Нефть способна возобновляться: миф или факт?

Что такое нефть

Нефть – это полезное ископаемое, которое представляет собой жидкость маслянистой консистенции. Нефть является горючим веществом. Ее цвет может различаться в зависимости от того, в каком районе она находится. Так, цвет нефти бывает черным, коричневым, вишневым, а иногда это вещество является прозрачным.

Нефть имеет специфический запах. Горючее вещество распространено в осадочных породах. Это полезное ископаемое находят на разной глубине – от нескольких метров до 6 км, но максимальное количество залежей нефти располагается на глубине 1-3 км. Нефть образуется в течение длительного времени: существует мнение, что этот процесс занимает от 50 до 350 миллионов лет. Нефть, которая располагается на малых глубинах и естественным образом выходит на поверхность превращается в полутвердый асфальт, битумы и прочие образования.

Этот природный ресурс известен с древних времен. Раскопки свидетельствуют, что около 6000 лет до н.э. нефть применялась для связующего материала при строительстве, а в Древнем Египте ее использовали для бальзамирования умерших.

Битуминозные (нефтяные) пески — горючее полезное ископаемое, один из видов нетрадиционной нефти.

Полный список что делают из нефти

Бензин;
Дизель;
Сжиженный газ;
Керосин;
Авиационное топливо;
Мазут;
Реактивное топливо;
Жидкое котельное топливо;
Корпусы для бытовой техники;
Пластиковые контейнеры;
Пластиковая тара;
Детали мебели;
Игрушки;
Детские соски;
Подгузники;
Пропиленгликоль;
Лигроин;
CD и DVD-диски;
Искусственный мех;
Полиуретан;
Полиэстер;
Полиэтилен;
Полипропилен;
Пищевая плёнка;
Пластиковые бутылки;
Ткани;
Нейлон;
Тени для век;
Полиамид;
Карандаши для губ и глаз;
Косметические лаки;
Шампуни;
Духи;
Лекарства (аспирин, антисептики, антибиотики, противотуберкулезные препараты, желудочно-кишечные препараты, успокаивающие средства;
Резина;
Битум;
Масла;
Растворители, краски и лаки;
Масло (смазочное, электроизоляционное, моторное, гидравлическое) ;
Охлаждающую жидкость;
Удобрения;
Воск;
Гудрон;
Сера;
Вазелин;
Парафин;
Моющие средства;
Жевательная резинка;
Панели солнечных батарей;
Ядохимикаты;
Пестициды;
Пищевые ароматизаторы, загустители, красители;
Эмульгаторы;

Что такое баррель нефти;

Этап первый – подготовка к первичной перегонке

Продукция нефтяных скважин, добываемая при бурении, содержит массу примесей, к которым относятся вода, соли, глина, частицы грунта песок и ПНГ (попутный нефтяной газ). Чем дольше эксплуатируется месторождение, тем больше обводняется нефтяной пласт, что увеличивает содержание в добываемом сырье воды и прочих примесей. Все это затрудняет транспортировку этих жидкостей по нефтепроводам и приводит к образованию в теплообменниках и прочих емкостях нефтяных отложений, что, в свою очередь, затрудняет нефтепереработку.

Промышленная нефть отличается от промысловой. Промысловая продукция содержит много нежелательных примесей, и чтобы избежать вышеуказанных сложностей, сырье подвергают процессу комплексной переработки нефти и газа (очистке), на первом этапе – механической, а после этого – тонкой. Кроме того, на этапе подготовки промысловая продукция разделяется в сепараторах на нефть и газ.

Большое количество воды и механических примесей удаляется путем отстаивания на холоде в герметичных резервуарах. Чтобы повысить эффективность дальнейшей переработки, сырую нефть после этого с помощью дополнительной обработки обезвоживают и обессоливают на специальных электрообессоливающих установок.

Читать также:

Как осуществляется вторичная переработка нефти?

