Нефть свойства и применение 4. Нефть - полезное ископаемое. Залежи нефти. Добыча нефти. "Нефть – основа цивилизации"

Образование

Одним из самых значимых полезных ископаемых является нефть. Это маслянистая жидкость черного цвета, которая относится к разряду горючих веществ. Цвет нефти может немного отличаться в зависимости от района, в котором ее добывают. Встречается желтый, коричневый, зеленый, вишневый и даже прозрачный вид этого ископаемого. Запах нефти также может отличаться в зависимости от химического состава, в который входят углеводороды и примеси других соединений. Это некоторые общие характеристики. А теперь немного о том, каково происхождение нефти.

В процессе ее изучения выяснилось, что образование этого вещества может длиться до 350 млн. лет. Это очень долгий процесс. Многие ученые придерживаются версии органического происхождения нефти. Это биогенная теория.

Ее смысл состоит в том, что в основе этого процесса лежат останки микроорганизмов, которые жили много миллионов лет назад. Средой их обитания считается вода, в основном мелководье. В результате гибели микроорганизмов происходило скапливание слоев с высоким содержанием органических веществ. Так как происхождение нефти — это долгий процесс, то со временем эти слои погружались вглубь земли. Там на них оказывали воздействие верхние слои, что вызывало повышение температуры. Биохимические процессы, происходящие при этом, на фоне отсутствия кислорода преобразовывали органические вещества в углеводороды.

Эти углеводороды находились в разном физическом состоянии. Одни были неподвижные и твердые. Другая их часть находилась в жидком или газообразном состоянии. В результате давления она продвигалась вверх сквозь горные породы, которые можно было преодолеть.

Как только углеводороды сталкивались с непроницаемыми пластами, движение заканчивалось. Таким образом, появлялось их массовое скопление. Это место становилось месторождением. Так выглядит органическое происхождение нефти.

Нефть известна людям еще с древности. Но изначально ее собирали исключительно с поверхности. Если потоки нефти не встречали особых подземных препятствий, то они пробивались наверх. В те времена ее использовали не так активно. Нефть добавляли в раствор в смесь для строительства зданий для лучшей герметизации. Также ее использовали в виде лекарственного средства для борьбы с кожными заболеваниями. В меньшей степени применение нефти осуществлялось в качестве топлива.

После изобретения керосиновой лампы спрос на горючее значительно вырос. Извлечение керосина из этого ископаемого было самым дешевым способом. Людей заинтересовало происхождение нефти. Так стала развиваться нефтедобывающая промышленность.

Первая нефтяная вышка была пробурена в Баку в 1847 году. Со временем он стал городом, где уже было несколько скважин.

Способы добычи нефти в те времена были ручными. Но осенью 1864 года произошел переход к механическому ударно-штанговому способу. При этом использовалась паровая машина для того, чтобы привести буровую станцию в действие.

Бурение нефтяных скважин положило начало для добычи этого полезного ископаемого более дешевым способом.

Вода, которая содержится в нефти, имеет большую плотность. Поэтому нефть располагается выше воды. А газ более легкий, чем нефть, поэтому он располагается выше нефти. При разработке скважин иногда в первую очередь появляется газ.

Нефть может находиться от нескольких десятков метров до 5 километров вглубь земной поверхности. В этом промежутке нефть и газ встречаются в разных пропорциях. Чем ниже уровень добычи, тем больше газа.

Те места, где залегает нефть, называют коллекторами.

Нефть является одним из важнейших полезных ископаемых. Ее значение трудно переоценить. От наличия нефти в природно-ресурсном комплексе государства зависит и его экономическая стабильность.

Комментарии

Добыча и применение нефти

Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX – XX вв. привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть. Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 – 4 тыс. лет до нашей эры. Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав "греческого огня". В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии и др. В начале XIX в. в России, а в середине XIX в. в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX в. нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

Нефть – это жидкая природная смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами; маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, обычно коричневого цвета с зеленоватым или другим оттенком, иногда почти черная, очень редко бесцветная.

Нефть – это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода – это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти – способность гореть.

Состав нефти

По составу нефть - сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких (в них растворены твердые и газообразные углеводороды). В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Нефть состоит главным образом из углерода – 79,5-87,5% и водорода – 11,0-14,5% от массы нефти. Кроме них в нефти присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. В незначительных концентрациях в нефти встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Их общее содержание не превышает 0,02-0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоит нефть. Кислород и азот находятся в нефти только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.

В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. Главную часть нефти составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. Наряду с углеводородами в нефти присутствуют химические соединения других классов. Обычно все эти классы объединяют в одну группу гетеросоединений (греч. "гетерос" – другой). В нефти также обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых к углеводородным ядрам присоединены такие элементы, как сера, азот и кислород. В нефти так же выделяют неуглеводородные соединения: асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть. Кислород в нефти встречается в связанном состоянии также в составе нафтеновых кислот (около 6%) – CnH2n-1(COOH), фенолов (не более 1%) – C6H5OH, а также жирных кислот и их производных – C6H5O6(P). Содержание азота в нефти не превышает 1%, содержание смол может достигать 60% от массы нефти.

Образование нефти

В последние годы благодаря трудам главным образом геологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснить основные закономерности в процессах нефтеобразования. В настоящее время установили, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ. Процесс образования нефти начался много миллионов лет назад вместе с развитием жизни и продолжается, по сей день. Нефть причислена к невозобновляющимся источникам энергии, человек не в силах создать новое месторождение нефти за короткий срок.

Нефть и горючий газ накапливаются в пористых породах, называемых коллекторами. Хорошим коллектором является пласт песчаника, заключенный среди непроницаемых пород, таких, как глины или глинистые сланцы, препятствующие утечке нефти и газа из природных резервуаров. Наиболее благоприятные условия для образования месторождений нефти и газа возникают в тех случаях, когда пласт песчаника изогнут в складку, обращенную сводом кверху. При этом верхняя часть такого купола бывает заполнена газом, ниже располагается нефть, а еще ниже - вода.

О том, как образовались месторождения нефти и горючего газа, ученые много спорят. Одни геологи - сторонники гипотезы неорганического происхождения - утверждают, что нефтяные и газовые месторождения образовались вследствие просачивания из глубин Земли углерода и водорода, их объединения в форме углеводородов и накопления в породах - коллекторах. Другие геологи, их большинство, полагают, что нефть, подобно углю, возникла из органической массы, погребенной на глубину под морские осадки, где из нее выделялись горючие жидкость и газ. Это органическая гипотеза происхождения нефти и горючего газа. Обе эти гипотезы объясняют часть фактов, но оставляют без ответа другую их часть.

По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктон и др.), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ. Нефть образуется под поверхностью земли в процессе разложения морских организмов. Останки крошечных микроорганизмов, которые жили в море и в меньшей степени тех, что жили на суше и были унесены в море волнами рек, растения, растущие на дне океана – все это перемешивается с песком и илом, покоящимися на дне океана. Такие места, богатые органическими составляющими, становятся нефтематеринской породой для образования сырой нефти.

Постепенно отложения становятся все толще и толще и под собственной тяжестью погружаются все глубже в морское дно. Когда новые пласты накапливаются сверху, давление на нижние слои возрастает в несколько тысяч раз, а температура поднимается на несколько сотен градусов, грязь и песок затвердевают и превращаются в глинистый сланец и песчаник, карбонатный осадок и остатки раковин образуют известняк, а останки мертвых организмов трансформируются в сырую нефть и природный газ.

Как только нефть формируется, она начинает двигаться вверх, ближе к поверхности земли, поскольку плотность нефти меньше плотности морской воды, которая наполняет трещины в породах, песках и скалах, образующих земную кору. Природный газ и сырая нефть просачиваются в микроскопические поры пластов, расположенных выше. Иногда случается так, что нефть попадает в непроницаемые слои отложений или в окружения толстого слоя скалистых пород, который не позволяет ей двигаться дальше. Нефть попадает в ловушку, так образуются нефтяные месторождения.

Добыча нефти

Добыча нефти ведется человечеством с древних времен. Сначала применялись примитивные способы: сбор нефти с поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, при помощи колодцев. Первый способ применялся еще в Мидии и Сирии, второй — в 15 веке в Италии. Но началом развития нефтяной промышленности принято считать время появления механического бурения скважин на нефть в 1859 году в США, и сейчас практически вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин. За сотню с лишним лет развития истощились одни месторождения, были открыты другие, повысилась эффективность добычи нефти, увеличилась нефтеотдача, т.е. полнота извлечения нефти из пласта. Но изменилась структура добычи топлива.

Главная машина для добычи нефти и газа - буровой станок. Первые буровые станки, появившиеся сотни лет назад, по существу, копировали рабочего с ломом. Только лом у этих первых станков был потяжелее и по форме напоминал скорее долото. Он так и назывался - буровое долото. Его подвешивали на канате, который то поднимали с помощью ворота, то опускали. Такие машины называются ударно-канатными.

Источники энергии – Нефтяные месторождения (Нефть)

Их можно встретить кое-где и сейчас, но это уже вчерашний день техники: очень уж медленно пробивают они отверстие в камне, очень много расходуют энергии зря.

Гораздо быстрее и выгоднее другой способ бурения - роторный, при котором скважина высверливается. К ажурной металлической четырехногой вышке высотой с десятиэтажный дом подвешена толстая стальная труба. Ее вращает специальное устройство - ротор. На нижнем конце трубы - бур. По мере того как скважина становится глубже, трубу удлиняют. Чтобы разрушенная порода не забила скважину, в нее насосом через трубу нагнетают глинистый раствор. Раствор промывает скважину, уносит из нее вверх по щели между трубой и стенами скважины разрушенную глину, песчаник, известняк. Одновременно плотная жидкость поддерживает стенки скважины, не давая им обрушиться.

Но и у роторного бурения есть свой недостаток. Чем глубже скважина, тем тяжелее работать двигателю ротора, тем медленнее идет бурение. Ведь одно дело вращать трубу длиной 5-10 м, когда бурение скважины только начинается, и совсем другое - крутить колонну труб длиной 500 м. А что делать, если глубина скважины достигает 1 км? 2 км? В 1922 г. советские инженеры М. А. Капелюшников, С. М. Волох и Н. А. Корнев впервые в мире построили машину для бурения скважин, в которой не нужно было вращать буровые трубы. Изобретатели поместили двигатель не наверху, а внизу, в самой скважине - рядом с буровым инструментом. Теперь всю мощность двигатель расходовал только на вращение самого бура. У этого станка и двигатель был необыкновенный. Советские инженеры заставили ту самую воду, которая раньше только вымывала из скважины разрушенную породу, вращать бур. Теперь, прежде чем достигнуть дна скважины, глинистый раствор вращал маленькую турбину, прикрепленную к самому буровому инструменту.

Новый станок назвали турбобуром, со временем его усовершенствовали, и теперь в скважину опускают несколько турбин, насаженных на один вал. Понятно, что мощность такой "многотурбинной" машины во много раз больше и бурение идет во много раз быстрее. Другая замечательная буровая машина - электробур, изобретенный инженерами А. П. Островским и Н. В. Александровым. Первые нефтяные скважины пробурили электробуром в 1940 г. У этой машины колонна труб тоже не вращается, работает только сам буровой инструмент. Но вращает его не водяная турбина, а электрический двигатель, помещенный в стальную рубашку - кожух, заполненный маслом. Масло все время находится под высоким давлением, поэтому окружающая вода не может проникнуть в двигатель. Чтобы мощный двигатель мог поместиться в узкой нефтяной скважине, пришлось делать его очень высоким, и двигатель получился похожим на столб: диаметр у него, как у блюдца, а высота-6-7 м.

Бурение - основная работа при добыче нефти и газа. В отличие, скажем, от угля или железной руды нефть и газ не нужно отделять от окружающего массива машинами или взрывчаткой, не нужно поднимать на поверхность земли конвейером или в вагонетках. Как только скважина достигла нефтеносного пласта, нефть, сжатая в недрах давлением газов и подземных вод, сама с силой устремляется вверх. По мере того как нефть изливается на поверхность, давление уменьшается, и оставшаяся в недрах нефть перестает течь вверх. Тогда через специально пробуренные вокруг нефтяного месторождения скважины начинают нагнетать воду. Вода давит на нефть и выдавливает ее на поверхность по вновь ожившей скважине. А затем наступает время, когда только вода уже не может помочь. Тогда в нефтяную скважину опускают насос и начинают выкачивать из нее нефть.

Переработка нефти

Алкилирование появилось в 1930 г. В процессе алкилляции маленькие молекулы, полученные методом термического растрескивания, переорганизовываются под действием катализатора. В результате чего образуются молекулы с разветвленной цепью в зоне кипения бензина, обладающие более высокими показателями, например повышенной антидетонационной способность, такой способностью обладает горючее, обеспечивающее работу двигателей современного самолета.

Крекинг. Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Выход бензина из нефти можно значительно увеличить (до 65-70 %) путем расщепления углеводородов с длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack- расщеплять). Крекинг изобрел русский инженер В. Г. Шухов в 1891 г. В 1913 г изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг — заводах. На крекинг-заводах углеводороды не перегоняются, а расщепляются. Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600о), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.

Мазут густ и тяжёл, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородов раздробляется на более мелкие. А из мелких углеводородов как раз и составляются лёгкие нефтяные продукты — бензин, керосин. Мазут – остаток первичной перегонки. На крекинг-заводе он снова подвергается переработке, и из него, так же как из нефти на заводе первичной перегонки, получают бензин, лигроин керосин. При первичной перегонки нефть подвергается только физическим изменениям. От неё отгоняются лёгкие фракции, т. е. отбираются части её, кипящие при низких температурах и состоящие из разных по величине углеводородов. Сами углеводороды остаются при этом неизменёнными.

При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы. Одним из таких катализаторов является специально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном состоянии – в виде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном и газообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга теперь широко распространяется. Катализатор потом отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путём на ректификацию и в холодильники, а катализатор – в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются. Катализаторы – крупнейшее достижение нефтепереработки. На крекинг-установках всех систем получают бензин, лигроин, керосин, соляр и мазут. Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина.

