Почему нефть это черное золото

Теории происхождения нефти. Из жидких веществ наиболее значимой в энергетическом отношении природной жидкостью является нефть.

Нефть — это горючая маслянистая жидкость, распространённая в осадочной оболочке Земли, важнейшее полезное ископаемое.

Давным-давно, около 200 млн лет назад, в толще Земли образовались залежи нефти. Её происхождение — одна из сокровенных тайн природы. Некоторые видные учёные, в числе которых был и Д. И. Менделеев, придерживались неорганической теории происхождения нефти. Другие считали, что чёрное золото Земли представляет собой продукт разложения живых организмов.

Современная наука имеет веские доказательства, что в доисторические времена микроскопические морские растения и животные оказались погребёнными под толщей осадочных пород, образовавшихся на дне морей. Там органические вещества в отсутствие кислорода воздуха подвергались воздействию высоких температур и давления, что привело к их разложению и образованию нефти и газа.

Виды и свойства нефти. Нефть принято называть чёрным золотом. Однако она бывает не только чёрной, но и белой. Огромные запасы такой нефти обнаружены по притоку Оби — Васюгану. Здесь из буровых скважин (рис.

32) поднимается бесцветная жидкость, состоящая практически из чистого бензина. Химики установили, что из белой нефти можно просто и дёшево получать высококачественный каучук, различные спирты, ароматические углеводороды и многие другие продукты.

Рис. 32. Буровая вышка

Нефть залегает в недрах Земли, где она занимает свободное пространство между породами.

Как выглядит нефть, вы хорошо знаете. Это маслянистая жидкость тёмно-бурого, почти чёрного цвета, практически не растворимая в воде. Поскольку нефть легче воды, она всплывает и может растекаться по её поверхности очень тонким слоем. Один литр нефти образует нефтяную плёнку площадью с футбольное поле!

Толщина такой плёнки сравнима с длиной волны видимого излучения, поэтому в результате преломления света нефтяное пятно переливается всеми цветами радуги. Вот только последствия таких разливов отнюдь не радужные, это настоящие экологические катастрофы. Нефтяная плёнка не позволяет растворяться в воде кислороду воздуха, необходимому для дыхания обитателей вод. Гибнут водоплавающие птицы, перья которых покрываются несмываемым маслянистым налётом. Прибитые к берегу волной и ветром, нефтяные разливы загрязняют сотни километров береговой полосы.

Но нет ничего страшнее нефти горящей. Она горит даже на поверхности воды, и, естественно, потушить её водой невозможно. Огненное пекло, чёрный дым, сотни токсичных продуктов горения превращают нефтяной пожар в настоящий ад (рис. 33).

Рис. 33. Горящая нефть

Почему же люди не договорятся прекратить добычу и использование нефти как источника повышенной опасности для человечества? К сожалению, в ближайшей перспективе сделать это невозможно, поскольку нефть — важнейший природный источник углеводородов, которые используются и как разнообразные виды топлива, и как богатейшее химическое сырьё.

Состав нефти. ректификация. Нефть — это настоящий природный коктейль, в каждой капле которого присутствует более 900 различных соединений! Её главная составная часть — это предельные углеводороды, содержащие от 6 до 50 атомов углерода в молекуле.

Необработанную нефть называют сырой, практически вся она поступает на переработку. Вначале из неё удаляют растворённые попутные газы, а также парафин, а затем отправляют на фракционную перегонку, или ректификацию.

Поскольку нефть представляет собой сложную смесь различных веществ, она не имеет определённой температуры кипения. При нагревании из нефти начинают выкипать компоненты в порядке увеличения их температуры кипения. Это даёт возможность разделить нефть на отдельные фракции, представляющие собой смесь близких по температуре кипения веществ.

Процесс ректификации происходит на специальных установках, называемых ректификационными колоннами (рис. 34). Нефть подают в нижнюю часть колонны и нагревают до температуры 340— 360 °С. Выкипающие газообразные углеводороды поднимаются по колонне вверх, постепенно остывая.

Рис. 34. Ректификационные колонны на нефтеперерабатывающем заводе

При охлаждении до температуры кипения пары вещества конденсируются, превращаясь в жидкость, на горизонтальных перегородках колонны — тарелках. Чем выше расположена тарелка, тем ниже температура кипения находящихся на ней жидких продуктов разделения нефти. Удаляя жидкость с определённых тарелок, получают отдельную нефтяную фракцию, кипящую в некотором интервале температур.

