Нефть Что такое нефть? Нефть – полезное ископаемое, представляющее из себя маслянистую жидкость. Это горючее вещество, часто черного цвета, хотя цвета нефти в разных районах различаются. Она может быть и коричневой, и вишневой, зеленой, желтой, и даже прозрачной. С химической точки зрения нефть – это сложная смесь углеводородов с примесью различных соединений, например, серы, азота и других. Ее запах также может быть различным, так как зависит от присутствия в ее составе ароматических углеводородов, сернистых соединений. Что такое нефть? Углеводороды, из которых состоит нефть, - это химические соединения состоящие из атомов углерода (C) и водорода (H). В общем виде формула углеводорода - CxHy. Простейший углеводород, метан, имеет один атом углерода и четыре атома водорода, его формула - CH4(схематично он изображен справа). Метан - легкий углеводород, всегда присутствует в нефти. Что такое нефть? В зависимости от количественного соотношения различных углеводородов, составляющих нефть, ее свойства также различаются. Нефть бывает прозрачной и текучей как вода. А бывает черной и настолько вязкой и малоподвижной, что не вытекает из сосуда, даже если его перевернуть. Как выглядит нефть? С химической точки зрения обычная (традиционная) нефть состоит из следующих элементов: Углерод – 84% Водород – 14% Сера – 1-3% (в виде сульфидов, дисульфидов, сероводорода и серы как таковой) Азот – менее 1% Кислород – менее 1% Металлы – менее 1% (железо, никель, ванадий, медь, хром, кобальт, молибден и др.) Соли – менее 1% (хлорид кальция, хлорид магния, хлорид натрия и др.) Нефть (и сопутствующий ей углеводородный газ) залегает на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. При этом на глубинах 6 км и ниже встречается только газ, а на глубинах 1 км и выше - только нефть. Большинство продуктивных пластов находятся на глубине между 1 и 6 км, где нефть и газ встречаются в различных сочетаниях. Залегает нефть в горных породах называемых коллекторами. Пласт-коллектор - это горная порода способная вмещать в себе флюиды, т.е. подвижные вещества (это могут быть нефть, газ, вода). Упрощенно коллектор можно представить как очень твердую и плотную губку, в порах которой и содержится нефть. Происхождение нефти Образование нефти – процесс весьма и весьма длительный. Он проходит в несколько стадий и занимает по некоторым оценкам 50-350 млн. лет. Наиболее доказанной и общепризнанной на сегодняшний день является теория органического происхождения нефти или, как ее еще называют, биогенная теория. Согласно этой теории нефть образовалась из останков микроорганизмов, живших миллионы лет назад в обширных водных бассейнах (преимущественно на мелководье). Происхождение нефти Поскольку плотность нефти, как правило, значительно меньше плотности воды, которая в ней всегда присутствует (свидетельство ее морского происхождения), нефть неизменно перемещается вверх и скапливается выше воды. Если присутствует газ, он будет на самом верху, выше нефти. В некоторых районах нефть и углеводородный газ, не встретив на своем пути ловушку, выходили на поверхность земли. Здесь они подвергались воздействию различных поверхностных факторов, в результате чего рассеивались и разрушались. История нефти Нефть известна человеку с древнейших времен. Люди уже давно обратили внимание на черную жидкость, сочившуюся из-под земли. Есть данные, что уже 6500 лет назад люди, жившие на территории современного Ирака, добавляли нефть в строительный и цементирующий материал при строительстве домов, чтобы защитить свои жилища от проникновения влаги. Древние египтяне собирали нефть с поверхности воды и использовали ее в строительстве и для освещения. Нефть также использовалась для герметизации лодок и как составная часть мумифицирующего вещества. История нефти Первые упоминания о нефти на территории России относятся к XV веку. Нефть собирали с поверхности воды на реке Ухта. Также как и другие народы, здесь ее использовали в качестве лекарственного средства и для хозяйственных нужд. р. Ухта, Республика Коми История нефти Современная история нефти начинается с 1853 года, когда польский химик Игнатий Лукасевич изобрел безопасную и удобную в обращении керосиновую лампу. Он же по данным некоторых источников открыл способ извлекать из нефти керосин в промышленных масштабах и основал в 1856 году нефтеперегонный завод в окрестностях польского города Ulaszowice. История нефти По данным некоторых источников первая в мире нефтяная скважина была пробурена в 1847 году в районе города Баку на берегу Каспийского моря. История нефти Осенью 1864 года в Кубанской области был осуществлен переход от ручного способа бурения нефтяных скважин к механическому ударно-штанговому с использованием паровой машины в качестве привода бурового станка. Переход к этому способу бурения нефтяных скважин подтвердил свою высокую эффективность 3 февраля 1866 года, когда было закончено бурение скважины 1 на Кудакинском промысле и из нее забил фонтан нефти. Это был первый в России и на Кавказе фонтан нефти. История нефти Датой начала промышленной мировой нефтедобычи, по