Риформинг – (от англ. Reforming – переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти. С 40-х годов риформинг – каталитический процесс, научные основы которого разработаны Н. Д. Зелинским, а также В. И. Каржевым, Б. Л. Молдавским. Впервые этот процесс был осуществлен в 1940 г в США. Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-520 0 С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. во избежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты. Большое значение имеет риформинг для производства ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и др.). Ранее основным источником получения этих углеводородов была коксовая промышленность.

Использование нефти

Из нефти выделяют разнообразные продукты, имеющие большое практическое значение. В начале от нее отделяют растворенные углеводороды (преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефть нагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкую температуру кипения. С повышением температуры смеси перегоняются углеводороды с более высокой температурой кипения. Таким образом, можно собрать отдельные смеси (фракции) нефти. Чаще всего при такой перегонке получают три основные фракции, которые затем подвергаются дальнейшему разделению.

Масла из нефти используются как мази и кремы, а также в производстве взрывчатых веществ, медикаментов, чистящих средств, наибольшее применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти в полтора раза более высокой теплотой сгорания по сравнению с лучшими углями. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков при горении. Замена твердых видов топлива мазутом на ТЭС, заводах и на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.

Энергетическое направление в использовании нефти до сих пор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансе составляет более 46%. Однако в последние годы продукты переработки нефти все шире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% добываемой нефти потребляются в качестве сырья для современной химии. Например, этиловый спирт применяется примерно в 150 отраслях производства. В химической промышленности применяются формальдегид (HCHO), пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирт и т.д. Продукты переработки нефти применяются и в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т.д. В машиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и части аппаратов из пластмасс, смазочные масла и др.

Широкое применение нашел нефтяной кокс, как анодная масса при электровыплавке. Прессованная сажа идет на огнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяются полиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин, производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем, для которых служат метиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюмерной промышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт, хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др. Производные нефтесинтеза находят широкое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительной промышленности.

Нефть – ценнейшее природное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности "химического перевоплощения". Всего производных нефти насчитывается уже около 3 тысяч. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет. Нефть составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран. В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов.

Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтегазохимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки нефтяных месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.

В проблеме рационального использования нефти большое значение имеет повышение коэффициента их полезного использования. Одно из основных направлений здесь предполагает углубление уровня переработки нефти в целях обеспечения потребности страны в светлых нефтепродуктах и нефтехимическом сырье. Другим эффективным направлением является снижение удельного расхода топлива на производство тепловой и электрической энергии, а также повсеместное снижение удельного расхода электрической и тепловой энергии во всех звеньях народного хозяйства.

Без нефти невозможно представить современную жизнь. Зна-чение нефти и нефтепродуктов для энергетики, транспорта, оборо-ны страны, разнообразных отраслей промышленности исключи-тельно велико. Нефть играет решающую роль в развитии экономи-ки любой страны. По важности и значению нефтепродукты зани-мают не менее (а может и более) важное место, чем такие конструк-ционные материалы, как металлы и сплавы, резина и пластмассы. Решение вопросов, связанных с повышением качества используе-мых нефтепродуктов, находится в одном ряду с такими проблема-ми, которые определяют технический прогресс- повышение на-дежности, долговечности и экономичности эксплуатации техники.

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энерге-тическом балансе. Ее доля в общем потреблении энергоресур-сов непрерывно растет. Так, в 1900 г.

Добыча и применение нефти

она составила 3 %, перед первой мировой войной- 5%, накануне второй мировой вой-ны — 17,5%, в 1950 г. — 24%, в 1974 г. — 42,4%. С 1980г. до-ля нефти и природного газа в мировом энергетическом балансе достигла 75%.

Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива: бензи-ны, дизельное топливо, котельное, реактивное, газотурбинное для локомотивов, а также огромный ассортимент смазочных, спе-циальных масел и пластичных смазок. Кроме того, из нефти по-лучают парафин, технический углерод (сажа) для резиновой про-мышленности, нефтяной кокс, бутимы, восковые составы и мно-гие другие товарные продукты, которые находят самое широкое применение во всех отраслях промышленности и строительства.

Нефть и продукты ее переработки являются прекрасным и уни-версальным химическим сырьем для производства огромного ко-личества химических продуктов и потребительских товаров. Пер-спективным является применение нефтепродуктов как сырья для производства белков и других заменителей пищевых продуктов.

Предыдущая45464748495051525354555657585960Следующая

Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 2543 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Современные виды транспорта и промышленность не могут обходиться без нефтепродукте, и ни одна страна не может развивать свои промышленность без нефти.

Несмотря, на всю очевидность этого положения, потребовался катаклизм войны, чтобы значение нефти раскрылось в полной мере. Характер потребления нефтепродуктов во многих странах в значительной степени скрывался в результате конкуренции нефтяных компаний на рынках сбыта; считалось вполне естественным, что потребность в нефти любого района земного шара тотчас же удовлетворялась. Однако в годы второй мировой войны в связи с увеличением использования нефти в военных целях и потерей танкеров возможности поставок нефти для гражданских нужд сильно сократились, и только слаборазвитые страны не ощущали острейшего недостатка в нефти. В послевоенный период восстановление разрушенного хозяйства также не может быть осуществлено без нефти.

Нефтепродукты и их использование в разных странах

В странах, развитых в промышленном отношении, используются все виды нефтепродуктов; но в мировом масштабе нефть - это прежде всего источник энергии, теплоты, света, а также сырье для получения смазочных масел. Поэтому при рассмотрении вопроса об использовании нефти в центре внимания должны быть такие виды нефтепродуктов, как моторное топливо, керосин, нефтетопливо и смазочные масла. Из 2 млрд, баррелей ежегодного мирового производства нефтепродуктов до войны на перечисленные выше продукты приходилось около 9/10, а на все прочие - менее 1/10, поскольку сюда входят и потери при переработке нефти запасы и др.

На протяжении периода, достаточного для того, чтобы учесть все возможные колебания, установлено, что потребление нефтепродуктов примерно соответствует объему их производства. Нефтепродукты обычно производятся в количестве, соответствующем спросу на них (за исключением необходимых запасов); для того же, чтобы спрос на нефтепродукты удовлетворялся в любых районах земного шара, должен осуществляться их постоянный приток в эти районы в большом масштабе а также их непрерывное производство.

В 1938 г. Северная Америка была единственным континентом, где производство нефтепродуктов почти равнялось их потреблению. Южная Америка потребляла лишь около производимых ею нефтепродуктов, а Азия - около половины. Европа в целом потребляла почти в 1,75 раза больше нефтепродуктов, чем производила; Африка примерно в 18 раз больше, чем производила, а Океания почти все требующиеся ей нефтепродукты ввозила из других стран.

Использование нефти в Северной Америке

В 1938 г. Соединенные Штаты и Канада потребили около 63% мировой нефтедобычи. Хотя доля Соединенных Штатов в общем объеме потребления была выше, чем Канады, потребление нефти в расчете на душу населения и в той и другой стране было весьма высоким, причем основную массу потребляемых нефтепродуктов составляло моторное топливо. В Мексике, наоборот, первое место занимало нефтетопливо. На протяжении почти девяноста лет Северная Америка не только полностью удовлетворяла свои потребности в нефти за счет собственных ресурсов, но и являлась ее экспортером. В 1948 г. Соединенные Штаты импортировали нефть.

В годы второй мировой войны в Соединенных Штатах появилась необходимость не только увеличить объем производства прежних видов нефтепродуктов, но и начать производство многих новых. К последнему году войны суточное производство нефтепродуктов в стране увеличилось примерно на 1 млн. баррелей. Одновременно пришлось сократить гражданское потребление нефтетоплива и бензина для легковых автомобилей. После окончания войны потребление бензина быстро возросло и в 1947 г. составляло в среднем 2 177,5 тыс.

Нефть: происхождение, состав, методы и способы переработки (стр. 1 из 7)

баррелей в сутки по сравнению с 1 828,8 тыс. баррелей в 1941 г. Этот рост частично объяснялся огромным ростом потребления бензина в сельском хозяйстве. В 1948 г. на фермах работало около 3 млн. тракторов по сравнению с 1,6 млн. в 1941 г.; кроме того, фермы обслуживались 1,9 млн. грузовиков, что соответствует увеличению на 62% за тот же период. Большое число тракторов потребляют бензин, хотя многие используют дизельное и тракторное горючее, а также керосин.

В период между двумя мировыми войнами потребление керосина в Соединенных Штатах оставалось относительно стабильным до 1933 г., когда применение керосиновых плит в быту вызвало увеличение потребления керосина с 105,5 тыс. баррелей в сутки в том же году до 190,3 тыс. баррелей в 1941 г. и 280,8 тыс. баррелей в 1947 г. Последнее увеличение объясняется главным образом распространением нефтяных отопительных приборов.

В Соединенных Штатах широко применяются нефтяные форсунки, потребляющие средние дестилляты (типа газойля), спрос на которые с 1941 г. почти удвоился. Во время войны потребление этих нефтепродуктов ограничивалось ввиду того, что дизельное топливо и нефтетопливо использовались для военных нужд (потребление дизельного топлива для военных целей возросло с 2,6 до 22,9 млн. баррелей в год) и для производства военной продукции. В 1941 г. суточная потребность в нефти для отопления жилых домов определялась в 331 тыс. баррелей. В начале 1941 г. в Соединенных Штатах насчитывалось 2135 тыс. домашних нефтяных форсунок, а к началу 1948 г. это число возросло до 3650 тыс., так что керосинового топлива едва хватало для их обеспечения.

Потребление дестиллятов за последнее десятилетие значительно возросло также и потому, что расширилось применение дизельных двигателей. В начале 1948 г. железнодорожные дизельные двигатели потребляли ежегодно около 21,5 млн. баррелей нефтетоплива по сравнению с 2,7 млн. баррелей в 1941 г. Подсчитано, что к 1953 г. мощность дизельных двигателей, а следовательно, и количество потребляемого ими топлива удвоится. Мощность стационарных дизельных установок на 1 января 1948 г. составляла в общем 6,8 млн. л. с., а судовых двигателей 3,3 млн. л. с. Применение как первого, так и второго типа двигателей быстро возрастает.

Остаточное нефтетопливо, ввиду своей вязкости, перед распылением требует подогрева и поэтому используется лишь в крупных котельных установках. Большая часть этих нефтепродуктов принадлежит к типу нефтетоплива, выпускаемому нефтеперерабатывающими заводами под № 6. Этот вид топлива применяется обычно на крупных торговых судах; суда военно-морского флота во время войны потребляли более легкое горючее, известное под названием «специальный флотский бензин», значительная часть которого получалась путем смешения остаточного нефтетоплива с дестиллятами.

Статистические данные об использовании смазочных масел в Соединенных Штатах весьма неполные. Больше половины смазочных масел в мирное время, по-видимому, потреблялось промышленностью, а остальная часть главным образом автотранспортом. Потребление смазочных масел в промышленности отражает степень ее развития.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ПРИМЕНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА

Нефть известна человечеству с давних времен. Уже за 6000 лет до нашей эры люди использовали нефть для освещения и отопления.

Что такое нефть? Свойства, добыча, применение и цена нефти

Наиболее древние промыслы находились на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. Упоминание о нефти встречается во многих древних источниках (например, в Библии упоминаются смоляные ключи в окрестностях Мертвого моря).

Почему же нефть называется нефтью?

В языках многих народов мира встречаются слова, сходные по звучанию со словом «нефть» . В настоящее время считается, что исходным для образования слова «нефть» было мидийское слово «нафата», что означало «просачивающаяся», «вытекающая». Государство Мидия существовало в IX-VI веках до н. э. на границе территорий современных Азербайджана и Ирана. Когда персы завоевали Мидию, то вместе с клинописной письменностью и многими другими достижениями культуры позаимствовали слово «нафата». Постепенно оно трансформировалось в «нефт». Этим словом обозначались колодцы, из которых добывали нефть для священного огня. Позднее от слов «нефт» и «нафата» возникло греческое слово «нафта».

В странах Западной Европы, где все научные сочинения в средние века писали на латыни, для обозначения нефти широко используются слова, производные от латинского слова «петролеум», т. е. каменное масло («петрос» — камень, «олеум» — масло): в Англии — «петролеум», во Франции и Румынии — «петроль», в Италии — «петролио».

Другое широко распространенное название нефти — «ойл» — означает также «масло», «растительное масло». Так как нефть считали «каменным маслом», то слово «ойл» стало применяться и для ее обозначения. Эти три слова затем вошли во многие другие языки.

Как уже отмечалось, нефть широко применялась для освещения. Так, когда в 330 г. до н. э. войска Александра Македонского дошли до Каспийского моря, то они обнаружили, что в отличие от древних Египта, Рима и Греции, где светильники заправлялись оливковым маслом, местные жители использовали для этого нефть.

Нефть с давних времен применялась и как лекарственное средство. Считалось, что белая нефть излечивает от простудных заболеваний, а черная — от кашля. Египтяне использовали нефтяные масла при бальзамировании. Древнегреческий ученый Гиппократ (IV-V в.в. до и. э.), которого считают отцом медицины, описал много лекарств, составной частью которых была нефть.

Однако наиболее громкую славу нефти принесло ее использование в военных целях.

1. защитники осажденных городов сбрасывали с городских стен на головы атакующих горшки с горящей нефтью.

2. Войска Чингисхана (ХП-ХШ в.в.) выпускали горящие стрелы, смазанные нефтью

3. Однако самым страшным оружием древности был так называемый «греческий огонь» — смесь нефти с серой и селитрой.

Первым нефтепродуктом, с которым познакомилось человечество, был асфальт, представляющий собой вязкое смолистое вещество, получаемое в результате длительного выветривания нефти. Слово «асфальт» ввел в литературу Геродот, описавший в 460…450 г.г. до н.э. в «Истории греко-персидских войн» персидские и месопотамские асфальтовые месторождения. «Асфальт» — производное от слова «асфалес» (прочный, крепкий, надежный). Древние называли асфальт горной смолою, а по современным представлениям — это один из видов природного битума.