Нефтепродукты. Характеристики типичных фракций перегонки нефти приведены в таблице 3.

Таблица 3
Фракции, получаемые при ректификации нефти

Бензин используется в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, лигроин — горючее для тракторов и сырьё для нефтехимических производств. На керосине летают современные реактивные самолёты. Газойль (или дизельное топливо) — это горючее для дизельных двигателей теплоходов, тепловозов и большегрузных автомобилей.

Мазут — тёмная вязкая жидкость, остаток после перегонки нефти. Часть его используется как топливо для тепловых электростанций и котельных. Основное количество подвергается повторной ректификации, но уже при меньшем давлении. Почему? Вы знаете, что с уменьшением давления температура кипения жидкостей понижается.

Поскольку мазут составляют высококипящие органические вещества, их ректификация потребовала бы создания высоких температур. Во-первых, это дорого, во-вторых, многие соединения разлагаются при таком воздействии. Поэтому ректификацию мазута проводят в вакууме, получая при этом всевозможные смазочные материалы, называемые минеральными маслами. Остаток после перегонки мазута — гудрон — используется для получения битума и асфальта, применяемых в дорожном строительстве.

Самая ценная фракция, получаемая при ректификации нефти, — это бензин. Однако из тонны сырой нефти можно получить не более 200 кг бензина. Поэтому часть нефтяных фракций, например лигроин и керосин, отправляют на дальнейшую переработку, в результате которой получают дополнительное количество бензина, а также другие важные продукты.

Если вы спросите, относится ли ректификация нефти к химическим явлениям, то ответ будет очевиден: нет. Потому что в процессе перегонки не наблюдается химических превращений одних веществ в другие, разделение происходит на основе физических явлений — испарения и конденсации веществ. А вот вторичная переработка нефтепродуктов уже сопровождается химическими реакциями.

Крекинг. Одним из таких процессов (вторичной переработки нефтепродуктов) является крекинг.

Термин «крекинг» произошёл от английского слова cracking, что в переводе означает «расщепление». Вместе с тем промышленный крекинг был впервые осуществлён русским инженером В. Г. Шуховым (1853— 1939) в 1891 г. Основной реакцией процесса является разрыв углерод-углеродной связи C—C исходного предельного углеводорода с образованием углеводородов с меньшей длиной углеродной цепи. Например, углеводороды керосиновой фракции перегонки нефти превращаются при этом в компоненты бензина.

Мировые запасы нефти и её добыча в России и других странах. Нефтегазовая отрасль даёт около половины доходов в казну России. Доля нефтяного (рис. 35) и газового добывающего сектора в ВВП составляет 20%. В отрасли работает около 1,5 млн человек — 1% всего населения страны.

Всего в России по состоянию на 2012 г. работало более 30 нефтеперерабатывающих заводов.

Рис. 35. Объём добычи и переработки нефти в России в 1998—2020 гг.

Стоимость нефти постоянно колеблется: то растёт, то падает. Государственный бюджет Российской Федерации в немалой степени зависит от мировых цен на нефть.

Сведения о мировых запасах нефти значительно разнятся. Некоторые специалисты считают, что из недр Земли добыто 16% от её потенциала, ещё 17% разведано (около 15 млрд т), а остальные месторождения перспективные, т. е. ещё не открытые. На 2004 г. мировые разведанные запасы составляли 210 млрд т, добыча нефти по странам в 2009 г. показана на диаграмме (рис. 36).

Рис. 36. Добыча нефти в мире в 2009 г.

Нефтяные компании имеют в своём распоряжении порядка 14 млрд т запасов нефти — примерно 14% от мирового объёма. Специалисты полагают, что при нынешних темпах добычи и потребления нефти этих запасов хватит на 50 лет. Но разведка новых месторождений продолжается, к тому же уже отработанные месторождения через некоторое время снова начинают давать достаточно много чёрного золота.

Оптимисты надеются, что при рациональной эксплуатации месторождений, открытии новых и полном использовании уже разработанных обеспечить нефтью можно будет пять грядущих поколений. Кроме того, необходимо увеличивать так называемый коэффициент извлечения нефти. В настоящее время экономически наиболее выгодно извлекать только первые 28—30% нефти одного месторождения, однако эту величину нужно доводить по крайней мере до 50%.

