Нафта - корисна копалина. Поклади нафти. Видобуток нафти

Нафта - одне з найважливіших світових корисних копалин (вуглеводневе паливо). Ця сировина для виробництва паливно-мастильних та інших матеріалів. За свій характерний темний колір і величезне значення для світової економіки нафту (корисна копалина) прозвана чорним золотом.

Загальні відомості

Утворюється вказану речовину спільно з вуглеводнями газоподібного типу на певній глибині (в основному від 1,2 до 2 км).

Максимальна кількість нафтових покладів розташоване на глибині від 1 до 3 км. Поруч із земною поверхнею дана речовина стає густою Мальта, напівтвердих асфальтом і іншими матеріалами (наприклад, бітумінозних пісків).

За своєрідності походження та хімічного складу нафту, фото якої представлено в статті, схожа з природними горючими газами, а також з озокеритом і асфальтом. Часом всі ці горючі копалини об`єднують під однією назвою - петроліти. Ще їх відносять до більш широкої групі - каустобіоліти. Вони є горючими мінералами биогенного характеру.

У цю групу включаються і такі копалини, як торф, сланці, кам`яне і буре вугілля, антрацит. За здатністю розчинятися в рідинах органічного типу (хлороформі, сероуглероде, спіртобензольной суміші) нафта, як і інші петроліти, а також речовини, які витягують даними розчинниками з торфу, вугілля або продуктів їх переробки, відносять до бітумів.

Використання

На даний момент 48% споживаних на планеті енергоресурсів припадає на нафту (корисна копалина). Це є доведеним фактом.

Нафта (корисна копалина) - джерело безлічі хімічних речовин, що застосовуються в різних галузях при виробництві палива, мастил, полімерних волокон, барвників, розчинників та інших матеріалів.

Зростання споживання нафти призвів до підвищення цін на неї і до поступового виснаження надр. Це змушує замислитися про перехід на альтернативні енергоносії.

Опис фізичних властивостей

Нафта являє собою рідина від світло-коричневого до темно-бурого (майже чорного) кольору. Іноді зустрічаються смарагдово-зелені екземпляри. Молекулярна середня маса нафти становить від 220 до 300 г / моль. Іноді цей параметр коливається в діапазоні від 450 до 470 г / моль. Показник її щільності визначається в районі 0,65-1,05 (в основному 0,82-0,95) г / смsup3-. У цьому плані нафту поділяють на кілька типів. А саме:

• Легка. Щільність - менш 0,83 г / смsup3-.
• Середня. Показник щільності в даному випадку - в районі від 0,831 до 0,860 г / смsup3-.
• Важка. Щільність - понад 0,860 г / смsup3-.

Дана речовина містить значну кількість різноманітних органічних речовин. В результаті цього нафта природна характеризується не з власної температури кипіння, а по початкового рівня даного показника у рідинних вуглеводнів. В основному це> 28 ° C, а іноді й ge-100 ° С (у разі нафти важкою).

В`язкість даної речовини змінюється в значних межах (від 1,98 до 265,9 ммsup2- / с). Визначається це нафтовим фракційним складом і її температурою. Чим вище температура і число легких фракцій, тим в`язкість нафти нижче. Також це ще обумовлюється наявністю речовин смолисто-асфальтенових типу. Тобто чим їх більше, тим вище в`язкість нафти.

Питома теплоємність даної речовини - 1,7-2,1 кДж / (кг • К). Параметр питомої теплоти згорання відносно низький - від 43,7 до 46,2 МДж / кг. Діелектрична проникність нафти - від 2 до 2,5, а її електропровідність - від 2 • 10-10 до 0,3 • 10-18 Ом-1 • см-1.

Нафта, фото якої представлені в статті, є легкозаймистою рідиною. Спалахує вона при температурі від -35 до +120 ° C. Це залежить від її фракційного складу та змісту розчинених газів.

Нафта (паливо) в звичайних умовах не розчиняється у воді. Однак вона здатна утворювати з рідиною стійкі емульсії. Розчиняється нафту певними речовинами. Робиться це за допомогою розчинників органічного типу. Для того щоб відокремити від нафти воду і солі, проводять певні дії. Вони є дуже значущими в технологічному процесі. Це знесолення і зневоднення.

Опис хімічного складу

При розкритті зазначеної теми слід враховувати всі особливості даної речовини. Це загальний, вуглеводневий і елементний склади нафти. Далі розглянемо кожен з них докладніше.

Загальний склад

Природне викопне нафта являє собою суміш приблизно 1000 речовин різного характеру. Основними компонентами є наступні:

• Вуглеводні рідкі. Це 80-90% за масою.
• Органічні гетероатомних сполуки (4-5%). З них переважають сірчисті, кисневі і азотисті.
• Металоорганічні сполуки (переважно нікелеві і ванадієві).
• Розчинені гази вуглеводневого типу (C1-C4, від десятих часток до 4 відсотків).
• Вода (від слідів до 10%).
• Солі мінеральні. Здебільшого хлориди. 0,1-4000 мг / л і вище.
• Розчини солей, органічних кислот і механічні домішки (частинки глини, вапняку, піску).