В целях освещения человечество использовало различные средства; лучину, оливковое масло, нефть, животные жиры и др. В 1830 г. австрийский химик К. Рейхеибах впервые получил осветительное масло путем сухой перегонки дерева, торфа и каменного угля. Полученный продукт он назвал «фотоген»- (от греческих слов «фотос» — свет и «генос» — рождение), т.е. «свет рождающий» или «свет дающий». Позже словом «фотоген» стали называть светлую прозрачную жидкость, получаемую при перегонке нефти (современный керосин).

Первый в мире нефтеперегонный завод был построен в 1745 г. российским предпринимателем Ф. С. Прядуновым на реке Ухте. Завод просуществовал до 1782 г., перерабатывая ежегодно до 2000 пудов нефти.

В 1825 г. около г. Моздока крепостные крестьяне братья Дубинины построили нефтеперегонный завод, просуществовавший 25 лет. В 1837 г. нефтеперегонный завод в 15 верстах от Баку построил горный инженер Н. И. Воскобойников. В 1869 г. в Баку существовало уже 2 фотогеновых завода, в 1872 г. — 57, в 1876 г. -146.

Откуда же появилось слово «керосин»? В 1846-1847 гг. производство осветительного масла из каменного угля организовал в США А. Геснер. Ошибочно полагая, что масло при этом образуется в результате разложения содержащегося в угле вещества, аналогичного воску, он назвал полученную жидкость «керосен ойл» (от греческого «керос» — воск), т.е. «восковое масло». В разговорной речи словосочетание «керосен ойл» постепенно преобразовалось в одно слово «керосен». Когда в пятидесятых годах XIX в. осветительное масло в США начали получать из нефти, то его также назвали «керосеном».

Американский продукт быстро завоевал рынок не только в США, но и в Европе. Во второй половине XIX в. он полностью вытеснил в Европе фотоген, получаемый из угля, а затем завоевал и рынок России. Здесь его название трансформировалось в керосин. После того, как в результате конкурентной борьбы американский продукт был полностью вытеснен российским, «керосином» стали называть отечественный «фотоген», получаемый при перегонке нефти.

В настоящее время «керосином» называют фракцию нефти, которая выкипает в температурных пределах от 175 до 300 °С. Различают «керосин осветительный», используемый для освещения, «керосин тракторный», применяемый в качестве горючего для тракторов, и «керосин авиационный» — топливо для реактивных двгателей.

С первых дней своего возникновения процесс переработки нефти был подчинен получению керосина (фотогена). Однако при этом получалось два побочных продукта. Один из них — более легкая фракция нефти, чем керосин — получил название «бензин» (от искаженного арабского «любензави» — горючее вещество), а другой — густая грязно-черная жидкость, получаемая в остатке и названная «мазутом» (от арабского — отброс). Длительное время оба они считались ненужными продуктами.

Однако в 1866 г. А. И. Шпаковский изобрел паровую форсунку, в результате чего мазут начал применяться в топках как топливо. Затем из мазута стали вырабатывать смазочные масла. А в 1890 г. выдающийся русский инженер В. Г. Шухов предложил способ расщепления тяжелых углеводородов мазута с целью получения светлых нефтепродуктов, получивший название «термический крекинг».

Около 100 лет бензин оставался опасным и ненужным продуктом. Только изобретение двигателя внутреннего сгорания русским изобретателем Игнатием Костовичем в 1879 г. открыло дорогу его широкому применению. О росте спроса на бензин можно судить по росту количеству автомобилей с карбюраторным двигателем, в 1896 г. в мире их было около 4х тысяч, в 1908 г. — 250 тысяч, а в 1910 г. — 10 миллионов, в 2010 более 40 миллионов, в 2020 планируетя их увеличение на 20-30 %.

В 1910 году в топливный баланс стран мира основной вклад вносили уголь (65 %), дрова (16 %), растительные и животные отбросы (16 %). На долю нефти приходилось всего 3 % потребляемой энергии. Природный газ использовался в ограниченных масштабах.

На рост потребления нефти значительное влияние оказало развитие сначала автомобильной промышленности, несколько позже — морского и речного флота, а затем — авиации.

В настоящее время нефть служит сырьем для производства не только топлив, но также масел, смазок и многих других продуктов: самых различных моющих веществ, спиртов, гербицидов, взрывчатых веществ, медицинских препаратов, серной кислоты, синтетического белка и т.д.

Природный газ, как и нефть, также стал известен человеку очень давно. В предгорьях Малого Кавказа за 6000 лет до н.э. горели «вечные огни». Это были случайно воспламенившиеся (от молнии или костра, например) выходы газа на поверхность.

В XIV веке на Апшеронском полуострове газ использовался для отопления, освещения, приготовления пищи и обжига извести.

В конце XVIII в. был изобретен способ получения искусственного газа из каменного угля. Англичанин В. Мэрдок применил полученный газ для освещения собственного дома и машиностроительного завода в Бирмингеме, а затем предложил этот новый вид топлива для освещения Лондона — «светильный газ».

Первый завод по производству светильного газа в России был построен в 1835 году в Петербурге. К концу прошлого века такие заводы были построены почти во всех крупных городах страны. Они давали свет улицам, фабрикам, театрам, жилым домам. В 1914 году в Петербурге было газифицировано 3000 квартир.

В конце XIX века в Баку начали использовать в котельных попутный нефтяной газ, добываемый вместе с нефтью.

Широкое применение природного газа в России и в мире началось лишь в 50-х годах прошлого века.

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Нефть - это важное полезное ископаемое. Она имеет осадочное происхождение и добывается по всему миру. На ней в буквальном смысле этого слова держится вся мировая экономика.

Добыча

Ведётся добыча нефти в тех местах, где геологи обнаруживают её месторождение. В таких местах строятся специальные нефтедобывающие сооружения. Они могут находиться не только на земле, но и на воде. Ведь очень часто залежи нефти обнаруживают, когда обследуют прибрежный шельф.

Это ископаемое топливо называют также «чёрным золотом» , потому что без неё не может существовать ни одна развитая страна. Россия - один из главных поставщиков нефти во всём мире. Богатые месторождения есть в Сибири, на Урале и на Дальнем Востоке, на Северном Кавказе, а также в некоторых других районах.

Но самые большие запасы обнаружены в арабских странах: Иране, Ираке, Саудовской Аравии. Экономика в них почти целиком построена на том, что они продают нефть в другие страны мира. Почему же «чёрное золото»?

Использование

Только что добытая (сырая) нефть обычно не используется. Зато её переработка позволяет получить многие виды топлива, например бензин, керосин.

Способы добычи нефти

Из нефти получают мазут, из неё же делают пластик и другие материалы. Благодаря этому, не прекращается движение транспорта по всей планете. Большая часть привычных предметов тоже делается из материалов на основе нефти. Это буквально все атрибуты современной жизни, начиная от пакетов и пластиковых окон и заканчивая корпусами для новейших компьютеров.

Разные нефтепродукты делаются по разным технологиям. Цена у них тоже разная. Например, бензин очищается от примесей, и чем он чище, тем дороже он стоит. Однако есть и отрицательные свойства у такого ценнейшего сырья, как нефть. Её добыча и переработка наносят вред окружающей среде. А при сгорании топлива, пластика и других искусственных материалов в атмосферу попадают вещества, ядовитые для всего живого. Если же терпит крушение корабль-танкер с грузом нефти на борту, то это становится экологической катастрофой.

Запасы

Как и другие полезные ископаемые, добываемая нефть рано или поздно закончится. Через несколько десятилетий она начнёт заканчиваться, и придётся искать новые виды топлива, производить новые материалы. Сейчас уже разработаны и опробованы двигатели, которым не нужны ни бензин, ни керосин.

Но пока это всё только эксперименты. Поэтому мировая экономика по-прежнему целиком зависит от нефти. Многие вещи в мире стоят от того, сколько стоит её баррель (основная единица измерения, равняется 159 литрам). Задача людей состоит в том, чтобы перестать целиком зависеть от нефти. Многие аналитики считают, что тогда в мире станет гораздо меньше войн, а экономика станет гораздо стабильнее.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя в группе ВКонтакте. А ещё - спасибо, если ты нажмёшь на одну из кнопочек «лайков»: Вы можете оставить комментарий к докладу.

Государственное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №2011

Имени трижды героя совецкого союза маршала авиации И.Н. Кожедуба

РЕФЕРАТ

По предмету:

Окружающий мир

Состав и применение нефти.

История развития нефти 4

Состав нефти 6

Добыча, разработка, очистка и применение нефти 7

Заключение 12

История развития нефти

В древности нефть использовали и военных целях. Летописи рассказывают, что древние греки привязывали сосуд с таинственной смесью к метательному копью, запускавшемуся гигантской пращей. Когда снаряд достигал цели, происходил взрыв и поднималось облако дыма. Пламя сразу же распространялось во всех направлениях. Вода не могла погасить огонь. Состав "греческого огня" хранился в строгой тайне, и лишь арабским алхимикам XII века удалось его разгадать. Всю основу этого таинственного рецепта составляла нефть с добавлением серы и селитры.

В XVII-XVIII вв. нефть использовалось и как лечебное средство. В середине XVII в. французский миссионер парет Джозеф де ла Рош д, Альен обнаружил в западной Пенсильвании таинственные "черные воды". Индейцы добавляли их в качестве связующего вещества в краски для раскрашивания своих лиц. Из этих вод, бывших не чем иным, как нефтяными озерами, патер и создал свой чудодейственный бальзам. Во многих странах Европы его применяли как лекарство.

Однако не везде нефть получала должную оценку. В 1840 году русский губернатор Баку направил пробы Бакинской нефти в Петербургскую академию наук с целью определения ее пригодности для промышленных нужд. Он получил весьма "поучительный" ответ: "Это вонючее вещество пригодно только для смазки колес и телег".

Лишь во второй половине прошлого века человек открыл удивительные возможности "черного золота". Развитие промышленности потребовало огромное количество смазочных средств, нового более дешевого и более эффективного, чем уголь, топливо, в принципиально новых источников света. Все это могла дать только нефть. Молох индустрии все больше и настойчивее требовал для своего роста нефти и нефтепродуктов. Началась повсеместная ее добыча. Занималась заря новой, нефтяной эры. Первым вестником ее явились нефтяные вышки полковника Дрейка. В североамериканском городке Тайтесвилле штата Пенсильвания его скважина дала нефть. Это случилось 27 августа 1859 г. С этой даты ведет отсчет современная нефтяная промышленность мира.

Началась погоня за нефтью. Во всех концах света, в обжитых и неисследованных районах, на суше и на дне океана искали эту черную и бурую маслянистую на ощупь и с характерным острым запахом "земную кровь". Нефтяную лихорадку подхлестнуло изобретение в январе 1861 г. Крекинга-современного метода переработки нефти. Вещество, на которое тысячилентиями мало кто обращал внимание, стало широко использоваться в промышленности и военных целях, превратилось в объект торговли и спекуляции, стало своеобразным яблоком раздора для различных государств мира.

Тем не менее, несмотря на активные поиски, в конце прошлого века добывалось в год всего около 5 млн. т нефти, по нынешним масштабам капля в море. Добыча велась примитивным способом.

На Апшероне, где хозяйничал предприимчивый шведский делец Э. Нобель, нефть доставили бурдюками из простых колодцев. В конце 80-ых годов прошлого века на его "нефтяную империю" работало более 25 тыс. рабочих. Естественно, что такими средствами трудно было увеличивать нефтедобычу.

По мере развития науки и техники совершенствовался процесс бурения нефтяных скважин и их эксплуатация. В результате уже в 1900 г. во всем мире было произведено 20 млн. т "черного золота".

Настоящий взрыв нефтедобычи приходится на послевоенные годы: в 1945 г. в мире добыто 350 млн. т нефти, в 1960 г.- свыше 1 млрд. т, а в 1970 г.- около 2 млрд. т. Максимум добычи падает на 1979 г. (3,2 млрд. т), а потом темпы ее снизились. Сейчас из земных недр ежегодно выкачивается около 3 млрд. т "черного золота" (2,8 млрд. т в 1984 г.) (рис. 1).

Такими же темпами развивалась и добыча постоянного спутника нефти - горючего газа. Его использование начинается лишь в первой половине XX в. В 1920 г. годовая добыча газа составила всего 35 млрд. м3, а в 1950 г. увеличилась до 192 млрд. м3. С 1960 г. производство газа резко пошло вверх, достигнув максимума в 1984 г. (1560 млрд. м3).

Развитие современной промышленности немыслимо без углеводородов. Это, прежде всего самый выгодный и эффективный вид топлива. Нефть и горючий газ обеспечивают энергетические потребности в мире на 65% и на 100% топливо для транспорта. На получение энергии идет 90-95% добываемых углеводородов. Однако еще Д. И. Менделеев говорил, что сжигать нефть и газ в топках все равно, что растапливать печь ассигнациями.
Нефть и газ - источники многих жизненно важных продуктов. Это синтетический каучук и пластмасса, строительные материалы и искусственные ткани, красители и моющие средства, инсектициды и гербициды, взрывчатые вещества и медицинские препараты, душистые соединения для парфюмерии и удобрения, стимуляторы роста и искусственный пищевой белок, различные масла, бензин, керосин, мазут, без которых невозможна эксплуатация машин, автомобилей, самолетов, ракет.

Если бы вдруг источники нефти и газа неожиданно иссякли, мировая цивилизация оказалась бы на краю катастрофы. Как видим, человек очень зависит от нефти. Особенно остро это почувствовалось в начале 70-х годов текущего столетия, когда разразился "топливный кризис". Отголоском его стало всеобщее увеличение дороговизны жизни в западных странах. Люди попали в еще большую зависимость от нефти. Чтобы освободиться от этой зависимости, человек ищет альтернативный источник энергии, используя энергию ветра, рек, атома, каменного угля. В этом направлении сделаны определенные успехи, однако ближайшие 20-30 лет нефть и газ будут определять «топливное лицо» мира.