Во многих случаях из нефти и воды образуются трудно растворимые эмульсии, которые бывают двух видов:

гидрофильная (нефть в воде);
гидрофобная (вода в нефти).

Чтобы разрушить такие эмульсии, применяют следующие методы:

№	Полезная информация
1	механический
2	электрический
3	химически

К механическим способам относятся отстаивание и центрифугирование.

Поскольку нефть и вода обладают разными показателями плотности, отстаивание под давлением от 8-ми до 15-ти атмосфер с нагревом до 120-ти – 160-ти градусов легко разделяет нефть и воду в течение 2-3 часов. Испарение воды при этом не допускается.

Эмульсии также разделяют с помощью центробежных сил в специальных центрифугах, которые вращаются со скоростью 3500-50000 об/мин.

Электрический метод предусматривает использование электродегидратора, в котором электрическое воздействие объединяет водяные частицы, вследствие чего они быстрее отделяются от нефти.

Суть химического способа заключается в разрушении эмульсии посредством применения поверхностно-активных веществ, называемых деэмульгаторами. Деэмульгаторы растворяют адсорбционную пленку путем образования эмульсии противоположного типа. Такие методики, как правило, применяются в комплексе с электрическими способами.

Очень важным аспектом этих процессов является качественная утилизация образующихся отходов, которые способны нанести колоссальный вред экологическому состоянию окружающей среды, а, следовательно, и человеку.

Вторичная переработка

Продукты первичной переработки недостаточно чистые, чтобы их использовать. Вторичная перегонка позволяет разделить фракции более тонко, получить качественные конечные продукты, добиться высокой степени очистки.

Гидроочистка

В процессе используется водород, высокая температура (300-400˚) и высокое давление (2-4МПа). Водород взаимодействует с соединениями серы и азота. Образуется аммиак и сероводород, которые затем удаляются. Топливо получается более чистым и качественным. Метод можно использовать сам по себе или в сочетании с другими способами. Соответствует современным стандартам безопасности для окружающей среды.

Каталитический крекинг

Этот процесс протекает с использованием катализаторов при более высокой температуре, чем гидроочистка (550˚). Используется в основном для получения высококачественного бензина (в том числе из мазутных фракций). Соответствует современным стандартам безопасности для окружающей среды. Экономически эффективен. Наиболее распространен на современных заводах.

Каталитический риформинг

Сочетает высокую температуру (как при крекинге), водородную среду и использование катализаторов. В процессе ряд углеводородов изменяет химическую структуру – из нафтеновых превращается в ароматические. Это повышает качество бензина. Используется для получения больших количеств высококачественного бензина, повышения качества уже произведенного топлива.

Гидрокрекинг

Используется водород, высокое давление, температура и молибденовые катализаторы. Цель обработки – получить не только качественный бензин, но и реактивное топливо. Сочетается с другими методами обработки сырья. Катализаторы многоразовые – после использования их регенерируют и возвращают в производственный цикл. Это повышает экономическую эффективность и экологическую безопасность производства.

Экстракция и деасфальтизация

Этим методом обработки подвергаются тяжелые фракции – мазуты и гудроны. Цель – получение качественных масел, которые сохраняют свои свойства при низких температурах. Сочетание с гидроочисткой помогает получить высококачественные чистые масла, дизельное топливо высокой очистки, соединения на основе ароматических углеводородов.

Деасфальтизация – это разделение легких и тяжелых мазутов. Легкие становятся сырьем для получения масел, тяжелые – для битумов, асфальтового покрытия и катализаторов в следующих процессах очистки.

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

Влияние добычи нефти на окружающую среду

К источникам загрязнения окружающей среде можно отнести следующие объекты:

нефтепромыслы,
нефтепроводы,
нефтехранилища,
НПЗ,
средства наземного и морского транспорта.

Каждый из этих объектов в случае какой-либо неисправности может являться угрозой для экологии.

Особенно опасным может стать возникновение внештатной ситуации, в результате которой нефть выльется в море. Это может случиться на танкере или на береговом терминале. В таком случае погибает морская фауна, гибнут птицы и рыбы.

