Применение нефти кратко химия

Обновлено: 02.07.2024

Нефть (от персидского – нефт) – полезное ископаемое, представляющее собой маслянистую жидкость цветом от мутно-желтого до почти черного и специфическим запахом. В состав сырой нефти входит более тысячи различных веществ, в основном жидких углеводородов. Важнейшим свойством нефти и ее производных является их способность выделять при сгорании большое количество энергии. Это качество в сочетании с относительной легкостью транспортировки делает нефть важнейшим энергоносителем для современного общества.

В настоящий момент практически вся нефтедобыча производится из подземных месторождений разной глубины. Состав и свойства извлекаемого сырья могут значительно отличаться, однако, в связи с тем, что сейчас нефть крайне мало используется в сыром виде, для конечного потребителя нефтепродуктов их происхождение не имеет никакого значения.

Из сырой нефти производятся, в первую очередь, различные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания: бензин, керосин, дизельное топливо, а также большинство смазочных материалов: мазут, масла, парафины и т.д. Кроме того продукты нефтепереработки весьма широко используются в различных отраслях химической промышленности, например для производства полимеров, пластмасс, синтетических каучуков и волокон, красителей, чистящих средств, асфальта, стройматериалов.

Особенная важность нефти связана не только с ее ролью в производстве, но и с тем фактом, что добыча и переработка нефти составляет во многих странах значительную часть государственных доходов. Следовательно, в зависимости от них оказываются устойчивость власти, национальной валюты, финансирование бюджетных расходов и пр.

История

Еще в древнем Вавилоне и соседних с ним государствах нефть и продукт ее окисления – асфальт, использовали в строительстве. В Египте времен фараонов – для бальзамирования. Несколько позже на Среднем Востоке и в Греции, а затем в Византии нашли употребление горючим свойствам нефти. Самый известный и эффективный пример этого – знаменитый греческий огонь, своим действием напоминающий современные огнеметы.

В 19 веке производимый из нефти керосин стали использовать для освещения, в известных всем керосиновых лампах. Но, по настоящему востребованной нефть стала только с появлением и развитием производства двигателей внутреннего сгорания. В этот же период стал распространяться и новый способ добычи – нефтяные скважины вместо колодцев.

Происхождение и месторождения нефти

В настоящее время наиболее распространенной остается органическая теория нефтеобразования из разложившихся останков живых существ, занесенных осадочными породами, и долгое время находившихся под давлением. Здесь можно провести некоторые параллели с наглядно знакомым жителям Беларуси торфом, в котором можно иногда разглядеть частички не сгнивших растений. Есть и другие гипотезы происхождения нефти, но главное значение для современного общества представляет не геологическая история, а возможность применения научных знаний для поиска новых месторождений. Исследования именно в этой области получают основной объем финансирования от государств и корпораций.

№	Страна	Запасы (баррелей)
1	Венесуэла	302 300 000 000
2	Саудовская Аравия	266 200 000 000
3	Канада	170 500 000 000
4	Иран	157 200 000 000
5	Ирак	148 800 000 000
6	Кувейт	101 500 000 000
7	ОАЭ	97 800 000 000
8	Россия	80 000 000 000
9	Ливия	48 360 000 000
10	Нигерия	37 450 000 000
11	Казахстан	30 000 000 000
12	Китай	25 630 000 000
13	Катар	25 240 000 000
14	Бразилия	12 630 000 000
15	Алжир	12 200 000 000
16	Ангола	9 523 000 000
17	Эквадор	8 273 000 000
18	Азербайджан	7 000 000 000
19	Мексика	6 630 000 000
20	Норвегия	6 376 000 000

Необходимо заметить, что стоимость добычи нефти на разных месторождениях может существенно отличаться.

Современная добыча и использование нефти

С конца 19 и до начала 21 века роль нефти в экономике практически непрерывно возрастала. Вероятно, такое положение будет сохраняться до появления и внедрения в массовое производство двигателей работающих на других, более дешевых и удобных в использовании энергоносителях.

