НЕФТЬ Экологические вопросы Переработка Добыча Экономическое значение

НЕФТЬ

Экологические вопросы Переработка Добыча Экономическое значение нефти

Что такое нефть? НЕФТЬ (тур. neft, от перс. нефт), горючая маслянистая жидкость, распространенная в осадочной оболочке Земли; важнейшее полезное ископаемое. Сложная смесь алканов, некоторых цикланов и аренов, а также кислородных, сернистых и азотистых соединений. Различают легкую (0, 65 -0, 87 г/см 3), среднюю (0, 871 -0, 910 г/см 3) и тяжелую (0, 910 -1, 05 г/см 3) нефть. Теплота сгорания 43, 7 -46, 2 МДж/кг (10 400 -11 000 ккал/кг). Нефть классифицируют по содержанию S на малосернистые (до 0, 5% S), сернистые (0, 5 -2% S) и высокосернистые (св. 2% S). Используют издавна (с 6 -го тыс. до н. э. ). Путем перегонки из нефти получают бензин, реактивное топливо, осветительный керосин, дизельное топливо, мазут. Мировые запасы нефти св. 130 млрд. т. Наибольшие запасы нефти в Саудовской Аравии, Кувейте, Иране, Ираке.

Добыча нефти В настоящее время из нефти и природных газов получают тысячи различных продуктов, используемых во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства, на транспорте и т. д. К основным группам этих продуктов относятся: жидкое топливо; газообразное топливо; твердое топливо (нефтяной кокс); смазочные и специальные масла; парафины и церезины; битумы; ароматические углеводороды; сажа; ацетилен; этилен; нефтяные кислоты и их соли; высшие спирты и т. д.

@ В 70 -х годах Х 1 Х в. были сделаны попытки сжигать мазут в топках паровых котлов. @ В 1866 г. А. И. Шпаковский изобрел форсунку с паровым распылением для сжигания мазута. @ Ее существенно усовершенствовал в 1880 г. В. Г. Шухов @ В 1887 г. на Черном море были проведены испытания на миноносцах.

Использование мазута вместо угля имело много важных преимуществ. n Во-первых, мазут обладает почти в полтора раза более высокой теплотой сгорания по сравнению с лучшими углями. n Во-вторых, он занимает мало места при хранении и при сгорании не дает никаких твердых остатков.

Изобретения, связанные с бензином. n Первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, был изобретен в 1879 г. русским изобретателем Огнеславом (Игнатием) Костовичем. n Первые автомобили с карбюраторным двигателем построены Г. Фордом в 90 -х годах прошлого столетия.

Бензол употребляется для производства моторного топлива, а также в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности, используется как исходное сырье для получения красителей, лекарств (аспирин, пирамидон и др. ), душистых веществ, ядохимикатов (ДДТ и др. ) и пр. Фенол (карболовая кислота) используется для дезинфекции, производства красителей, лекарств, пластмасс, синтетического волокна (капрон) и многих других видов продукции. В химической промышленности применяются формальдегид, пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, красители, лаки, этиловый спирт, аммиак, растворители, пластификаторы и мягчители, поверхностно активные вещества, сажа и др. Продукты переработки нефти и газа нашли широкое применение в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т. д.

Виды нефти По преобладающему содержанию углеводородов 1. 2. 3. 4. По плотности 1. 2. Метановая (алканы) Нефтеновая (циклоалканы) Ароматическая (бензол и его гомологи) Смешанная (смесь алканов, циклоалканов и аренов) Лёгкая(p < 0, 9 г/см 3) Тяжёлая

Переработка нефти Первичная переработка (физические процессы) Очистка Обезвожживание, обессоливание, отгонка летучих углеводородов (приемущественно метана) Перегонка Термическое разделение нефти на фракции, основанное на разности tкип углеводородов, имеющих разную молекулярную массу

Переработка нефти Вторичная переработка (химические процессы) Крекинг Расщепление углеводородов с длинной цепью и образование углеводородов с меньшим числом атомов углерода в молекулах Риформинг Изменение структуры молекул углеводородов путём: изомеризации, алкилирования, циклизации (ароматизации)

Фракция tкип Co Число атомов углерода в молекуле Применение Бензин 40 -200 5 -11 Горючее для автомобилей Лигорин (тяжёлый бензин) 150 -200 8 -14 Горючее для тракторов Керосин 180 -300 12 -18 Горючее для реакционных двигателей Газойль 270 -350 14 -25 Дизельное горючее Смазочные масла труднолету чие вещества 20 -34 Смазка Парафин то же 25 -40 Изоляционный материал, используется в медецине и в пищевой промышленности Гудрон (асфальт) Остаток >30 Покрытие дорог, кровли зданий

Крекинг Термический Каталитический

Термический n To = 470 500 o. C n Процесс протекает медленно n Образуется много непредельных углеводородов n Полученный бензин: n 1) устойчив к детонации; n 2) неустойчив при хранении (непредельные углеводороды легко окисляются)

Каталитический n n n To = 450 – 500 o. C, катализатор (алюмосиликаты) Процесс протекает быстро Образуется значительно меньше непредельных углеводородов Полученный бензин: Устойчив к детонации; 2) более устойчив при хранении (т. к. мало непредельных углеводородов)

Детонационная устойчивость – способность горючего выдерживать сильное сжатие в двигателе без преждевременного сгорания). n Неустойчивы к детонации алканы нормального строения. n Устойчивы – разветвлённые алканы, непредельные и ароматический углеводороды.