Для борьбы с такими разливами используются различные механические средства сбора нефти с поверхности земли или моря, а также специальные вещества – сорбенты.

Самый популярный продукт из нефти — Бензин

Автомобильный бензин должен соответствовать трем основным требованиям: равномерность горения, должен легко запускаться в холодную погоду и соответствовать экологическим требованиям.

Октановый рейтинг

Чтобы выполнить первое требование, бензин должен плавно гореть в двигателе без преждевременной детонации, или стука т.к. сильный стук может рассеять выходную мощность и даже привести к повреждению двигателя.

Каждый компонент нафты, который смешивается с бензином, тестируется отдельно на предмет октанового числа. Реформатор, алкилат, полимер и крекинг-нафта, а также бутан — все имеют высокий рейтинг (90 или выше) по этой шкале, в то время как прямогонная нафта может иметь рейтинг 70 или меньше.

В 1920-х годах было обнаружено, что добавление тетраэтилсвинца значительно повышает октановое число различных нафтов и было обнаружено, что каждый компонент нафты имеет уникальный ответ на свинцовые добавки, причем некоторые комбинации оказываются синергетическими, а другие — антагонистическими.

Высоколетучие и низколетучие компоненты

Второй главный критерий для бензина — это то, что он должен быть достаточно летучим, чтобы двигатель автомобиля мог запускаться в холодную погоду — это достигается путем добавления бутана в смесь бензина. К счастью, бутан также является высокооктановым компонентом с альтернативным использованием в экономике, поэтому его историческое применение было в основном в бензине.

Ещё одно требование, чтобы качественный бензин имел высокое энергосодержание, выполняется путем включения в смесь компонентов с более высокой температурой кипения. Тем не менее, обе эти практики в настоящее время ставятся под сомнение по экологическим соображениям. Та же высокая летучесть, которая обеспечивает хорошие пусковые характеристики в холодную погоду, может привести к высоким испарительным потерям бензина при заправке, а включение высококипящих компонентов может увеличить выброс несгоревших углеводородов из двигателя при запуске.

Дизель — топливо для дизельных двигателей с воспламенением от сжатия.

Дизельные дистилляты имеют температуру кипения намного выше (180-350 С), чем дистилляты, из которых производится бензин. Из-за высокого содержания серы в этих дистиллятах его необходимо удалять путем обработки водородом в каталитических процессах (гидроочистка).

Как коронавирус влияет на добычу полезных ископаемых

Коронавирус крайне негативно влияет на добычу полезных ископаемых. Это если коротко. Если ответить более развернуто, то надо вначале представить, каким был уровень потребления до всемирной самоизоляции и то, каким он стал сейчас.

 Люди почти перестали покупать одежду, технику, аксессуары и многие товары для дома. Существенно сократились пассажирские перевозки, особенно авиационным и железнодорожным транспортом, поездки людей на личных автомобилях. Все это привело к очень серьёзному снижению потребления ископаемого сырья — особенно нефти.

Добыча нефти рассчитана на ее потребление. Так в любом производстве. Нет смысла производить существенно больше, чем у тебя купят. Небольшой запас на складе нужен, но существенные излишки пойдут только во вред. Как минимум, их надо где-то хранить, а значит, и платить за хранение. Даже на своем складе это делать невыгодно, так как свободное пространство проще сдать или просто законсервировать склад и не платить за его обеспечение. Так и с нефтехранилищами. Зачем их забивать, если можно оставить пустыми?

Такой склад это тоже плохо, но лучше, чем переполненный.

Аналогичная ситуация и с добычей нефти. Когда она течет из трубы, объем ее добычи можно немного регулировать, но только до какого-то момента. Полностью перекрыть подачу нельзя (ниже мы разберем почему). В итоге, хранилища переполняются и сырую нефть становится негде хранить. Когда все совсем плохо, доходит до того, что даже танкеры стоят полными в портах, чтобы хоть куда-то слить излишки. При этом, нефть никто не покупает, так как из-за снижения потребления она никому не нужна.

