Походження та класифікація нафти. Її видобування, переробка та застосування

ВИКЛАД ОСНОВНОГО МАТЕРІАЛУ

Нафта – горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних кисневих, сірчистих і азотних сполук, що являє собою густу маслянисту рідину, від темно-бурого до чорного кольору. Нафта має характерний запах, легша за воду, у воді нерозчинна.

Елементарний склад, у відсотках: вуглець 80-88, водень 11-14,5, сірка 0,01-5, кисень 0,05-0,7, азот 0,01-0,6. Густина – 760–990 кг/м³. Теплота згоряння – 43,7-46,2 МДж/кг.

Нафту почали добувати на березі Євфрату за 6-4 тис. років до нашої ери. Застосовувалася вона і як ліки. Древні єгиптяни використовували асфальт (окиснену нафту) для бальзамування. Нафтові бітуми використовувалися для приготування будівельних розчинів.

Походження нафти і газу – одне з найскладніших і дискусійних питань в геології. Ця проблема виникла ще у XVI ст. і продовжує залишаться дискусійною дотепер. Переважна більшість геологів підтримують думку про утворення нафти з залишків живої матерії, але є досить багато прихильників концепції неорганічного походження нафти, які наводять вагомі міркування як геологічного, так і хімічного порядку.

Класифікація нафт – розподіл нафт на класи, типи, групи і види.

За складом дистилятної частини нафти ділять на 10 класів:

За переважанням (більше 75 % по масі) якого-небудь одного з класів вуглеводнів розрізняють, по-перше, 3 основні класи нафт, а саме:

- метанові (М);

- нафтенові (Н);

- ароматичні (А).

Розрізняють також 6 змішаних класів нафт, в яких при 50 % по масі якого-небудь одного класу вуглеводнів міститься додатково не менше 25 % іншого класу вуглеводнів, тобто класи:

- метаново-нафтенові (М-Н);

- нафтеново-метановий (Н-М);

- ароматично-нафтенові (А-Н);

- нафтеново-ароматичний (Н-А);

- ароматично-метанові (А-М);

- метаново-ароматичний (М-А).

У змішаному типі нафти (М-Н-А) всі класи вуглеводнів містяться приблизно порівну.

За вмістом сірки нафту ділять на малосірчисту (до 0,5 %), сірчисту (0,5-2 %) і високосірчисту (понад 2 %).

За вмістом фракцій, що википають при перегонці до температури 350°С, її ділять на типи: Т1 (понад 45 %), Т2 (30-45 %), Т3 (менше 30 %).

За вмістом базових мастил нафти ділять на чотири групи: М1 (понад 25 %), М2 (20-25 %), М3 (15-20 %) і М4 (менше 15 %).

За вмістом твердих парафінів її ділять на три види: П1 (менше 1,5 %), П2 (1,5-6 %), П3 (понад 6 %).

За вмістом смол і асфальтенів нафту ділять на малосмолисту (до 10 %), смолисту (10-20 %) і високосмолисту (понад 20 %).

У практиці використовується умовний поділ нафти на легку, середню і важку відповідно з густиною до 850, 850 – 950 і понад 950 кг/м³.

У нафтовій промисловості, найчастіше вживається класифікація нафти за місцем видобування, густиною та вмістом сірки. Нафти із певних джерел та із встановленим хімічним складом поділяються на марки або сорти, найвідомішими серед яких є три елітні сорти (також маркерні):

- West Texas Intermediate (WTI);

- Brent Crude;

- Dubai Crude.

У той час як загалом виділяється близько 160 марок нафти, що підлягають міжнародній торгівлі, три вказані вище сорти використовуються як головні покажчики світових цін на нафту.

Нафта і газ є єдиними корисними копалинами, що мають здатність переміщатися. Через свою рухомість вони можуть завдавати шкоди довкіллю, але і накопичуються в надрах та утворюють поклади.

