы по экономике стран, живущих за счет ее экспорта.

МОЛОДОЙ РЕСУРС

Нефть не считалась значи­мым ресурсом вплоть до по­явления в начале XX века пер­вых автомобилей. До той по­ры она представляла лишь общий интерес, да и то боль­ше с медицинской точки зре­ния. В 1859 году полковник Эдвин Л. Дрейк смог добыть нефть с глубины 22 метра и тем самым спас жизнь мно­гим китам, которые в против­ном случае пали бы жертвой охотников за китовым жи­ром, использовавшимся в ка­честве горючего для ламп и основы для мыла и различ­ных косметических средств.

Полвека спустя потребность в бензине привела к резкому росту добычи нефти. И про­изошло это столь стреми­тельно, что за период с 1957 по 1966 год человечество до­было и переработало больше
нефти, чем за предыдущие сто лет.

Страны-производители нефти

Самой крупной ассоциацией нефтепроизводителей является Организация стран-экспортеров нефти (ОПЕК), в которую входят Сау­довская Аравия, Иран, Венесуэла, Арабские Эмираты, Нигерия, Кувейт, Ливия, Индонезия, Алжир, Ирак и Катар. Другие страны-производи­тели считаются независимыми. Основными независимыми произво­дителями являются Великобритания, Норвегия, Мексика, Россия и США.

США, кроме того, является крупней­шим мировым потребителем нефти.

Купить журнал Минералы можно здесь.

Реферат на тему

“Нефть”.

Нефть -масляная горючая жидкость обычно темного цвета со своеобразным запахом ; она немного легче воды и в ней не растворяется.

То что нефть в основном состоит из углеводородов можно легко подтвердить на следующем опыте. Поставим пробирку с нефтью на огонь предварительно прикрепив к ней трубку с отверстиями для входа и выхода газа. К концу трубки закрепим еще одну пробирку. Нагрев пробирку с нефтью можно заметить что перегоняется она не при определенной температуре, как индивидуальные вещества, а в широком интервале температур. Сначала при умеренном нагревании перегоняются преимущественно вещества с большей молекулярной массой. Состав нефти неоднороден. Обычно все они содержат 3 вида углеводородов : парафины(обычно нормального строения), циклопарафины (нафтены) и ароматические, хотя соотношения этих углеводородов бывают разные. Например нефть Мангышлака богата предельными углеводородами, в районе Баку -циклопарафинами, с острова Борнео богата ароматическими углеводородами.

Все нефти при простой перегонке разделяются на фракции :

1) Газовая фракция ( t кипения до 40 ° C ) содержит нормальные и разветвленные алканы до C 5 .

2) Бензин (газолин) ( t ° кипения 40-180 ° C) содержит до 20% от общего состава. Углеводороды- C 6 -C 10 .

3) Керосин ( t ° кипения 180-230 ° C) -содержит углеводороды C 11 -С 12 В основном используется в качестве топлива.

4) Легкий газойль( t ° 230-305 ° C ) -легкое дизельное топливо, в состав входят C 13 -C 17 . Используют как дизельное топливо.

5) Тяжелый газойль и легкий дистиллят. ( t ° кипения 305-405 ° С). С 18 -С 25 .

6) Смазочные масла( t ° кипения 405-515 ° C) . Содержат углеводороды C 26 -C 38 , Из которых наиболее известен вазелин.

7) Остаток после перегонки называют асфальтом или гудроном.

Помимо углеводородов нефть содержит около 10% сернистых, азотистых, и кислородсодержащих соединений.

Самое распространенное топливо на сегодняшний день -Бензин. Он применяется в качестве горючего для автомашин и самолетов с поршневыми двигателями. Он используется также как растворитель масел, каучука, для очистки тканей и т.д.

Лигроин является горючим для тракторов.

Керосин -горючее для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

Газойль используется в качестве горючего для дизелей.

После отгонки из нефти светлых продуктов остается вязкая черная жидкость -мазут. Из него путем дополнительной перегонки получают смазочные масла : автотракторные, авиационные, дизельные и др. Кроме переработки на смазочные масла мазут подвергается химической переработки на бензин, а также используется как жидкое топливо в котельных установках. Из некоторых сортов нефти выделяют смесь твердых углеводородов -парафин ; смешивая твердые и жидкие углеводороды получают вазелин.

Одной из самых важных характеристик бензина является детонация. Детонация -это взрывное сгорание бензина. Наименьшей стойкостью к детонации обладают парафины нормального строения. Углеводороды разветвленные, а также непредельные и ароматические более устойчивы к детонации ; они допускают более сильное сжатие горючей смеси и, следовательно, позволяют конструировать более мощные двигатели.