Доказательства в пользу возобновляемой нефти

Существует несколько фактов, которые подтверждают версию биогенного возникновения нефти. Так запасы ромашкинского нефтяного месторождения, по предварительной оценке, составляли 710 миллионов тонн нефти. В настоящий момент из него уже выкачано 3 миллиарда тонн, то есть в четыре раза больше, чем предполагалось. Причем по мере разработки и опустошения месторождения качество нефти здесь улучшается, что является парадоксом.

Месторождения в Терско-Сунженском районе начало разрабатываться в 1895 году. К началу ВОВ скважины были законсервированы по причине сильного обводнения. Спустя несколько лет их расконсервировали, так как они вновь стали давать качественную нефть. Ситуация повторилась в 90-х годах — скважины обводнились. Но спустя 10 лет часть скважин опять дает нефть без воды.

В 2009 году было открыто крупное месторождение в Мексиканском заливе. Скважина пробурена с морской платформы до глубины 10 685 м, при этом глубина воды на этом участке составляет 1260 м. В таких условиях нефть не могла сохранять свой состав длительное вемя по причине слишком высоких термобарические условий. Нефтематеринских пород на такой глубине тоже нет. Но откуда тогда нефть?

На Гаити обнаружили крупное месторождение нефти после землетрясения.

В 2010 году на Гаити произошло землетрясение с магнитудой 7 баллов. Спустя несколько дней на острове обнаружили запасы нефти. Ранее эта зона обследовалась и результаты оказались отрицательными.

Подобных ситуаций, которые сложно объяснить с точки зрения органической теории возникновения нефти, существует много. Поэтому ряд ученых, среди которых доктор физико-математических наук Владимир Георгиевич Кучеров, профессор Рената Халлиулович Муслимов, а также многие другие склоняются к абиогенной теории возобновляемой нефти.

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав:

Нефть это сложная смесь различных углеводородных и неуглеводородных компонентов.

В состав нефти входят около тысячи различных химических индивидуальных веществ, из которых:

– жидкие углеводороды, составляющие ее большая часть (более 500 веществ или обычно 80-90 % по массе);

– гетероатомные органические соединения (4-5 %): преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (более 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые);

– остальные компоненты: растворённые углеводородные газы (от метана CН₄ до бутана C₄Н₁₀ включительно, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1-4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др.;

– механические примеси (частицы песка, глины и т.п.).

Жидкие углеводороды представлены парафиновыми (обычно 30-35 %, реже 40-50 %) и нафтеновыми соединениями (25-75 %), соединениями ароматического ряда (10-20, реже 35 %) и соединениями смешанного или гибридного строения (например, парафино-нафтеновыми, нафтено-ароматическими).

Парафины (от лат. parum «мало» + affinis «родственный») – воскоподобная смесь предельных углеводородов (алканов) преимущественно нормального строения состава от С₁₈Н₃₈ (октадекан) до С₃₅Н₇₂ (пентатриоконтан) включительно и температурой плавления 45-65 °C.

Нафтены, также циклоалканы, полиметиленовые углеводороды, цикланы или циклопарафины – это циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близкие к предельным углеводородам. Имеют химическую формулу C_nH_2n и циклическое строение (т.е. замкнутые кольца из углеродных атомов).

Ароматические соединения (арены) – циклические органические соединения, которые имеют в своём составе ароматическую систему.

Сернистые соединения, содержащиеся в нефти: сероводород H₂S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены и тиофаны, а также полициклические (гетероциклические) сернистые соединения и т.п. 70-90 % сернистых соединений концентрируется в остаточных продуктах – мазуте и гудроне.

Азотистые соединения, содержащиеся в нефти: преимущественно гомологи пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины. Большей частью концентрируется в тяжёлых фракциях и остатках.

Кислородные соединения, содержащиеся в нефти: нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые и др. вещества. Сосредоточены обычно в высококипящих фракциях углеводородов.