Состав нефти

В составе нефти выделяют углеводородную, асфальтосмолистую и зольную составные части. Также в составе нефти также выделяют порфирины и серу. Углеводороды, содержащиеся в нефти, подразделяют на три основные группы: метановые, нафтеновые и ароматические. Метановые (парафиновые) углеводороды химически наиболее устойчивы, а ароматические - наименее устойчивы (в них минимальное содержание водорода). При этом ароматические углеводороды являются наиболее токсичными компонентами нефти . Асфальтосмолистая составная нефти частично растворима в бензине: растворяемая часть - это асфальтены, нерастворяемая - смолы. Интересно, что в смолах содержание кислорода достигает 93% от его общего количествав составе нефти . Порфирины - это азотистые соединения органического происхождения, они разрушаются при температуре 200-250°С. Сера присутствуетв составе нефти либо в свободном состоянии, либо в виде соединений сероводородов и меркаптанов. Сера является наиболее широко распространённой коррозийной примесью, которую нужно удалять на нефтеперебатывающем заводе. Поэтому цена на нефть с высоким содержанием нефти оказывается на много ниже, чем на низкосернистую нефть.

Зольная часть состава нефти - это остаток, получаемый при ее сжигании, состоящий из различных минеральных соединений.

Сырой нефтью называют нефть, получаемую непосредственно из скважин. При выходе из нефтяного пласта нефть содержит частицы горных пород, воду, а также растворенные в ней соли и газы. Эти примеси вызывают коррозию оборудования и серьезные затруднения при транспортировке и переработке нефтяного сырья. Таким образом, для экспор
та или доставки в отдаленные от мест добычи нефтеперерабатывающие заводы необходима промышленная обработка сырой нефти : из нее удаляется вода, механические примеси, соли и твердые углеводороды, выделяется газ. Газ и наиболее легкие углеводороды необходимо выделять из состава сырой нефти , т .к. они являются ценными продуктами, и могут быть утеряны при ее хранении. Кроме того, наличие легких газов при транспортировке сырой нефти по трубопроводу может привести к образованию газовых мешков на возвышенных участках трассы. Очищенную от примесей, воды и газов сырую нефть поставляют на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), где в процессе переработки из нее получают различные виды нефтепродуктов. Качество, как сырой нефти, так и нефтепродуктов, получаемых из нее, определяется ее составом: именно он определяет направление переработки нефти и влияет на конечные продукты.

Важнейшими характеристиками свойств сырой нефти являются: плотность, содержание серы, фракционный состав, а также вязкость и содержание воды, хлористых солей и механических примесей.
Плотность нефти , зависит от содержания тяжелых углеводородов, таких как парафины и смолы.

Добыча, разработка, очистка и применение нефти.

За сотню с лишним лет развития истощились одни месторождения, были открыты другие, повысилась эффективность добычи нефти, увеличилась нефтеотдача, т.е. полнота извлечения нефти из пласта. Но изменилась структура добычи топлива.

Главная машина для добычи нефти и газа -- буровой станок. Первые буровые станки, появившиеся сотни лет назад, по существу, копировали рабочего с ломом. Только лом у этих первых станков был потяжелее и по форме напоминал скорее долото. Он так и назывался -- буровое долото. Его подвешивали на канате, который то поднимали с помощью ворота, то опускали. Такие машины называются ударно-канатными. Их можно встретить кое-где и сейчас, но это уже вчерашний день техники: очень уж медленно пробивают они отверстие в камне, очень много расходуют энергии зря.

Гораздо быстрее и выгоднее другой способ бурения -- роторный, при котором скважина высверливается. К ажурной металлической четырехногой вышке высотой с десятиэтажный дом подвешена толстая стальная труба. Ее вращает специальное устройство -- ротор. На нижнем конце трубы -- бур. По мере того как скважина становится глубже, трубу удлиняют. Чтобы разрушенная порода не забила скважину, в нее насосом через трубу нагнетают глинистый раствор. Раствор промывает скважину, уносит из нее вверх по щели между трубой и стенами скважины разрушенную глину, песчаник, известняк. Одновременно плотная жидкость поддерживает стенки скважины, не давая им обрушиться.

Но и у роторного бурения есть свой недостаток. Чем глубже скважина, тем тяжелее работать двигателю ротора, тем медленнее идет бурение. Ведь одно дело вращать трубу длиной 5--10 м, когда бурение скважины только начинается, и совсем другое -- крутить колонну труб длиной 500 м.

В 1922 г. советские инженеры М. А. Капелюшников, С. М. Волох и Н. А. Корнев впервые в мире построили машину для бурения скважин, в которой не нужно было вращать буровые трубы. Изобретатели поместили двигатель не наверху, а внизу, в самой скважине -- рядом с буровым инструментом. Теперь всю мощность двигатель расходовал только на вращение самого бура.

У этого станка и двигатель был необыкновенный. Советские инженеры заставили ту самую воду, которая раньше только вымывала из скважины разрушенную породу, вращать бур. Теперь, прежде чем достигнуть дна скважины, глинистый раствор вращал маленькую турбину, прикрепленную к самому буровому инструменту.

Другая замечательная буровая машина -- электробур, изобретенный инженерами А. П. Островским и Н. В. Александровым. Первые нефтяные скважины пробурили электробуром в 1940 г. У этой машины колонна труб тоже не вращается, работает только сам буровой инструмент. Но вращает его не водяная турбина, а электрический двигатель, помещенный в стальную рубашку -- кожух, заполненный маслом. Масло все время находится под высоким давлением, поэтому окружающая вода не может проникнуть в двигатель. Чтобы мощный двигатель мог поместиться в узкой нефтяной скважине, пришлось делать его очень высоким, и двигатель получился похожим на столб: диаметр у него, как у блюдца, а высота--6-7 м.

Бурение -- основная работа при добыче нефти и газа. В отличие, скажем, от угля или железной руды нефть и газ не нужно отделять от окружающего массива машинами или взрывчаткой, не нужно поднимать на поверхность земли конвейером или в вагонетках. Как только скважина достигла нефтеносного пласта, нефть, сжатая в недрах давлением газов и подземных вод, сама с силой устремляется вверх.

По мере того как нефть изливается на поверхность, давление уменьшается, и оставшаяся в недрах нефть перестает течь вверх. Тогда через специально пробуренные вокруг нефтяного месторождения скважины начинают нагнетать воду. Вода давит на нефть и выдавливает ее на поверхность по вновь ожившей скважине. А затем наступает время, когда только вода уже не может помочь. Тогда в нефтяную скважину опускают насос и начинают выкачивать из нее нефть.

Под разработкой месторождения нефти понимается осуществление процесса перемещения жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в эксплуатацию, режимом работы скважин и балансом пластовой энергии. Принятая для конкретной залежи система разработки месторождения нефти предопределяет технико-экономические показатели. Перед забуриванием залежи проводят проектирование системы разработки. На основании данных разведки и пробной эксплуатации устанавливают условия, при которых будет протекать эксплуатация: ее геологическое строение, коллекторские свойства пород (пористость, проницаемость, степень неоднородности), физические свойства жидкостей в пласте (вязкость, плотность), насыщенность пород нефти водой и газом, пластовые давления. Базируясь на этих данных, производят экономическую оценку системы, и выбирают оптимальную.
При глубоком залегании пластов для повышения нефтеотдачи в ряде случаев успешно применяется нагнетание в пласт газа с высоким давлением.
Извлечение нефти из скважин производится либо за счет естественного фонтанирования под действием пластовой энергии, либо путем использования одного из нескольких механизированных способов подъема жидкости. Обычно в начальной стадии разработки действует фонтанная добыча, а по мере ослабления фонтанирования скважину переводят на механизированный способ: газлифтный или эрлифтный, глубинонасосный (с помощью штанговых, гидропоршневых и винтовых насосов).
Газлифтный способ вносит существенные дополнения в обычную технологическую схему промысла, так как при нем необходима газлифтная компрессорная станция с газораспределителем и газосборными трубопроводами.
Нефтяным промыслом называется технологический комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов, и установок различного назначения, с помощью которых на месторождении осуществляют извлечение нефти из недр Земли.
В процессе добычи нефти важное место занимает внутрипромысловый транспорт продукции скважин, осуществляемый по трубопроводам. Применяются 2 системы внутрипромыслового транспорта: напорные и самотечные. При напорных системах достаточно собственного давления на устье скважин. При самотечных движение происходит за счет превышения отметки устья скважины над пометкой группового сборного пункта.
При разработке нефтяных месторождений, приуроченных к континентальным шельфам, создаются морские нефтепромыслы.

Очистка нефти

Очистка нефти – это удаление из нефтепродуктов нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел.
Химическая очистка нефти производится путем воздействия различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов. Наиболее простым способом является очистка 92-92% серной кислотой и олеумом, применяемая для удаления непредельных и ароматических углеводородов. Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта. Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков переработки нефти (гудронов), ароматических углеводородов (процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов.
При адсорбционной очистке нефти нефтепродуктов удаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. адсорбционную очистку осуществляют при контактировании нагретого воздуха с адсорбентами или фильтрацией продукта через зерна адсорбента.
Каталитическая очистка нефти - гидрогенизация в мягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.

Применение нефти.

В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины, битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и их соли, высшие спирты. Эти продукты включают горючие газы, бензин, растворители, керосин, газойль, бытовое топливо, широкий состав смазочных масел, мазут, дорожный битум и асфальт; сюда относятся также парафин, вазелин, медицинские и различные инсектицидные масла. Масла из нефти используются как мази и кремы, а также в производстве взрывчатых веществ, медикаментов, чистящих средств, наибольшее применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти в полтора раза более высокой теплотой сгорания по сравнению с лучшими углями. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков при горении. Замена твердых видов топлива мазутом на ТЭС, заводах и на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.

Энергетическое направление в использовании нефти до сих пор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансе составляет более 46%.

Однако в последние годы продукты переработки нефти все шире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% добываемой нефти потребляются в качестве сырья для современной химии. Например, этиловый спирт применяется примерно в 150 отраслях производства. В химической промышленности применяются формальдегид (HCHO), пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирт и т.д. Продукты переработки нефти применяются и в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т.д. В машиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и части аппаратов из пластмасс, смазочные масла и др. Широкое применение нашел нефтяной кокс, как анодная масса при электровыплавке. Прессованная сажа идет на огнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяются полиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин, производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем, для которых служат метиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюмерной промышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт, хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др. Производные нефтесинтеза находят широкое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительной промышленности.

Заключение

Нефть - ценнейшее природное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности "химического перевоплощения". Всего производных нефти насчитывается уже около 3 тысяч. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет. Нефть составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран. В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов.

МКОУ Нижне-Иленская СОШ

Учебно-исследовательский проект

"Нефть – основа цивилизации"

Втехина Н., Бахтина К.

Боровикова А., Докучаева И.

Руководитель:

д. Н-Иленка

Актуальность темы

Данный проект является очень значимым не только для нас, одиннадцатиклассников, но и для каждого жителя Земли. Всегда существовала проблема защиты окружающей среды, выбор экологически “безвредных”, экономически выгодных источников энергии. И надо, чтобы каждый человек задумался над этим, так как эта проблема волнует многих (слайд№2).

Темой нашего исследования стала нефть. Почему мы взяли для исследования именно эту тему? Почему нефть называют «черным золотом» и « основой цивилизации?»

Во – первых, этот геологический ресурс является самым важным на нашей планете. Это главная «стратегическая жидкость» наших дней. Нефть дает огромное количество сырья для производства топлива, различных пластмасс, лаков, красок, т. е. того, без чего невозможно представить жизнь современного человека.

Во – вторых, нефть добывают в 80 странах мира. Для большинства нефтяная промышленность стала главной, а иногда и единственной отраслью специализации. Нефть – это деньги, процветание страны, это жизнь. Мировая экономика полностью зависит от нефти.

И, наконец, на примере добычи, использования этого бесценного ресурса можно проследить варварское отношение не только к ней, но и всей остальной природе. Человек пытается выкачать из земли всё, что она может дать, не задумываясь о том, что природные запасы земли не бесконечны. Нефтяные запасы не смогут пополниться, ведь на это уйдут тысячи лет. В конце концов, человечество может статься без нефти. Для того, чтобы это не произошло, нужно знать о том, как нефть зарождалась, в каких условиях это происходило, как правильно её добывать, использовать и перерабатывать.

Кроме того, добыча и потребление нефти – важнейший показатель промышленного развития государств; организация её переработки отражает уровень химической науки и технологии.

Обеспечение учебного проекта :

2.Создать презентацию своей деятельности в виде стенда «Нефть» для более продуктивного изучения темы (слайд№3).

Характеристика проекта.

6.Составление плана и содержания исследовательского проекта на основе добытой информации.

А) Выступление с результатами исследовательской работы о влиянии нефтяного загрязнения на жизнедеятельность живых организмов (используя СМИ).

Б) Видеоролики“Техногенные катастрофы” (пожары и взрывы на нефтяных и газовых месторождениях, в шахтах и домах; из СМИ).

7. Оформление результатов исследований с помощью презентации и стенда «Нефть».

В процессе изучения темы, которая нас заинтересовала, у нас возникли вопросы, которые мы систематизировали и решили по ним провести исследовательскую работу.

Что такое нефть?

Сколько нефти на планете?

Почему нефть называют «черным золотом»?

Как рационально использовать нефть?

Что эффективнее: использовать нефть как источник энергии или как ресурс для нефтехимической промышленности?