Для количественной характеристики детонационной стойкости бензинов выработана октановая школа. Каждый углеводород и каждый сорт бензина характеризуется определенным октановым числом. Октановое число изооктана (2,2,4 -триметилпентана), обладающего высокой детонационной стойкостью принято за 100. Октановое число н -гептан, чрезвычайно легко детонирующего, принято за 0. Если говорят, что бензин имеет октановое число 76, то это значит, что он допускает такое же сжатие в цилиндре без детонации, как смесь из 76% изооктана и 24% гептана.

Бензины извлекаемые из нефти, имеют сравнительно низкие октановые числа. Применяя специальные способы переработки получают бензины с более высокими октановыми числами.

Добыча

Перед добычей геологам необходимо обнаружить месторождение природного ископаемого. На данном месте начинается постройка нефтедобывающих сооружений, которые призваны помочь человеку добыть нефть. Данные постройки могут располагаться как не земле, так и на воде, они немного различаются по конструкции, но принцип действия у обоих вышек одинаковы. Часто новые месторождения нефти обнаруживают во время обследования прибрежных шельфов.

Другое название топлива «черное золото». Такое название оно получило благодаря собственной значимости в мировой экономике, в том числе и в экономике Российской Федерации. Она является одним из главных поставщиков нефти на мировой рынок. Самые богатые залежи нефти обнаруживаются на Урале, на территории Сибири и н Дальнем Востоке.

Также большие залежи находятся в Ираке, Иране и на территории Саудовской Аравии. Экономика и внешние отношения всех этих стран строится исключительно на продаже нефти в другие страны.

Использование

Нефть в первоначальном виде, по-другому сырая нефть, обычно не применяется на производстве. В переработанном виде получается бензин или другое топливо, такое как керосин. Из топлива получают мазут, а также все виды пластика, в том числе и пластиковую упаковку, и пакеты.

Именно благодаря природному ископаемому по всей планете не прекращается движение автомобильного и другого транспорта, а в современной жизни большая часть атрибутов изготавливается исключительно из нефтепродуктов, например, это корпусы компьютеров и различной техники, а также пластиковые окна и контейнеры.

Все нефтепродукты изготавливаются по различным технологиям и методикам, поэтому их цена значительно различается. При этом переработка готовых материалов приносит вред окружающей среде, а сжигание выкидывает в воздух ядовитые газы, способные отравить все живое.

Запасы

Все запасы природных ископаемых могут заканчиваться. Сейчас люди занимаются разработкой двигателей, которые должны работать без использования данного топлива, а использовать электричество или природную энергию. Но на данный момент все это является экспериментами, а мировая экономика полностью базируется на использовании нефти, как природного ископаемого и главным фактором жизни множества государств, которые живут за счет продажи нефти.

• Чувства человека - сообщение доклад

  Чтобы понять, что такое чувства. Нужно уметь их классифицировать и отличать от эмоций. Когда человек понимает, что такое чувства, ему легче ими управлять и контролировать.

• Жизнь и творчество Виктора Драгунского

  Виктор Юзефович Драгунский – популярный советский писатель. Известен прежде всего по книгам серии «Денискины рассказы».

• Отто фон Бисмарк - доклад сообщение

  Отто Эдуард Леопольд фон Бисмарк (01.04.1815 – 30.07.1898) был премьер-министром Королевства Пруссии с 1862 по 1890 годы; объединил Германию в империю в ходе нескольких войн и стал ее первым канцлером

• Писатель Юрий Бондарев. Жизнь и творчество

  Юрий Васильевич Бондарев (1924 года рождения) является одним из известных советских писателей, чьи произведения характеризуются жанром социалистического реализма.

• Джаз - сообщение доклад по музыке 3, 6 класс

  В современном мире существует большое количество жанров музыки. Некоторые из них совсем новые, а другие радуют человечество уже много лет. Одним из популярных и любимых направлений в музыке является джаз.

Нефть - одно из важнейших мировых полезных ископаемых (углеводородное топливо). Это сырье для производства горюче-смазочных и других материалов. За свой характерный темный цвет и огромное значение для мировой экономики нефть (полезное ископаемое) прозвана черным золотом.

Общие сведения

Образуется указанное вещество совместно с углеводородами газообразного типа на определенной глубине (в основном от 1,2 до 2 км).