Использование нефти в современном мире весьма обширно, потому кратко упомянем только основные направления производства в этой области.

Добыча нефти может происходить различными способами. Самый древний – поверхностный метод сбора, т.е. вычерпывание сырой нефти естественным путем выходящей на поверхность, давно ушел в прошлое. То же можно сказать и о добыче близко лежащей нефти через колодцы. В настоящее время добыча производится из скважин, проникающих в землю на несколько километров. Если не следовать строго принятой терминологии, но попытаться классифицировать добычу исходя из технологических приемов, то получится следующая классификация:

Первичный, фонтанный метод – нефтесодержащая жидкость сама выходит из скважины под давлением, существующим в нефтеносном слое;
Компрессорный метод, газлифтный или эрлифтный начинает применяться после того, как давление в нефтеносном слое становится недостаточным для применения предыдущего способа. При таком варианте добычи в скважину под давлением закачивается газ (или воздух) для создания избыточного давления, приводящего к выходу нефтегазовой смеси на поверхность. С той же целью в нефтеносный слой может закачиваться вода;
Насосный метод – нефть выкачивается из пласта мощными скважинными и погружными электронасосами;
Третичные способы добычи представляют собой применение различных приемов повышения давления в нефтесодержащем пласте: закачка нагретой воды; сжигание части нефти под землей и др.

Добыча сланцевой нефти оказывается еще более сложной технологически: приходится применять гидроразрывы и термический или химический разогрев нефтеносного слоя; и потому требует привлечения максимального для отрасли объема финансовых ресурсов.

Среди способов транспортировки нефти наибольшее распространение получили:

Перекачка по трубопроводам – самый дешевый и экологически чистый вариант;
Транспортировка по суше в автомобильных и железнодорожных цистернах;
Перевозка в танкерах по морским путям.

Себестоимость добычи и транспортировки нефти обычно составляют расходы продавца и не влияют на цену продажи, которая является одинаковой для большей части мирового рынка.

Продажная цена нефти в значительной степени унифицирована по сортам принятым за эталонные на рынках. Для Европы и в некоторой степени Азии это Brent. Для Америки – WTI. Страны Персидского залива имеют свой маркерный сорт Dubai Crude.

Список основных нефтедобывающих стран на 2018 год выглядел так:

№	Страна	Добыча (баррелей/день)
1	США	10.961.000
2	Россия	10.527.000
3	Саудовская Аравия	10.317.000
4	Ирак	4.410.000
5	Китай	3.781.000
6	Иран	3.553.000
7	ОАЭ	3.008.000
8	Кувейт	2.736.000
9	Бразилия	2.586.000
10	Канада	1.276.000

Список стран по добыче нефти ОПЕК основан на оценках, опубликованных в ежегодном Статистическом Бюллетене 2019 ОПЕК (Annual Statistical Bulletin 2019).

Большая часть добываемой нефти уходит на изготовления бензина и дизтоплива. Способы ее переработки разнообразны, сложны в деталях но, в общем, сводятся к процессу перегонки, наглядно знакомому большинству наших сограждан на примере самогонного аппарата.

Цена на нефть в 2020

2020 год начался с мирового кризиса в нефтяной отрасли. После небольшого роста цен на нефть в начале января произошел существенный спад.

Из-за вспышки коронавируса снизился спрос на топливо. Как результат, в конце января нефть сорта Brent упала в цене до 56$ за баррель. Для сравнения: в конце 2019 года ее стоимость равнялась 72$. Российский сорт Urals в январе стоил около 58$ за баррель.

В феврале продолжилось снижение стоимости – 50$ за баррель для Brent и 54$ за баррель для Urals.

Масло в кризисный огонь в марте подлили Россия и Саудовская Аравия. 6 марта на встрече ОПЕК+ РФ не захотела снизить уровень добычи нефти, в то время как Саудовская Аравия выступила за значительное снижение объемов. Снижение нефтяной добычи было необходимо, чтобы компенсировать падение спроса.