С точки зрения элементного состава в нефти присутствует более 50 химических элементов. Содержание указанных химических элементов, особенно примесей, колеблется в широких пределах. Ниже в таблице приводится элементный состав нефти:

Наименование химического элемента:	%% содержание
Углерод, С	82-87
Водород, Н	11-14,5
Сера, S	0,01-6 (редко до 8)
Азот, N	0,001-1,8
Кислород, O	0,005-0,35 (редко до 1,2)
Ванадий, V	10-5-10-2
Никель, Ni	10-4-10-3
Хлор, Cl	от следов до 2⋅10-2
и прочие

ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ

Образование нефти – процесс весьма и весьма длительный. Он проходит в несколько стадий и занимает по некоторым оценкам 50-350 млн. лет.

Наиболее доказанной и общепризнанной на сегодняшний день является теория органического происхождения нефти или, как ее еще называют, биогенная теория. Согласно этой теории нефть образовалась из останков микроорганизмов, живших миллионы лет назад в обширных водных бассейнах (преимущественно на мелководье). Отмирая, эти микроорганизмы образовывали на дне слои с высоким содержанием органического вещества. Слои, постепенно погружаясь все глубже и глубже (напомню, процесс занимает миллионы лет), испытывали воздействие усиливающегося давления верхних слоев и повышения температуры. В результате биохимических процессов, происходящих без доступа кислорода, органическое вещество преобразовывалось в углеводороды.

Часть образовавшихся углеводородов находилась в газообразном состоянии (самые легкие), часть в жидком (более тяжелые) и какая-то часть в твердом. Соответственно подвижная смесь углеводородов в газообразном и жидком состоянии под воздействием давления постепенно двигалась сквозь проницаемые горные породы в сторону меньшего давления (как правило, вверх). Движение продолжалось до тех пор, пока на их пути не встретилась толща непроницаемых пластов и дальнейшее движение оказалось невозможным. Это так называемая ловушка, образуемая пластом-коллектором и покрывающим ее непроницаемым пластом-покрышкой (рисунок справа). В этой ловушке смесь углеводородов постепенно скапливалась, образовывая то, что мы называем месторождением нефти. Как видите, месторождение на самом деле не является местом рождения. Это скорее местоскопление. Но, как бы там ни было, практика названий уже сложилась.

Поскольку плотность нефти, как правило, значительно меньше плотности воды, которая в ней всегда присутствует (свидетельство ее морского происхождения), нефть неизменно перемещается вверх и скапливается выше воды. Если присутствует газ, он будет на самом верху, выше нефти.

В некоторых районах нефть и углеводородный газ, не встретив на своем пути ловушку, выходили на поверхность земли. Здесь они подвергались воздействию различных поверхностных факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.

Подробнее: Условия образования нефтяной залежи >>

Другие виды топлива:

– биодизель,

– биотопливо,

– газойль,

– горючие сланцы,

– лигроин,

– мазут,

– нефть,

– попутный нефтяной газ,

– природный газ,

– свалочный газ,

– сланцевая нефть,

– сланцевый газ,

– синтез-газ.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

таблица состав и основные физические физико и химические свойства нефти 4 класс окружающий мир рабочая и нефтепродуктовукажи другие полезные свойства пластовой нефти кратко реферат таблицакакие физические свойства компонентов нефтисвойства фракций нефтипроблема история современные три основные теории гипотезы происхождения нефти реферат углеводородовкакое органическое минеральное природное биогенное абиогенное космическое неорганическое происхождение нефти кратко презентация картинки сообщениеорганическая неорганическая биогенная карбидная космическая абиогенная теория происхождения нефти менделеева докладнефть происхождение словакакова плотность нефти и нефтепродуктов равна г см3 кг м3 кг л в тоннах при 20 градусахгост 3900 85 определение плотности нефти и нефтепродуктовметоды определения плотности нефти и нефтепродуктовкак определить найти рассчитать относительная средняя удельная динамическая плотность сырой пластовой тяжелой легкой нефти формула физикаизмерение калькулятор расчет таблица плотности нефти в пластовых условияхкакой основной химический минеральный элементарный углеводородный компонентный элементный физический фракционный групповой состав товарной природной фракции нефти и нефтепродуктов формула химия 10 класс кратко таблица реферат презентацияуглеводороды в составе нефтив состав природной нефти в качестве примесей входят

