Физические свойства нефти

Тема. ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДОВ.

Углеводороды – это и природный газ – метан, и другой бытовой горючий газ, которым наполняют баллоны – пропан С₃Н₈. Углеводороды – это и нефть, и бензин, и керосин. А ещё – органический растворитель С₆Н₆, парафин, из которого сделаны новогодние свечи, вазелин из аптеки и даже полиэтиленовый пакет для упаковки продуктов…

Важнейшими природными источниками углеводородов являются полезные ископаемые – каменный уголь, нефть, газ.

Топливные полезные ископаемые имеют осадочное происхождение и обычно сопутствуют чехлу древних платформ. Угли различают по степени зольности. Если зольность < 50% - это угли, если больше – горючие сланцы.

На земном шаре известно больше 36 тысяч угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% территории земного шара. Угольные бассейны могут тянуться на тысячи километров. Всего общегеологические запасы угля на земном шаре составляют 5 трлн. 500 млрд. тонн, в том числе разведанные месторождения - 1 трлн. 750 млрд. тонн.

Природный газ: состав, применение в качестве топлива.

В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой, основными компонентами является метан. Его содержание в газе различных месторождений колеблется от 80% до 97%. Кроме метана – этан, пропан, бутан. Неорганические: азот– 2%; СО2; Н2О; Н2S, благородные газы. При сгорании природного газа выделяется много тепла.

По своим свойствам природный газ как топливо превосходит даже нефть, он более каллориней. Это самая молодая отрасль топливной промышленности. Газ ещё проще добывают и транспортируют. Это самое экономичное из всех видов топлива. Есть, правда, и недостатки: сложная межконтинентальная транспортировка газа. Танкеры – метанавозы, перевозящие газ в сжиженном состоянии представляют собой исключительно сложные дорогие конструкции.

Применяется в качестве: эффективного топлива, сырья в химической промышленности, в производстве ацетилена, этилена, водорода, сажи, пластмассы, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и др. Попутные (нефтяные газы) – природные газы, которые растворяются в нефти и выделяются при её добыче. В нефтяном газе содержится меньше метана, но больше пропана, бутана и других высших углеводородов.

Попутные нефтяные газы находятся в природе над нефтью или растворены в ней под давлением. Ранее попутные нефтяные газы не находили применение, их сжигали. В настоящее время их улавливают и используют как топливо и ценное химическое сырьё. В попутных газах содержится меньше метана, чем в природном газе, но в них значительно больше его гомологов. Попутные нефтяные газы разделяют до более узкого состава.

Например: газовый бензин – смесь пентана, гексана и других углеводородов добавляют к бензину для улучшения запуска двигателя; пропан-бутановая фракция в виде сжиженного газа применяется как топливо; сухой газ – по составу сходен с природным – используют для получения ацетилена, водорода, а также как топливо.иногда попутные нефтяные газы подвергают более тчательному разделению и извлекают из них индивидуальные углеводороды, из которых затем получают непредельные углеводороды.

Природный газ (содержит по объему)	Попутный нефтяной газ (Грозненское месторождение)
СН4 – 80-97 %	СН4 – 30 %
С2Н6 – 0,4 – 4 %	С2Н6 – 7,5 %
С3Н8 – 0,2-1,5 %	С3Н8 – 21,5 %
С4Н10 – 0,1-1 %	С4Н10 – 20,4 %
С5Н12 – 0-1 %	С5Н12 и выше – 19,8 %
N2 – 2-13 %	N2, СО2, инертных газов - нет

 Нефть. Состав и переработка нефти.

Слово нефть произошло от иранского “нефата” - просачиваться и от греческого “нафта”- горная смола. В латинских странах ее называют “петролеум”, что означает каменное (горное) масло. “Нефть известна человечеству с древних времен. На берегу Евфрата ее добывали 6-7 тысяч лет до нашей эры. Использовалась она для освещения жилищ, приготовления строительных растворов, в качестве лекарств и мазей, при бальзамировании. Нефть в Древнем мире была грозным оружием: огненные реки лились на головы штурмующих крепостные стены, горящие стрелы, смоченные в нефти, летели в осажденные города. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, известного в истории под названием “греческий огонь”. В Средние века нефть главным образом использовалась для освещения улиц”

Нефтегазоносных бассейнов разведано больше 600, разрабатывается 450, а общее число нефтяных месторождений достигает 50 тысяч.

Различают легкую и тяжелую нефть.

Легкую нефть извлекают из недр насосами или фонтанным способом. Из такой нефти делают в основном бензин и керосин.

Тяжелые сорта нефти иногда добывают даже шахтным способом (в Республике Коми), и готовят из нее битум, мазут, различные масла.

Нефть наиболее универсальное топливо, высококалорийное. Её добыча отличается относительной простотой и дешевизной, ведь при добыче нефти нет необходимости опускать под землю людей. Транспортировка нефти по трубопроводам не представляет большой проблемы. Главный недостаток этого вида топлива – невысокая ресурсообеспеченность (около 50 лет ). Общегеологические запасы равны 500 млрд. тонн, в том числе разведанные 140 млрд. тонн.

Физические свойства нефти

“Нефть – это маслянистая жидкость темно-бурого или почти черного цвета с характерным запахом. Каждая нефть имеет только ей присущий цвет: Кавказа - темно-зеленая, Сибири - желтоватая, Белоруссии - розоватая, Мангышлака - абсолютно черная. Она легче воды (плотность 0.73 – 0.97 г/см3), в воде практически нерастворима.

Каждая нефть имеет свой неповторимый букет запахов. Она даже отдаленно не напоминает по запаху бензин или керосин, с которыми у нас ассоциируется представление о ней. Аромат нефти придают сопутствующий ей сероуглерод, остатки растительных и животных организмов.

По составу нефть – это сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких (в них растворены твердые и газообразные углеводороды).

Обычно это углеводороды следующих классов: алканы (парафиновые или метановые), циклоалканы (циклопарафины или нафтены), арены (ароматические углеводороды).Кроме углеводородов нефть содержит кислородные, сернистые и азотистые органические соединения.

По преобладанию того или иного класса углеводородов нефтехимики подразделяют нефти на метановые, нафтеновые, ароматические”. “Нефть - это “сгусток энергии”. С помощью одного миллилитра нефти можно нагреть на один градус ведро воды, а чтобы вскипятить такую массу воды, нужно менее половины стакана нефти. По концентрации энергии в единице объема нефть занимает первое место среди природных веществ”.

В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы. Это действительно чудо природы, основа нефтехимической промышленности. Примерно 90% всей добываемой нефти используется в качестве топлива. Несмотря на “ свои 10%”, нефтехимический синтез обеспечивает получение многих тысяч органических соединений, которые удовлетворяют насущные потребности современного общества. Недаром люди уважительно называют нефть “чёрным золотом”, “кровью Земли”.

Нефть – маслянистая темно-коричневая жидкость с красноватым или зеленоватым оттенком, иногда чёрная, красная, синяя или светлая и даже прозрачная с характерным резким запахом. Бывает нефть белая или бесцветная, как вода (например, в Суруханском месторождении в Азербайджане, в некоторых месторождениях в Алжире).

Состав нефти неодинаков. Но все они обычно содержат углеводороды трёх видов – алканы (преимущественно нормального строения), циклоалканы и ароматические углеводороды. Соотношение этих углеводородов в нефти различных месторождений бывает разное: например, нефть Мангышлака богата алканами, а нефть в районе Баку – циклоалканами.

Основные запасы нефти находятся в северном полушарии. Всего 75 стран мира добывают нефть, но 90% её добычи приходится на долю всего 10 стран

Перегонка нефти