Максимальное количество нефтяных залежей расположено на глубине от 1 до 3 км. Рядом с земной поверхностью данное вещество становится густой мальтой, полутвердым асфальтом и прочими материалами (к примеру, битуминозным песком).

По своеобразности происхождения и химического состава нефть, фото которой представлено в статье, схожа с естественными горючими газами, а также с озокеритом и асфальтом. Порой все эти горючие ископаемые объединяют под одним названием - петролиты. Еще их относят к более широкой группе - каустобиолиты. Они являются горючими минералами биогенного характера.

В эту группу включаются и такие ископаемые, как торф, сланцы, каменные и бурые угли, антрацит. По способности растворяться в жидкостях органического типа (хлороформе, сероуглероде, спиртобензольной смеси) нефть, как и прочие петролиты, а также вещества, которые извлекают данными растворителями из торфа, угля или продуктов их переработки, относят к битумам.

Использование

В настоящий момент 48% потребляемых на планете энергоресурсов приходится на нефть (полезное ископаемое). Это является доказанным фактом.

Нефть (полезное ископаемое) - источник множества химических веществ, применяемых в различных отраслях при производстве топлива, смазок, полимерных волокон, красителей, растворителей и прочих материалов.

Рост потребления нефти привел к повышению цен на нее и к постепенному истощению недр. Это заставляет задуматься о переходе на альтернативные энергоносители.

Описание физических свойств

Нефть представляет собой жидкость от светло-коричневого до темно-бурого (почти черного) цвета. Иногда встречаются изумрудно-зеленые экземпляры. Молекулярная средняя масса нефти составляет от 220 до 300 г/моль. Иногда этот параметр колеблется в диапазоне от 450 до 470 г/моль. Показатель ее плотности определяется в районе 0,65-1,05 (в основном 0,82-0,95) г/см³. В этом плане нефть подразделяют на несколько типов. А именно:

• Легкая. Плотность - менее 0,83 г/см³.
• Средняя. Показатель плотности в данном случае - в районе от 0,831 до 0,860 г/см³.
• Тяжелая. Плотность - свыше 0,860 г/см³.

Данное вещество содержит значительное число разнообразных органических веществ. В результате этого нефть природная характеризуется не по собственной температуре кипения, а по начальному уровню данного показателя у жидкостных углеводородов. В основном это >28 °C, а иногда и ≥100 °С (в случае нефти тяжелой).

Вязкость данного вещества изменяется в значительных пределах (от 1,98 до 265,9 мм²/с). Определяется это нефтяным фракционным составом и ее температурой. Чем выше температура и число легких фракций, тем вязкость нефти ниже. Также это еще обуславливается наличием веществ смолисто-асфальтенового типа. То есть чем их больше, тем выше вязкость нефти.

Удельная теплоемкость данного вещества - 1,7-2,1 кДж/(кг∙К). Параметр удельной теплоты сгорания относительно низкий - от 43,7 до 46,2 МДж/кг. Диэлектрическая проницаемость нефти - от 2 до 2,5, а ее электропроводимость - от 2∙10-10 до 0,3∙10−18 Ом-1∙см-1.

Нефть, фото которой представлены в статье, является Вспыхивает она при температуре от -35 до +120 °C. Это зависит от ее фракционного состава и содержания растворённых газов.

Нефть (топливо) в обыкновенных условиях не растворяется в воде. Однако она способна образовывать с жидкостью стойкие эмульсии. Растворяется нефть определенными веществами. Делается это при помощи растворителей органического типа. Для того чтобы отделить от нефти воду и соли, проводят определенные действия. Они являются очень значимыми в технологическом процессе. Это обессоливание и обезвоживание.

Описание химического состава

При раскрытии указанной темы следует учитывать все особенности рассматриваемого вещества. Это общий, углеводородный и элементный составы нефти. Далее рассмотрим каждый из них подробнее.

Общий состав

Нефть представляет собой смесь приблизительно 1000 веществ разного характера. Основными компонентами являются следующие:

• Углеводороды жидкие. Это 80-90% по массе.
• Органические гетероатомные соединения (4-5%). Из них преобладают сернистые, кислородные и азотистые.
• Металлоорганические соединения (преимущественно никелевые и ванадиевые).
• Растворенные газы углеводородного типа (C1-C4, от десятых долей до 4 процентов).
• Вода (от следов до 10%).
• Соли минеральные. Большей частью хлориды. 0,1-4000 мг/л и выше.
• Растворы солей, органических кислот и механические примеси (частицы глины, известняка, песка).