Коэффициент востребованности
8 075

Перерабатывающие производства

Продукция, получаемая из нефти, сильно зависит от профиля производства, которое перерабатывает сырье. Топливные производства специализируются на получении бензина, дизельного топлива, керосина, но также могут отпускать в продажу побочные продукты производства.

Топливно-масляные, соответственно, дополнительно выделяют фракции, из которых можно получить смазочные и соляровые масла. Топливно-нефтехимические производства поставляют не только горючее, но и вещества, являющиеся исходными для химических производств – этилен, стирол.

Соответственно, топливно-масляно-нефтехимические являются универсальными и выпускают наибольший ассортимент продукции, получаемой при переработке природного сырья.

Процесс переработки нефти

Несмотря на это, наибольшим спросом пользуются именно топливные предприятия по переработке. Нефтеперерабатывающих предприятий топливного профиля наблюдается больше других, так как моторное горючее пользуется широким спросом у населения и промышленности.

Из чего состоит нефть

Прежде чем, рассматривать химию и состав нефти, стоит упомянуть о её происхождении. Всего существует две теории, как появилась нефть:

Органическая (биогенная) — нефть образовалась из остатков древних живых организмов (планктон, водоросли) за десятки или сотни миллионов лет под действием давления и температуры. Эта теория считается доминирующей и позволяет более точно прогнозировать появление месторождений.
Неорганическая (абиогенная) — образование произошло в результате химической реакции при огромном давлении и температуре из неорганических веществ. Данной теории придерживался Д.И. Менделеев, к сожалению, гипотеза не нашла практического применения и уступила биогенной.

Что касается состава, то нефть содержит в себе более 1000 различных веществ, преимущественно (90%) углеводородов. В связи с этим, какой-либо единой формулы нефти не существует. Остальные 10% занимают:

сера (до 5%);
азот;
кислород;
допускается незначительное количество магния, железа, алюминия, меди и иных химических элементов.

Что касается углеводородной части, то она включает в себя примерно 83-87% углеродов, остальные 11-14% занимает водород.

Кроме того, при более глубоком рассмотрении, из чего состоит нефть, можно выделить несколько сотен углеводородных соединений:

парафиновые (50%) — в большей степени это жидкие углеводороды, но в растворенном состоянии есть и газообразные, а также твёрдые;
нафтеновые;
ароматические и т.д.

Формула без учета атомов разных соединений выглядит так С_хН_х, а метана с одним атомом углерода и 4 водорода – СН₄.

Физические свойства нефти характеризуются молекулярной массой 220-400 г/моль и плотностью 0,65-1,05 г/см3. Нефть легко воспламеняется. В зависимости от количества газов в ее составе температура составляет от -35 до +121 градус по Цельсию. Не растворяется в воде.

Основные физические свойства нефти:

вязкость — свойство текучих веществ оказывать сопротивление при перемещении (средние значения 40 – 60 мм²/с);
плотность — отношение массы к объёму (как правило, варьируется от 0,83 до 0,96);
молекулярная масса (в среднем 220 – 400 г/моль);
t° застывания ( -62…+35 °С);
t° вспышки (-35…+121 °С).

Иные физические свойства:

тепловые свойства;
электрические свойства;
оптические свойства.

Таким образом, нефть преимущественно состоит из углеводородов в жидкой форме с растворенными газами и твердыми телами. Остальные составляющие не имеют преобладающего значения, за исключением серы, которая может занимать до 5%.