Из-за отказа России Саудовская Аравия заявила, что увеличит добычу до 12 млн баррелей в день и предоставит покупателям скидки. В итоге произошел рекордный обвал цен в марте 2020:

нефть сорта Brent – до 25$ за баррель;
нефть сорта Urals – до 29$ за баррель.

1 апреля цена российской нефти упала до рекордно низкой отметки с января 1999 года – до 10$ за баррель, а цена европейской нефти Brent сумела подняться на несколько процентов – до 32$ за баррель.

6 апреля закончилось действие сделки стран ОПЕК+. Ценовая яма заставила страны ОПЕК+ все-таки еще раз обсудить разногласия и прийти к соглашению. 12 апреля был достигнут консенсус в отношении лимитов на добычу нефти на ближайший период.

Резкого роста цен после соглашения не случилось, ведь спрос все еще очень низкий из-за мировой пандемии и карантинов. По самым оптимистичным прогнозам аналитиков, цены на нефть к концу года вырастут до 40-45$ за баррель.

Нефть и способы её переработки

Ключевые слова конспекта: Попутный нефтяной газ и его фракции (газовый бензин, пропан-бутановая фракция, сухой газ). Нефть и её фракции (бензин, лигроин, керосин, газойль, мазут). Ректификация (перегонка). Крекинг. Риформинг. Детонационная устойчивость. Октановое число.

Состав нефти и попутного нефтяного газа

Миллионы лет назад в процессе разложения останков животных и растительных организмов в недрах Земли образовалось ещё одно полезное ископаемое — нефть. Полости над её поверхностью занимают попутные нефтяные газы, частично растворённые в нефти вследствие высокого давления.

По сравнению с природным газом в попутном нефтяном газе содержится меньше метана и больше его гомологов: этана, пропана, бутана, пентана и др. Перед использованием попутный нефтяной газ разделяют на составные части, называемые фракциями. Фракция, содержащая пентан, гексан и их изомеры, — это газовый бензин, который используется в качестве низкосортного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Фракцию, содержащую пропан и бутан (её так и называют — пропан-бутановая фракция), используют в качестве топлива для двигателей, работающих на сжиженном газе. Именно такая смесь находится в бытовых газовых баллонах красного цвета, баллонах автомобилей, работающих на газе, а также в газовых зажигалках. Самая низкокипящая фракция — так называемый сухой газ — сходна по составу с природным и может использоваться в качестве топлива или химического сырья.

Нефть — это маслянистая жидкость от светло-коричневого до тёмно-бурого цвета со специфическим запахом, нерастворимая в воде. Именно поэтому разливы нефти в результате аварий танкеров или нефтедобывающих платформ — настоящее экологическое бедствие. Несмотря на ничтожную толщину, нефтяная плёнка препятствует растворению в воде кислорода воздуха, необходимого для дыхания обитателей вод. Гибнут водоплавающие птицы, перья которых покрываются несмываемым маслянистым налётом. Нефтяные разливы загрязняют сотни километров береговой полосы.

По своему составу нефть представляет собой природную смесь углеводородов, главным образом алканов линейного и разветвлённого строения, содержащих от 6 до 50 атомов углерода в молекуле. Нефть может содержать также значительное количество ароматических углеводородов.

Переработка нефти

Газообразные и твёрдые компоненты нефти растворены в её жидкой фазе. Поскольку нефть — сложнейшая смесь многих веществ, она не имеет определённой температуры кипения. При нагревании из нефти постепенно выкипают летучие компоненты в порядке увеличения их плотности и температуры кипения. Такое свойство нефти позволяет разделять её на составляющие — отдельные фракции, представляющие собой смеси веществ с относительно близкими температурами кипения. Этот процесс называют фракционной перегонкой или ректификацией.

