Какие свойства имеет нефть

Нефть является основой мирового рынка, и от ее стоимости зависят многие экономические процессы как внутри страны, так и на международном уровне.

Ее роль и значение для каждого человека не до конца понятна.

Сейчас мы рассмотрим, что такое нефть простыми словами, из чего она состоит, как появилась и где добывается, все направления её использования, которые были неизвестны до сих пор и множество других интересных нюансов (всё о нефти).

Что такое нефть

Нефть — это полезное ископаемое в виде маслянистой жидкости, включающей в себя смесь углеводородных компонентов. Само наименование на большинстве языков обозначает «горное» или «каменное масло».

В зависимости от месторождения, состава и свойств, выделяют разные сорта нефти. Эталонными считаются Brent, WTI (West Texas Intermediate), Dubai Crude, Urals, Siberian Light и другие.

В Википедии нефть – это природная маслянистая жидкость, со специфическим запахом состоящая из сложной смеси углеводородов с различной молекулярной массой и другими химическими соединениями. В переводе с турецкого и персидского от слова neft. Запах зависит от количества серных соединений и ароматических углеводородов.

Как появилась нефть достоверно неизвестно, но история ее образования насчитывает более 50-350 млн. лет. Самой достоверной является теория органического происхождения, которая объясняет появление нефти образованием из останков микроорганизмов. Врезультате биохимических процессов отмирающие организмы образовали слои, которые под воздействием времени погружались вглубь. Давление сверху и повышение температуры без кислорода привели к преобразованию их в углеводороды.

Нефть используется людьми уже очень давно. Упоминания о нефтяном промысле найдены в раскопках, датированных более 6000 лет до н.э. Предполагается, что нефть использовали при строительстве стен Вавилона, в Древнем Египте, Индии, Греции и не только. Тем не менее, применение нефти ограничивалось лишь строительством (как вяжущий материал, асфальт) и в качестве зажигательной смеси. Так в истории несколько веков нефть считалась самым страшным оружием, сильнее пороха. Уже в XX и XXI веке нефтяные продукты приобрели особое значение, когда стали использоваться как топливо.

Из чего состоит нефть

Прежде чем, рассматривать химию и состав нефти, стоит упомянуть о её происхождении. Всего существует две теории, как появилась нефть:

1. Органическая (биогенная) — нефть образовалась из остатков древних живых организмов (планктон, водоросли) за десятки или сотни миллионов лет под действием давления и температуры. Эта теория считается доминирующей и позволяет более точно прогнозировать появление месторождений.
2. Неорганическая (абиогенная) — образование произошло в результате химической реакции при огромном давлении и температуре из неорганических веществ. Данной теории придерживался Д.И. Менделеев, к сожалению, гипотеза не нашла практического применения и уступила биогенной.

Что касается состава, то нефть содержит в себе более 1000 различных веществ, преимущественно (90%) углеводородов. В связи с этим, какой-либо единой формулы нефти не существует. Остальные 10% занимают:

• сера (до 5%);
• азот;
• кислород;
• допускается незначительное количество магния, железа, алюминия, меди и иных химических элементов.

Что касается углеводородной части, то она включает в себя примерно 83-87% углеродов, остальные 11-14% занимает водород.

Кроме того, при более глубоком рассмотрении, из чего состоит нефть, можно выделить несколько сотен углеводородных соединений:

• парафиновые (50%) — в большей степени это жидкие углеводороды, но в растворенном состоянии есть и газообразные, а также твёрдые;
• нафтеновые;
• ароматические и т.д.

Формула без учета атомов разных соединений выглядит так СхНх, а метана с одним атомом углерода и 4 водорода – СН4.

Физические свойства нефти характеризуются молекулярной массой 220-400 г/моль и плотностью 0,65-1,05 г/см3. Нефть легко воспламеняется. В зависимости от количества газов в ее составе температура составляет от -35 до +121 градус по Цельсию. Не растворяется в воде.

