Нефть (или «черное золото») – горючее жидкое ископаемое, имеющее биологическое происхождение. Это своеобразная смесь углеводородов с соединениями, которые содержат кислород, серу и азот.
Что такое нефтепродукты?
Нефтепродукты – это полученные смеси после переработки «черного золота». Изначально осуществляется перегонка. Затем очистка. В нефти находятся почти пятьсот химических соединений. Все они находятся в различных агрегатных состояниях.
Они могут быть газообразные, твердые и жидкие.
Как определить наличие нефти в сточных водах?
Определение нефтепродуктов в сточных водах производится тремя основными методами:
- гравиметрическим;
- газохроматографическим;
- ИК-спектрометрическим.
При правильном применении любого из перечисленных методов получаются точные результаты определения наличия и количества нефти. Существует еще два способа определения. Но они показывают не совсем точные результаты и требуют дополнительной проверки. Основной метод определения нефти называется гравиметрическим.
4. Применение нефти. Окружающий мир — 2 класс
Промышленная ценность нефти
Нефть – один из наиболее ценных видов сырья, имеющий второе название – «черное золото». И все потому, что страны, в которых есть месторождения этого горючего жидкого ископаемого, являются ведущими в мировой экономике. Нефтепродукты – это переработанная нефть, продукты которой вошли во все сферы человеческой жизнедеятельности.
В повседневной жизни люди часто используют вещества или предметы, изготовленные из «черного золота». Причем часто даже не догадываются, что в состав привычных в быту вещей входит горючее ископаемое. Это чайники, стиральные машинки, игрушки и многое другое.
Где хранятся нефтепродукты?
Хранение «черного золота» и нефтепродуктов осуществляется в специальных емкостях, которые устанавливаются не только на нефтепромыслах, но и перекачивающих и наливных станциях. А также на заводах по переработке, нефтебазах и АЗС.
Резервуар для нефтепродуктов изготавливается из несгораемых материалов. Емкости могут быть расположены непосредственно на земле или под ней. Самые популярные – цилиндрические резервуары, сделанные из стали. На небольших нефтебазах устанавливаются под- и надземные горизонтальные цилиндрические емкости.
Распространены резервуары РВС со сферической, щитовой и конической кровлей. Днище у них плоское.
Резервуары могут быть с низким, высоким и избыточным давлением. Большие запасы нефти и нефтепродуктов хранятся в основном в подземных хранилищах. Безопасная и правильная эксплуатация резервуаров обеспечивается благодаря дополнительному специальному оборудованию.
Контроль за качеством нефтепродуктов
Качество нефтепродуктов проверяется в лабораториях методом проб. Начиная с момента получения жидкого ископаемого, до конечного потребления. Образцы нефти иногда сильно отличаются. Качество «черного золота» во многом зависит от глубины его нахождения. А нефтепродукты различаются по месту и способу производства, как именно оно осуществлялось.
ЦБ боится инфляции, Россия сокращает добычу нефти, День Святого Валентина подорожал / Новости
Немаловажны условия и длительность хранения. Поэтому для определения качества нефтепродуктов существуют ГОСТы, на которые стоит ориентироваться.
В каких областях используются нефть и нефтепродукты?
Одно из наиболее ценных свойств нефти – горение. Поэтому, в первую очередь, это жидкое ископаемое используется в промышленности в качестве топлива. Современное топливо состоит из нефти более чем на 50%. На втором месте по использованию нефти и нефтепродуктов находится бытовая сфера. Кроме этого, в виде вторичного сырья применяется в медицине и косметологии.
Из нефтепродуктов делаются украшения и синтетические ткани.
Где используется нефть и ее отходы в сыром виде?
В первозданном виде как жидкое природное ископаемое нефть используется редко. Только при строительстве трубопроводов и линий электропередач. После добычи «черное золото» проходит специальную переработку. Сначала сырье очищается. Затем проводится первичная переработка. В этот время нефть перегоняется, разделяясь на составляющие компоненты.
Затем происходит вторичная обработка «черного золота», когда изменяется структура углеродов природного ископаемого.
Использование нефти в промышленности
Отходы «черного золота» используются для производства кокса, который затем применяется в металлургии, и для изготовления сварочных электродов. Переработанная нефть — это нефтепродукты. Россия – одна из стран, имеющая на своей территории огромные запасы «черного золота», его добыча ведется круглогодично.
Существует даже такая разновидность, как «белая нефть», которая содержит более восьмидесяти процентов керосина, она применяется для лечения онкологии. Народные целители делают из такой нефти настойки, компрессы и мази.
