Aliejus yra mineralas. Naftos telkiniai. Naftos gamyba

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-17 19:00

Nafta yra viena iš svarbiausių pasaulyje mineralų (angliavandenilių kuras). Tai žaliava degalų, tepalų ir kitų medžiagų gamybai. Dėl būdingos tamsios spalvos ir didelės svarbos pasaulio ekonomikai nafta (mineralas) pravardžiuojama juoduoju auksu.

Bendra informacija

Nurodyta medžiaga susidaro kartu su dujiniais angliavandeniliais tam tikrame gylyje (daugiausia nuo 1, 2 iki 2 km).

Didžiausias naftos telkinių skaičius yra nuo 1 iki 3 km gylyje. Netoli žemės paviršiaus ši medžiaga tampa tiršta m alta, pusiau kietu asf altu ir kitomis medžiagomis (pavyzdžiui, deguto smėliu).

Pagal kilmę ir cheminę sudėtį alyva, kurios nuotrauka pateikta straipsnyje, yra panaši į natūralias degias dujas, taip pat į ozokeritą ir asf altą. Kartais visas šis iškastinis kuras apjungiamas vienu pavadinimu – benzinai. Jie taip pat vadinami platesne grupei – kaustobiolitais. Jie yra degūs biogeniniai mineralai.

Šiai grupei taip pat priklauso tokios fosilijos kaip durpės, skalūnai, juodosios ir rudosios anglys,antracitas. Pagal gebėjimą tirpti organinio tipo skysčiuose (chloroformas, anglies disulfidas, alkoholio-benzeno mišinys) nurodoma nafta, kaip ir kiti petrolitai, taip pat medžiagos, kurios šiais tirpikliais ekstrahuojamos iš durpių, anglies ar jų produktų. į kaip bitumą.

Naudoti

Šiuo metu 48 % planetoje suvartojamos energijos gaunama iš naftos (mineralų). Tai įrodytas faktas.

Alyva (mineralinė) yra daugelio chemikalų, naudojamų įvairiose pramonės šakose degalų, tepalų, polimerinių pluoštų, dažiklių, tirpiklių ir kitų medžiagų gamyboje, š altinis.

Dėl naftos vartojimo padidėjo jos kaina ir laipsniškai senka mineraliniai ištekliai. Tai verčia mus galvoti apie perėjimą prie alternatyvių energijos š altinių.

Fizikinių savybių aprašymas

Aliejus yra nuo šviesiai rudos iki tamsiai rudos spalvos (beveik juodas) skystis. Kartais yra smaragdo žalių egzempliorių. Aliejaus molekulinė masė yra nuo 220 iki 300 g/mol. Kartais šis parametras svyruoja nuo 450 iki 470 g/mol. Jo tankio indeksas nustatomas 0,65–1,05 (daugiausia 0,82–0,95) g/cm³ srityje. Šiuo atžvilgiu aliejus skirstomas į keletą tipų. Būtent:

• Lengva. Tankis mažesnis nei 0,83 g/cm³.
• Vidutinis. Tankio indeksas šiuo atveju yra nuo 0,831 iki 0,860 g/cm³.
• Sunkus. Tankis – virš 0,860 g/cm³.

Taimedžiagoje yra daug įvairių organinių medžiagų. Dėl to natūrali alyva pasižymi ne savo virimo temperatūra, o pradiniu šio skystųjų angliavandenilių rodiklio lygiu. Iš esmės tai yra >28 °C, o kartais ir ≧100 °С (kietosios alyvos atveju).

Šios medžiagos klampumas labai skiriasi (nuo 1,98 iki 265,9 mm²/s). Tai lemia alyvos frakcijos sudėtis ir jo temperatūra. Kuo aukštesnė temperatūra ir lengvųjų frakcijų skaičius, tuo mažesnė alyvos klampa. Taip yra ir dėl to, kad yra dervingo asf alto tipo medžiagų. Tai yra, kuo jų daugiau, tuo didesnis alyvos klampumas.

Šios medžiagos savitoji šiluminė talpa yra 1,7–2,1 kJ/(kg∙K). Savitosios degimo šilumos parametras palyginti mažas – nuo 43,7 iki 46,2 MJ/kg. Alyvos dielektrinė konstanta yra nuo 2 iki 2,5, o jos elektrinis laidumas yra nuo 2∙10-10 iki 0,3∙10-18 omų-1∙cm-1.

Aliejus, kurio nuotrauka pateikta straipsnyje, yra degus skystis. Jis mirksi nuo -35 iki +120 ° C temperatūroje. Tai priklauso nuo dalinės sudėties ir ištirpusių dujų kiekio.

Alyva (degalai) normaliomis sąlygomis netirpsta vandenyje. Tačiau jis gali sudaryti stabilias emulsijas su skysčiu. Aliejus tirpsta tam tikromis medžiagomis. Tai atliekama naudojant organinius tirpiklius. Norint atskirti vandenį ir druską nuo aliejaus, atliekami tam tikri veiksmai. Jie labai svarbūs technologiniame procese. Tai yra druskos pašalinimas ir dehidratacija.

Cheminės sudėties aprašymas

Atskleidžiant šią temą, reikia atsižvelgti į visas nagrinėjamos medžiagos ypatybes. Tai yra bendroji, angliavandenilių ir elementų aliejaus sudėtis. Tada apsvarstykite kiekvieną iš jų išsamiau.

Visas būrys

Natūralus iškastinis aliejus yra maždaug 1000 skirtingos prigimties medžiagų mišinys. Pagrindiniai komponentai yra tokie:

• Skysti angliavandeniliai. Jis sudaro 80–90 % masės.
• Organiniai heteroatominiai junginiai (4-5%). Iš jų vyrauja siera, deguonis ir azotas.
• Organometaliniai junginiai (daugiausia nikelis ir vanadis).
• Ištirpusios angliavandenilio tipo dujos (C1-C4, dešimtosios iki 4 proc.).
• Vanduo (nuo pėdsakų iki 10 %).
• Mineralinės druskos. Dažniausiai chloridai. 0,1–4000 mg/l ir daugiau.
• Druskų, organinių rūgščių ir mechaninių priemaišų (molio, kalkakmenio, smėlio dalelių) tirpalai.

Angliavandenilių sudėtis

Dažniausiai aliejus turi parafino (dažniausiai 30-35, retai - 40-50% viso tūrio) ir nafteninių (25-75%) junginių. Aromatinių junginių yra mažiau. Jie užima 10-20 proc., rečiau – 35 proc. Tai turi įtakos aliejaus kokybei. Taip pat nagrinėjama medžiaga apima mišrios arba hibridinės struktūros junginius. Pavyzdžiui, nafteno-aromatinis ir parafinas.

Heteroatominiai komponentai ir aliejaus elementinės sudėties aprašymas

Kartu su angliavandeniliais gaminyje yra medžiagų su priemaišų atomais(merkaptanai, di- ir monosulfidai, tiofanai ir tiofenai, taip pat policikliniai ir pan.). Jie daro didelę įtaką aliejaus kokybei.

Be to, aliejuje yra medžiagų, turinčių azoto. Tai daugiausia indolo, piridino, chinolino, pirolio, karbazolo, porfiritų homologai. Jie daugiausia susitelkę likučiuose ir sunkiose frakcijose.

Alyvos sudėtyje yra deguonies turinčių medžiagų (nafteno rūgščių, dervos-asf alteno rūgščių, fenolių ir kitų medžiagų). Paprastai jie randami aukštos virimo temperatūros frakcijose.

Iš viso aliejuje rasta daugiau nei 50 elementų. Kartu su minėtomis medžiagomis šiame produkte yra V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (nuo pėdsakų iki 2∙10-2%) ir pan.. Šių priemaišų ir junginių kiekis įvairių telkinių žaliavose labai skiriasi. Dėl to apie vidutinę naftos cheminę sudėtį galima kalbėti tik sąlyginai.

Kaip nurodyta medžiaga klasifikuojama pagal angliavandenilių sudėtį?

Šiame plane yra tam tikri kriterijai. Atskiros alyvos rūšys pagal angliavandenilių klasę. Jų turėtų būti ne daugiau kaip 50 proc. Jei viena iš angliavandenilių klasių yra ne mažesnė kaip 25%, tada išskiriamos mišrios alyvos rūšys - nafteno-metano, metano-nafteno, nafteno-aromatinio, aromatinio-nafteno, metano-aromatinio ir aromatinio-metano. Juose yra daugiau nei 25 % pirmojo komponento ir daugiau nei 50 % antrojo.

Žalia nafta netaikoma. Gauti techniškai vertingų produktų (daugiausia variklių kuro, žaliavųchemijos pramonė, tirpikliai) jis yra perdirbamas.

Produkto tyrimo metodai

Nurodytos medžiagos kokybė yra vertinama siekiant teisingai parinkti racionaliausias jos apdorojimo schemas. Tai atliekama naudojant metodų kompleksą: cheminį, fizinį ir specialų.

Bendrosios alyvos charakteristikos – klampumas, tankis, stingimo temperatūra ir kiti fiziniai bei cheminiai parametrai, taip pat ištirpusių dujų sudėtis ir dervos, kietųjų parafinų ir dervos-asf alteno medžiagų procentas.

Pagrindinis etapinio aliejaus tyrimo principas yra derinti jos atskyrimo į tam tikrus komponentus metodus ir dėl to supaprastinti kai kurių frakcijų sudėtį. Tada jie analizuojami įvairiais fizikiniais ir cheminiais metodais. Dažniausiai naudojami pirminės frakcinės alyvos sudėties nustatymo metodai yra įvairūs distiliavimo (distiliavimo) ir rektifikavimo būdai.

Remiantis siaurųjų (verda 10–20 °С) ir plačių (50–100 °С) frakcijų atrankos rezultatais, tikrosios virimo temperatūros kreivė (ITC) duota medžiaga yra sukonstruota. Tada įvertinamas atskirų elementų, naftos produktų ir jų komponentų (žibalo-gazolio, benzino, naftos distiliatų, dyzelino, taip pat dervų ir mazuto) turinio potencialas, angliavandenilių sudėtis, taip pat kitos komercinės ir fizinės bei cheminės savybės. nustatyta.

Distiliavimas atliekamas įprastu distiliavimo aparatu. Juose įrengtos distiliavimo kolonėlės. Tokiu atvejuatskyrimo pajėgumas atitinka 20-22 teorinių plokščių vienetų.

Distiliavimo metu išskirtos frakcijos toliau skirstomos į komponentus. Tada įvairiais metodais nustatomas jų turinys ir savybės. Pagal aliejaus sudėties ir frakcijų išraiškos būdus išskiriamos jo grupės, individualios, struktūrinės-grupinės ir elementinės analizės.

Atliekant grupinę analizę, nafteninių, parafininių, mišriųjų ir aromatinių angliavandenilių kiekis nustatomas atskirai.

Struktūrinės grupės analizėje naftos frakcijų angliavandenilių sudėtis nustatoma kaip vidutinis jose esančių nafteninių, aromatinių ir kitų ciklinių struktūrų bei parafininių elementų grandinių kiekis. Šiuo atveju atliekamas dar vienas veiksmas – santykinio angliavandenilių kiekio naftenuose, parafinuose ir arenuose apskaičiavimas.

Asmeninė angliavandenilių sudėtis nustatoma tik benzinui ir dujų frakcijoms. Atliekant elementų analizę, aliejaus sudėtis išreiškiama C, O, S, H, N ir mikroelementų kiekiu (procentais).

Pagrindinis aromatinių angliavandenilių atskyrimo nuo nafteninių ir parafininių angliavandenilių ir arenų atskyrimo į poli- ir monociklinius metodas yra skysčių adsorbcinė chromatografija. Paprastai šiuo atveju tam tikras elementas tarnauja kaip absorberis – dvigubas sorbentas.

Plataus ir siauro diapazono angliavandenilių alyvos daugiakomponentių mišinių sudėtis paprastai iššifruojama naudojant derinįchromatografiniai (skystoje arba dujinėje fazėje), adsorbcijos ir kiti atskyrimo metodai spektrinio ir masių spektrometrinio tyrimo metodais.

Kadangi pasaulyje vyrauja tendencijos toliau gilinti tokį procesą kaip naftos kūrimas, jo detali analizė tampa būtina (ypač aukštos virimo temperatūros frakcijų ir likutinių produktų – dervų ir mazuto).

Pagrindiniai naftos telkiniai Rusijoje

Rusijos Federacijos teritorijoje yra daug šios medžiagos telkinių. Nafta (mineralas) yra nacionalinis Rusijos turtas. Tai viena iš pagrindinių eksportuojamų produktų. Naftos gavyba ir perdirbimas yra didelių mokesčių pajamų š altinis Rusijos biudžetui.

Pramoninio masto naftos plėtra prasidėjo XIX amžiaus pabaigoje. Šiuo metu Rusijoje yra didelės veikiančios naftos gavybos zonos. Jie yra įvairiuose šalies regionuose.

Vardas laukai	Atidarymo data	Grąžinama atsargos	Naftos gavybos sritys
Puiku	2013	300 mln. t	Astrachanės regionas
Samotlor	1965	2,7 milijardo tonų	Chanty-Mansi autonominis rajonas
Romashkinskoe	1948	2,3 milijardo tonų	Tatarstano Respublika
Priobskoe	1982 mg.	2,7 milijardo tonų	Chanty-Mansi autonominis rajonas
Arlanian	1966	500 mln. t	Baškirijos Respublika
Lyantorskoe	1965	2 milijardai tonų	Chanty-Mansi autonominis rajonas
Vankorskoe	1988	490 mln. t	Krasnojarsko teritorija
Fedoroovskaja	1971	1,5 milijardo tonų	Chanty-Mansi autonominis rajonas
Rusų k.	1968	410 mln. t	Jamalo-Nenetsų autonominė apygarda
Mamutas	1965	1 milijardas tonų	Chanty-Mansi autonominis rajonas
Tuymazinskoe	1937	300 mln. t	Baškirijos Respublika

JAV skalūnų nafta

Pastaraisiais metais angliavandenilių degalų rinkoje įvyko rimtų pokyčių. Skalūnų dujų atradimas ir jų gavybos technologijų sukūrimas per trumpą laiką padarė JAV viena pagrindinių šios medžiagos gamintojų. Šį reiškinį ekspertai apibūdino kaip „skalūnų revoliuciją“. Šiuo metu pasaulis yra ant tokio pat grandiozinio įvykio slenksčio. Kalbame apie masinę naftingųjų skalūnų telkinių plėtrą. Jei anksčiau ekspertai prognozavo neišvengiamą naftos eros pabaigą, dabar ji gali tęstis neribotą laiką. Taigi kalbos apie alternatyvią energiją tampa nereikšmingos.

Tačiau informacija apie ekonominęnaftingųjų skalūnų telkinių plėtros aspektai yra labai prieštaringi. Leidinio „However“duomenimis, JAV (Teksase) išgaunama skalūnų nafta kainuoja apie 15 USD už barelį. Tuo pat metu atrodo gana realu dar perpus sumažinti proceso išlaidas.

Pasaulinė „klasikinės“naftos gavybos lyderė – Saudo Arabija – turi geras perspektyvas skalūnų pramonėje: barelio kaina čia tik 7 dolerius. Rusija šiuo atžvilgiu pralaimi. Rusijoje 1 barelis skalūnų naftos kainuos apie 20 USD.

Remiantis anksčiau minėta publikacija, skalūnų aliejus gali būti gaminamas visuose pasaulio regionuose. Kiekviena šalis turi didelių jo atsargų. Tačiau pateiktos informacijos patikimumas kelia abejonių, nes kol kas nėra informacijos apie konkrečias skalūnų naftos gavybos sąnaudas.

Analitikas G. Birgas pateikia priešingus duomenis. Anot jo, barelio skalūnų naftos kaina yra 70–90 USD.

Pasak Maskvos banko analitiko D. Borisovo, naftos gavybos kaina Meksikos įlankoje ir Gvinėjoje siekia 80 USD. Tai apytiksliai lygi dabartinei rinkos kainai.

G. Birgas taip pat teigia, kad naftos (skalūnų) telkiniai planetoje pasiskirstę netolygiai. Daugiau nei du trečdaliai viso kiekio sutelkta JAV. Rusijai tenka tik 7 proc.

Atitinkamo produkto gamybai reikia apdoroti didelius uolienų kiekius. Toks procesas, kaip skalūnų naftos gavyba, atliekamas atviros duobės metodu. Tai labai kenkia gamtai.

Pasak Birgo, tokio proceso, kaip skalūnų naftos gavyba, sudėtingumą kompensuoja šios medžiagos gausa Žemėje.

Jei manysime, kad skalūnų naftos gavybos technologijos pasiekia pakankamą lygį, tai pasaulinės naftos kainos gali tiesiog žlugti. Tačiau kol kas esminių pokyčių šioje srityje nepastebėta.

Su esamomis technologijomis skalūnų naftos gavyba tam tikru atveju gali būti pelninga – tik tada, kai naftos kaina yra 150 USD už barelį ir daugiau.

Rusija, pasak Birgo, vadinamoji skalūnų revoliucija nepakenks. Faktas yra tas, kad abu scenarijai yra naudingi šiai šaliai. Paslaptis paprasta: aukštos naftos kainos atneša didelį pelną, o skalūnų gamybos proveržis padidins eksportą plėtojant atitinkamas sritis.

D. Borisovas šiuo atžvilgiu nėra toks optimistiškas. Skalūnų naftos gavybos plėtra, jo nuomone, žada kainų kritimą naftos rinkoje ir staigų Rusijos eksporto pajamų kritimą. Tiesa, trumpuoju laikotarpiu to nereikėtų bijoti, nes skalūnų plėtra vis dar yra problemiška.

Išvada

Mineraliniai ištekliai – nafta, dujos ir panašios medžiagos – yra kiekvienos valstybės, kurioje jie kasami, nuosavybė. Tai galite patikrinti skaitydami anksčiau pateiktą straipsnį.