Основные физические свойства нефти:

• вязкость — свойство текучих веществ оказывать сопротивление при перемещении (средние значения 40 – 60 мм²/с);
• плотность — отношение массы к объёму (как правило, варьируется от 0,83 до 0,96);
• молекулярная масса (в среднем 220 – 400 г/моль);
• t° застывания ( -62…+35 °С);
• t° вспышки (-35…+121 °С).

Иные физические свойства:

• тепловые свойства;
• электрические свойства;
• оптические свойства.

Таким образом, нефть преимущественно состоит из углеводородов в жидкой форме с растворенными газами и твердыми телами. Остальные составляющие не имеют преобладающего значения, за исключением серы, которая может занимать до 5%.

Как добывают нефть

Происхождение нефти довольно глубоко. Нефть залегает в недрах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. Большое количество пластов содержится от 1-6 км в глубину, причем содержать они могут не только нефть. Но и газ.

Горные породы, в которых находится нефть, называют коллекторы. Представить себе можно ее в виде твердой и плотной пористой мочалки, в порах содержится нефть.

Как добывают нефть кратко можно представить следующим образом:

1. Геологоразведка. Происходит определение координат и границ месторождения, состав и количество нефти. Определяется рентабельность разработки найденного месторождения разными способами добычи – фонтанным, компрессорным или насосным.
2. Бурение. В каждом методе бурят скважину толщиной от 10 до 100 сантиметров разной глубины.
3. Разработка. Самый простой и дешевый способ – фонтанный. Доступен в отдельных месторождениях только на начальном этапе разработки, когда давление в скважине высокое. Компрессорный – подразумевает закачку в резервуар газа или воздуха, в результате чего увеличивается давление и нефть выходит. Преимуществом такого метода является простота в управлении и отсутствие деталей в установке подверженных быстрому износу. Недостаток – высокая стоимость оборудования. Насосный – самый распространенный. Подбирается насос необходимый для разработки в конкретном месте, даже в море. В России 855 добывают подобным способом.

Процесс нефтедобычи имеет множество нюансов. Для начала рассмотрим кратко, как добывают нефть, на примере пошагового алгоритма:

1. Разведка и поиск месторождения (например, с помощью научных геофизических методов по разведке земной поверхности колебаниями);
2. Бурение и оценка экономической перспективности;
3. Установка оборудования для добычи;
4. Добыча сырой нефтегазовой смеси из скважины, как правило, её находят в так называемых «ловушках», т.е. подземных резервуарах;
5. Отправка сырья по нефтепроводу в дожимную насосную станцию (ДНС);
6. Удаление путём сепарации газа, технической воды и иных тел;
7. Отправка очищенной нефти в цех подготовки и переработки (ЦППН);
8. Финальная очистка и отправка «товарной» нефти логистическими путями по необходимому адресу, например, в нефтеперерабатывающий завод (НПЗ).

Известно, что добыча нефти производится обычно в труднодоступных местах. Платформы могут располагаться в море, болотистых и иных местностях, даже вблизи ледников. Ниже представлен пример схемы работы оборудования платформы «Приразломная» по добыче нефти от Газпром Нефть и Время Арктики в России.

Как видите, скважина достигает в длину порядка 8 км, при этом в глубину (вертикально) около 2,3-2,7 км. Нефть окружена множеством других пород и глиной, а также газом. Специальные разветвления в скважине позволяют добираться до самых труднодоступных источников.

Такой способ добычи нефти не единственный. Всего принято выделять три способа добычи:

1. Фонтанный — из-за очень высокого пластового давления нефть сама выходит на поверхность;
2. С помощью штангового глубинного насоса — дополнительно к фонтанной арматуре установлен станок-качалка, который двигается за счёт электродвигателя;
3. С помощью электроцентробежного насоса — создаёт дополнительное давление за счёт электрического питания.

Более наглядно со способами добычи вы можете ознакомиться в коротком информационном ролике от Роснефти:

Для чего используется нефть

Наиболее известно в широких кругах применение нефти в качестве топлива:

• бензин;
• керосин;
• дизельное топливо;
• мазут;
• смазочные материалы.

