2018-01-21
395
Гипотезы происхождения нефти
1) неорганическая
2) космическая
3) органическая
Автором одной из неорганических теорий является Д.И.Менделеев. Согласно этой теории первые органические соединения образовались в результате взаимодействия карбидов металлов, находящихся в ядре земли, с водой, проникшей к ним по трещинам:
СаС2 + 2Н2О → Са(ОН)2 + С2Н2
Al4C3 + 12Н2O → 4А1(ОН)3 + 3СН4
Под действием высоких температур углеводороды и вода испарялись, поднимались к наружным частям земли и конденсировались в хорошо проницаемых осадочных породах.
Согласно космической теории, нефть образовалась из углерода и водорода при формировании Земли. По мере понижения температуры планеты углеводороды поглощались ею и конденсировались в земной коре.
органическая теория. Суть её в том, что нефть является продуктом разложения растительных и животных остатков, отлагающихся первоначально в виде морского ила.Основным органическим материалом для нефти служат растительные и животные микроорганизмы, развивающиеся в гидросфере.
Состав нефтей, физико-химические характеристики и классификация нефтей
Элементный состав нефти
Основными элементами, входящими в состав нефти, являются С и Н. Содержание С колеблется в пределах 82-87%, H-11 -14%, S-0,1-5%. Содержание N и О у большинства нефтей не превышает десятых долей процентов.
Нефть состоит в основном из смеси метановых (алкановых), нафтеновых (циклоалкановых) и ароматических углеводородов. Кроме этого в нефтях присутствуют кислородные, сернистые и азотистые соединения.
К кислородным соединениям нефти относятся нафтеновые кислоты, фенолы, асфальто-смолистые вещества. Сернистые соединения – это H2S, меркаптаны, сульфиды, тиофены, тиофаны, азотистые соединения – гомологи пиридина, гидропиридина и гидрохинолина. Компонентами нефти являются также растворенные в ней газы, вода и минеральные соли. Состав минеральных компонентов определяется в золе, получаемой при сжигании нефти.
Физические свойства нефтей
Плотность (ρ) – величина, определяемая как отношение массы вещества к занимаемому объему (кг/м3).
Относительная плотность (ρ204) - отношение плотности рассматриваемого вещества к плотности стандартного вещества (чаще всего воды при 40С). Обычно определение плотности проводят при 200С. В среднем относительная плотность нефтей колеблется от 0,82до 0,90. Обычно плотность уменьшается с ростом температуры, растёт с увеличением геологического возраста и глубины залегания нефти.
Вязкость - свойство жидкостей (газов) оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой.Различают динамическую (Па∙с); кинематическую (м2/с); условную вязкости:
Динамическая вязкость (ν) - это сопротивление, оказываемое жидкостью при перемещении относительно друг друга со скоростью 1 м/с двух её слоев площадью 1 м2 каждый, находящихся на расстоянии 1 м, под действием приложенной силы в 1Н. Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью (φ).
Кинематическая вязкость(η)равна отношению динамической вязкости к плотности жидкости при температуре определения.
Условная вязкость - это величина, которая выражается отношением времени вытекания определённого объёма нефтепродукта и воды из стандартного прибора (вискозиметра). Вязкость существенно зависит от температуры - с ростом температуры вязкость понижается, поэтому всегда указывается температура, при которой проведено измерение.
Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов - это усредненная величина, поскольку нефти - сложные смеси органических соединений различного строения и молекулярной массы. Молекулярная масса изменяется в широких пределах, но для большинства нефтей она колеблется в пределах 220-300.
Температура кристаллизации – температура, при которой в одной или многих точках объёма образуются кристаллизационные центры, разрастающиеся за счёт кристаллизации на них материала из окружающей среды. Кристаллизация сопровождается помутнением.
Температура помутнения – температура, при которой появляются «облака» мелких кристаллов.
Температурой застывания считается температура, при которой охлаждаемая в пробирке фракция не изменяет уровня при наклоне пробирки на 450.
Классификация нефтей
Нефти могут быть классифицированы по содержанию в них углеводородов различного строения (химическая классификация), по содержанию серы и по качеству получаемых нефтепродуктов (технологическая классификация).
В основу химической классификации нефти положен групповой углеводородный состав фракции, выкипающей в пределах 250-3000С. В зависимости от преобладания в этой фракции углеводородов какого-либо одного класса (выше 50%) нефти делятся на 3 основных типа: метановые (М), нафтеновые (Н), ароматические (А).
При содержании в этой фракции более 25% углеводородов других классов нефти делятся на смешанные типы: метано-нафтеновые (М-Н), нафтено-метановые (Н-М), ароматическо-нафтеновые (А-Н), нафтено-ароматические (Н-А) и т.д.
По технологической классификации нефти в зависимости от содержания в ней серы делятся на 3 класса:
1. малосернистые, с содержанием S от 0 до 0,5%
2. сернистые, с содержанием S от 0,5 до 2%
3. высокосернистые, с содержанием S более 2%.
Кроме того, нефти подразделяют на типы – по выходу светлых фракций, перегоняющихся до 3500С; группы – по потенциальному содержанию базовых масел; подгруппы – по индексу вязкости базовых масел; виды - по содержанию парафинов в нефти.