Как ни странно, экономически более выгодно экспортировать нефть за рубеж танкерами, а не по трубопроводам. В этом случае возможно продавать сырьё по ценам, устанавливаемым на рынке на конкретный день или даже время суток.

Своеобразным переходом от жидкого к твёрдому кристаллическому состоянию вещества являются жидкие кристаллы, о которых речь пойдёт в следующем параграфе.

Теперь вы знаете

1. что представляет собой нефть
2. состав нефти
3. каковы мировые запасы нефти и её добыча в России и других странах

Теперь вы можете

1. охарактеризовать основные свойства и состав нефти
2. объяснить, что такое ректификация и крекинг
3. перечислить фракции, получаемые при перегонке нефти
4. рассказать о мировых запасах и добыче нефти в России и других странах

Выполните задания

1. Назовите разные точки зрения на происхождение нефти.
2. Объясните, на каких свойствах нефти основана её перегонка и как используют нефтепродукты.
3. Приведите примеры известных вам международных вооружённых конфликтов, которые связаны с контролем над источниками нефти.
4. Дайте сравнительную характеристику процессов ректификации и крекинга.
5. Оцените, какое экономическое значение имеет добыча нефти для бюджета России, какова её доля в мировой добыче. Ответ проиллюстрируйте цифрами.

Темы для рефератов

1. Роль нефти в развитии человеческой цивилизации (от Древнего мира до наших дней).
2. Значение России в мировой системе добычи и транспортировки нефти.
3. И. М. Губкин — основатель советской нефтяной геологии.
4. Нефтяной кризис 1973 г. — крупнейший энергетический кризис, его причины и последствия.

Источник: tepka.ru

Нефть — чёрное золото планеты — (реферат)

Такое выражение известно всем, его смысл –тоже. Нефть поистине неиссякаемый источник для человека. Сейчас наша жизнь настолько от неё зависит, что было бы страшно представить её отсутствие. Американский учёный Ральф Лэпп пишет: “Я считаю варварством сжигание уникального наследия Земли– углеводородов –в форме нефти и природного газа.

Сжигание этих молекулярных структур только для получения тепла следует считать преступлением”. Широко известна фраза Д. И. Менделеева “Топить печь нефтью всё равно, что топить её ассигнациями”. Думаю, комментарии излишни.

Нефть известна очень давно. Археологи установили, что её добывали и использовали уже за 5-6 тысяч лет до нашей эры. Наиболее древние промыслы известны на берегах Ефрата, в Керчи, в китайской провинции Сычу-Ань. Происхождение самого слова “нефть” следует искать в языках народов Малой Азии, “нафата”–“просачиваться”.

Упоминание о нефти также встречается во многих древних рукописных книгах. В частности, уже в Библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мёртвого моря.

Теории происхождения нефти. Их три: минеральная, органическая и космическая. Органическая теория. Основы этой теории были положены М. В. Ломоносовым в середине XVIII века.

В одном из своих трактатов он писал: Выгоняется подземным жаром из приготовляющихся каменных углей она бурая и черная масляная материя . и сие есть рождение жидких разного сорта горючих и сухих затверделых материй, каковы суть каменное масло, жидовская смола, нефть, гагат, и сим подобное, которые хотя чистотой разнятся, однако из одного начала происходят». Позднее эта теория менялась и варьировалась, но суть теории такова–органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть.

Правда, другие гипотезы того времени носили курьезный характер. Один варшавский каноник утверждал, что Земля в райский период была настолько плодородна, что на большую глубину содержала жировые примеси. После грехопадения этот жир частично испарился, а частично погрузился в землю, смешиваясь с разными веществами. Всемирный потоп содействовал превращению его в нефть.

Известны и другие не менее «научные» гипотезы о происхождении нефти. Авторитетный немецкий геолог-нефтяник Г. Гефер рассказывает об одном американском нефтепромышленнике конца прошлого века, считавшем, что нефть возникла из мочи китов на дне полярных морей. По подземным каналам она проникла в Пенсильванию. Гениальная догадка М. В. Ломоносова об образовании нефти в результате воздействия повышенной температуры на биогенное органическое вещество осадочных пород начала получать подтверждение в конце XIX- начале XX веков при проведении экспериментальных химических и геологических исследований.

Минеральная теория. Первым высказал эту теорию в 1805 году А. Гумбольдт. Опыты учёных 1860-1870-ых годов по неорганическому синтезу углеводородов послужили отправной точкой для развития этой теории.

Д. И. Менделеев, придерживавшийся до 1867 года представлений об органическом происхождении нефти, в 1877 году сформулировал известную гипотезу ее минерального происхождения, согласно которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре вследствие взаимодействия воды с карбидами металлов. Например, . В первой половине XX века интерес к гипотезе минерального происхождения нефти в основном был потерян.

Поиски нефти велись во всем мире, исходя из представлений о ее органическом происхождении. С 1950 года снова начал возрастать интерес к минеральной гипотезе, причиной чего была, по-видимому, недостаточная ясность в ряде вопросов органической концепции, что и вызвало ее критику. Наибольшую известность получили представления Н. А. Кудрявцева. Они заметно изменялись во времени, но сущность их заключаются в том, что нефть и газ образуются в глубинных зонах Земли из смеси и в результате реакций прямого синтеза углеводорода из CO и : , а также полимеризация радикалов =CH, , . Геологические доказательства минеральной гипотезы — наличие следов метана и некоторых нефтяных углеводородов в глубинных кристаллических породах, в газах и магмах, извергающихся из вулканов, проявления нефти и газа по некоторым глубинным разломам и т. п. — являются косвенными и всегда допускают двойную трактовку.

Космическая теория. В 1892 году М. А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождения нефти. Суть ее сводится к тому же минеральному синтезу углеводородов из простых веществ, но на первоначальной, космической стадии формирования Земли.

Предполагалось, что образовавшиеся углеводороды находились в газовой оболочке, а по мере остывания поглощались породами формировавшейся земной коры. Высвобождаясь затем из остывавших магматических пород, углеводороды поднимались в верхнюю часть земной коры, где образовывали скопления. В основе этой гипотезы были данные о наличии углерода и водорода в хвостах комет и углеводородов в метеоритах.

В настоящее время преобладающая часть ученых — химиков, геохимиков и геологов считает наиболее обоснованными представления об органическом генезисе нефти, хотя имеются ученные, которые до сих пор отдают предпочтение минеральной гипотезе ее образования.

Нефть как химическое вещество.

В нефти выделяют углеводородную, асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть.

Главную часть нефти составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические.

Асфальто-смолистая часть нефти — это темноокрашенное вещество. Оно частично растворяется в бензине. Растворившаяся часть называется асфальтеном, нерастворившаяся — смолой. В составе смол содержится кислород до 93 % от общего его количества в нефти.

Порфирины — особые азотистые соединения органического происхождения. Считают, что они образованы из хлорофилла растений и гемоглобина животных. При температуре порфирины разрушаются.

Сера широко распространена в нефти и в углеводородном газе и содержится либо в свободном состоянии, либо в виде соединений (сероводород, меркаптаны). Количество ее колеблется от 0, 1% до 5 %.

Зольная часть — остаток, получающийся при сжигании нефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель, ванадий, иногда соли натрия.

Нефть сильно варьирует по цвету (от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти черной) и по плотности (от легкой 0, 65-0, 70, до тяжелой 0, 98-1, 05). Начало кипения нефти обычно выше 280С. температура застывания колеблется от +300 до -600С и зависит, в основном, от содержания парафина (чем его больше, тем температура застывания выше). Вязкость изменяется в широких пределах и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальто-смолистых веществ). Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

Нефть можно классифицировать по разным признакам.
1. По содержанию серы

2. По потенциальному содержанию фракций, выкипающих до 3500С 3. По потенциальному содержанию масел

4. По качеству масел

Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологической классификации нефти.

В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например, бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами. Значительно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.

Сбор нефти с поверхности водоемов — это, очевидно, первый по времени появления способ добычи, который до нашей эры применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии. Сбор нефти в России, с поверхности реки Ухты начат Ф. С. Прядуновым в 1745 г. В 1858 на полуострове Челекен нефть собирали в канавах, по которым вода стекала из озера. В канаве делали запруду из досок с проходом воды в нижней части: нефть накапливалась на поверхности.

Разработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, и извлечение из него нефти, впервые описаны итальянским ученым Ф. Ариосто в 15 веке. Недалеко от Модены в Италии такие нефтесодержащие грунты измельчались и подогревались в котлах. Затем нефть выжимали в мешках при помощи пресса. В 1833 -1845 г. г. нефть добывали из песка на берегу Азовского моря.

Песок помещали в ямы с покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собирали с поверхности воды пучками травы.

Добыча нефти из колодцев производилась в Киссии, древней области между Ассирией и Мидией в 5 веке до нашей эры при помощи коромысла, к которому привязывалось кожаное ведро. Подробное описание колодезной добычи нефти в Баку дал немецкий натуралист Э. Кемпфер. Глубина колодцев достигала 27 м, их стенки обкладывались камнем или укреплялись деревом.

Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х г. 19 века. Вначале наряду с открытыми фонтанами и сбором нефти в вырытые рядом со скважинами земляные амбары добыча нефти осуществлялась также с помощью цилиндрических ведер с клапаном в днище. Из механизированных способов эксплуатации впервые в 1865 в США была внедрена глубоконасосная эксплуатация, которую в 1874 г применили на нефтепромыслах в Грузии, в 1876 в Баку. В 1886 г В. Г. Шухов предложил компрессорную добычу нефти, которая была испытана в Баку в 1897г. Более совершенный способ подъема нефти из скважины — газлифт — предложил в 1914 г М. М. Тихвинский.

Нефть сейчас играет важную роль в структуре экономики многих стран. Она чрезвычайно выгодна не только как топливо, но и как химическое сырьё. Нефть–одно из достояний Земли, но до сих пор так и нет одной правильной версии о её происхождении. Таким образом, нефть остаётся загадкой до сих пор.

Медведева Юлия
24 января 2002 года

Источник: www.f-mx.ru

Школьникам профильных «Роснефть-классов» рассказали, почему нефть называют «чёрным золотом»

Как добывается нефть, какие формы приобретает «чёрное золото» в процессе переработки, какими чертами характера должен обладать человек, желающий стать нефтяником, есть ли место в этой сложной профессии девушкам…

Об этом и многом другом узнали во время вводного курса самые юные участники «Дней «Роснефти» – ученики профильных «Роснефть-классов» третьей школы.

Проводником ребят в мир добычи нефти стал начальник производственно-технического отдела управления добычи нефти и газа «РН – Северная нефть» Игорь Якимов.

Профессионал с богатым опытом, в Усинск он приехал в 1986 году сразу после службы в армии. Начинал слесарем в ЦБПО, параллельно учился в Ухтинском индустриальном институте, получил квалификацию инженера-механика, а потом и второе высшее образование по специальности РЭНГМ. Трудился мастером, механиком, технологом, начальником промысла, в течение 10 лет работал главным инженером одного из нефтедобывающих предприятий. Последние четыре года И. Якимов трудится в «РН – Северная нефть», руководит производственно-техническим отделом управления добычи нефти и газа – одним из ключевых участков в деятельности нефтедобывающего предприятия.

Благодаря Игорю Юрьевичу, школьники узнали, из каких процессов складывается добыча нефти, увидели, как нефтяная отрасль влияет на развитие другие сфер жизни, помогает решать важные социальные задачи и закладывать фундамент для реализации инновационных проектов. «Нефтегазодобывающая отрасль – это уникальная площадка для реализации знаний и способностей людей самых разных специальностей и направлений, от увлечённых «айтишников» и связистов до новаторов в бурении, добыче и переработке нефти, – подчеркнул И. Якимов. -Здесь каждый может найти применение своим талантам. Важно – видеть цель, осознать своё предназначение и уверенно идти к намеченному. Сегодня перед вами, ученикам «Роснефть-класса», открыты широкие возможности и большие перспективы. Вы стоите на первой ступени к «Нефтяному Олимпу», не бойтесь мечтать и идти за своими мечтами. Вершины покоряются смелым!».

В рамках «Дней Роснефти» участников системы «Школа – вуз – предприятие» ждёт насыщенная программа. Впереди – тренинги и деловые игры, спортивные состязания и познавательные экскурсии на производство. Учащиеся «Роснефть-классов» побывают в Санкт-Петербурге, где познакомятся с университетом «Горный», который является стратегическим партнёром компании «Роснефть» и стал Alma mater для многих сотрудников «РН – Северная нефть».

Каждое из этих мероприятий поможет учащимся не только познакомиться с крупнейшей отечественной нефтяной компанией «Роснефть», но и почувствовать себя частью дружной семьи нефтяников, где в будущем они смогут реализоваться уже в качестве молодых специалистов.

Источник: usinsk.online