Вуглеводневий склад

В основному нафту володіє парафіновими (зазвичай 30-35, рідко - 40-50% від загального обсягу) і нафтеновими (25-75%) сполуками. У меншій мірі присутні з`єднання ароматичного ряду. Вони займають 10-20%, а рідше - 35%. Це впливає на якість нафти. Також в розглядається речовина входять з`єднання змішаного або гібридного будови. Приміром, нафтено-ароматичні та парафінові.

Гетероатомних компоненти й опис елементного складу нафти

Разом з вуглеводнями до складу продукту входять речовини з домішковими атомами (меркаптани, ді-і моносульфід, тіофани і тіофену, а ще поліциклічні і тому подібні). Вони суттєво впливають на якість нафти.

Також до складу нафти входять речовини, що містять азот. Це в основному гомологи індолу, піридину, хіноліну, пиррола, карбазолу, порфірити. Концентруються вони здебільшого в залишках і важких фракціях.

В склад нафти входять кисневмісні речовини (кислоти нафтенові, смолисто-асфальтеновие, феноли та інші речовини). Зазвичай вони знаходяться у фракціях висококиплячих типу.

Всього в нафти виявлено понад 50 елементів. Разом із згаданими речовинами присутні в даному продукті V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (від слідів до 2 • 10-2%) і так далі. Зміст зазначених домішок і сполук у сировині всіляких родовищ коливається у великих межах. В результаті цього говорити про середню нафтовому хімічному складі доводиться тільки умовно.

Як класифікується вказану речовину за складом вуглеводнів?

У цьому плані є певні критерії. Поділяють види нафти по класу вуглеводнів. Їх має бути не більше 50%. Якщо один з класів вуглеводнів становить не менше 25%, то виділяють змішані види нафти - нафтено-метанові, метано-нафтенові, нафтено-ароматичні, ароматичною-нафтенові, метано-ароматичні та ароматичною-метанові. Першого компонента в них міститься більше 25%, а другого - більше 50%.

Сира нафта не застосовується. Для отримання технічно цінних продуктів (в основному це моторне паливо, сировина для хімпромисловості, розчинники) її переробляють.

Методи дослідження продукту

Якість зазначеної речовини оцінюється з метою вірного вибору самих раціональних схем його переробки. Це здійснюється за допомогою комплексу методів: хімічних, фізичних і спеціальних.

Загальні характеристики нафти - в`язкість, щільність, температура застигання та інші фізико-хімічні параметри, а також склад розчинених газів і відсоток вмісту смол, твердих парафінів і смолисто-асфальтенових речовин.

Головний принцип поетапного дослідження нафти зводиться до комбінування способів її поділу на певні компоненти з послідовним спрощенням складу деяких фракцій. Їх потім аналізують всілякими фізико-хімічними методами. Найпоширенішими способами визначення первинного фракційного нафтового складу є різноманітні типи дистиляції (перегонка) і ректифікації.

Згідно з результатами проведеного відбору на вузькі (википають в районі 10-20 ° С) і широкі (50-100 ° С) фракції, будується крива (ІТК) істинних температур кипіння даної речовини. Потім проводять встановлення потенціалу змісту окремих елементів, нафтопродуктів та їх компонентів (керосіногазойлевих, бензинових, масляних дистилятів, дизельних, а також гудронів і мазутів), вуглеводневого складу, а також інших товарних і фізико-хімічних характеристик.

Дистиляцію здійснюють на звичайних перегінних апаратах. Вони забезпечені ректифікаційна колонками. В даному випадку погоноразделітельная здатність відповідає 20-22 штукам теоретичних тарілок.

Фракції, які виділили в результаті дистиляції, далі розділяють на компоненти. Потім за допомогою різноманітних методів проводять визначення їх змісту та встановлюють властивості. Згідно способів вираження нафтового складу і фракцій, розрізняють її груповий, індивідуальний, структурно-груповий і елементний аналізи.

При груповому аналізі визначають окремо утримання нафтенових, парафінових, змішаних і ароматичних вуглеводнів.

При структурно-груповому аналізі вуглеводневий склад нафтових фракцій визначають у вигляді середнього вмісту в них нафтенових, ароматичних та інших циклічних структур, а також кіл парафінових елементів. В даному випадку проводиться ще одна дія - розрахунок відносної кількості вуглеводню в нафтенов, парафінах і аренах.

Персональний вуглеводневий склад визначається виключно для бензинових і газових фракцій. При елементному аналізі нафтової складу висловлюють кількістю (у відсотках) С, О, S, Н, N і мікроелементів.