1.Из истории нефти и нефтепродуктов………………………………………….6

2. Загадка происхождения нефти………………………………………………. 8

3. Нефтеобразование……………………………………………………………..8

3. 1. Распространение нефтяных месторождений…………………………..9

4. Месторождения в России…………………………………………………….10

5. Динамика запасов…………………………………………………………….10

6. Нефтедобыча………………………………………………………………….11

6.1. Нефтяной промысел…………………………………………………….12

6.2. Этапы развития нефтедобычи………………………………………….13

7. Нефтехимия…………………………………………………………………...13

7. 1. Нефтехимические процессы…………………………………………...14

8. Влияние нефти на окружающую среду……………………………………..15

8.1. Опасный промысел……………………………………………………..19

8.2. Вредное производство………………………………………………….20

8.3. Только факты…………………………………………………………...21

9.Насколько хватит нефти?................................................................................21

10.Положительное влияние нефтедобычи на окружающую среду………...24

11.Выводы………………………………………………………………………27

12.Список основных используемых источников информации………………………………………………………………………28

1. Из истории нефти и нефтепродуктов.

Нефть известна человечеству с древнейших времён, что иллюстрируется следующими данными:

Привычно называя нефть «чёрным золотом», мы не всегда задумываемся над тем, насколько верно это определение. А между тем нефть и в самом деле важнейшее полезное ископаемое . Это настоящая кладовая природы, главная «стратегическая жидкость» наших дней, на протяжении всего ХХ в. нередко ссорившая и мирившая целые государства. Знакомство человека с ней состоялось несколько тысячелетий назад.

Упоминания о сочащейся коричневой либо тёмно-бурой маслянистой жидкости со специфическим запахом встречаются в трудах древних историков и географов – Геродота, Плутарха, Страбона, Плиния Старшего.

Уже в те давние времена люди научились использовать «каменное масло» (лат. petroleum ) , как называл нефть Агрикола. Наиболее широкое применение в древности нашли тяжёлые нефти – твёрдые либо вязкие вещества, которые сейчас называют асфальтами либо битумами.

Асфальт издавна использовался при мощении дорог, для промазывания стенок водных резервуаров и днищ кораблей. Вавилоняне смешивали его с песком и волокнистыми материалами и применяли при сооружении зданий.

Жидкая нефть в Египте и Вавилоне употреблялась в виде дезинфицирующей мази, а также как бальзамирующее вещество. Народы Ближнего Востока использовали её в светильниках вместо масла. А византийцы обстреливали вражеские корабли горшками, наполненные смесью нефти и серы, как зажигательными снарядами. Этот грозное оружие вошло в историю под названием «греческий огонь».

Однако лишь в ХХ столетии нефть стала основным сырьём для производства топлива и множества органических соединений.

«Нефть не топливо. Топить можно и ассигнациями» - эти слова стали хрестоматийными, но справедливы она лишь отчасти. В начале ХХ в. ещё при жизни, начался перевод военно-морского флота крупнейших держав с угольного топлива на нефтяное. К 1914 г. к началу первой мировой войны, он практически завершился в большинстве стран, в том числе и в России. Это увеличило мощность силовых установок на одну треть без строительства новых кораблей.

В наши дни в промышленно-развитых странах вся добываемая и получаемая нефть идёт на переработку. Но при этом 90% всей массе нефтепродуктов – топлива и масла, и лишь 10% - сырьё для нефтехимии.

Таким образом, нефть не только топливо, но и основа многих совершенно необходимых человеку топлив. И потребность в них продолжает расти.

В 1896 г. в мире было несколько автомобилей. Через 15 лет их количество исчислялось миллионами. В годы второй мировой войны в эксплуатации находилось 40 миллионов автомобилей и тягачей, свыше 200 тысяч самолётов, почти 150 тысяч танков. Для работы всей этой техники требовались сотни миллионов тонн моторных и смазочных материалов.

Коротко о важнейших нефтепродуктах.

Бензин. Правильнее – бензины. Сложная смесь легких углеводородов нефти, применяемая главным образом как топливо для карбюраторных двигателей. Температура кипения не выше 205 градусов, но 10% массы должно перегоняться пори температуре 68 – 79 градусов. Это так называемая пусковая фракция, от ее характеристик зависит легкость запуска двигателя. Бензины получают как при прямой перегонке нефти, так и в процессах ее вторичной переработки. Часть производимого бензина используется в химической промышленности как растворитель.

Керосин – это смесь углеводородов, выкипающих при температуре 180 – 320 градусов, но некоторые керосины, например из суруханской и грозненской нефти, начинают кипеть при более низкой температуре. Сто лет назад керосин назывался иначе – фотогеном, что в переводе с греческого означает «рождающий свет». В то время керосин был лишь топливом светильных ламп. Однако позже он стал и моторным топливом: сначала для тракторов, а затем и для реактивных самолетов. Используют керосин и как горючее в жидком ракетном топливе.

Дизельное топливо. На этом топливе работает дизель – двигатель внутреннего сгорания. Это средние и от части тяжелые фракции нефти.

Минеральные масла: моторные, индустриальные, приборные, трансмиссионные, турбинные, компрессорные и др. Это все смазочные масла, а есть ещё и несмазочные: трансформаторные, кабельные, поглотительные.

Среди нефтепродуктов есть и медицинские препараты, например вазелиновое масло и просто вазелин. Всё это достаточно тяжелые фракции нефти, подвергнутые специальной очистке.

Парафин, церезины – твердые углеводороды и их смеси с маслами. В состав парафина входят насыщенные углеводороды от С19Н40 до С35Н72 с температурами плавления 50 – 70 градусов. Смесь высших твердых насыщенных углеводородов мелкокристаллического строения состава С37Н76 – С53Н108 называется церезином. Больше всего парафина употребляет спичечная промышленность – им пропитывают древесину, чтобы она горела ровнее. В химической промышленности парафин используют для производства карбоновых кислот спиртов, моющих средств , поверхностно – активных веществ.

Кроме того, в процессах нефтепереработки получают битумы и нефтяной кокс (из самых тяжелых фракций), сажу, важнейшие растворители – бензол и толуол .

Нефтяные технические битумы имеют широкое применение в народном хозяйстве: дорожные, строительные битумы и др.

2. Загадка происхождения нефти.

Нефть (греч. ναφθα, или через тур. neft , от персидск. нефт ; восходит к аккад. напатум - вспыхивать, воспламеняться) - природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

3.Нефтеобразование

Проблема происхождения нефти – одна из самых загадочных страниц науки о Земле.

В познании природы нефти и условий её образования можно выделить несколько периодов.

Первый из них – (донаучный) продолжался до средних веков. Так в 1546 г. Агрикола писал, что нефть и каменные угли имеют неорганическое происхождение, последние образуются путём сгущения и затвердения нефти.

Второй период – (научных догадок) – связан с датой опубликования труда «О слоях земных» (1763 г.), где была высказана теория о дистилляционном происхождении нефти, из того же органического вещества, которое даёт начало каменным углям. Эти идеи Ломоносова далеко опередили научную мысль того времени, искавшую источники нефти среди неживой природы.

Третий период в эволюции знаний о происхождении нефти связан с возникновением и развитием нефтяной промышленности. В этот период были предложены разнообразные гипотезы неорганического (минерального) происхождения нефти. В 1866 г. французский химик М. Бертло высказал предположение, что нефть образуется в недрах земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. В 1871 г. французский химик Г. Биассон выступил с идеей о происхождении нефти путём взаимодействия воды, СО2 , Н2 S с раскалённым железом. В 1877 г. предложил минеральную (карбидную) гипотезу, согласно которой возникновение нефти связано с проникновением воды в глубь земли по разломам, где под воздействием её на «углеродистые металлы» карбиды – образуются водороды и окись железа.

Преобразование органических осадков представляет собой сложный химических процесс. Запасы нефти конечны, как конечны запасы органического вещества в породах.

3.1. Распространение нефтяных месторождений.

Нефтяные месторождения образуются там, где при отложении осадков существуют благоприятные условия для накопления в них исходного органического материала.

Карта добычи нефти в мире

4. Месторождения в России.

По запасам нефти Россия занимает 2 место в мире.

Основная база страны – Западная Сибирь (70% добычи нефти). Крупнейшие месторождения – Самотлор, Сургут, Мегион. Вторая по величине база – Волго-Уральская. Разрабатывается уже 50 лет, поэтому запасы сильно истощены. Из крупнейших месторождений следует, отметить– Ромашкинское, Туймазинское, Ишимбаевское.

В перспективе возможна разработка новых месторождений на шельфе Каспийского, а так же Баренцево, Карского и Охотского морей.

Часть нефти перерабатывается, однако большинство нефтеперерабатывающих заводов находится на европейской территории России.

5. Динамика запасов.

Начиная с 1992 г. из – за сокращения объемов геолого – разведочных работ прирост запасов не компенсировал добычи нефти. Среднегодовой прирост запасов в 1992 г. – 2000 г. составил 245 против 1105 млн. т в 1985 – 91. (снижение в 4,5 раза. В результате разведанные запасы нефти к 2001 г. уменьшилось в целом по стране на 13%. Основной их прирост ожидается прежде всего в Западной Сибири, а также в менее изучаемых районах, таких как Восточная Сибирь, Дальний Восток, континентальный шельф Баренцева моря. В этих регионах есть геологические перспективы.

В настоящее время в отрасли происходят положительные изменения, связанные с развитием облагораживающих процессов и увеличением глубины переработки нефти, которая возросла с 65% в 1990г. до 70% в 2000 году.

6. Нефтедобыча.

Нефтедобыча – отрасль нефтяной промышленности, осуществляющая извлечение нефти и сопровождающего её газа из недр с помощью буровых скважин или шахт и других горных выработок. Задачами нефтедобычи являются: рациональная разработка нефтяных залежей наиболее совершенными способами, обеспечивающими максимальное извлечение подземных запасов нефти в заданные сроки, с минимальными затратами энергии и труда; организация сбора и предварительной обработки (очистки) добытой продукции с наименьшими потерями нефти и газа. Почти вся добываемая в мире нефть извлекается из нефтяных скважин, проходимых бурением земной поверхности или со дна морских водоёмов. Лишь незначительная часть нефти добывается через мелкие скважины. Применительно к неглубоким истощенным залежам, эксплуатация которых с помощью скважин малоэффективна, начинает в единичных случаях использоваться способ открытой разработки нефтяных месторождений (слайд№4,5).

6.1. Нефтяной промысел.

Нефтяным промыслом называется предприятие, осуществляющее добычу нефти и газа, их сбор и учёт, предварительную обработку нефти для удаления из неё воды, а иногда и летучих составляющих, хранение нефти и газа и последующую транспортировку по промысловым нефтепроводам и газопроводам, а также ремонт скважин и оборудования. В зависимости от размеров нефтяного месторождения в нём организуются один или несколько промыслов. Территориально промысел может занимать участок нефтеносной площади весьма различной величины – нередко менее 100 га и до 40 – 50 км2. Число нефтяных скважин на промысле иногда достигает 500 и более.

6.2. Этапы развития нефтедобычи.

Добыча нефти существует с древнейших времён (слайд№6). Нефть, собиравшаяся на выходе нефтяных пластов на поверхность земли, использовалась для смазки колес, для светильников и факелов, а также для лечебных целей. Нефть упоминается в вавилонских рукописях и санскритских письменах (начало нашей эры). проходил со своими войсками по южному побережью Каспийского моря, в его палатку были внесены светильники, наполненные маслянистой жидкостью; это была нефть, добывавшаяся на Апшеронском полуострове.

Колодезная добыча нефти существовала ещё в глубокой древности в Месопотамии, Китае и других областях Востока. Черпалась нефть с помощью кожаных вёдер и сливалась в ямы. Из ям нефть разливалась по бурдюкам и развозилась на продажу.

До конца XIX века основными способами добычи нефти были фонтанный и поршневой. Первый мощный нефтяной фонтан ударил в России в 1873 г. в Балканах из скважины глубиной всего 15 метров. Вначале нефть из фонтанов била струёй прямо в атмосферу и разлеталась на всей ближней территории, при такой добыче много нефти терялось.

7. Нефтехимия.

Нефтехимия, нефтехимический синтез – отрасль химической промышленности, производящая химические продукты из нефти, попутных и природных газов и отдельных компонентов. На долю нефтехимии приходится свыше четверти всей химической продукции мира. Ориентация экономики развитых стран на нефтяное сырьё позволила нефтехимии совершить в середине ХХ века качественный скачок и стать одной из важных отраслей тяжёлой промышленности (слайд№7).

Обычно, рассказывая об истории возникновения нефтехимии, за точку отсчёта берут 1918 г., когда в США было основано первое в мире производство изопропилового спирта из крекинг газов. Спирты и сейчас достаточно широко применяют в промышленности (главным образом, для производства ацетона). Но, наверное, главными продуктами нефтехимии стали материалы, первоначально не имевшие к ней ни какого отношения.

Это были каучуки и эластомеры. Первые наши каучуки делались исключительно из спирта, который получали из пищевого сырья. Сейчас все каучуки синтезируются из нефтехимического сырья. Получаемая из каучука резина идёт в основном на шины для автомобилей, самолётов, тракторов.

Из нефтяного сырья производят и многие другие вещества, технология изготовление которых первоначально основывалась на химической переработке пищевых продуктов. Достаточно вспомнить о жирных кислотах и моющих средствах. Нефтехимия экономит не только пищевые продукты, но и значительные средства.

Один из важных мономеров для каучуков – дивинил – при производстве из бутана обходится примерно вдвое дешевле, чем при его получении его из пищевого спирта.

Пять первых представителей насыщенных углеводородов метанового ряда – метан СН4 , этан С2 Н6 ,пропан С3 Н8 бутан C4Н10, пентан С5Н12 – стали важнейшим нефтехимическим сырьём, хотя каждого из них, в том числе и метана, преобладающего в составе природного газа, в нефти немного. В реакции присоединения насыщенные углеводороды не вступают, поэтому для нефтехимии чрезвычайно важны реакции замещения: хлорирование, фторирование, сульфохлорирование, нитрование, а также неполное окисление. Все эти способы химического воздействия на предельные углеводороды позволяют получить более реакционноспособные соединения.