Здатність нафти до розділення на більш прості складові частини (фракції, дистиляти) за температурою кипіння (фракційна перегонка або фракціонування), відіграє значну роль у сучасній нафтопереробці й у дослідженнях фракційного, групового й індивідуального вуглеводневого складу нафт і нафтопродуктів. Фракційний склад показує вміст фракцій, що википають у певних температурних межах. Для визначення фракційного складу нафт у лабораторній практиці поширення одержали наступні методи перегонки:

- низькотемпературна ректифікація – для зріджених газів і фракцій вуглеводнів, що киплять за температури менше 20 ºС;

- середньотемпературна перегонка – для нафтопродуктів, що википають до 350 ºС;

- вакуумна перегонка – для рідин, що википають при температурі вище 350 ºС;

- молекулярна дистиляція – для високомолекулярних речовин;

- перегонка методом одноразового випарювання.

Звичайно нафти густиною менше 0,9 г/см³ починають кипіти при температурі нижче 100 ºС. Температура початку кипіння нафти залежить від її хімічного складу, причому при одній і тій же густині нафтенові й ароматичні вуглеводні киплять при більш низькій температурі, ніж метанові. При переробці нафти в лабораторних умовах відбирають наступні фракції:

- від 40 до 180-200 ºС – бензинові фракції, у яких можуть виділяти вузькі відгони (від 40 до 70-90 ºС – петролейний ефір і від 160 до 205 ºС – лігроїн);

- від 200 до 300 ºС – гасові фракції;

- 270-350 ºС – газойлева фракція;

- 300-370 ºС – солярова фракція;

- залишок після відгону усіх фракцій називається мазутом.

У промислових умовах перегонка нафти здійснюється одноразовим випарюванням з подальшою ректифікацією, при якій відбирають наступні світлі фракції: бензинову (до 180 ºС), гасову (120-315 ºС), дизельну чи гасогазойлеву (180-350 ºС) і різні проміжні відгони. Світлі фракції за допомогою наступного очищення, змішування, а іноді і після вторинного перегону перетворюються в продукти прямого гону нафти.

До світлих товарних нафтопродуктів прямого перегону відносять бензин (автомобільний і авіаційний), розчинник у лакофарбовому виробництві, що заміняє скипидар (уайт-спірит), розчинник для гумової промисловості, екстракційний, петролейний ефір, лігроїн (приладовий), гас (освітлювальний, для технічних цілей). Мазут переробляється перегоном під вакуумом для одержання масляних фракцій.

Дистиляційні олії (авіаційні, автомобільні, дизельні, індустріальні і білі), що утворюються після перегону мазуту, відбираються за в'язкістю, а не за температурою кипіння і густиною.

Залишок після перегону мазуту (вище 500 ^оС) називається гудроном, чи напівгудроном у залежності від в'язкості. Використовуються вони для приготування високов'язких мастил, будівельних і дорожніх нафтових бітумів. "Залишковими оліями" називають продукти, що одержують з гудронів екстракцією органічними розчинниками.

Значна частина мазуту використовується як паливо на електростанціях і в суднових двигунах. Деяка кількість мазуту є сировиною для одержання легких моторних палив методами крекінгу. Перегону на олії піддають тільки мазути так званих "масляних нафт", мазути яких у деяких випадках використовуються як мастила без перегонки.

Нафта завжди в тій або іншій кількості містить розчинені попутні гази. Верхньою межею газонасиченості є тиск насичення, величина якого залежить від складу нафти і газу та умов знаходження покладу. Не зважаючи на те, що в нафтогазоносних басейнах газонасиченість нафт коливається в широкому інтервалі, середні її значення залишаються досить близькими. Так, середній газовий чинник для нафт країн СНД в цілому може бути прийнятий рівним 48 м³/т при коливаннях фонових значень в межах 20 – 110 м³/т. Для стародавніх платформ середня газонасиченість (47 м³/т) дещо нижче, ніж для молодих платформ (55 м³/т).

У межах окремих нафтогазоносних басейнів також спостерігаються закономірності в поведінці газонасиченості нафт. Так, для більшості з них спостерігається зростання газового чинника при збільшенні глибини залягання вміщаючих відкладів з наближенням до зон глибокого занурення фундаменту, а також в районах газонакопичення. Таким чином, величина газового чинника нафт суттєво залежить від місцевих, локальних причин, що викликає істотний діапазон її коливань в окремих районах і продуктивних горизонтах. Проте середнє значення газонасиченості, що відображає більш загальні умови взаємовідношення нафти і газу, зберігається досить постійним.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
	\|	Природний газ, його властивості. Видобування, транспортування та переробка природного газу

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.