Углеводородный состав

В основном нефть обладает парафиновыми (обычно 30-35, редко - 40-50% от общего объема) и нафтеновыми (25-75%) соединениями. В меньшей степени присутствуют соединения ароматического ряда. Они занимают 10-20%, а реже - 35%. Это влияет на качество нефти. Также в рассматриваемое вещество входят соединения смешанного или гибридного строения. К примеру, нафтено-ароматические и парафиновые.

Гетероатомные компоненты и описание элементного состава нефти

Вместе с углеводородами в состав продукта входят вещества с примесными атомами (меркаптаны, ди- и моносульфиды, тиофаны и тиофены, а еще полициклические и тому подобные). Они существенно влияют на качество нефти.

Также в состав нефти входят вещества, содержащие азот. Это в основном гомологи индола, пиридина, хинолина, пиррола, карбазола, порфириты. Концентрируются они по большей части в остатках и тяжелых фракциях.

В состав нефти входят кислородсодержащие вещества смолисто-асфальтеновые, фенолы и иные вещества). Обычно они находятся во фракциях высококипящего типа.

Всего в нефти обнаружено свыше 50 элементов. Вместе с упомянутыми веществами присутствуют в данном продукте V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (от следов до 2∙10-2%) и так далее. Содержание указанных примесей и соединений в сырье всевозможных месторождений колеблется в больших пределах. В результате этого говорить о среднем нефтяном химическом составе приходится только условно.

Как классифицируется указанное вещество по составу углеводородов?

В этом плане имеются определенные критерии. Разделяют виды нефти по классу углеводородов. Их должно быть не более 50%. Если один из классов углеводородов составляет не меньше 25%, то выделяют смешанные виды нефти - нафтено-метановые, метано-нафтеновые, нафтено-ароматические, ароматическо-нафтеновые, метано-ароматические и ароматическо-метановые. Первого компонента в них содержится более 25%, а второго - более 50%.

Сырая нефть не применяется. Для получения технически ценных продуктов (в основном это моторное топливо, сырье для химпромышленности, растворители) ее перерабатывают.

Методы исследования продукта

Качество указанного вещества оценивается с целью верного выбора самых рациональных схем его переработки. Это осуществляется при помощи комплекса методов: химических, физических и специальных.

Общие характеристики нефти - вязкость, плотность, температура застывания и прочие физико-химические параметры, а также состав растворенных газов и процент содержания смол, твердых парафинов и смолисто-асфальтеновых веществ.

Главный принцип поэтапного исследования нефти сводится к комбинированию способов ее разделения на определенные компоненты с последовательным упрощением состава некоторых фракций. Их затем анализируют всевозможными физико-химическими методами. Самыми распространенными способами определения первичного фракционного нефтяного состава являются разнообразные типы дистилляции (перегонка) и ректификации.

Согласно результатам проведенного отбора на узкие (выкипающие в районе 10-20 °С) и широкие (50-100 °С) фракции, строится кривая (ИТК) истинных температур кипения данного вещества. Затем проводят установление потенциала содержания отдельных элементов, нефтепродуктов и их компонентов (керосиногазойлевых, бензиновых, масляных дистиллятов, дизельных, а также гудронов и мазутов), углеводородного состава, а также прочих товарных и физико-химических характеристик.

Дистилляцию осуществляют на обычных перегонных аппаратах. Они снабжены ректификационными колонками. В данном случае погоноразделительная способность соответствует 20-22 штукам теоретических тарелок.

Фракции, которые выделили в результате дистилляции, дальше разделяют на компоненты. Затем при помощи разнообразных методов проводят определение их содержания и устанавливают свойства. Согласно способам выражения нефтяного состава и фракций, различают ее групповой, индивидуальный, структурно-групповой и элементный анализы.

При групповом анализе определяют отдельно содержание нафтеновых, парафиновых, смешанных и ароматических углеводородов.

При структурно-групповом анализе углеводородный состав нефтяных фракций определяют в виде среднего содержания в них нафтеновых, ароматических и прочих циклических структур, а также цепей парафиновых элементов. В данном случае проводится еще одно действие - расчет относительного количества углеводорода в нафтенах, парафинах и аренах.

Персональный углеводородный состав определяется исключительно для бензиновых и газовых фракций. При элементном анализе нефтяной состав выражают количеством (в процентах) С, О, S, Н, N и микроэлементов.

Главным методом отделения ароматических углеводородов от нафтеновых и парафиновых и разделения аренов на поли- и моноциклические является жидкостная адсорбционная хроматография. Обычно поглотителем в данном случае служит определенный элемент - двойной сорбент.