Ценность нефти

В то время как ископаемые виды топлива такие, как уголь или торф, применяются для производства энергии на протяжении многих веков, масштабное использование в промышленности именно сырой нефти началось только в 19 веке.

Вполне логично, что в будущем доля «черного золота» в энергетике будет постепенно уменьшаться. Это произойдет вследствие развития других отраслей , например, атомной промышленности, а также прогресса в использовании альтернативных источников энергии. Кроме этого, запасы будут постепенно истощаться, а сложность их извлечения возрастать. Однако такие качества, как высокая энергоемкость, удобство транспортировки, а также уникальный состав, делают нефтяное сырье практически незаменимым в настоящее время источником энергии.

«Черное золото» или «кровь земли», как часто иносказательно называют данную субстанцию, — это не только стратегическое сырье, но также инструмент государственной политики. От цен на нее зависят экономики целых государств, а, следовательно, уровень жизни граждан. Но, как это ни прискорбно, зачастую она же является причиной кровопролитных войн, вооруженных конфликтов, энергетических и политических кризисов.

Происхождение и образование нефти (теории и гипотезы):

Существует две гипотезы – теории происхождения (образования) нефти: биогенная (органическая) теория и абиогенная (неорганическая, минеральная, карбидная) теория.

Впервые биогенную теорию происхождения нефти и природного газа в 1759 году высказал М.В. Ломоносов. В далеком геологическом прошлом Земли погибшие живые организмы (растения и животные, преимущественно – водоросли и зоопланктон) опускались на дно водоемов, образуя илистые осадки. В результате различных химических, физико-химических и биохимических процессов они разлагались в безвоздушном пространстве. Из-за движения земной коры эти остатки опускались все глубже и глубже – на глубину до 6 километров, где под действием высокой температуры (до 250 оС) и высокого давления превращались в углеводороды: природный газ и нефть. Низкомолекулярные углеводороды (т.е. собственно природный газ) образовывался при более высоких температурах и давлениях. Высокомолекулярные углеводороды – нефть – при меньших. Углеводороды, поднимаясь вверх к поверхности земли из-за своей меньшей плотности, мигрировали через вышележащие осадки, проникали в пористые осадочные горные породы, называемые коллекторами, и, встречая на своем пути непроницаемые пласты (где дальнейшее движение вверх оказывалось невозможным), попадали в ловушки, где образовывали залежи (скопления) – месторождения нефти и газа. Собственно месторождение – это не место рождения, а место скопления нефти и газа. Если во время такой миграции углеводороды не встречали толщу непроницаемых пластов (т.е. не попадали в ловушку), то, в конце концов, выходили на поверхность. На поверхности они подвергались воздействию различных внешних факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.

Минеральную теорию происхождения нефти и природного газа сформулировал в 1877 году Д.И. Менделеев. Он исходил из того, что углеводороды могут образовываться в недрах земли в условиях высоких температур и давлений в результате взаимодействия перегретого пара и расплавленных карбидов тяжелых металлов (в первую очередь железа). В результате химических реакций образуются окислы железа и других металлов, а также различные углеводороды в газообразном состоянии. При этом вода попадает глубоко в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре. Образовавшиеся углеводороды, находясь в газообразном состоянии, в свою очередь по тем же трещинам и разломам поднимаются наверх в зону наименьшего давления, образуя в конечном итоге газовые и нефтяные залежи. Данный процесс, по мнению Д.И. Менделеева и сторонников гипотезы, происходит постоянно. Поэтому, уменьшение запасов углеводородов в виде нефти и газа человечеству не грозит.

Как нефть влияет на экономику

Фото с сайта depositphotos.com

Нефть и сопутствующие ресурсы занимают значительное место в мировой экономике и топливно-энергетическом комплексе. В историческом срезе виден рост значения нефти для человечества:

в 1900 годы в потреблении энергоресурсов нефть занимала лишь 3%;
в период Первой мировой войны – 5%;
в период Второй мировой войны – 17,5%;
в 1950-е годы – 24%;
в 1970-е годы – 41,5%;
в начале XXI века – 48%;
в 2016 году – 33,3%.

