НЕФТЬ
Что такое нефть. l Нефть – это важнейшее полезное ископаемое, состоящее из различных видов углеводородов. Надо сказать, очень дорогое полезное ископаемое, которое при этом еще и постоянно дорожает. Нефть широко применяется в промышленности, из нее, в частности, производится бензин.
Нефть представляет собой черную маслянистую горючую жидкость. Нефтяной бизнес является одним из наиболее прибыльных, настолько, что цены на нефть часто обусловлены внешнеполитической обстановкой.
Мировые запасы нефти l l l Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти составляют (на 2004) 210 млрд т (1200 млрд баррелей), неразведанные — оцениваются в 52— 260 млрд т (300— 1500 млрд баррелей). Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 100 млрд т (570 млрд баррелей) (данные по запасам нефти, публикуемые за рубежом, возможно занижены). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли. В настоящее время, однако, они сокращаются. До середины 1970 -х мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы её роста замедлились. В 1938 она составляла около 280 млн т, в 1950 около 550 млн т, в 1960 свыше 1 млрд т, а в 1970 свыше 2 млрд т. В 1973 году мировая добыча нефти превысила 2, 8 млрд т. Мировая добыча нефти в 2005 году составила около 3, 6 млрд т. Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850 -х гг. ) до конца 1973 года в мире было извлечено из недр 41 млрд т, из которых половина приходится на 1965— 1973 год.
l l l Нефть занимает ведущее место в мировом топливноэнергетическом хозяйстве. Её доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растёт: 3 % в 1900, 5 % перед 1 -й мировой войной 1914— 1918, 17, 5 % накануне 2 -й мировой войны 1939— 45, 24 % в 1950, 41, 5 % в 1972, 48 % в 2004. Мировая добыча нефти в настоящее время (2006) составляет около 3, 8 млрд т в год, или 30 млрд баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной — ещё на 10 — 50 лет. Также растёт и потребление нефти — за последние 35 лет оно выросло с 20 до 30 млрд баррелей в год. Имеются также большие запасы нефти (3400 млрд баррелей) в нефтяных песках Канады и Венесуэлы. Этой нефти при нынешних темпах потребления хватит на 110 лет. В настоящее время компании ещё не могут производить много нефти из нефтяных песков, но ими ведутся разработки в этом направлении.
Страны мирового сообщества l l l Самые большие запасы нефти – около 25% всех мировых запасов – находятся на территории Саудовской Аравии. Доказанные запасы нефти в данной стране составляют более 35 млрд. тонн. Ирак является второй по величине нефтяных запасов страной в мире. Объем его доказанных запасов составляет около 16 млрд. т нефти (11% общемировых), прогнозных - по разным оценкам, от 30 до 40 млрд. т. Основными месторождениями страны являются Меджнун с доказанными запасами около 3 млрд. т нефти, Западная Курна (2, 4 млрд. т), Восточный Багдад (1, 5 млрд. т) и Киркук (1, 4 млрд. т). Доказанные запасы нефти в России составляют примерно 5, 5% мирового – около 8 млрд. тонн, в США – около 4 млрд. тонн (2, 2% общемировых). Мировым лидером по добыче нефти является Саудовская Аравия – более 1, 2 млн. тонн/день. Мировым лидером по потреблению нефти являются США – более 2, 6 млн. тонн/день. Чуть меньше потребляют страны Европейского союза – примерно 1, 9 млн. тонн/день. Лидерами импорта нефти в настоящее время являются США – примерно 1, 5 млн. тонн/день и страны Европейского союза – также около 1, 5 млн. тонн/день. Лидерами экспорта являются Саудовская Аравия – 1, 2 млн. тонн/день и Россия 0, 7 млн. тонн/день. Проанализировав данные о мировых запасах нефти, производстве и потреблении, можно говорить о том, что доказанных мировых запасов нефти хватит еще примерно на 10000 дней или 27 лет. При этом делается предположение, что потребление нефти в мире не возрастет за эти годы. С учетом роста потребления нефти в мире, скажем, на 5% ежегодно, имеющихся на сегодня запасов нефти хватит только на 15 лет. Однако, остается не известной величина общих мировых запасов нефти, в том числе и не разведанных. С другой стороны, быстрота истощения запасов нефти будет зависеть еще и от объема потребления данного топлива.
Запасы нефти в России. По данным газеты «Финансовые известия» от 16 декабря 2010 г. , Россия занимает седьмое место в мире по доказанным запасам нефти, которые оцениваются более чем в 74 миллиарда баррелей (примерно 10 млрд тонн). Согласно документам, подготовленным к заседанию Совета безопасности РФ, запасы российской нефти выработаны более чем на 50 %, а текущий уровень добычи (около 500 млн т нефти в год) может продержаться в течение 20 -30 лет, периодически увеличиваясь за счет ввода новых проектов и снижаясь из-за истощения старых месторождений. По данным Росстата, добыча нефти и газового конденсата в России в 2007 году по сравнению с. 2006 годом увеличилась на 2, 1 % и составила 491 миллион тонн.