Состав углеводородный нефтяных многокомпонентных смесей широкого и узкого диапазона обычно расшифровывают с помощью сочетания хроматографических (в жидкой или газовой фазе), адсорбционных и прочих методов разделения со спектральными и масс-спектрометрическими способами исследований.

Поскольку в мире наметились тенденции дальнейшего углубления такого процесса, как разработка нефти, существенное значение приобретает ее детализированный анализ (особенно высококипящих фракций и остаточных продуктов - гудронов и мазутов).

Основные в России

На территории РФ залежей указанного вещества имеется значительное количество. Нефть (полезное ископаемое) - это национальное богатство России. Она является одним из основных продуктов экспорта. Добыча и переработка нефти - источник значительных налоговых поступлений в бюджет России.

Разработка нефти в промышленных масштабах была начата в конце XIX века. На настоящий момент в России имеются крупные функционирующие районы добычи нефти. Они расположены в различных регионах страны.

Сланцевая нефть в США

В последние годы на рынке углеводородного топлива произошли серьезные изменения. Открытие и разработка технологий его добычи в короткие сроки вывели США в число крупных добытчиков указанного вещества. Это явление было охарактеризовано экспертами как «сланцевая революция». В настоящий момент мир стоит на пороге не менее грандиозного события. Речь идет о массовой разработке нефтяных сланцевых месторождений. Если ранее специалисты предрекали скорый конец эры нефти, то теперь она может продлиться на неопределенный срок. Тем самым становятся неактуальными разговоры об альтернативной энергетике.

Однако информация об экономических аспектах разработки нефтяных сланцевых месторождений очень противоречива. Согласно данным издания «Однако», добываемая сланцевая нефть в США обходится приблизительно в 15 долларов за 1 баррель. При этом вполне реальным представляется дальнейшее удешевление процесса вдвое.

Мировой лидер добычи «классической» нефти - Саудовская Аравия - имеет хорошие перспективы и в сланцевой отрасли: себестоимость барреля составляет здесь всего 7 долларов. Россия в этом отношении проигрывает. В РФ сланцевой нефти обойдется примерно в 20 долларов.

По мнению вышеупомянутого издания, сланцевая нефть может добываться во всех мировых регионах. Каждая страна обладает значительными ее запасами. Однако достоверность приведенных сведений вызывает сомнения, так как информации о конкретной стоимости сланцевой нефтедобычи пока нет.

Аналитик Г. Бирг приводит обратные данные. По его мнению, себестоимость барреля сланцевой нефти составляет 70-90 долларов.

По данным аналитика Банка Москвы Д. Борисова, себестоимость добычи нефти в Мексиканском и Гвинейском заливах достигает 80 долларов. Это примерно равно нынешней рыночной цене.

Г. Бирг также утверждает, что залежи нефти (сланцевой) распределены по планете неравномерно. Более двух третей всего объема сосредоточено в США. На долю России приходится только 7 процентов.

Для добычи рассматриваемого продукта приходится перерабатывать большие объемы горной породы. Ведение такого процесса, как добыча сланцевой нефти, осуществляется карьерным методом. Это серьезно вредит природе.

По мнению Бирга, сложность такого процесса, как добыча сланцевой нефти, компенсируется распространенностью данного вещества на Земле.

Если предположить, что технологии добычи сланцевой нефти выйдут на достаточный уровень, то мировые цены на нефть могут просто обвалиться. Но пока никаких кардинальных изменений в этой сфере не наблюдается.

При существующих технологиях добыча сланцевой нефти может быть прибыльной в определенном случае - только тогда, когда цены на нефть составляют 150 долларов за баррель и выше.

России, по мнению Бирга, так называемая сланцевая революция повредить не сможет. Дело в том, что данной стране выгодны оба сценария. Секрет прост: высокие цены на нефть приносят большие доходы, а прорыв в добыче сланцевого продукта позволит увеличить экспорт за счет разработки соответствующих месторождений.

В этом плане не столь оптимистичен. Развитие добычи сланцевой нефти, по его мнению, сулит обвал цен на нефтяном рынке и резкое падение экспортных доходов России. Правда, в ближайшей перспективе этого бояться не стоит, поскольку сланцевые разработки все еще остаются проблемными.

Заключение

Полезные ископаемые - нефть, газ и подобные им вещества - являются достоянием каждого государства, в котором они добываются. В этом можно убедиться, ознакомившись со статьей, представленной выше.