Пиролизом насыщенных углеводородов можно получить этилен, ацетилен и др. ненасыщенные углеводороды, на основе которых синтезируются многие органические соединения. Особо ценен этилен. Он нужен для получения синтетического спирта, винилхлора, стирола, полиэтилена и т. д. В конце50 – гг. на базе нефтехимического сырья в нашей стране изготавливалось лишь 15% пластмасс и синтетических смол, сейчас – больше 75%.

Нефтехимия производит также ароматические соединения, органические кислоты, гликоли, сырьё для производства химических волокон, удобрения. В последние десятилетия на базе нефтехимии родилась группа биотехнологических производств.

7.1. Нефтехимические процессы.

Перегонка (из истории).

Перегонкой нефти занимались уже в Средние века в Закавказье, на Западной Украине, в Малой Азии. Первую в мире заводскую нефтеперегонную установку сооружили в начале ХVII века. Однако широко использоваться такой способ перегонки нефти стал лишь в ХIХ в., когда появилась необходимость в горючем для бытовых керосиновых ламп. Первое время в них просто заливали нефть.

В 1823 г. на Северном Кавказе, в районе города Моздока была сооружена промышленная установка для перегонки нефти. В Англии подобный процесс начали осваивать лишь с 1848 г.

В конце ХХ в. Для перегонки нефти используются специальные устройства – ректификационные колонны. Внутри каждой из них находится набор тарелок – перегородок с отверстиями, через которые, постепенно охлаждаясь, поднимаются пары нефти. При этом высококипящие фракции, сжижаясь при охлаждении, остаются на нижних тарелках, а летучие пары поднимаются вверх.

Низкокипящие фракции долго считались бесполезными, а из высококипящих получали парафин, который шел на производство свечей и ваксы (густой черной краски). Самым ценным продуктом перегонки до конца ХХ в. был керосин.

Одну из высококипящих фракций нефти – мазут стали использовать как топливо в парафиновых котлах в середине ХIХ в., когда изобрели механизм для впрыскивания жидкого топлива в горящую печь. Также из высококипящих фракций научились делать смазочные масла.

Вещества, оставшиеся после перегонки – битумы, или асфальты, с которых начиналась история использования нефти. Они по – прежнему широко применяются при строительстве дорог, в производстве кровельных материалов и полиграфических красок.

8. Влияние нефти на окружающую среду.

Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек, сам того не подозревая, выпустил джина из бутылки. Поначалу казалось, что нефть приносит людям только выгоду, но постепенно выяснилось, что использование ее имеет и обратную сторону. Чего же больше приносит нефть, пользы или вреда? Каковы последствия ее применения? Не окажутся ли они роковыми для человечества? (слайд№8)

Атмосфера

Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т. д. От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд. т., а израсходовано более 300 млрд. т. кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера потеряла около 0,02% кислорода, а приобрела до 12% углекислого газа. В настоящее время ежегодно человечество сжигает 7 млрд. т топлива, на что потребляется более 10 млрд. т. кислорода, а прибавка диоксида углерода в атмосфере доходит до 14 млрд. т. В ближайшие же годы эти цифры буду расти в связи с общим увеличением добычи горючих полезных ископаемых и их сжиганием. По мнению, к 2020г. В атмосфере исчезнет около 12 000 млрд. т. кислорода (0,77%). Таким образом, через 100 лет состав атмосферы существенно изменится и, надо полагать не в лучшую сторону (слайд№9).

Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют коротковолновому солнечному излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает так называемый «парниковый эффект», и среднепланетная температура повышается. Предполагают, что потепление с 1880 г. по 1940 г. в значительной степени следует отнести за этот счет. Казалось бы, в дальнейшем потепление должно прогрессивно нарастать. Однако другое воздействие человека на атмосферу нейтрализует «парниковый эффект».

Человечество выделяет огромное количество пыли и других микрочастиц, экранирующих солнечные лучи и сводящих на нет нагревательное действие углекислого газа. По сведениям американского специалиста К. Фрейзера, над Вашингтоном помутнение атмосферы с 1905 г. по 1964 г. составило 57%, а над одним из швейцарских городов – 88%. Над Тихим океаном прозрачность атмосферы снизилось на 30% всего за десять лет 0 с 1957 г. по 1967 г.

Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность – оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли.

Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолетам, машинам, заводам и фабрикам. Чтобы пересечь Атлантический океан, современный реактивный лайнер поглощает 35 т. кислорода и оставляет инверсионные следы, увеличивающие облачность. Значительно загрязняют атмосферу автомашины, которых уже сейчас насчитывается более 500 млн. По подсчетам специалистов машины «размножаются» в 7 раз быстрее людей. В США каждый год от заболеваний, вызванных загрязнением воздуха, умирает 15 тыс. человек. Американцев это не на шутку тревожит. Появляются проекты автомобилей, работающих на другом виде топлива. Электромобили уже не новость, во многих странах мира есть опытные образцы, но пока их широкое внедрение в жизнь сдерживается из – за малой мощности аккумуляторов.

В последнее время появилась новая идея – автомобиль с инерционным двигателем. К сооружению его приступили американские компании «Лир моторе» и «Ю. Флайвис». Он будет снабжен двумя тяжелыми маховиками, работающими в вакууме . Для их раскручивания перед выездом предусмотрен электромотор, питающийся от бытовой сети. Запасенная кинетическая энергия маховиков через коробку передач поступать на ведущие колеса. Одной зарядки хватит на 80 км пробега со скоростью 96 км/ч. Максимальная скорость такого автомобиля достигает 160 км/ч. Автомобиль, которому не нужен ни бензин, ни другое горючее и который не производит выхлопных газов скоро будет внедряться в жизнь.

Не малый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло - и электростанции. Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрита, который, соединяясь с водой, тотчас же дает сернистую кислоту. Для примера, тепловая электростанция компании «Электрисите де Франс» ежедневно выбрасывает в атмосферу из своих труб 33 т серного ангидрита, который может превратиться в 50 т серной кислоты. Кислотный дождь охватывает территорию около этой станции в радиусе до 5 км. Такие дожди обладают большой химической активностью, они разъедают цемент, известняк, мрамор.

Гидросфера.

Безрассудно загрязняет человек и водные бассейны планеты. Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега (слайд№10).

Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км 2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации её в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется на поверхности нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 л нефти.

Источников поступления нефти в моря и океаны довольно много. Это аварии танкеров и буровых платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками.

В настоящее время 7 – 8 т нефти из каждых 10 т, добываемых в море, доставляются к местам потребления морским транспортом. На некоторых участках Мирового океана происходит буквально столпотворение. Например, через пролив Ла – Манш, ширина которого 29 км, ежесуточно проходит более 1000 судов. Количество танкерных катастроф в этом месте велико.

Встает угрожающий вопрос: что делать с этими «черными океанами»? Как спасти их обитателей от гибели?

Строят различные планы. Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на полосы длинной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя – кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием. Такие полоски бумаги, помещенные в большие нейлоновые «авоськи », предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров.

Русские ученые установили, что некоторые жители морей не страдают от нефтяного загрязнения. В Каспии, например, живет моллюск – кардиум. Это крошечное существо, получившее своё название за сердцевидную форму раковинки, играет важную роль в очистке воды, добывая таким образом и пищу, и кислород для дыхания. Природа «планировала» необходимость очистки морей и океанов, ведь известно и естественное поступление нефти в эти водоёмы. Проникновение ее из – под земли зафиксировано, например, у берегов Калифорнии, Австралии, Канады, Мексики, Венесуэлы в Персидском заливе. На одном из участков дна Калифорнийского залива, в проливе Санта – Барбара, зафиксирована естественная утечка нефти из недр дебитом от 350 до 500 м в сутки. Предполагается, что этот процесс протекает здесь уже десятки тысяч лет, а впервые был зарегистрирован в 1793 г. английским мореплавателем Д. Ванкуром. По оценкам ученых США, годовое поступление нефти в Мировой океан при естественном просачивании составляет от 200 тыс. т до 2 млн. т. Первый предел наиболее вероятен, он составляет всего около 6% от общего объема нефти, поступающий в моря и океаны планеты их антропогенных источников. Достаточно того, что при упоминающейся аварии танкера «Тори Каньон» в океан вылилось столько же нефти, сколько просачивается в воду из калифорнийских месторождений за 28 лет. Такие количества не под силу живым санитарам моря, человек же пока существенной помощи им оказать не в состоянии.

Кроме нефти, в моря и океаны выносится много других продуктов жизнедеятельности человека, загрязняющих эти водоёмы. По данным Ж.-И. Кусто, верхнем слое океанов до глубины 300 м содержится свинец, ртуть, кадмий, которые убивают рыбу и даже людей. По сведению ученых Калифорнийского университета, только в северной акватории Тихого океана на начало 80-х гг. плавало около 5 млн. старой резиновой обуви, 35млн. пустых пластмассовых бутылок и около 70 млн. стеклянных. Ж.-И. Кусто пишет: «Море стало сточной ямой, куда стекаются все загрязняющие вещества, выносимые отравленными реками; все загрязняющие вещества, которые ветер и дождь собирают в нашей отравленной атмосфере; все те загрязняющие вещества, которые сбрасывают танкеры. Поэтому не следует удивляться, если мало – помалу из этой сточной ямы уходит жизнь».

Варварское отношение к природе при освоении нефтяных месторождений проявляется и в нашей стране. По различным причинам при добыче и транспорте «черного золота» часть сырья выливается на земную поверхность и в водоемы . Только за 1988 г. при прорыве нефтепроводов на Самотлорском месторождении в одноименное озеро попало около 110 тыс. т нефти. Известны случаи слива мазута и сырой нефти в реку Обь и другие водные артерии страны.

В тоже время реки – эти естественные резервуары проточной пресной воды – часто используются как транспорт для промышленных отходов. Ежегодно реки выбрасывают в моря и океаны 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца, 6,5 млн. т фосфора. Количество железа, которое выносится реками в моря, равно половине мировой продукции стали (слайд№11).

8.1. Опасный промысел (слайд№12)

Нефтяной промысел всегда был и остается делом рискованным, а добыча на континентальном шельфе – опасна вдвойне. Иногда добывающие платформы тонут: какой бы ни была тяжелой и устойчивой конструкция, на нее всегда найдется свой «девятый вал». Другая причина – взрыв газа, и как следствие – пожар. И хотя крупные аварии редки, в среднем раз в десятилетие (сказываются более жесткие по сравнению с сухопутной добычей меры безопасности и дисциплина), но от этого они ещё более трагичны. С пылающего или тонущего стального острова людям попросту некуда деться – вокруг море, а помощь не всегда приходит вовремя. Особенно на Севере. Одна из крупнейших аварий произошла 15 февраля 1982 году в 315 км от берегов Ньюфаундленда. Построенная в Японии «Оушен Рейнджнр» была самой большой полупогруженной платформой того времени, благодаря своим большим размерам она слыла непотопляемой, а потому её использовали для работы в самых тяжелых условиях В канадских водах «Оушен Рейнджнр» стояла уже два года, и люди не ожидали сюрпризов. Вдруг начался сильный шторм, огромные волны заливали палубу, срывали оборудование. Вода проникла в балластные цистерны, накренив платформу. Усилия команды по спасению платформы были тщетны – она тонула. Некоторые люди прыгали за борт, не думая о том, что продержаться в ледяной воде без спецкостюмов им удастся лишь несколько минут. Спасательные вертолеты не смогли вылететь из-за шторма, а команда пришедшего на помощь судна безуспешно пыталась снять нефтяников с единственной шлюпки. Не помогли ни верёвка, ни плот, ни длинные шесты крюками – так высоки были волны. Все 84 человека погибли.

Авария в Мексиканском заливе – человек или природа?

Авария в Мексиканском заливе, где после взрыва и затопления буровой платформы на воде образовалось огромное нефтяное пятно, стала первой подобной катастрофой в истории человечества. Для ее ликвидации, как отмечают эксперты, возможно, придется применить экстраординарные средства, а последствия ЧП могут заставить пересмотреть планы развития нефтедобычи на морском шельфе.
Управляемая компанией BP нефтяная платформа в Мексиканском заливе затонула 22 апреля после 36-часового пожара, последовавшего вслед за мощным взрывом. Нефть на этой платформе добывалась с рекордной глубины в 1,5 тысячи метров. Сейчас нефтяное пятно достигло побережья штата Луизиана и приближается к берегам двух других штатов США – Флориды и Алабамы. Специалисты опасаются, что пострадают животные и птицы национального заповедника в Луизиане и окрестных национальных парках. Под угрозой биологические ресурсы залива (слайд№13).

Береговая охрана и Служба управления минеральными ресурсами США ведут расследование причин взрыва буровой платформы.

Кто виноват?

О причинах аварии и методах ее решения российские эксперты говорили на пресс-конференции в РИА Новости «Экологическая ситуация в Мексиканском заливе: как не допустить подобного в России?» (видеоролик).

Причиной аварии мог стать внезапный выброс нефти из-за подвижки платформ земной коры, считает ведущий научный сотрудник лаборатории углеродистых веществ биосферы географического факультета МГУ Юрий Пиковский.

По мнению эксперта, в данной ситуации целиком на человеческий и технологический факторы опираться нельзя – основной причиной аварии могло стать воздействие всех недропользователей на земную кору в этом районе, что могло привести к внезапному выбросу нефти под высоким давлением (видеоролик).
Совсем недавняя трагедия на море вызвана ураганом «Катрина» и «Рита», бушевавшими в августе - сентябре 2005 года на восточном побережье США.

Стихия прошлась по Мексиканскому заливу, где работают 4 000 добывающих платформ. В итоге было уничтожено 115 сооружений, 52 повреждено и нарушено 535 сегментов трубопроводов, что полностью парализовало добычу на заливе. К счастью, обошлось без человеческих жертв, но это самый большой урон, когда – либо нанесенный нефтегазовой отрасли этого района (слайд№14).

8.2. Вредное производство.

Нефтегазовая добыча недаром считается одним из самых грязных производств. Урон окружающей среде наносится на каждом этапе, начиная с разведки месторождений. Казалось бы, морю в этом отношении повезло больше, чем суше. К масштабной разработке шельфов компании приступили не так давно, уже имея на руках отработанные технологии, и при активном вмешательстве «зелёных» организаций. Проблема, однако, в том, что загрязнители распространяются в воде гораздо быстрее, из - за жизнь морских обитателей может быть нарушена малейшим вмешательством извне. Проблема грунта, разведочное бурение, обустройство платформы, прокладка трубопровода – всё это повреждает дно и негативно отражается на донных экосистемах. Очень вредны буровые растворы и другие химические вещества, используемые при проходке скважин, включая обычную воду. Поэтому в отрасль начиная с конца 80-х годов ХХ века ввели стандарт «нулевого сброса», который запрещает сбрасывать в море любые использованные на буровой жидкости.

8.3. Только факты.

· Количество открытых на шельфе мирового океана месторождений углеводородов превышает 2 000.

· На шельфе установлено более 6 000 платформ, из низ 4 000 в Мексиканском заливе.

· Самое крупное месторождение нефти Сафания - Хафджи находится в Персидском заливе. Его запасы – 4,3 млрд. тонн.

· На арктическом шельфе открыто более 120 месторождений, из них 20% - гигантские и крупные.

· В пределах России открыто более 1 000 месторождений нефти, 830 из них разрабатывают.

Самая глубокая скважина в мире находится в России на Кольском полуострове, - она располагается на глубине 12,3 километров, но правда относится к разряду научных. Научные скважины используются в основном для изучения геолого-химического состава пластов земли.

9.Насколько хватит нефти ?

А не кажется ли странным тот факт, что всего лишь, через сто лет после начала массовой добычи нефти человечество находится на стадии исчерпания этого нужного ресурса. Да, действительно, необычно - всего сто с небольшим лет добычи и ресурсам, которые образовывались миллионы лет, конец. Но всё спорно в нашем мире.

Сравним две простые средние цифры мирового объёма добычи нефти: объём добытой нефти к 1920г равен 95 млн. тонн, к 1970г равен 2300 млн. тонн. На данный момент специалисты оценивают общий мировой объём запасов нефти в 220-250 млрд. тонн. Конечно, данная цифра приводится с учётом неразведанных запасов, которые составляют примерно 25% от вышеуказанной цифры. И всё-таки давайте попробуем вместе посчитать, на - сколько хватит нефти нашей планете исходя из разведанного мирового запаса нефти и среднего ежегодного мирового спроса:

● Разведанные запасы нефти 200 млрд. тонн

● Ежегодный спрос на нефть 4.6 млрд. тонн.

Здесь хотелось бы ещё раз подчеркнуть, что 43,5 года это средняя цифра. Точной цифры, т. е. количества лет, на которое хватит нефти не может получить ни один специалист, ввиду того, что постоянно:

♦ изменяется объём мирового спроса на нефть

♦ изменяются данные по запасам нефти в каждой стране

♦ развиваются технологии добычи нефти

♦ развиваются технологии энергопроизводства.

Так же в расчётах не принимают участия неразведанные запасы.

Как быть?

Одним из наиболее перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти. В нашей стране такая система впервые была создана в 70-х гг. и применена в районах Западной Сибири. Потребовалось создать новую унифицированную технологию добычи нефти. Раньше, например, на промыслах не умели транспортировать нефть и природный газ совместно по одной системе трубопроводов. С этой целью сооружались специальные нефтяные и газовые коммуникации с большим количеством объектов, рассредоточенных на больших территориях. Промыслы состояли из сотен объектов, причем в каждом нефтяном районе их строили по – своему, это не позволяло связать их единой системой телеуправления. Естественно, что при такой технологии добычи и транспорта много продукта терялось за счет испарения и утечки. Специалистам удалось, используя энергию недр и глубинных насосов, обеспечить подачу нефти от скважины к центральным нефтесборным пунктам без промежуточных технологических операций. Число промысловых объектов сократилось враз.

По пути герметизации систем сбора, транспорта и подготовки нефти идут и другие крупные страны земного шара. В США, например, некоторые промыслы, расположенные в густонаселенных районах, искусно скрыты в домах. В прибрежной зоне курортного города Лонг – Бич построено четыре искусственных острова, где производится разработка морских площадей. С материком эти своеобразные промыслы связаны сетью трубопроводов длинной свыше 40 км. и электрокабелем протяженностью 16,5 км. Площадь каждого острова 40 тыс. м2 , здесь можно разместить до 200 эксплутационных скважин с комплектом необходимого оборудования. Все технологические объекты декорированы – они спрятаны в башни из цветного материала, вокруг которых размещены искусственные пальмы, скалы и водопады . Вечером и ночью вся эта бутафория подсвечивается цветными прожекторами, что создает весьма красочное экзотическое зрелище, поражающие воображение отдыхающих и туристов.

Итак, можно сказать, что нефть – это друг, с которым надо держать ухо востро. Небрежное отношение с «черным золотом» может обернуться большой бедой.

В настоящее время человечество переживает углеводородную эру. Нефтяная отрасль является главной для мировой экономики. В нашей стране эта зависимость особенно высока. К сожалению, российская нефтяная промышленность находится сейчас в состоянии глубокого кризиса. Было перечислено немало ее проблем. Каковы же перспективы развития отрасли? Если продолжать хищническую эксплуатацию месторождений вкупе с большими потерями при транспортировке и нерациональной нефтепереработкой, то будущее нефтяной промышленности представляется весьма мрачным. Уже сегодня сокращение темпов производства составляет в среднем 12 – 15% в год, что чревато полным развалом стратегически важной для державы отрасли. Например, большие объемы нефти Восточной Сибири труднодоступны из – за сложного геологического строения, требуют огромных инвестиций в добычу. А следовательно разработки будут идти слабо. Эффект от геологоразведки выше в Западной Сибири, однако в этом регионе высокопродуктивные месторождения уже значительно истощены.

По этим и многим другим причинам России необходимо реформировать нефтяную промышленность. Для этого в первую очередь нужно:

· Установить высокие штрафы за нерациональное использование природных богатств и нарушение экологии.

· Менее жестко регулировать цены внутри страны, поддерживая их несколько ниже мирового уровня. Экспорт же нефти за рубеж вести только по мировым ценам .

· Частично восстановить централизованное управление отраслью. Это приведёт к рациональной системе нефтепроводов.

· Найти продуманную программу инвестиций в нефтяную промышленность.

· Более рационально использовать нефть.

· Проводить планово геологоразведочные работы с целью восполнения запасов нефти и газа.

Принятие и осуществление этих мер на практике способствует значительному улучшению экономики нашей страны, и более долговечному использованию этого важного природного ресурса.

Общеизвестно, что нефтедобыча приносит огромный вред окружающей среде. Сточные воды и буровые растворы при их неполной очистке могут сделать водоемы, куда они сбрасываются, полностью непригодными для обитания флоры и фауны и даже для технических целей. Значительный ущерб экологии наносят и выбросы в атмосферу. В последнее время Росприроднадзор активно проверяет деятельность нефтегазовых компаний под углом зрения сохранения окружающей среды и направляет свои заключения об отзыве лицензий у тех фирм, которые нарушают экологию на территориях своей деятельности. Эти нарушения, к сожалению, многообразны. В последнем опубликованном на сегодня Государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году» отмечается, что наибольший суммарный объем выбросов в атмосферу зафиксирован для предприятий по добыче сырой нефти и нефтяного (попутного) газа – 4,1 млн. т (пятая часть общего выброса от стационарных источников по России в целом). Добывающими предприятиями суммарно используется около 2000 млн. куб. м свежей воды, в том числе при добыче сырой нефти и природного газа – 701,5 млн. куб. м.

10.Положительное влияние нефтедобычи на окружающую среду

В то же время последними исследованиями установлено, что это негативное воздействие нефтедобычи при некоторых условиях можно смягчить.

Начнем с того, что химико-физические свойства нефти по-разному (и не только негативно) воздействуют на экологию. Дело в том, что нефть отличается высокой температурой замерзания и вязкостью. Чтобы нефть текла по трубопроводам с необходимой скоростью, ее подогревают. Для этого трубы изолируют, так как в противном случае из-за больших тепловых потерь придется слишком часто строить пункты подогрева. Кроме того, высокая теплоотдача приводит к протаиванию верхнего слоя вечномерзлых грунтов, что ведет к увеличению вегетационного периода у растений и благоприятно сказывается на численности животных (особенно в годы с экстремальными условиями) (слайд№15).

Изменение состояния вечной мерзлоты приводит к изменению газового состояния атмосферы. Увеличение глубины протаивания меняет соотношение между аэробной зоной почвы, расположенной выше уровня грунтовых вод, и зоной, находящейся ниже анаэробной (безкислородной). Аэробная зона – источник выделения углекислого газа, образующегося при разложении органики в кислородной среде, а анаэробная зона продуцирует метан. Парниковый эффект метана превышает действие равного количества углекислого газа примерно в 20 раз. Таким образом, разрушение верхнего слоя вечномерзлых пород ведет к уменьшению метана в атмосфере, что стабилизирует климат на планете. Выделение углекислого газа, содержащегося в верхних слоях вечномерзлых пород и поглощаемого при таянии мерзлоты растительностью и планктоном, намного снижает эффект глобального потепления климата, возникающего при поступлении в атмосферу газа, не усваиваемого биотой, – метана.

Положительный (хотя и не столь значительный) экологический эффект, возникающий при нефтедобыче, необходимо учитывать при составлении планов оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). По мнению, при эксплуатации объектов нефтеструктуры следует использовать тепловые потери от нефтепроводов и повышенную обводненность территорий, прилегающих к насыпям. Для эффективного использования тепловых потерь в притундровых редколесьях и в зонах луговой растительности вдоль трубопроводов следует выбирать места с более высокой концентрацией животных и растений. В этих зонах можно уменьшить теплоизоляцию труб, чтобы тепловые потоки достигали земной поверхности и повышали температуру воздуха, увеличивая вегетационный период. Сброс теплых вод в водоемы и водотоки в холодный период года может способствовать образованию квазистационарных полыней, которые при определенных обстоятельствах могут обеспечить существование околоводных птиц.

11. ВЫВОДЫ:

Итак, в результате своего исследовательского проекта, мы рассмотрели нефть, ее основные характеристики и, самое главное, влияние на окружающую среду и значение для человека. Мы доказали, что нефть является основой цивилизации, «черным золотом». Мы - новое поколение, и от нас зависит будущее страны. И если каждый из нас будет осознанно относиться к той информации, которую мы получаем, мир изменится к лучшему.

12. Список используемых источников информации

1. http: // cnit. *****/ organics/ index. Htm

2. http: // festival: 1 *****/ / inde

3. Википедия свободная энциклопедия Интернет.

4. www. *****///Влияние нефтяной промышленности на окружающую среду.

1 слайд

Применение нефти Утром люди умываются мылом, в которое входят жирные кислоты, являющиеся нефтяным продуктом. Мужчины бреются, применяя крем, частично приготовленный из нефти, и освежаются одеколоном, содержащим нефтяные ароматические масла. Ходим мы нередко по линолеуму, частично сделанному из нефтяного продукта, или по полу, покрытому лаком, в состав которого входят нефтяные масла. В одежду, белье, носки и галстуки из вискозы входят производные нефти. Самопишущая ручка, выключатели, телефонные аппараты и другие предметы изготовляются из пластической массы, составной частью которой являются нефтепродукты. Газеты печатаются красками, в которые входит нефть. На улицах по асфальтовой мостовой, приготовленной из нефтяных остатков, несутся машины, шины которых сделаны из синтетического каучука, а моторы работают на бензине.

2 слайд

Добыча нефти Добыча нефти происходит посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления.

3 слайд

4 слайд

Нефть в жизни людей Нефть является, пожалуй, одним из самых важных полезных ископаемых. В процессе переработки человечество получает из нефти более двух тысяч различных продуктов, это: бензин, газ, одежда, бытовая химия, целлофан, материал для свечей, краска для книг и так далее. Из нефти производят около тысячи различных смазочных материалов, которые необходимы для исправной работы фактически всем механизмам, начиная от миксера на нашей кухне и заканчивая паровозами. Пластик, один из основных продуктов нефти, если оглянуться, то мы увидим насколько широко использование этого материала в нашей жизни, это и игрушки, и посуда, и вещи, корпус бытовой техники. Часто пластик используют для изготовления мебели, особенно для уличных площадок кафе, а про использование его в строительстве наверно известно всем, это – трубы канализации, отопления и водопровода, обшивка помещения как внутри, так и снаружи, окна, двери и так далее. Продукты из нефти используются так же для строительства, а точнее покрытия дорог – битум, асфальт. Благодаря нефти так же получают удобрения, которые широко используются не только для удобрения в сельском хозяйстве, но и для того чтобы уничтожить различных вредителей-насекомых.

5 слайд

Нефть. Жидкое полезное ископаемое, представляющее собой маслянистую жидкость. Цвет нефти зависит от ее состава и меняется от светло-коричневого до черного.

6 слайд

Месторождения По запасам нефти Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Россия располагает огромными ресурсами нефти. В 2007 году в Российской Федерации было добыто около 400 миллионов тонн нефти. Главные нефтяные районы - Западная Сибирь. Волго-Уральский район. Северный Кавказ и Европейский Север. Особенно перспективными районами являются континентальные шельфы на Европейском Севере и Дальнем Востоке.

Нефть - одно из важнейших мировых полезных ископаемых (углеводородное топливо). Это сырье для производства горюче-смазочных и других материалов. За свой характерный темный цвет и огромное значение для мировой экономики нефть (полезное ископаемое) прозвана черным золотом.

Общие сведения

Образуется указанное вещество совместно с углеводородами газообразного типа на определенной глубине (в основном от 1,2 до 2 км).

Максимальное количество нефтяных залежей расположено на глубине от 1 до 3 км. Рядом с земной поверхностью данное вещество становится густой мальтой, полутвердым асфальтом и прочими материалами (к примеру, битуминозным песком).