Головним методом відділення ароматичних вуглеводнів від нафтенових і парафінових і поділу аренов на полі-і моноциклічні є рідинна адсорбційна хроматографія. Зазвичай поглиначем в даному випадку служить певний елемент - подвійний сорбент.

Склад вуглеводневий нафтових багатокомпонентних сумішей широкого і вузького діапазону зазвичай розшифровують за допомогою поєднання хроматографических (в рідкому або газовій фазі), адсорбційних та інших методів розділення із спектральними і мас-спектрометричними способами досліджень.

Оскільки у світі намітилися тенденції подальшого поглиблення такого процесу, як розробка нафти, істотне значення набуває її деталізований аналіз (особливо висококиплячих фракцій і залишкових продуктів - гудронів і мазутів).

Основні родовища нафти в Росії

На території РФ покладів зазначеної речовини є значна кількість. Нафта (корисна копалина) - це національне багатство Росії. Вона є одним з основних продуктів експорту. Видобуток і переробка нафти - джерело значних податкових надходжень до бюджету Росії.

Розробка нафти в промислових масштабах була розпочата наприкінці XIX століття. На даний момент в Росії є великі функціонуючі райони видобутку нафти. Вони розташовані в різних регіонах країни.

Сланцева нафта в США

В останні роки на ринку вуглеводневого палива відбулися серйозні зміни. Відкриття сланцевого газу і розробка технологій його видобутку в короткі терміни вивели США в число великих добувачів зазначеної речовини. Це явище було охарактеризовано експертами як «сланцева революція». На даний момент світ стоїть на порозі не менше грандіозної події. Мова йде про масову розробці нафтових сланцевих родовищ. Якщо раніше фахівці передрікали швидкий кінець ери нафти, то тепер вона може протривати на невизначений термін. Тим самим стають неактуальними розмови про альтернативну енергетику.

Однак інформація про економічні аспекти розробки нафтових сланцевих родовищ дуже суперечлива. Згідно з даними видання «Однако», видобута сланцева нафта в США (штат Техас) обходиться приблизно в 15 доларів за 1 барель. При цьому цілком реальним представляється подальше здешевлення процесу вдвічі.

Світовий лідер видобутку «класичної» нафти - Саудівська Аравія - має хороші перспективи і в сланцевої галузі: собівартість бареля становить тут всього 7 доларів. Росія в цьому відношенні програє. У РФ 1 барель сланцевої нафти обійдеться приблизно в 20 доларів.

На думку вищезгаданого видання, сланцева нафта може видобуватися у всіх світових регіонах. Кожна країна володіє значними її запасами. Однак достовірність наведених відомостей викликає сумніву, оскільки інформації про конкретної вартості сланцевої нафтовидобутку поки немає.

Аналітик Г. Бирг призводить зворотні дані. На його думку, собівартість бареля сланцевої нафти становить 70-90 доларів.

За даними аналітика Банку Москви Д. Борисова, собівартість видобутку нафти в Мексиканській і Гвінейській затоках досягає 80 доларів. Це приблизно дорівнює нинішній ринковій ціні.

Г. Бирг також стверджує, що поклади нафти (сланцевої) розподілені по планеті нерівномірно. Більше двох третин всього обсягу зосереджено в США. На частку Росії припадає лише 7 відсотків.

Для видобутку розглянутого продукту доводиться переробляти великі обсяги гірської породи. Ведення такого процесу, як видобуток сланцевої нафти, здійснюється кар`єрним методом. Це серйозно шкодить природі.

На думку Бирга, складність такого процесу, як видобуток сланцевої нафти, компенсується поширеністю даної речовини на Землі.

Якщо припустити, що технології видобутку сланцевої нафти вийдуть на достатній рівень, то світові ціни на нафту можуть просто обвалитися. Але поки ніяких кардинальних змін у цій сфері не спостерігається.

При існуючих технологіях видобуток сланцевої нафти може бути прибутковою в певному випадку - тільки тоді, коли ціни на нафту становлять 150 доларів за барель і вище.

Росії, на думку Бирга, так звана сланцева революція зашкодити не зможе. Справа в тому, що даній країні вигідні обидва сценарії. Секрет простий: високі ціни на нафту приносять великі доходи, а прорив у видобутку сланцевого продукту дозволить збільшити експорт за рахунок розробки відповідних родовищ.

Д. Борисов в цьому плані не настільки оптимістичний. Розвиток видобутку сланцевої нафти, на його думку, обіцяє обвал цін на нафтовому ринку і різке падіння експортних доходів Росії. Правда, в найближчій перспективі цього боятися не варто, оскільки сланцеві розробки все ще залишаються проблемними.

Висновок

Корисні копалини - нафту, газ і подібні їм речовини - є надбанням кожної держави, в якому вони видобуваються. У цьому можна переконатися, ознайомившись із статтею, представленої вище.