Ректификацию осуществляют на специальных установках, называемых ректификационными колоннами. На этих установках нефть разделяют на несколько фракций: бензин, лигроин, керосин, газойль (дизельное топливо) и др. Бензин используют в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, лигроин — как горючее для сельскохозяйственной техники и сырьё для дальнейшей переработки, керосин — как топливо для современных реактивных самолётов, газойль — как топливо для дизельных двигателей.

Остаток после перегонки нефти — мазут. Эту тёмную вязкую жидкость используют в качестве топлива для тепловых электростанций и котельных, а также перерабатывают с получением битума, гудрона и минеральных масел.

В процессе перегонки не происходит химических превращений одних веществ в другие. А вот вторичная переработка нефтепродуктов уже сопровождается протеканием химических реакций. Один из процессов вторичной переработки нефти — крекинг нефтепродуктов.

Впервые промышленный крекинг керосина осуществил на установке собственной конструкции русский инженер и изобретатель Владимир Григорьевич Шухов в 1891 г., нагревая его до температуры 500—600 °С. При этом молекулы алканов разрываются примерно пополам с образованием предельного и этиленового углеводорода с меньшей длиной углеродной цепи:

Смесь предельных углеводородов, выделенных из продуктов крекинга, аналогична бензиновой фракции нефти и используется в качестве автомобильного топлива. Вторичная переработка нефтепродуктов позволяет увеличить выход наиболее ценного нефтепродукта — бензина.

Бензин, получаемый в результате термического крекинга нефтепродуктов, как правило, невысокого качества. Повысить его позволяет ещё один процесс вторичной переработки нефтепродуктов — риформинг (от англ, reform — переделывать).

Основу процесса риформинга составляют два типа реакций — изомеризация предельных углеводородов и их дегидрирование. В результате первой реакции образуются алканы с разветвлённой углеродной цепью, в результате второй — бензол и его гомологи:

Понятие об октановом числе

Один из показателей качества бензина — его детонационная устойчивость, т. е. способность выдерживать в смеси с воздухом сильное сжатие в цилиндре двигателя без самопроизвольного возгорания. Эта способность напрямую зависит от строения углеводорода. Так, углеводороды разветвлённого строения (циклические и ароматические) способны выдерживать более высокую степень сжатия, чем алканы линейного строения.

Детонационная устойчивость бензина характеризуется количественным показателем, который называют октановым числом. За нулевой показатель в октановой шкале принята детонационная стойкость гептана линейного строения C₇H₁₈. Октановое число, равное 100, приписывают углеводороду состава С₈Н₁₈ — 2,2,4-триметилпентану (его условное название — изооктан):

Октановое число бензина указывается в его марке. Например, бензин АИ-95 характеризуется октановым числом 95, т. е. имеет такую же детонационную устойчивость, как смесь 95 % изооктана и 5 % н-гептана.

Нефть в мировой экономике

Проблема рынка углеводородного сырья является одной из основных как для каждой страны в отдельности, так и для всего мира в целом. Для развития отрасли требуется международная кооперация. Одни страны специализируются на геологоразведке и добыче нефти и газа, другие разрабатывают и поставляют эффективное оборудование, через третьи страны проходят транспортные артерии.

В середине прошлого века на геополитической карте мира возникли международные картели нефтегазовой отрасли. В них входят страны, оказавшие огромное влияние на развитие нефтяной промышленности и всего энергетического комплекса мира. Это страны ОПЕК (Organization of Petroleum Exporting Countries, Организация стран — экспортёров нефти), возникшей в 1960 г., в состав которой на второе десятилетие XXI в. входят: Венесуэла, Алжир, Иран, Ирак, ОАЭ, Ливия, Кувейт, Катар, Саудовская Аравия, Нигерия и др.

Помимо взаимовыгодного сотрудничества, международная экономическая конкуренция создаёт очаги напряжённости, связанные с разделом сфер влияния на нефтяном рынке. Вооружённые конфликты, обострившиеся в последнее десятилетие в странах Северной Африки, Ближнего Востока, в конечном счёте связаны с желанием доминировать в международном экономическом пространстве, диктовать свои условия на рынке углеводородов.