На текущий момент влияние нефти на мировой рынок немного ослабло, это связано с внедрением «зелёной» экономики. Но тем не менее колебание курса цен на нефть значительно влияет на положение дел многих стран. Цены на топливо формируются по стандартной схеме спроса и предложения. Если предложение падает, цены растут до тех пор, пока спрос не сравняется с предложением. Особенность нефти в том, что в краткосрочной перспективе спрос малоэластичен: рост цен мало влияет на спрос. Поэтому даже небольшое падение предложения нефти приводит к резкому росту цен. Если же предложение незначительно, как это было в 2020 году в разгар пандемии коронавируса, то цена на нефть может и вовсе уйти в минус, что сказывается и на объёмах добычи. Это подтверждает сделка ОПЕК+, согласно которой мировые лидеры-нефтяники согласились снизить количество добываемого сырья для возможности регулирования вопроса в период коронакризиса. Условия этой сделки принял и Казахстан.

Фракционный состав

Многие процессы на НПЗ требуют подогрева нефти или нефтепродуктов. Для этого используются трубчатые печи. Нагрев сырья до требуемой температуры происходит в змеевиках из труб диаметром 100–200 мм.

Нефть состоит из большого количества разных углеводородов. Их молекулы различаются массой, которая, в свою очередь, определяется количеством составляющих их атомов углерода и водорода. Чтобы получить тот или иной нефтепродукт, нужны вещества с совершенно определенными характеристиками, поэтому переработка нефти на НПЗ начинается с ее разделения на фракции.

Согласно исследованию нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, проведенному Американским нефтяным институтом, номенклатура нефтепродуктов, выпускаемых на современных НПЗ и имеющих индивидуальные спецификации, насчитывает более 2000 пунктов.

В одной фракции нефти могут содержаться молекулы разных углеводородов, но свойства большей части из них близки, а молекулярная масса варьируется в определенных пределах. Разделение фракций происходит путем перегонки нефти (дистилляции), основанной на том, что у разных углеводородов температура кипения различается: у более легких она ниже, у более тяжелых — выше.

Основные фракции нефти определяют по интервалам температур, при которой кипят входящие в них углеводороды: бензиновая фракция — 28—150°C, керосиновая фракция — 150—250°C, дизельная фракция, или газойль, — 250—360°C, мазут — выше 360°C. Например, при температуре 120°C большая часть бензина уже испарилась, но керосин и дизельное топливо находятся в жидком состоянии. Когда температура поднимается до 150°C, начинает кипеть и испаряться керосин, после 250°C — дизель.

Существует ряд специфических названий фракций, используемых в нефтепереработке. Так, например, головной пар — это наиболее легкие фракции нефти, полученные при первичной переработке. Их разделяют на газообразную составляющую и широкую бензиновую фракцию. Боковые погоны — это керосиновая фракция, легкий и тяжелый газойль.

Разведка нефти

Целью нефтеразведки является выявление, оценка по экономическим и геологическим параметрам, а также подготовка к разработке мест нефтедобычи. В нефтеразведку входят буровые работы, геологические и геохимические работы на местах залежей нефти. Выделяют три этапа:

Первым этапом является поиск в бассейнах, где нефтегазоносность не установлена. Проводятся региональные работы и исследование тектонических зон. Проводят гравиметрическую, геологическую и аэромагнитную съемку, исследование химического состава пород и вод. Затем проводится бурение опорных скважин.
На втором этапе проводится детальная гравиразведка, сейсмо- и электроразведка, детализированная структурно-геологическая съемка. Уточняются масштабы съемки и прогнозы залежей нефти, подсчитываются и прогнозируются её запасы.
Третьим этапом проводят бурение скважин для поиска нефтяных залежей. Максимальная глубина бурения выполняется у первых поисковых скважин.

Основной целью разведывательного этапа является подготовка к разработке, выделение контуров залежей и прогнозирование возможных запасов.