После первичной переработки получаются различные виды веществ:
- солярка;
- бензин;
- реактивное и дизельное топливо;
- мазут;
- смазочные материалы;
- сжиженный газ.
После переработки мазута появляется нефтяной остаток, из которого изготавливаются:
- битум;
- парафин;
- жидкое топливо для котельных;
- многие масла;
- асфальт.
Компоненты, которые получаются при первичной обработке нефти, используются в косметической сфере, строительстве дорог и домов.
После вторичной переработки нефть используется для изготовления:
- каучука;
- полимеров;
- синтетических тканей;
- резины;
- пленочных материалов;
- моющих средств;
- лакокрасочных покрытий;
- удобрений;
- дорожных покрытий и т. д.
Использование нефти в косметологии
Высокое качество некоторых нефтепродуктов позволяет широко применять их в косметологии. Переработанное «черное золото» стало основой для теней, лаков, карандашей для глаз и губ. Большинство парфюмерных и туалетных вод частично состоят из нефтепродуктов. А также они входят в состав красителей и различной бижутерии.
Использование «черного золота» в медицине
Нефтепродукты – это прошедшее переработку и очистку «черное золото». В нем было обнаружено множество полезных свойств, которые нашли свое применение в медицине. Самое распространенное лекарство – ацетилсалициловая кислота, или «Аспирин». В конце девятнадцатого века ученые нашли способ извлечения из фенола лекарственного средства. На его основе теперь изготавливаются:
- антибиотики;
- медицинские препараты от заболеваний желудочно-кишечного тракта;
- антисептики;
- противотуберкулезные лекарства;
- успокоительные средства.
Нефть в составе продуктов питания
В современное время нефтепродукты – это и часть составляющих некоторых продуктов питания. Использовать жидкое природное ископаемое для человеческой пищи стало возможно благодаря синтезу белка. Его производят из отходов нефтепродуктов. Полученный искусственный белок прекрасно заменяет животный и широко используется для производства многих продуктов питания.
Перечислять все, что производится из нефти, можно долго. Это многие предметы, используемые людьми в повседневной жизни. Широкое использование нефти – главная причина регулярного роста ее цены. И это справедливо, так как «черное золото» дает возможность согреваться, быстро передвигаться, а также способствует созданию удобных условий в быту. Без всего этого современную жизнь представить достаточно трудно.
Источник: fb.ru
Нефть: свойства, способы добычи и переработки
Нефть – природное ископаемое топливо, представляющее собой маслянистую жидкость мутно-жёлтого или светло-коричневого – вплоть до чёрного цветов, обладающую специфическим запахом. Вследствие содержания в составе значительного количества разнообразных углеводородов, это естественное сырьё стало занимать лидирующее положение среди других энергетических ресурсов.
Важнейшим достоинством нефти является возможность выделять при сгорании значительное количество тепловой энергии. Именно это качество, а также возможность транспортировки на значительные расстояния, превратили её в чёрное золото – самый востребованный энергоресурс планетарного масштаба. Кроме того, этот вид минерального сырья является основой нефтехимической отрасли, позволяющей получать широкий спектр веществ, столь необходимых для многих отраслей промышленности, энергетики и транспорта.
Методы добычи
Основные залежи нефти присутствуют в подземных месторождениях, представляющих собой пустоты, расположенные на глубине, не превышающей 3-х км. Чтобы её извлечь, строятся скважины, позволяющие с помощью шахт достичь необходимой отметки залегания.
Не вдаваясь во все технологические тонкости, методы добычи нефти в зависимости: от уровня давления внутри пласта, способа его обеспечения и технологии извлечения, подразделяются на три вида.
Первичный
Нефтесодержащая жидкость покидает своё место пребывания (коллектор нефтяной залежи) в результате воздействия естественных сил природы. Обычно её место занимает вода или газы. Если существующего давления не достаточно для самостоятельного выхода нефти (фонтанирования), то подключается специальные насосы. При таком методе добычи нефтеотдача скважины, как правило, не превышает 15%.
Вторичный
После исчерпания возможностей первичного метода нефтедобычи, на смену ему приходит вторичный метод, суть которого заключается в искусственном нагнетании давления внутрь залежи. Осуществляется это с помощью закачивания в пласт воды из близлежащих пресных водоёмов или газов естественного происхождения (воздух и продукты его разделения, попутный или природный газ). Подобные технологические решения увеличивают нефтеотдачу до 30%.