Мировые цены на нефть значительно влияют на экономическое состояние нашей страны, потому что за счёт экспорта углеводородов происходит значительная часть валютных поступлений, с которыми связаны колебания курса отечественной валюты — рубля. Важнейшей экономической задачей страны является уменьшение зависимости её бюджета от экспорта нефти и газа, высокотехнологичная переработка углеводородного сырья внутри страны, внедрение в развитие всех отраслей промышленности инновационных процессов, безопасных для окружающей среды и обеспечивающих финансовую и технологическую самодостаточность Российской Федерации.

Нефть — это органический продукт, который образовался в результате распада организмов и растений, существовавших на планете миллионы лет назад. Профессора и ученые утверждают, что животные и растения оставались на дне морей и заливов, покрывались слоями отложений до того, как начинался процесс разложения. Анаэробные бактерии воздействовали на останки, что впоследствии привело к образованию нефти и газа.

Образование топлива

Между распадающимися органическими останками и солями в воде и грязи происходили химические реакции. При этом реакции могли существенно различаться в разных точках земного шара. Это можно объяснить тем, что животные и растения бывают разные, да и реакции тоже.

Останки продолжали распадаться, покрываясь все более толстым слоем различных отложений, которые приносились речным потоком. Все это длилось в течение миллионов лет. Постепенно из остатков формировались углеводороды, образовалось полезное ископаемое. Как только слой нарастал, повышались давление и температура, что приводило к ускорению процесса образования горючего полезного ископаемого.

Иногда нефть и газ выходили наружу благодаря разломам в непроницаемых породах. Далее некоторая часть продукта испарялась в атмосферу, остатки же образовывали смолообразные плотные вещества. Таким образом возникали целые озера битумов, которые затем находили люди. Иногда люди сами рыли котлованы для добычи и использования битумов.

Применение нефти

Несмотря на то что история нефти насчитывает миллионы лет существования, добывать и применять ее в промышленных масштабах человечество научилось относительно недавно.

Некоторые источники говорят, что люди применяли нефтяные продукты на протяжении многих веков. Нефть и битум стали известны еще в древние времена. Некоторые народы использовали их в лечебных целях, другие в религиозных. В трудах Геродота и римского инженера Витрувия упоминается битум. На протяжении тысяч лет его применяли как водонепроницаемый материал при строительстве трубопроводов, судов и другого.

Полноценным источником энергии ресурс стал только в XIX веке. В то время в качестве топлива для освещения использовался китовый жир, которого не хватало. Нужен был новый энергетический источник. В 60-х годах XIX века в Соединенных штатах Эдвин Дрейк вырыл первую нефтяную скважину. Есть информация, что первую скважину все-таки откопали в 1846 году недалеко от Баку. Сделали это по предложению инженера Семенова Ф. А.

Постепенно нефть стала применяться в больших масштабах. Сначала был изобретен двигатель внутреннего сгорания, для которого потребовалась бензиновая фракция вещества. Далее был расцвет авиации, нуждавшейся в особо качественном топливе. В 40-х годах прошлого столетия появилось синтетическое производство. Нейлон и полиэтилен тоже стали производить из нефти.

Составные компоненты

Чтобы узнать формулу в химии, нужно понять, что нефть является сложной смесью углеводородов с малым содержанием следующих веществ:

Внешне она маслянистая, черная, флюоресцирующая на свету. При горении выделяет тепловую энергию.

Углеводороды могут иметь разное число атомов углерода в молекулах и разные виды соединения с водородом. В зависимости от молекулярных структур углеводороды делят на прямые соединения с неразветвленными цепями и циклические. Кроме того, углеводороды относятся к определенным семейств, точнее, их всего два — парафины (в международном сообществе они называются алканы) и олефины (алкены).