данным большинства источников, принято считать 27 августа 1859 года. Это день, когда из пробуренной «полковником» Эдвином Дрейком первой в США нефтяной скважины был получен приток нефти с зафиксированным дебитом. Эта скважина глубиной 21,2 метра была пробурена Дрейком в городе Тайтусвиль, штат Пенсильвания, где бурение водяных скважин часто сопровождалось проявлениями нефти. Технология добычи Разработка месторождений нефти производится путём строительства нефтяных скважин и шахтным методом. Технология добычи По способам извлечения скважинной жидкости современные методы нефтедобычи делятся на: • фонтан • эрлифт • газлифт • насосно-компрессорная добыча Технология добычи Фонтан – выход флюида происходит за счет разности давления в продуктивном пласте и давления на устье скважины Технология добычи Эрлифт Технология добычи Газлифт — Основное отличие от эрлифтного способа заключается в использовании определенного газа, а не воздуха, для закачки в скважину. Нефть из пласта поднимается на поверхность энергией газа. Конструкции газлифтного типа более надежны чем эрлифт и легче в эксплуатации. Меньшие потери нефти при добыче обеспечивают более высокую экологичность. Технология добычи Насосно-компрессорная добыча Первичные процессы переработки Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой её физическое разделение на фракции. Сначала промышленная нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей — этот процесс называется первичной сепарацией нефти. Первичные процессы переработки Подготовка нефти Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ). Первичные процессы переработки Атмосферная перегонка Нефть поступает в ректификационные колонны на перегонку при атмосферном давлении, где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосин овую фракцию, дизельную фракцию и мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке. Первичные процессы переработки Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины, и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов. Вторичные процессы переработки Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы. По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида: • Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т.д. • Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д. • Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д. Вторичные процессы переработки Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85180°С. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилолы. Вторичные процессы переработки Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит водородсодержащий газ, образующийся при риформинге бензиновых фракций. Основным продуктам гидрокрекинга является дизельное топливо. Нефтепродукты — смеси углеводородов, а также индивидуальные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных газов. К нефтепродуктам относятся различные виды топлива (бензин, дизельное топливо, керосин и др.), смазочные материалы, электроизоляционные среды, растворители, нефтехимическое сырьё. Классификация нефтепродуктов Сжиженные углеводородные газы (СУГ) Лигроин Бензин Солярка Керосин Мазут Остаточные нефтяные топлива Резина Масла Гудрон Прямогон Газоконденсат Битум Ацетон Транспортировка Нефтепродукты транспортируют наливом и затаренные. Наливом транспортируют следующие продукты: Сжиженные углеводородные газы, такие как смеси пропан-бутана в специализированных вагонах-цистернах под давлением. Автомобильный бензин, дизельное топливо и авиационный керосин перевозят железнодорожным, трубопроводным, автомобильным и водным транспортом, а также смешанными видами транспорта. Трубопроводы, осуществляющие транспортировку нефтепродуктов, называют также продуктопроводами. В РФ оператором основных продуктопроводов является ОАО АК Транснефтепродукт. Лигроин и остаточные нефтяные топлива в основном транспортируют железнодорожным и водным транспортом. В таре транспортируют, например Смазочные масла. Нефть в России Нефтяная промышленность России — ведущая отрасль российской промышленности, включающая в себя добычу, переработку, транспортировку и сбыт нефти, а также производство, транспортировку и сбыт нефтепродуктов. Нефть является главной статьёй российского экспорта, составляя, по данным за 2009 год, 33 % экспорта в денежном выражении (вместе с нефтепродуктами — 49 %). В 2016 году в России было добыто 547,497 млн тонн нефти с газовым конденсатом (+2,5% к 2015 г.). По итогам 2016 г. Россия заняла первое место в мире по объему добычи нефти, опередив Саудовскую Аравию и США. Крупнейшие нефтяные месторождения — Самотлорское, Приобское, Русское, Ромашкинское. Влияние на окружающую среду Связанные с нефтью экологические проблемы следует рассматривать комплексно. Они состоят из проблем, вызванных нефтью и производственными процессами, в которых она участвует. Воздействие на природу происходит при непосредственном соприкосновении экосистемы с сырой нефтью, во время работ по разведке, добыче, хранению, транспортировке и ее переработке, а также перевозке нефтепродуктов и их использовании. Спасибо за внимание!