Третичный
Следующим этапом увеличения добычи нефти, позволяющим повысить продуктивность до 45%, является третичный метод. В основу, которого положены воздействия, повышающие энергетический уровень залегающего природного ресурса. Легко догадаться, что это, прежде всего повышение температуры, приводящее к увеличению, столь необходимого для извлечения нефти физического параметра – давления.
Но именно третичный метод, взятый на вооружение нефтяниками III-го тысячелетия, позволил обеспечить мировую экономику миллионами баррелей нефти.
Процессы переработки
Полученная в результате добычи нефть мало используется в чистом виде. Гораздо больший интерес представляют продукты её переработки – разнообразные виды топлива, а также исходные материалы для химической промышленности.
Первичные
Поступающее по трубопроводам или по железной дороге, а также транспортируемое водным путём с помощью танкеров сырьё, подвергается очистке и разделяется на фракции на нефтеперерабатывающих заводах. В этом и заключается суть первичной переработки.
Подготовка нефти
Доставленная на предприятия нефть содержит в своём составе примеси: газ, воду, твёрдые частицы, от которых необходимо избавиться. На этапе подготовки она подвергается:
- очистке от примесей механического происхождения,
- освобождению от углеводородов пониженной плотности (обычно – газообразных),
- обезвоживанию совместно с электрообессоливанием.
Атмосферная перегонка
Очищенная нефть поступает в цилиндрическую вертикальную (ректификационную) колонну, где подвергается воздействию пара, движущегося снизу вверх. В результате нагрева, доходящего до температуры достигающей 400 0 С, она разделяется на фракции:
- бензиновую,
- керосиновую,
- дизельную,
- жидкий мазут.
Вакуумная дистилляция
Вакуум-дистилляция применяется для выделения из мазута масляных дистиллятов и вакуумного газойля. Продукции, необходимой для выпуска топлива, масел, парафина и целого ряда продуктов нефтепереработки и нефтехимии. Оставшаяся тяжёлая фракция представляет собой гудрон, служащий для производства таких строительных материалов как битум и мазут.
Вторичные
Так как продукция первичной переработки нефти не отличается необходимыми товарными свойствами, то для улучшения качества её подвергают вторичной переработке.
Риформинг
Процесс каталитического риформинга, в основе которого лежит просачивание жидкости сквозь слой платинового катализатора, предназначен для получения высокооктанового бензина и ароматических углеводородов.
Гидроочистка
Этот технологический процесс предназначен для снижения количества примесей под воздействием водорода. При этом уменьшается количество смол, асфальтенов, а также веществ, имеющих в своём составе большое количество кислорода.
Каталитический крекинг
Каталитический крекинг – один из основных процессов вторичной переработки нефти, имеющий целью: повышение октанового числа бензина, получение углеводородных газов и кокса. Суть его заключается в получении мелких молекул из более крупных соединений с помощью нагрева и применения катализатора.
Гидрокрекинг
Для получения дизельного топлива и одного из компонентов автомобильного бензина – бензина гидрокрекинга, осуществляется расщепление средней фракции вакуумной дистилляции (газойля) в присутствии значительного количества водорода.
Коксование
Процесс бескислородного нагрева тяжёлых нефтяных фракций остатков вторичной переработки носит название «коксование». Целью его является получения нефтяного кокса – продукта, имеющего высокую стойкость против воздействия коррозии.
Изомеризация
Получение изомерного углеводородного сырья для нефтехимии и ряда компонентов бензина не может обойтись без изомеризации – изменения молекулярной структуры вещества с сохранением его качественных и количественных параметров.
Алкилирование
Цель повышения октанового числа бензина заставила технологов разработать данный процесс использования малоценных крекинговых продуктов в качестве важных компонентов бензина. Суть его заключена в молекулярном воздействии на исходный материал с помощью алкилов – частиц предельных углеводородов.
Хранение и транспортировка
Для хранения нефти применяют специальные вертикальные резервуары надземного и подземного типов. Как правило, современные хранилища представляют собой хорошо организованные структуры – нефтебазы, предназначенные для приёмки и распределения нефти.
Транспортировка голубого топлива осуществляется с помощью:
- Нефтеналивных танкеров – судов ёмкостью до 30 000 тонн, перевозящих этот жидкий вид энергоресурса по морям и рекам.
- Нефтепроводов, позволяющих перемещать огромные объёмы нефти на значительные расстояния с минимумом затрат подземным способом.
- Железнодорожных цистерн, доставляющих нефть в незначительных объёмах в отдалённые местности.
Автомобильный вид транспорта экономически не выгоден для доставки сырой нефти, поэтому его используют для перевозки готовых нефтепродуктов конечным потребителям.
Продукты переработки
Уникальность нефти заключается в том, что из неё посредством переработки получают продукцию, задействованную во всех отраслях народного хозяйства: от промышленности – до повседневного быта.
Топливо
Нефтяные топлива подразделятся на группы, основными из которых являются:
- авиационный и автомобильный бензин,
- дизельное топливо,
- мазут,
- керосин.
Они находят своё применение на транспорте и в энергетике.
Пластик
Пластмассы – одно из выдающихся изобретений учёных 20-го века. Эти высокомолекулярные соединения, благодаря своим свойствам: лёгкости, устойчивости к влаге и ряду агрессивных жидкостей, а также низкой тепло- и электропроводности, наряду с физиологической безвредностью для человеческого организма, широко используются в качестве сырья для изготовления ёмкостей, изоляционных материалов и даже предметов мебели.
Производство столь необходимого материала, каким сегодня является пластик, доходит до 200 млн. т в год.
Синтетические ткани
Широчайший спектр современных тканей, к которым относятся: полиэстер (лавсан), холлофайбер, акрил, капрон, нейлон, стрейч-ткани, а также искусственный мех и искусственная кожа, – являются продукцией нефтепереработки. Кроме чисто бытового назначения, обусловленного прочностью, эластичностью, стойкостью и практичностью этих материалов, синтетика находит использование в авиации, строительстве и сельском хозяйстве.
Каучук
Синтетические полимеры, обладающие эластичностью, вязкостью, водоотталкивающими и диэлектрическими свойствами, получили распространение благодаря изготавливаемой из них продукции: резины и эбонита. Если первые можно встретить в качестве шин для автомобилей, самолётов и велосипедов, то вторые незаменимы в качестве электроизоляционных материалов.
Пищевой блок
Проблема недостатка пищевых продуктов с каждым днём всё острее стоит перед человечеством. Вполне возможно, что на смену натуральным вскоре придут синтезированные из нефти продукты питания. Современная пищевая индустрия активно выдвигает на рынок: искусственную икру, жевательную резинку, ванилин, красители и концентраты. Естественно, что все они являются продукцией нефтепереработки.
Применение в медицине и косметике
Производные нефти уже давно заняли своё место на прилавках аптек в качестве средств от аллергии, головной боли, повышенной температуры, инфекций и стресса. Не говоря уже о множестве ёмкостей, используемых в чисто медицинских целях, можно отдельно отметить перспективы создания целого класса пластмассовых протезов, изготовленных при помощи 3D-моделирования.
Ещё одно направление использования нефтепродуктов заключается в том, что современные представительницы прекрасного пола не обходятся без целого набора косметических средств нефтяного происхождения. Это лаки, тени, карандаши, красители, бижутерия и парфюм. Стандартного набора средств, являющихся отличным дополнением к одежде, обуви и галантерее, также изготовленных на основе нефти.
Понятно, что столь широкий спектр употребления продуктов нефтепереработки требует открытия всё новых и новых месторождений.
Месторождения в России и мире
Россия занимает восьмое место в мире по запасам нефти. Крупнейшие месторождения расположены в Западной Сибири, на территории республик Башкортостан и Татарстан, а также на Кавказе, в Красноярском крае, Астраханской области и острове Сахалин.
Мировые нефтяные месторождения географически распределены следующим образом:
- Ближний Восток – 67%.
- Латинская Америка – 8%.
- Западная Африка – 7%.
- Россия и Средняя Азия – 6%.
- Северная Америка – 5%.
- Западная Европа – 3%.
- Юго-Восточная Азия – 3%.
Мировые запасы
Согласно последним данным февраля 2020 года, лидерами по запасам нефти являются:
- Венесуэла – 16,9% общемировых запасов, что составляет 300,878 млрд. баррелей.
- Саудовская Аравия – 16,7% 211,6 млрд. баррелей.
- Канада – 9,5% 142,503 млрд. баррелей.
- ОАЭ – 5,9% 101,5 млрд. баррелей.
- Россия – 4,5% 15,043 млн. баррелей/сутки.
- Саудовская Аравия – 14,9% 10,8 млн. баррелей/сутки.
- Ирак – 5,5% 3,991 млн. баррелей/сутки.
Вполне очевидно что, несмотря на ограниченные запасы (хотя, точный уровень этих запасов очень трудно оценить даже приблизительно), нефть ещё достаточно долгое время сохранит свои лидирующие позиции в качестве основного природного энергоресурса мировой экономики.
Источник: xn--80aegj1b5e.xn--p1ai
Применение нефти
Со второй половины 19 века, когда началось активное использование нефти, это полезное ископаемое захватывает все больше промышленных сфер, появляются новые материалы. Применение нефти это не только производство горюче -смазочных материалов для автомобилей и техники. Изготовление пластмассы, медицина, косметология, легкая промышленность, сельское хозяйство, даже пищевая промышленность — всё это области применения нефтепродуктов.
Топливо
В первую очередь, сырая нефть является сырьем для производства бензина, дизельного, авиационного и ракетного топлива, мазута, а так же смазочных материалов для двигателей и механизмов. Пройдя этапы перегонки, термической обработки, очистки и некоторые другие, на выходе получается, в том числе, бензин. В зависимости от детонационный свойств автомобильного топлива, присваивается октановое число: 92,95, 98. Чем выше возможности сжатия бензина без самовоспламенения, тем выше число.
Еще одним топливным сырьем является сжиженный нефтяной газ. Однако, подходит не только для заправки автотранспорта, но и для бытовых целей. Индивидуальные баллоны используют для подачи в газовые плиты, при системной подаче, годится для отопления жилья. Этот же газ заправляют в зажигалки.
Применение смазочных материалов, изготовленных из нефтяных масел, затрагивает не только технический сегмент, но и косметологический. Из исходного сырья получают смазочно-охлаждающие жидкости, гидравлические
Пластик
Нефтяные производные применяются для изготовления различных видов пластмасс. Легкий, пластичный, устойчивый ко внешним воздействиям материал, распространился повсеместно.
Самолеты, поезда, автомобили, и другие виды транспорта невозможно представить без пластмассовых деталей.
Бытовая и промышленная техника, канцелярские товары, сантехнические материалы сделаны при использовании стирола.
Искусственные скатерти, детские игрушки, части школьных ранцев, клей и герметики, обувная подошва, изоляция для силовых кабелей — все это результат применения этилвинилацетата.
Невозможно представить быт современного человека, где бы не присутствовали полимерные материалы.
Медицина
Нефтяная промышленность дала жизнь современному одноразовому шприцу, что значительно облегчило жизнь медиков и пациентов. Многие аптечные препараты, такие как аспирин, финилсалицилат — средство, применяемое при заболеваниях жкт, компоненты противотуберкулёзных лекарств, вазелин, антигистаминные, антибиотики, в частности -стрептоцид, большинство антисептиков — результат применения нефтепродуктов.
Народная медицина давно оценила эффект при использовании керосина. Применение этого средства начинается от лечения вшей и рожистого воспаления до терапии онкологических заболеваний. Однако, врачи предупреждают, что такое лечение может быть опасно. Стоматологическая отрасль также не обошлась без материалов из нефтепродуктов. Протезы и зубные протекторы — конечные продукты этилвинилацетата, получаемого из нефтяных отходов.
Медицинская оптика, благодаря нейлону, стала выпускать легкие и прочные оправы, устойчивые к абразивным повреждениям.
Хирургические нити из того же нейлона обладают высоким коэффициентом прочности, а так же легко проходят сквозь ткани.
Косметология
Мир декоративной и удодовой косметики сделал серьезный шаг вперёд с появлением парабенов, этиленгликоля, церезина, парафина и других компонентов, использование которых позволяет дольше хранить, улучшает свойства средств по уходу. Все эти добавки — результат нефтепереработки.
Лаки для ногтей, карандаши для век, губная помада, мыло, шампуни, средства гигиены — ничто из этого не обходится без парабена и пропиленгликоля, являющихся производными нефти. Все эти компоненты нужны, чтобы увеличить срок годности, добиться нужной вязкости, дополнительно увлажнить кожные покровы.
Минеральные масла имеют в своём составе практически все средства по уходу за телом, детские — не исключение. Масла для массажа, гигиенические бальзамы для губ, кремы, тональные средства и множество подобных содержат нефтяные производные.
Ткани и материалы
Легкая промышленность в сфере производства тканей значительно расширила ассортимент, после начала производства искусственных материалов. Удерживающие тепло, прочные, хорошо окрашиваемые , быстро сохнущие, зачастую эластичные ткани имеют применение в производстве одежды, белья, купальных костюмов, кружев, верхней одежды, обуви, сумок и многого другого.