Углеводородные молекулы могут расщепляться на мелкие структуры или образовывать более длинные. Молекулярная форма может тоже изменяться или модифицироваться путем присоединения других атомов. Благодаря этому углеводороды считаются очень полезным компонентом при производстве различных материалов.

Как уже говорилось, нефть в разных концах земли, и даже на разной глубине одного и того же месторождения может состоять из различных углеводородов и других веществ. Именно поэтому ее внешний вид и даже характеристики могут заметно различаться — от светлой летучей консистенции до густого черного масла. Причем некоторые типы настолько вязкие, что их с трудом выкачивают.

Химический состав и физические свойства

Химический состав вещества в основном составляют парафины, нафтены, ароматики и непредельные углеводороды вместе с примесями: серы, азота и кислородсодержащих соединений. К физическим свойствам можно отнести:

Фракционный состав.
Температуру.
Относительную плотность.
Температуру вспышки и другие.

Добываемое из скважин вещество называют сырым. Хоть состав вещества и различается в разных местах, пять химических элементов присутствуют во всех видах: углерод, водород, кислород, азот, сера. Больше всего в нефти углерода и водорода — около 90% (84—87% первого и 11−14% второго), остальные три элемента присутствуют в количестве 5−8%.

Зола содержит никель, ванадий, серебро, натрий, медь, алюминий и другие. Однако золы при сжигании образуется совсем немного — сотые доли процента.

Физические свойства залегающей нефти сильно отличаются от дегазированных видов. Это происходит из-за того, что в пластовых условиях высокое давление, немалая температура, а также есть растворенный газ, которого может быть около 400 кубических метров на 1 м³ нефти.

В обычных условиях плотность вещества колеблется от 700 до 1 тыс. кг/ м³. По плотности все ресурсы делятся на три класса:

Легкие (до 860 кг/ м³).
Средние — до 900 кг/ м³.
Тяжелые — все остальные.

При определении плотности обычно пользуются относительным вариантом. Он представляет собой отношение плотности нефти при температуре 20 градусов по Цельсию к плотности воды при 4 градусах. Средние показатели плотности колеблются в промежутке 0,82−0,92.

Есть и исключения: дистилляты фракционирования с плотностью 0,76, тяжелые и густые остатки фракционирования с плотностью выше 1.

Температура застывания и плавления бывает разной. Чаще всего вещества находятся в жидком состоянии, но бывают случаи, когда они застывают при небольшом охлаждении. Если в них находятся много парафинов, то температура застывания повышается. Прямо противоположно на застывание действуют смолистые компоненты.

Немаловажным технологическим свойством нефти является вязкость. Это свойство учитывают при оценке скорости фильтрации, при определении вида вытесняющего агента, при выборе насоса. Кроме того, это свойство определяет масштабы перемещения нефти и газа. Вязкость бывает трех видов: динамическая, кинематическая и относительная.

Оптические свойства вещества тоже неоднозначны. Цвет считается одним из самых надежных способов определения качества. Состав нефти влияет на то, каким цветом будет вещество: черным, красноватым или светло-желтым. Сами углеводороды бесцветны, но смолисто-асфальтеновые соединения — нет. Чем их больше, тем нефть чернее.

Нефтяные месторождения

Самые крупные месторождения находятся в Саудовской Аравии, Казахстане, России, США и Иране. Однако бывает так, что некоторые страны не имеют средств на покупку оборудования и продают месторождения за копейки.

Не все залежи нефти можно считать месторождениями. Например, если ископаемых слишком мало, то бурить скважину попросту невыгодно. Занимаемые топливом площади могут колебаться от десятков до сотен километров. В общем, месторождения делят на следующие группы:

Мелкие — меньше 10 миллионов тонн.
Средние — от 10 до 100 миллионов тонн.
Крупные — 100 млн — 1 млрд тонн.
Крупнейшие — от 1 до 5 млрд.
Супергигантские — больше 5 млрд тонн.