Получение жидкого топлива t C 16 H 34 C 8 H 18 + C 8 H 16 октан гексадекан октен t C 8 H 18 C 4 H 10 + C 4 H 8 бутан октан бутен t C 4 H 10 C 2 H 6 + C 2 H 4 бутан этен

Риформинг Путём риформинга получают: n Ароматические углеводороды n Углеводороды разветвлённого строения Например: 1. Циклизация и ароматизация 2. Изомеризация 3. Алкилирование

Циклизация и ароматизация CH 3 CH 2 CH 3 Kat. , t , P + H 2 гексан циклогексан Kat. , t циклогексан + 3 H 2 бензол

Изомеризация СН 3 Kat. , t СН 3 СН 2 бутан СН 2 СН 3 СН СН 3 2 - метилпропан

Алкилирование СН 3 СН СН 3 2 - метилпропан + СН 3 СН СН 3 2 - метилпропен СН 3 СН 2 СН СН 3 2, 2, 4 - триметилпентан Kat. , t

Экономические аспекты К настоящему времени в разработку вовлечено более 60% текущих запасов нефти. В разработке находится 840 месторождений, распо ложенных во многих регионах страны: от Калининградской области на западе до о ва Сахалин на востоке, от о ва Колгуев в Баренце вом море на севере до предгорий Кавказа на юге. Основным нефтяным регионом является Тюменская область, где сосредоточено более 70% текущих запасов и добывается 66% российской нефти. @ Вторым по значению районом является Урало Поволжье, где добывается 27%, далее следует @ Тимано Печерская нефтегазоносная провинция 3, 2%, @ Северный Кавказ 1, 6%, @ Сахалин 0, 5%. @

Нефтеперерабатывающие заводы разместились на трассах нефтепроводов n (Нижний Новгород, Рязань, Москва, Кириши, Полоцк, Орск, Омск, Ангарск), n на водных путях (Волгоград, Саратов, Сызрань, Самара, Ярославль, Хабаровск) и в n морских портах (Туапсе), куда сейчас проложены трубопроводы. Поэтому удельных вес районов добычи нефти в ее переработке резко сокращается. В них сосредоточена еще значительная часть нефтеперерабатывающих заводов n (Уфа, Салават, Ишимбай, Грозный), идет интенсивная их реконструкция и зачастую расширение. Новых заводов в районах добычи нефти уже не строят. Они сооружаются на трассах нефтепроводов идущих на восток n (Ачинск).

Экология „Прежде природа угрожала человеку, пишет Ж. И. Кусто, а сейчас человек угрожает природе"

n n n "Экологические катастрофы"; "Нефтяное загрязнение"; "Самое большое нефтяное пятно"; "Иксток-1"; "3 июня 1979 г. после выброса из-под буровой установки "Иксток-1" в заливе Кампече (Мексиканский залив) на поверхности воды образовалось нефтяное пятно. Пленка нефти распространилась на 640 км. К 24 марта 1980 г. , когда скважина была перекрыта, потери нефти составили 500 000 т. " "Экологические катастрофы"; "Нефтяное загрязнение"; "Наибольший ущерб побережью"; "Экссон"; "25 марта 1989 г. нефтяной танкер Вальдес компании "Экссон" сел на мель в заливе Принс-Уильям у побережья Аляски, в результате чего в воду вылилось свыше 30 000 т нефти. От загрязнения пострадало более 2400 км побережья. " "Экологические катастрофы"; "Нефтяное загрязнение"; "Самые крупные аварии нефтяных танкеров"; "о. Тобаго"; "19 июля 1979 г. в Карибском море недалеко от о. Тобаго Повелительница Атлантики столкнулась с Эгейским капитаном. В результате в воду вылилось 280 000 т нефти. " "Экологические катастрофы"; "Нефтяное загрязнение"; "Самые крупные аварии нефтяных танкеров"; "Амоко"; "В марте 1978 г. в 96, 6 км от побережья полуострова Бретань, Франция, разбился принадлежавший компании " Амоко" танкер Кадис, и в воду вылилось 220 000 т нефти. " "Экологические катастрофы"; "Нефтяное загрязнение"; "Сильнейшая катастрофа в прибрежных водах"; "Пайпер-Альфа"; "Самое большое бедствие, связанное с добычей нефти на шельфе, произошло 6 июля 1988 г. при пожаре на эксплуатационной нефтяной платформе "Пайпер-Альфа" в Северном море, когда погибли 167 человек. " "Экологические катастрофы"; "Нефтяное загрязнение"; "Сильнейшее загрязнение суши"; "Республика Коми"; "С февраля по октябрь 1994 г. вследствие разрыва трубопровода тысячи тонн сырой нефти вылились на нетронутые пространства арктической тундры в Республике Коми (Россия). По оценкам, количество вылившейся нефти колеблется между 60 000 и 280 000 т. В результате катастрофы нефтяная пленка покрыла участок длиной 18 км. "

"Экологические катастрофы» n Сильнейшее воздействие на экосистему; "Саддам Хусейн"; "19 января 1991 г. при проведении военных действий в Персидском заливе президент Ирака Саддам Хусейн отдал приказ откачать сырую нефть, добываемую в Персидском заливе, из терминала " Си. Айленд" в Кувейте и 7 крупных нефтяных танкеров. По предварительным оценкам, в море было вылито 816 000 т нефти. "Экологические катастрофы» n Сильнейшее воздействие на экосистему; "Ирак"; "В ходе той же кампании вооруженными силами Ирака было подожжено 600 нефтяных скважин. Пожар на последней из скважин был ликвидирован 6 ноября 1991 г. "