Нейлон, используемый для производства женских колгот, так же применяется для выработки рыболовной лески и струн для музыкальных инструментов. Полотно современного зонтика — тот же материал. Многие ковры, и абсолютно все парашюты сделаны из нейлона.
Пищевая промышленность
На основе нефтепродуктов воспроизводят синтетический белок, сходный с животным. Такой продукт дешевле и проще в производстве. Изготовление жевательной резинки предполагает добавление парафиновых смол.
А нейлоновые пакетики для чая, использование которых ввела компания Lipton, по утверждениям, позволяют получить более чистый вкус напитка.
Отдельный материал, заслуживающий внимания — полипропилен. Ввиду инертности и относительной безопасности, из него изготавливают разнообразную тару для пищевых продуктов.
Разделочные доски, рабочие поверхности, выработанные из полипропилена являются знаком качества на любой кухне.
Сельскохозяйственный сектор
Современная агрономия использует удобрения с добавлением остаточных веществ нефтяной промышленности. Синтетические ткани и материалы получили применение в укрывных работах, строительстве временных теплиц. Ядохимикаты имеют широкое использование для защиты деревьев и кустарников от вредителей, борьбы с грызунами и опасными насекомыми.
Другие области применения
Технология укладки дорог полностью зависит от нефтедобычи. Гудроны, асфальты, битумы являются результатом переработки чёрного золота.
Обычные пакеты, которыми пользуются миллионы людей ежедневно на всей планете— результат переработки нефти.
Моющие средства, в которых задействованы нефтепродукты, обладают более высокими моющими свойствами, лучше справляясь с загрязнением.
Краски, в которых использованы нефтепродукты отличаются повышенной стойкостью, разнообразием цветовой палитры и относительной дешевизной. Также производятся лаки и растворители.
Все виды современных свечей, кроме церковных, изготавливаются из парафина.
Несмотря на существующее разнообразие производимых красок, некоторые художники освоили технику живописи с использованием нефти. Наиболее подходящей для таких целей считается якутская.
Кокс, который является отходом нефтепереработки, используется в производстве электродов.
Нефтепродукты по объёму применения в производстве товаров и различных средств набирают все большие обороты ежегодно. Во все сферы производства и жизнедеятельности человека вхожи вещи, продукты и материалы полностью или частично, изготовленные из производных нефти. Жизнь современного человека уже невозможно представить без пластмассы и всех тех благ, что она даёт. Но самым основным потребляемым товаром все же остаётся топливо.
Источник: prompriem.ru
Нефть — состав, основные свойства и характеристики
Нефть — это органический продукт, который образовался в результате распада организмов и растений, существовавших на планете миллионы лет назад. Профессора и ученые утверждают, что животные и растения оставались на дне морей и заливов, покрывались слоями отложений до того, как начинался процесс разложения. Анаэробные бактерии воздействовали на останки, что впоследствии привело к образованию нефти и газа.
- Образование топлива
- Применение нефти
- Составные компоненты
- Химический состав и физические свойства
- Нефтяные месторождения
Образование топлива
Между распадающимися органическими останками и солями в воде и грязи происходили химические реакции. При этом реакции могли существенно различаться в разных точках земного шара. Это можно объяснить тем, что животные и растения бывают разные, да и реакции тоже.
Останки продолжали распадаться, покрываясь все более толстым слоем различных отложений, которые приносились речным потоком. Все это длилось в течение миллионов лет. Постепенно из остатков формировались углеводороды, образовалось полезное ископаемое. Как только слой нарастал, повышались давление и температура, что приводило к ускорению процесса образования горючего полезного ископаемого.
Стоит понимать, что под землей не было никаких сплошных нефтяных озер. Углеводороды были смешаны с землей и песком, постепенно просачиваясь с пузырями газа. Нефть и газ просачивались в нетвердый слой песчаников, как вода просачивается в губку. Иногда они упирались в плотную породу, через которую не могли пройти. Такая ситуация именуется геологической «ловушкой».
Вместе с процессом образования нефти менялась и планета. Центр охлаждался, массивы земной коры двигались, образовывая разломы. Каменная соль проходила через осадочные породы, которые содержали полезное вещество. Эти процессы привели к образованию различных типов нефтяных «ловушек».
Иногда нефть и газ выходили наружу благодаря разломам в непроницаемых породах. Далее некоторая часть продукта испарялась в атмосферу, остатки же образовывали смолообразные плотные вещества. Таким образом возникали целые озера битумов, которые затем находили люди. Иногда люди сами рыли котлованы для добычи и использования битумов.
Применение нефти
Несмотря на то что история нефти насчитывает миллионы лет существования, добывать и применять ее в промышленных масштабах человечество научилось относительно недавно.
Некоторые источники говорят, что люди применяли нефтяные продукты на протяжении многих веков. Нефть и битум стали известны еще в древние времена. Некоторые народы использовали их в лечебных целях, другие в религиозных. В трудах Геродота и римского инженера Витрувия упоминается битум. На протяжении тысяч лет его применяли как водонепроницаемый материал при строительстве трубопроводов, судов и другого.
Есть история о том, что битумом был просмолен Ноев ковчег. Индейцы использовали нефть как лечебное вещество. В Америке люди находили нефтяные следы, загрязнявшие воду, собирали их с поверхности и применяли как горючее вещество. Применение нефти осуществлялось и у славянских народов. У них она называлась «ропа», «ропянка».
Как можно понять из краткого описания применения, интерес к полезному ресурсу был основан благодаря его способности гореть. Таким образом образовалась нефть как топливо.
Полноценным источником энергии ресурс стал только в XIX веке. В то время в качестве топлива для освещения использовался китовый жир, которого не хватало. Нужен был новый энергетический источник. В 60-х годах XIX века в Соединенных штатах Эдвин Дрейк вырыл первую нефтяную скважину. Есть информация, что первую скважину все-таки откопали в 1846 году недалеко от Баку. Сделали это по предложению инженера Семенова Ф. А.
Постепенно нефть стала применяться в больших масштабах. Сначала был изобретен двигатель внутреннего сгорания, для которого потребовалась бензиновая фракция вещества. Далее был расцвет авиации, нуждавшейся в особо качественном топливе. В 40-х годах прошлого столетия появилось синтетическое производство. Нейлон и полиэтилен тоже стали производить из нефти.
Составные компоненты
Нефть, газ, некоторые угли и горючие сланцы относят к особой группе минеральных образований, имеющих органическое происхождение. Их именуют горючими ископаемыми — каустобилитами, что дословно с греческого можно перевести как «горючий жизненный камень».
Внешне она маслянистая, черная, флюоресцирующая на свету. При горении выделяет тепловую энергию.
Углеводороды могут иметь разное число атомов углерода в молекулах и разные виды соединения с водородом. В зависимости от молекулярных структур углеводороды делят на прямые соединения с неразветвленными цепями и циклические. Кроме того, углеводороды относятся к определенным семейств, точнее, их всего два — парафины (в международном сообществе они называются алканы) и олефины (алкены).
Углеводородные молекулы могут расщепляться на мелкие структуры или образовывать более длинные. Молекулярная форма может тоже изменяться или модифицироваться путем присоединения других атомов. Благодаря этому углеводороды считаются очень полезным компонентом при производстве различных материалов.
Как уже говорилось, нефть в разных концах земли, и даже на разной глубине одного и того же месторождения может состоять из различных углеводородов и других веществ. Именно поэтому ее внешний вид и даже характеристики могут заметно различаться — от светлой летучей консистенции до густого черного масла. Причем некоторые типы настолько вязкие, что их с трудом выкачивают.
Химический состав и физические свойства
Химический состав вещества в основном составляют парафины, нафтены, ароматики и непредельные углеводороды вместе с примесями: серы, азота и кислородсодержащих соединений. К физическим свойствам можно отнести:
- Фракционный состав.
- Температуру.
- Относительную плотность.
- Температуру вспышки и другие.
Добываемое из скважин вещество называют сырым. Хоть состав вещества и различается в разных местах, пять химических элементов присутствуют во всех видах: углерод, водород, кислород, азот, сера. Больше всего в нефти углерода и водорода — около 90% (84—87% первого и 11−14% второго), остальные три элемента присутствуют в количестве 5−8%.
В общей сложности «черное золото» имеет больше 500 химических соединений. Главный компонент нефти — углеводород — может быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном. Углеводородные соединения делят на парафиновые, нафтеновые, ароматические и смешанные.
Зола содержит никель, ванадий, серебро, натрий, медь, алюминий и другие. Однако золы при сжигании образуется совсем немного — сотые доли процента.
Физические свойства залегающей нефти сильно отличаются от дегазированных видов. Это происходит из-за того, что в пластовых условиях высокое давление, немалая температура, а также есть растворенный газ, которого может быть около 400 кубических метров на 1 м³ нефти.