В Российской Федерации имеется больше 20 точек, где добывают нефть. Ежегодно их число увеличивается, однако в последнее время не такими большими темпами, как раньше. Бо́льшая часть скважин находится в арктических морях. Конечно, из-за природных условий добыча затрудняется.

Крупнейшим месторождением в нашей стране является Уренгойское. По размерам оно находится на втором месте в мире. Природного газа здесь около 10 триллионов м³, нефти чуть меньше. Располагается оно в Ямало-Ненецком автономном округе. Назвали его в честь небольшого поселения поблизости. Открыли его в 1966 году.

В Башкирии, у города Туймазы есть одноименное месторождение, открытое еще до войны. Нефть здесь залегает на глубине всего в 1−2 км. Впервые добывать ее начали в 1944 году и до сих пор продолжают это делать. Благодаря передовым методам добычи нефтяникам удалось добыть на 40−50% больше нефти, чем предполагалось.

Немалые запасы полезных ископаемых есть и в Иркутской области, в тайге. Первоначально здесь обнаружили природный газ и жидкий газовый конденсат, но затем нашли нефть. Осуществляется добыча также в Красноярском крае, на Ванкорском месторождении. Его трудно назвать чисто нефтяным, так как здесь преобладают запасы природного газа. Все перечисленные месторождения делают Россию одним из лидеров по запасам и добыче нефти.

Подводя итоги, можно сказать, что нефть является уникальным ресурсом окружающей природы и имеет огромное значение для всего человечества.

Нефть – это полезное ископаемое, представляющее собой маслянистую горючую жидкость, как правило, темного, почти черного цвета (встречаются, однако, и совсем светлые, а также зеленоватые, и красноватые разновидности) со специфическим запахом, и являющуюся сложной смесью углеводородов с некоторым количеством неорганических примесей.

Ценность нефти

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

Нефть – это важнейший энергетический ресурс, на который сегодня приходится около трети мирового энергопотребления.

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

Применение нефти

Но главная ценность нефти заключается в веществах, которые получают из нее путем переработки, - нефтепродуктах.

Впервые внимание на значимость"черного золота", как сырья для переработки, а не только топлива, обратил внимание Д.И. Менделеев. Именно ему принадлежит известное высказывание:

Ученому принадлежит целый ряд научных работ изучению происхождения и переработке нефтяного сырья.

Основными продуктами нефтепереработки являются моторные топлива (бензин, керосин, дизель, флотский или судовой мазут), топлива для газовых турбин (авиационный бензин и керосин), топлива для котельных установок (топочный или котельный мазут). Суммарно топлива составляют около 80% от всего объема производимых нефтепродуктов.

Кроме этого, из нефтяного сырья получают:

смазочные материалы и минеральные масла,
парафин,
битум (дорожный, строительный),
сажу (для резиновой промышленности)
кокс (производство электродов)
растворители и ароматические углеводороды
ряд газов

При этом целый ряд получаемых в результате переработки веществ и фракций являются не конечными продуктами, а ценным сырьем для дальнейшего нефтехимического синтеза.

В частности попутные нефтяные газы, газы нефтепереработки, ароматические углеводороды, жидкие и твёрдые парафины, используются для синтеза полимерных материалов и пластических масс, синтетических волокон, синтетического каучука, синтетических моющих средств, спиртов, альдегидов, кетонов, кормовых белков, лекарств и других ценных веществ.

Запасы нефти

Нефть залегает на глубинах от нескольких метров до 6 км вместе с газообразными углеводородами. Преимущественно залежи располагается на глубине 1 – 3 км. На глубине свыше 4 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным содержанием легких фракций. На малых глубинах нефть обычно наоборот преобразуется в густую мальту, полутвердый асфальт, битумы и битуминозные пески. Иногда встречаются даже ее выходы на поверхность. Самым известным примером является битумное озеро Пич-Лейк на острове Тринидад.