В 2009 году добыча нефти в России увеличилась на 1, 25 процента и достигла 494, 228 миллиона тонн. Об этом сообщает Reuters со ссылкой на данные Министерства энергетики. В 2008 году добыча нефти в стране составила 488, 105 миллиона тонн. Минэнерго прогнозирует рост добычи нефти в 2010 году по сравнению с прошлым годом на 0, 156 % или 495 млн т. Таблица добычи нефти в России/РСФСР по годам по официальным данным (сборники Госкомстата/Росстата — по 2006 г. ) может быть представлена в следующем виде:
Запасы нефти в Удмуртии l l Основным ресурсом недр республики является нефть. Разведанные промышленные запасы нефти составляют приблизительно 300 млн тонн, при ежегодной добыче в 10 млн тонн. Всего государственным балансом учтены 114 месторождений нефти, 72 из которых находятся в разработке, а 32 подготовлены для промышленного освоения[13]. Крупнейшие месторождения — Чутырско. Киенгопское, Мишкинское, Гремихинское, Ельниковское, Вятское, Карсовайское. Удмуртская Республика относится к Волго. Уральской нефтегазоносной провинции. Нефтепоисковые работы на её территории были начаты в 1945 году, а первые нефтепромыслы появились в 1969 году. В настоящее время все крупные месторождения разрабатываются уже десятки лет и находятся в стадии падающей добычи.
Экологические проблемы добычи и транспортировки нефти l Основным источником углеводородного сырья и основным энергоносителем в России является нефть. Экологические проблемы начинаются уже на стадии добычи нефтяного сырья и его транспортировки к потребителю. Ежегодно происходит более 60 крупных аварий и около 20 тыс. случаев, сопровождающихся значительными разливами нефти, попаданием ее в водоемы, гибелью людей, большими материальными потерями. l Наиболее эффективна и экономична транспортировка нефти и газа с места их добычи по трубопроводам. Трубопроводный транспорт включает в себя комплекс различных сооружений: трубопроводы, компрессорные, насосные станции и т. д.
l l l По технике оснащения и обновлению устаревшего низкоэффективного оборудования нефтяное машиностроение в настоящее время является наиболее отсталой отраслью. Нефтепромысловое и буровое оборудование работает в чрезвычайно тяжелых условиях, осложняемых действием на исполнительные механизмы высоких статических, динамических, знакопеременных нагрузок, присутствием абразива и агрессивной жидкости под высоким давлением. Для работы в таких условиях необходимо создавать или выбирать из числа имеющихся стали и конструкционные материалы с учетом всего перечня факторов, негативно влияющих на статическую, длительную прочность, износостойкость и коррозионную стойкость рабочих поверхностей машин и инструмента. Особо следует обратить внимание на проблему обновления нефтепромыслового оборудования, устаревших станков-качалок. Низкий коэффициент нефтеотдачи пласта в значительной мере определяется явно недостаточной эффективностью работы станковкачалок. Помимо сугубо теоретических аспектов в проблеме повышения нефтеотдачи большое значение имеет техническое обеспечение технологии этого процесса. При современном уровне развития насосостроения и иных перекачивающих средств могут быть найдены принципиально новые решения задачи отбора нефти из пласта с более высокой результативностью. Проблема перекачивания многофазных сред всегда была в поле зрения насосостроителей, но и по сей день она остается сложной в теоретическом и практическом плане. Потребность в надежном насосном оборудовании для перемещения пенообразующих, парогазонасыщенных жидкостей имеется в целом ряде отраслей нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности. Особенно актуален этот вопрос для подъема и транспортирования сырой нефти, которая является технической газожидкостной смесью.
Технология переработки нефти Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего, различных топлив (автомобильных, авиационных, котельных и т. д. ) и сырья для последующей химической переработки Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции. l Подготовка нефти Нефть поступает на НПЗ в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С 1 -С 4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ). l Атмосферная перегонка Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. l 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. l
Вторичные процессы 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. Риформинг Каталитический риформинг - каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Гидроочистка Каталитический крекинг - процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит газ риформинга. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина). l Коксование Процесс получения нефтяного кокса из тяжелых фракций и остатков вторичных процессов. l Изомеризация Процесс получения изоуглевородов (изопентан, изогексан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопрен из изопентана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов. Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы. Экстракция ароматики l
Очистка нефти и разделение фракций
Применение нефти. l Сырая нефть непосредственно почти не применяется. Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля её в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости и уменьшения добычи.
В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8 % от объёма мировой добычи). Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10— 20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые; ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Нефть уникальна именно комбинацией качеств: высокая плотность энергии (на тридцать процентов выше, чем у самых качественных углей), нефть легко транспортировать (по сравнению с газом или углём, например), наконец, из нефти легко получить массу вышеупомянутых продуктов. Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и др. причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив
Баррель l l Что же такое, собственно, этот загадочный баррель и почему нефть измеряется именно в нём, а не в “нормальных” тоннах, например? Как пишут в англоязычных словарях, баррель - это “цилиндрическая ёмкость, обычно из деревянных досок, скрепленная металлическими обручами, часто выпуклая посередине”. В этом описании сложно не узнать банальную бочку. Промышленная добыча нефти началась в XIX веке. Нефть, которую добывали на полях в Пенсильвании (США) заливалась в бочки из-под виски и в таком виде поставлялась потребителям (нефтепроводы и танкеры появились позже). Цены, соответственно, назначались “за бочку”. Объём такой нефтяной бочки составлял 160 литров.
Со временем бочки стали условной величиной, которую привели к стандартному виду: в одном нефтяном барреле (а есть ещё алкогольные, кукурузные и прочие) ровно 42 американских галлона или примерно 158, 987 литра. Стоит заметить, что галлон, как и баррель (и литр) - не мера веса, а мера объёма. Это вызывает трудности при пересчете из баррелей в тонны: нефть бывает разной плотности, поэтому в одном барреле может оказаться разное количество килограммов нефти. Для нефти, производящейся в разных регионах, приняты свои коэффициенты пересчета в зависимости от плотности. 00: 16: 02 1 баррель сырой нефти равен 42 галлонам или примерно 159 литрам.
Спасибо за внимание!
Презентацию выполнили : l l l l l Щенина Ксюша Голубев Влад Яковлев Андрей Пушин Артём Иванов Иван Сабурова Аня Харитонов Егор Овечкин Максим Девятых Никита