По своеобразности происхождения и химического состава нефть, фото которой представлено в статье, схожа с естественными горючими газами, а также с озокеритом и асфальтом. Порой все эти горючие ископаемые объединяют под одним названием - петролиты. Еще их относят к более широкой группе - каустобиолиты. Они являются горючими минералами биогенного характера.

В эту группу включаются и такие ископаемые, как торф, сланцы, каменные и бурые угли, антрацит. По способности растворяться в жидкостях органического типа (хлороформе, сероуглероде, спиртобензольной смеси) нефть, как и прочие петролиты, а также вещества, которые извлекают данными растворителями из торфа, угля или продуктов их переработки, относят к битумам.

Использование

В настоящий момент 48% потребляемых на планете энергоресурсов приходится на нефть (полезное ископаемое). Это является доказанным фактом.

Нефть (полезное ископаемое) - источник множества химических веществ, применяемых в различных отраслях при производстве топлива, смазок, полимерных волокон, красителей, растворителей и прочих материалов.

Рост потребления нефти привел к повышению цен на нее и к постепенному истощению недр. Это заставляет задуматься о переходе на альтернативные энергоносители.

Описание физических свойств

Нефть представляет собой жидкость от светло-коричневого до темно-бурого (почти черного) цвета. Иногда встречаются изумрудно-зеленые экземпляры. Молекулярная средняя масса нефти составляет от 220 до 300 г/моль. Иногда этот параметр колеблется в диапазоне от 450 до 470 г/моль. Показатель ее плотности определяется в районе 0,65-1,05 (в основном 0,82-0,95) г/см³. В этом плане нефть подразделяют на несколько типов. А именно:

Легкая. Плотность - менее 0,83 г/см³.
Средняя. Показатель плотности в данном случае - в районе от 0,831 до 0,860 г/см³.
Тяжелая. Плотность - свыше 0,860 г/см³.

Данное вещество содержит значительное число разнообразных органических веществ. В результате этого нефть природная характеризуется не по собственной температуре кипения, а по начальному уровню данного показателя у жидкостных углеводородов. В основном это >28 °C, а иногда и ≥100 °С (в случае нефти тяжелой).

Вязкость данного вещества изменяется в значительных пределах (от 1,98 до 265,9 мм²/с). Определяется это нефтяным фракционным составом и ее температурой. Чем выше температура и число легких фракций, тем вязкость нефти ниже. Также это еще обуславливается наличием веществ смолисто-асфальтенового типа. То есть чем их больше, тем выше вязкость нефти.

Удельная теплоемкость данного вещества - 1,7-2,1 кДж/(кг∙К). Параметр удельной теплоты сгорания относительно низкий - от 43,7 до 46,2 МДж/кг. Диэлектрическая проницаемость нефти - от 2 до 2,5, а ее электропроводимость - от 2∙10-10 до 0,3∙10−18 Ом-1∙см-1.

Нефть, фото которой представлены в статье, является Вспыхивает она при температуре от -35 до +120 °C. Это зависит от ее фракционного состава и содержания растворённых газов.

Нефть (топливо) в обыкновенных условиях не растворяется в воде. Однако она способна образовывать с жидкостью стойкие эмульсии. Растворяется нефть определенными веществами. Делается это при помощи растворителей органического типа. Для того чтобы отделить от нефти воду и соли, проводят определенные действия. Они являются очень значимыми в технологическом процессе. Это обессоливание и обезвоживание.

Описание химического состава

При раскрытии указанной темы следует учитывать все особенности рассматриваемого вещества. Это общий, углеводородный и элементный составы нефти. Далее рассмотрим каждый из них подробнее.

Общий состав

Нефть представляет собой смесь приблизительно 1000 веществ разного характера. Основными компонентами являются следующие:

Углеводороды жидкие. Это 80-90% по массе.
Органические гетероатомные соединения (4-5%). Из них преобладают сернистые, кислородные и азотистые.
Металлоорганические соединения (преимущественно никелевые и ванадиевые).
Растворенные газы углеводородного типа (C1-C4, от десятых долей до 4 процентов).
Вода (от следов до 10%).
Соли минеральные. Большей частью хлориды. 0,1-4000 мг/л и выше.
Растворы солей, органических кислот и механические примеси (частицы глины, известняка, песка).

Углеводородный состав

В основном нефть обладает парафиновыми (обычно 30-35, редко - 40-50% от общего объема) и нафтеновыми (25-75%) соединениями. В меньшей степени присутствуют соединения ароматического ряда. Они занимают 10-20%, а реже - 35%. Это влияет на качество нефти. Также в рассматриваемое вещество входят соединения смешанного или гибридного строения. К примеру, нафтено-ароматические и парафиновые.

Гетероатомные компоненты и описание элементного состава нефти

Вместе с углеводородами в состав продукта входят вещества с примесными атомами (меркаптаны, ди- и моносульфиды, тиофаны и тиофены, а еще полициклические и тому подобные). Они существенно влияют на качество нефти.

Также в состав нефти входят вещества, содержащие азот. Это в основном гомологи индола, пиридина, хинолина, пиррола, карбазола, порфириты. Концентрируются они по большей части в остатках и тяжелых фракциях.

В состав нефти входят кислородсодержащие вещества смолисто-асфальтеновые, фенолы и иные вещества). Обычно они находятся во фракциях высококипящего типа.

Всего в нефти обнаружено свыше 50 элементов. Вместе с упомянутыми веществами присутствуют в данном продукте V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (от следов до 2∙10-2%) и так далее. Содержание указанных примесей и соединений в сырье всевозможных месторождений колеблется в больших пределах. В результате этого говорить о среднем нефтяном химическом составе приходится только условно.

Как классифицируется указанное вещество по составу углеводородов?

В этом плане имеются определенные критерии. Разделяют виды нефти по классу углеводородов. Их должно быть не более 50%. Если один из классов углеводородов составляет не меньше 25%, то выделяют смешанные виды нефти - нафтено-метановые, метано-нафтеновые, нафтено-ароматические, ароматическо-нафтеновые, метано-ароматические и ароматическо-метановые. Первого компонента в них содержится более 25%, а второго - более 50%.

Сырая нефть не применяется. Для получения технически ценных продуктов (в основном это моторное топливо, сырье для химпромышленности, растворители) ее перерабатывают.

Методы исследования продукта

Качество указанного вещества оценивается с целью верного выбора самых рациональных схем его переработки. Это осуществляется при помощи комплекса методов: химических, физических и специальных.

Общие характеристики нефти - вязкость, плотность, температура застывания и прочие физико-химические параметры, а также состав растворенных газов и процент содержания смол, твердых парафинов и смолисто-асфальтеновых веществ.

Главный принцип поэтапного исследования нефти сводится к комбинированию способов ее разделения на определенные компоненты с последовательным упрощением состава некоторых фракций. Их затем анализируют всевозможными физико-химическими методами. Самыми распространенными способами определения первичного фракционного нефтяного состава являются разнообразные типы дистилляции (перегонка) и ректификации.

Согласно результатам проведенного отбора на узкие (выкипающие в районе 10-20 °С) и широкие (50-100 °С) фракции, строится кривая (ИТК) истинных температур кипения данного вещества. Затем проводят установление потенциала содержания отдельных элементов, нефтепродуктов и их компонентов (керосиногазойлевых, бензиновых, масляных дистиллятов, дизельных, а также гудронов и мазутов), углеводородного состава, а также прочих товарных и физико-химических характеристик.

Дистилляцию осуществляют на обычных перегонных аппаратах. Они снабжены ректификационными колонками. В данном случае погоноразделительная способность соответствует 20-22 штукам теоретических тарелок.

Фракции, которые выделили в результате дистилляции, дальше разделяют на компоненты. Затем при помощи разнообразных методов проводят определение их содержания и устанавливают свойства. Согласно способам выражения нефтяного состава и фракций, различают ее групповой, индивидуальный, структурно-групповой и элементный анализы.

При групповом анализе определяют отдельно содержание нафтеновых, парафиновых, смешанных и ароматических углеводородов.

При структурно-групповом анализе углеводородный состав нефтяных фракций определяют в виде среднего содержания в них нафтеновых, ароматических и прочих циклических структур, а также цепей парафиновых элементов. В данном случае проводится еще одно действие - расчет относительного количества углеводорода в нафтенах, парафинах и аренах.

Персональный углеводородный состав определяется исключительно для бензиновых и газовых фракций. При элементном анализе нефтяной состав выражают количеством (в процентах) С, О, S, Н, N и микроэлементов.

Главным методом отделения ароматических углеводородов от нафтеновых и парафиновых и разделения аренов на поли- и моноциклические является жидкостная адсорбционная хроматография. Обычно поглотителем в данном случае служит определенный элемент - двойной сорбент.

Состав углеводородный нефтяных многокомпонентных смесей широкого и узкого диапазона обычно расшифровывают с помощью сочетания хроматографических (в жидкой или газовой фазе), адсорбционных и прочих методов разделения со спектральными и масс-спектрометрическими способами исследований.

Поскольку в мире наметились тенденции дальнейшего углубления такого процесса, как разработка нефти, существенное значение приобретает ее детализированный анализ (особенно высококипящих фракций и остаточных продуктов - гудронов и мазутов).

Основные в России

На территории РФ залежей указанного вещества имеется значительное количество. Нефть (полезное ископаемое) - это национальное богатство России. Она является одним из основных продуктов экспорта. Добыча и переработка нефти - источник значительных налоговых поступлений в бюджет России.

Разработка нефти в промышленных масштабах была начата в конце XIX века. На настоящий момент в России имеются крупные функционирующие районы добычи нефти. Они расположены в различных регионах страны.

Наименование месторождения	Дата открытия	Извлекаемые запасы	Районы добычи нефти
Великое	2013 г.	300 млн т	Астраханская область
Самотлорское	1965 г.	2,7 млрд т	Ханты-Мансийский АО
Ромашкинское	1948 г.	2,3 млрд т	Республика Татарстан
Приобское	1982 г.	2,7 млрд. т	Ханты-Мансийский АО
Арланское	1966 г.	500 млн т	Республика Башкортостан
Лянторское	1965 г.	2 млрд т	Ханты-Мансийский АО
Ванкорское	1988 г.	490 млн т	Красноярский край
Федоровское	1971 г.	1,5 млрд т	Ханты-Мансийский АО
Русское	1968 г.	410 млн т	Ямало-Ненецкий АО
Мамонтовское	1965 г.	1 млрд т	Ханты-Мансийский АО
Туймазинское	1937 г.	300 млн т	Республика Башкортостан

Сланцевая нефть в США

В последние годы на рынке углеводородного топлива произошли серьезные изменения. Открытие и разработка технологий его добычи в короткие сроки вывели США в число крупных добытчиков указанного вещества. Это явление было охарактеризовано экспертами как «сланцевая революция». В настоящий момент мир стоит на пороге не менее грандиозного события. Речь идет о массовой разработке нефтяных сланцевых месторождений. Если ранее специалисты предрекали скорый конец эры нефти, то теперь она может продлиться на неопределенный срок. Тем самым становятся неактуальными разговоры об альтернативной энергетике.

Однако информация об экономических аспектах разработки нефтяных сланцевых месторождений очень противоречива. Согласно данным издания «Однако», добываемая сланцевая нефть в США обходится приблизительно в 15 долларов за 1 баррель. При этом вполне реальным представляется дальнейшее удешевление процесса вдвое.

Мировой лидер добычи «классической» нефти - Саудовская Аравия - имеет хорошие перспективы и в сланцевой отрасли: себестоимость барреля составляет здесь всего 7 долларов. Россия в этом отношении проигрывает. В РФ сланцевой нефти обойдется примерно в 20 долларов.

По мнению вышеупомянутого издания, сланцевая нефть может добываться во всех мировых регионах. Каждая страна обладает значительными ее запасами. Однако достоверность приведенных сведений вызывает сомнения, так как информации о конкретной стоимости сланцевой нефтедобычи пока нет.

Аналитик Г. Бирг приводит обратные данные. По его мнению, себестоимость барреля сланцевой нефти составляет 70-90 долларов.

По данным аналитика Банка Москвы Д. Борисова, себестоимость добычи нефти в Мексиканском и Гвинейском заливах достигает 80 долларов. Это примерно равно нынешней рыночной цене.

Г. Бирг также утверждает, что залежи нефти (сланцевой) распределены по планете неравномерно. Более двух третей всего объема сосредоточено в США. На долю России приходится только 7 процентов.

Для добычи рассматриваемого продукта приходится перерабатывать большие объемы горной породы. Ведение такого процесса, как добыча сланцевой нефти, осуществляется карьерным методом. Это серьезно вредит природе.

По мнению Бирга, сложность такого процесса, как добыча сланцевой нефти, компенсируется распространенностью данного вещества на Земле.

Если предположить, что технологии добычи сланцевой нефти выйдут на достаточный уровень, то мировые цены на нефть могут просто обвалиться. Но пока никаких кардинальных изменений в этой сфере не наблюдается.

При существующих технологиях добыча сланцевой нефти может быть прибыльной в определенном случае - только тогда, когда цены на нефть составляют 150 долларов за баррель и выше.

России, по мнению Бирга, так называемая сланцевая революция повредить не сможет. Дело в том, что данной стране выгодны оба сценария. Секрет прост: высокие цены на нефть приносят большие доходы, а прорыв в добыче сланцевого продукта позволит увеличить экспорт за счет разработки соответствующих месторождений.

В этом плане не столь оптимистичен. Развитие добычи сланцевой нефти, по его мнению, сулит обвал цен на нефтяном рынке и резкое падение экспортных доходов России. Правда, в ближайшей перспективе этого бояться не стоит, поскольку сланцевые разработки все еще остаются проблемными.

Заключение

Полезные ископаемые - нефть, газ и подобные им вещества - являются достоянием каждого государства, в котором они добываются. В этом можно убедиться, ознакомившись со статьей, представленной выше.