В обычных условиях плотность вещества колеблется от 700 до 1 тыс. кг/ м³. По плотности все ресурсы делятся на три класса:
- Легкие (до 860 кг/ м³).
- Средние — до 900 кг/ м³.
- Тяжелые — все остальные.
При определении плотности обычно пользуются относительным вариантом. Он представляет собой отношение плотности нефти при температуре 20 градусов по Цельсию к плотности воды при 4 градусах. Средние показатели плотности колеблются в промежутке 0,82−0,92.
Есть и исключения: дистилляты фракционирования с плотностью 0,76, тяжелые и густые остатки фракционирования с плотностью выше 1.
Температура застывания и плавления бывает разной. Чаще всего вещества находятся в жидком состоянии, но бывают случаи, когда они застывают при небольшом охлаждении. Если в них находятся много парафинов, то температура застывания повышается. Прямо противоположно на застывание действуют смолистые компоненты.
Немаловажным технологическим свойством нефти является вязкость. Это свойство учитывают при оценке скорости фильтрации, при определении вида вытесняющего агента, при выборе насоса. Кроме того, это свойство определяет масштабы перемещения нефти и газа. Вязкость бывает трех видов: динамическая, кинематическая и относительная.
Оптические свойства вещества тоже неоднозначны. Цвет считается одним из самых надежных способов определения качества. Состав нефти влияет на то, каким цветом будет вещество: черным, красноватым или светло-желтым. Сами углеводороды бесцветны, но смолисто-асфальтеновые соединения — нет. Чем их больше, тем нефть чернее.
При освещении «черное золото» не только отражает падающий свет, но и светится само. Это явление именуют люминесценцией. Например, вещество из Баку светится синеватым оттенком, а в Грозном — зеленоватым.
Нефтяные месторождения
Нефть и газ чаще всего сопровождают друг друга, так что добывают их из одной скважины. Обычно «черное золото» залегает на глубине 1000−3000 метров, но бывают случаи, когда его находят почти на поверхности или на глубине больше 5 км.
Самые крупные месторождения находятся в Саудовской Аравии, Казахстане, России, США и Иране. Однако бывает так, что некоторые страны не имеют средств на покупку оборудования и продают месторождения за копейки.
Не все залежи нефти можно считать месторождениями. Например, если ископаемых слишком мало, то бурить скважину попросту невыгодно. Занимаемые топливом площади могут колебаться от десятков до сотен километров. В общем, месторождения делят на следующие группы:
- Мелкие — меньше 10 миллионов тонн.
- Средние — от 10 до 100 миллионов тонн.
- Крупные — 100 млн — 1 млрд тонн.
- Крупнейшие — от 1 до 5 млрд.
- Супергигантские — больше 5 млрд тонн.
В Российской Федерации имеется больше 20 точек, где добывают нефть. Ежегодно их число увеличивается, однако в последнее время не такими большими темпами, как раньше. Бо́льшая часть скважин находится в арктических морях. Конечно, из-за природных условий добыча затрудняется.
Крупнейшим месторождением в нашей стране является Уренгойское. По размерам оно находится на втором месте в мире. Природного газа здесь около 10 триллионов м³, нефти чуть меньше. Располагается оно в Ямало-Ненецком автономном округе. Назвали его в честь небольшого поселения поблизости.
Открыли его в 1966 году.
Стоит упомянуть и Находкинское месторождение, открытое в 1976 году и имеющее большие запасы газа и нефти. Несмотря на то что о нем узнали еще в советское время, добывать «черное золото» начали только в 2004 году.
В Башкирии, у города Туймазы есть одноименное месторождение, открытое еще до войны. Нефть здесь залегает на глубине всего в 1−2 км. Впервые добывать ее начали в 1944 году и до сих пор продолжают это делать. Благодаря передовым методам добычи нефтяникам удалось добыть на 40−50% больше нефти, чем предполагалось.
Немалые запасы полезных ископаемых есть и в Иркутской области, в тайге. Первоначально здесь обнаружили природный газ и жидкий газовый конденсат, но затем нашли нефть. Осуществляется добыча также в Красноярском крае, на Ванкорском месторождении. Его трудно назвать чисто нефтяным, так как здесь преобладают запасы природного газа. Все перечисленные месторождения делают Россию одним из лидеров по запасам и добыче нефти.
Подводя итоги, можно сказать, что нефть является уникальным ресурсом окружающей природы и имеет огромное значение для всего человечества.
Источник: nauka.club