Тем не менее, топливо — далеко не единственное применение нефти. Как уже упоминалось, продукты переработки нефти широко используются в производстве повсюду:

• полиэтилен (пакеты, трубы, плёнки и т.д.);
• полипропилен (детали для автомобилей, ковры, посуда, бытовая техника, медицинские инструменты и иное);
• полистирол (утеплитель для жилых помещений, упаковки, пластмассовые бочки и т.д.);
• поливинилхлорид (пластиковые окна, подвесные потолки и иное);
• синтетический каучук (резина, обувь, одежда и т.д.).

Нефть применяется в различных отраслях, в том числе косметологии. В сыром виде нужна для строительства ЛЭП и трубопроводов.

Методы использования нефти, согласно их популярности и объемам переработки сырья:

1. Производство жидкого топлива – бензина, дизельного топлива, авиационного керосина, мазута.
2. Изготовление пластмассы, которая применяется для производства бытовой техники, проводов, канцелярских товаров, игрушек.
3. Создание лекарственных препаратов. Всем известные – салициловая кислота, аспирин, антибиотики, средства против аллергии и вирусов.
4. Текстильное производство. Является составным элементом синтетических тканей, таких как акрил, нейлон, лайкра, полиэстер из которых шьют обувь, сумки. Нижнее белье, одежду.
5. Косметология – лаки для ногтей, карандаши для глаз и бровей, ароматы.

И также производные нефтяные продукты применяют для изготовления бижутерии и красителей.

Теперь вы понимаете, что от нефти зависит жизнь каждого человека, так как сфера её применения огромна. Что будет с нефтью и её ценой можно узнать на отдельной странице – Прогнозы.

Процесс получения из нефти различной продукции подробно описан в следующем видео:

Интересные факты о нефти

С древности слово нефть переводится как «извергнутое из земли», нестандартные способы применения нефти и история ресурса удивляют.

• Используется людьми больше 6000 лет. Первоначально применяли в светильниках, как средство лечения скота, смазывали наконечники стрел и поджигали их для защиты территорий или при нападении врагов.
• Химический состав соответствует каменному углю и относится с ним к одному классу – каустобиолитов.
• В древности существовала теория, что нефть – моча китов, которая через океан проникает в залежи земли.
• Появление нефти спасло китов как животный вид. Китовый жир применяли для освещения из-за его горючих свойств и отсутствия дыма, смазки механизмов, изготовления свечей, лекарств и косметики. Несть оказалась более дешевым источником для всех этих целей и китов перестали истреблять.
• Пока машины не были популярны и не создали двигатель внутреннего сгорания бензин стоил очень дешево и его не знали куда девать. Активно использовали только керосин, для выведения пятен и лечения от вшей.
• Себестоимость 1 барреля нефти в Саудовской Аравии 2 доллара, а цена продажи более 100. Причем все компании по добычи у арабов государственные. В России с учетом расходов на переработку 21 доллар, а собственники заводов – частные лица.
• В 1900 году РФ добыла 631,1 баррель, что составило 51,6% от общего мирового объема.
• В губной помаде и подводке для глаз содержится пропиленгликоль и краситель каменноугольной смолы, а вазелин является прямым продуктом переработки.
• В результате переработки появился полиэстер, который обеспечивает несминаемость тканей для одежды.
• Состав жевательной резинки содержит природные латексы с нефтепродуктами, парафиновые и полиэтиленовые смолы. Спасибо нефть за свежее дыхание!
• Нефтяные ванны помогают в эффективной борьбе с артритом и болями в суставах. Процедура популярна в Азербайджане.
• Медицинский спирт производится из этилена, а также «нефтяной» спирт применяют для изготовления настоек.

В заключении

В итоге, нефть представляет собой маслянистую жидкость из углеводородных соединений с небольшими примесями. Из неё делают топливо, а та