Залежи нефти обнаружены во многих частях света, как на суше, так и на море. Ниже приведены список стан с крупнейшими запасами черного золота по данным BP Statistical Review of World Energy за 2016 год. Кстати, если проанализировать распределение ресурсов по странам, то окажется что около 80% мировых доказанных запасов приходится лишь на 8 стран.

Страна	Запасы нефти, млрд. баррелей	% от мировых запасов
Венесуэла	300,9*	17,7
Саудовская Аравия	266,6	15,7
Канада	172,2*	10,1
Иран	157,8	9,3
Ирак	143,1	8,4
Россия	102,4	6,0
Кувейт	101,5	6,0
ОАЭ	97,8	5,8
США	55,0	3,2
Ливия	48,4	2,8
Нигерия	37,1	2,2
Казахстан	30,0	1,8
Катар	25,7	1,5
Китай	18,5	1,1
Бразилия	13,0	0,8

* в том числе 222,3 млрд баррелей тяжелой нефти пояса реки Ориноко
** в том числе 166,2 млрд баррелей из канадских нефтяных песков

Происхождение нефти

По происхождению и химическому составу нефть близка к горючим природным газам и озокериту, которые относят к классу петролитов. Петролиты в свою очередь входят в более обширную группу каустобиолитов - горючих минералов биогенного происхождения. Кроме нефти каустобиолиты включают также такие ископаемые топлива как торф, каменный и бурый уголь, горючие сланцы и др.

Существует две основные теории нефтеобразования: органическая (биогенная) и неорганическая (абиогенная). Доминирующей и объективно наиболее правдоподобной является биогенная теория. В соответствии с ней ведется современный поиск и добыча нефти, так как большинство научных данных свидетельствуют именно в пользу органического происхождения.

Согласно данной теории, нефть формировалась из остатков древних живых организмов (керогена) на протяжении десятков и сотен миллионов лет. Зоопланктон и водоросли опускались на дно древних, довольно теплых морей, где подвергались термическому и термокаталитическому разложению, в результате которого и образовывались жидкие углеводороды.

Теория же абиогенного происхождения предполагает формирование нефти на сверхбольших глубинах из неорганического углерода и водорода под действием высокого давления и температуры.

Состав и свойства

Нефть встречается во многих местах нашей планеты, и порой существенно различается по своему составу, а следовательно и физическим свойствам. Каждую такую разновидность называют сортом нефти.

В состав "черного золота" входит около 1000 соединений, большинство из которых углеводороды: алканы, циклоалканы и ароматические углеводороды. Кроме этого в ней присутствуют серо-, азот-, и кислородсодержащие соединения, а также незначительное количество металлов.

Состав и свойства определяют стоимость каждого конкретного сорта нефти, которая коррелирует с ресурсозатратами на его переработку. Например, нефтяное сырье с высоким содержанием серы требует тщательной очистки, так как серосодержащие соединения в нефтепродуктах причиняют существенный ущерб оборудованию, а также существенно влияют на токсичность выбросов при использовании нефтепродуктов.

По плотности нефти можно судить о преобладании в ее составе тех или иных фракций. Легкая нефть содержит больше ценных светлых фракций, чем тяжелое высоковязкое сырье. Кроме этого, основное количество нежелательных примесей сосредоточено именно в тяжелых фракциях. Таким образом, легкое нефтяное сырье, чрезвычайно удобное для получения ценных светлых нефтепродуктов, стоит значительно дороже тяжелого.

Этимология названия

Точного происхождения слова "нефть" в русском языке не установлено.

Существует версия, по которой слово пришло из персидского языка. В Древней Персии существовал обряд огнепоклонничества, называемый "nafta". Во время этого обряда жрецы черпали нефть из углублений, выкопанных вблизи ее естественных выходов на поверхность, и поджигали. Впоследствии, через турецкий язык слово "naft" изменилось на "neft".

Во многих языках "нефть" переводится как "горное масло". В России, например, название "горное масло" употреблялся вплоть до середины 19 века.

Читайте также: