Реферат На тему: план вступ нафта, її походження та розповсюдження Фізичні та хімічні властивості нафти та її класифікація Видобуток нафти вступ



Скачати 94.46 Kb.
Дата конвертації30.12.2016
Розмір94.46 Kb.


Реферат

На тему:


ПЛАН

ВСТУП


Нафта, її походження та розповсюдження

Фізичні та хімічні властивості нафти та її класифікація

Видобуток нафти

ВСТУП
Нафта – це пальна масляниста рідина зі специфічним запахом, розповсюджена в осадовій оболонці Землі і яка є найважливішою корисною копалиною. [8]

Найголовнішою властивістю нафти, які принесли їй світову славу виняткових енергоносіїв, є її здатність виділяти при згорянні значну кількість тепла. Нафта і її похідні володіють найвищою серед усіх видів палив теплотою згоряння. Теплота згоряння нафти – 41 МДж/кг, бензину – 42 МДж/кг.

Сира нафта звичайно не застосовується. Для одержання з нафти технічно цінних продуктів її піддають переробці.

Первинна переробка нафти полягає в її перегонці. Перегонку здійснюють на нафтопереробних заводах після відділення з нафти супутніх газів. У процесі перегонки нафти одержують світлі нафтопродукти: бензин, лігроїн, гас, газойль — солярове масло, а в залишку — в'язку чорну рідину — мазут.

Мазут піддають подальшій переробці. Його переганяють під зменшеним тиском (щоб попередити розкладання) і виділяють мастила: веретенне, машинне, циліндрове та ін. З мазуту деяких сортів нафти виділяють вазелін і парафін. Залишок мазуту після відгону називають нафтовим пеком або гудроном.

Продукти перегонки нафти мають різне застосування.

Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне й автомобільне пальне.

Лігроїн служить пальним для дизельних двигунів, а також розчинником у лакофарбовій промисловості. Велику кількість його переробляють на бензин.

Гас застосовують як пальне для реактивних і тракторних двигунів, а також для побутових потреб.

Солярове масло використовують як моторне пальне, а мастила — для змащення механізмів.

Вазелін використовують у медицині.

Парафін застосовують для одержання вищих карбонових кислот, для просочення деревини у виробництві сірників і олівців, для виготовлення свічок, гуталіну і т. д.

Гудрон — нелетка темна маса, після часткового окислення його застосовують для одержання асфальту.

Мазут, крім переробки на мастила і бензин, використовують як котельне рідке пальне.

Мастила, які виділяються під час перегонки мазуту, називають мінеральними (нафтовими) маслами на відміну від синтетичних масел, які одержують штучно (хоча всі масла є сумішами органічних сполук).

Нафтопродукти люди застосовують у всіх сферах життя, тому важливість нафти у повсякденному житті людини важко переоцінити.



НАФТА, ЇЇ ПОХОДЖЕННЯ ТА РОЗПОВСЮДЖЕННЯ

Нафта – це горюча рідка корисна копалина, складна суміш, головним чином складається з вуглеводів, з домішкою органічних сірчистих, азотних та смолистих речовин. Нафта являє собою маслянисту рідину червоно-коричневого, іноді майже чорного кольору; зустрічається слабозафарбована у жовто-зелений колір та іноді зовсім безкольорова нафта.

Нафта – це продукт природного розкладання органічних залишків живих організмів у товщі земної кори. Під дією температури і тиску в присутності каталізаторів органічні речовини перетворилися на суміш рідких вуглеводнів різної будови і їхніх сполук з іншими елементами.

Нафта – це пальна масляниста рідина зі специфічним запахом, розповсюджена в осадовій оболонці Землі і яка є найважливішою корисною копалиною.

Існує ряд думок як про вихідні для нафти речовини, так і про причини і процеси, що обумовлюють її утворення. Більшість дослідників в прихильниками гіпотези органічного походження нафти. За цією гіпотезою, нафта — продукт складних перетворень у земній корі рослинних і тваринних залишків, похованих в осадках давніх морів. Припускають, що в процесі ущільнення донних морських осадів розсіяні в материнських породах нафтові вуглеводні видавлюються разом з водою і переміщуються у пористі породи — колектори. Різниця в матеріалі, з якого утворювалась нафта, надалі могла бути однією з причин утворення різних видів нафти. Існують також припущення, що нафта — продукт реакцій неорганічного синтезу, які відбуваються в глибоких зонах земної кори та у верхній частині мантії Землі. За іншими гіпотезами, нафтові вуглеводні належать до первинної космічної субстанції (поряд з залізом, силікатами і водою), яка ввійшла до складу земної кулі під час формування планет сонячної системи.

Т.Л. Гинзбург-Карагічева, що відкрила присутність у нафті різноманітних мікроорганізмів, привела у своїх дослідженнях багато нових, цікавих зведень. Вона установила, що в нафтах, що раніше вважалися отрутою для бактерій, на великих глибинах йде кипуче життя, що не припинялося мільйони років підряд. Цілий ряд бактерій живе в нафті і харчується нею, змінюючи, таким чином, хімічний склад нафти.

Академік И.М.Губкін у своїй теорії нафтоутворення додавав цьому відкриттю велике значення. Т.Л. Гинзбург-Карагічевой установлено, що бактерії нафтових шарів перетворюють різні органічні продукти в бітумінозні. Під дією ряду бактерій відбувається розкладання органічних речовин і виділяється водень, необхідний для перетворення органічного матеріалу в нафту.

Академіком Н.Д.Зелінським, професором В.А.Соколовим поруч з іншими дослідниками велике значення в процесі нафтоутворення надавалось радіоактивним елементам. Дійсно, доведено, що органічні речовини під дією альфа-променів розпадаються швидше і при цьому утворюється метан і ряд нафтових вуглеводнів. Академік Н.Д.Зелінський і його учні установили, що велику роль у процесі нафтоутворення грають каталізатори.

У більш пізніх роботах академік Н.Д. Зелінський довів, що вхідні до складу тваринних і рослинних залишків пальмитова, стеаринова й інша кислоти при впливі хлористого алюмінію в умовах порівняно невисоких температур (150-400о) утворять продукти, по хімічному складі, фізичним властивостям і зовнішньому вигляду схожі на нафту. Професор А.В. Фрост установив, що замість хлористого алюмінію - каталізатора, відсутнього в природі, - його роль у процесі нафтоутворення грають звичайні глини, глинисті вапняки й інші породи, що містять глинисті мінерали.

В даний час установили, що нафта органічного походження, тобто вона, як і вугілля, виникла в результаті перетворення органічних речовин.

Нафта здатна переміщуватися разом із своїми супутниками (вуглеводневими газами і водою) по тріщинах, розривах і пористих породах. Потрапляючи в природні пастки (перегини складок, виклинювання пористої верстви тощо), нафта скупчується в них, тобто утворюються її родовища, що можуть бути об'єктом промислової експлуатації. Родовища нафти звичайно містяться в пісках, пісковиках і пористих або кавернозних вапняках (в поровому просторі осадових порід), а також у порожнинах і тріщинах щільних кристалічних та метаморфічних порід. Обов’язковими супутниками нафти є газ і мінералізовані води. В межах окремого родовища можна спостерігати чергування нафтоносних і водоносних верств, перемежованих верствами непроникних, здебільшого глинистих порід. Родовища нафти зустрічаються в будь-яких за віком геологічних формаціях, які містять пористі породи. Промислові поклади нафти трапляються навіть у зонах тріщинуватості кристалічних докембрійських порід.

ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАФТИ ТА ЇЇ КЛАСИФІКАЦІЯ

До складу нафти входять насичені вуглеводні (парафіни), ароматичні вуглеводні, нафтени, а також органічні сполуки, що містять азот, кисень, сірку, деякі метали (залізо, ванадій, кобальт, мідь тощо). Залежно від геологічних і геохімічних особливостей родовищ нафти відносний вміст у ній вуглеводнів, сірчистих сполук і нафтових смол неоднаковий. Найпростішими природними сумішами вуглеводнів є нафтові гази, у складі яких переважають газоподібні парафіни (метан, етан, пропан, бутани — нормальний та ізобутан). Природна нафта — густа масляниста флуоресціююча рідина, кольору від темно-бурого до чорного.

За складом нафта — складна суміш вуглеводнів різної молекулярної маси, головним чином рідких (в них розчинені тверді і газоподібні вуглеводні). Звичайно ці вуглеводні парафінові, ароматичні, циклоалкани, співвідношення яких в нафтах різних родовищ змінюється в широких межах. Крім вуглеводнів, нафта містить оксиген-, сульфур- і нітрогеновмісні органічні сполуки.

Залежно від переважного вмісту вуглеводнів того чи іншого класу в нафтовій фракції з температурою кипіння 250-300 °С розрізняють такі основні види нафти:

1) метанова нафта, яка складається переважно з нерозгалужених алканів;

2) нафтенова нафта, яка складається в основному з циклічних неароматичних вуглеводнів — циклоалканів, або нафтенів;

3) змішана нафта, яка включає суміш алканів, нафтенів і ароматичних вуглеводнів. Змішана нафта зустрічається найчастіше.

Усі види нафти мають домішки нітроген- і сульфурвмісних органічних сполук.

Також існує класифікація нафти, в основу якої покладено такі ознаки:


  • щільність;

  • груповий склад фракцій, що википають при температурі до 250-300°С;

  • технологічна класифікація за потенційним вмістом основних компонентів.

Щільність нафти, як уже вказувалося, перебуває в межах 780 . 1040 кг/м3. Нафту щільністю нижче 900 кг/м3 називають легкою, вище 900 кг/м3 — важкою. У важких нафтах містяться в основному циклічні вуглеводні.

Колір нафти залежить від її щільності: світлі нафти мають меншу щільність, чим темні. А чим більше в нафті смол і асфальтенів, тим вище її щільність.

При видобутку нафти важливо знати її в'язкість. Розрізняють динамічну і кінематичну в'язкість. Динамічною в'язкістю називається внутрішній опір окремих часток рідини руху загального потоку. У легкій нафті в'язкість менше, ніж у важкій. При видобутку і подальшому транспортуванні важкі нафти підігрівають.

Речовини, що входять до складу нафти, залежно від хімічної структури і розмірів молекул, характеризуються різною температурою кипіння, в залежності від якої вони поділяються на фракції-групи речовин, що википають із суміші при визначених температурах.

В основу хімічної класифікації нафти покладений груповий склад фракцій. Нафту відносять до класу парафінових, нафтенових або ароматичних, якщо в ній має перевагу відповідний ряд вуглеводнів.

Технологічна класифікація передбачена стандартом, будується з урахуванням складу нафти і потенційного вмісту в ній основних компонентів.



ВИДОБУТОК НАФТИ ТА ЇЇ ТРАНСПОРТУВАННЯ

Видобуток нафти – галузь нафтової промисловості, яка видобуває нафту та газ, що її супроводжує з надр за допомогою бурових свердловин. Це сукупність технологічних прийомів видобування з земних надр нафти та супутніх їй газів, збирання цих продуктів і попереднього очищення їх від води та твердих домішок.

Задачами видобутку нафти є:


  • раціональна розробка нафтових залягань найбільш сучасними засобами, з мінімальними затратами енергії та праці;

  • організація збору та попередньої обробки видобутої сировини з найменшими втратами нафти та газу.

Нафта залягає у нафтовмісних пластах (переважно піщаних), які часто містять ще й нафтові води та нафтовий газ. Газ заповнює верхню частину пласта, утворюючи так звану газову шапку, нафта підстеляє газ, вода — нафту. В більшості нафтоносних пластів нафта перебуває під так званим пластовим тиском, який зумовлюється:

а) тиском води, що оточує нафту;

б) тиском газу у газовій шапці;

в) тиском газу, розчиненого у нафті;

г) вагою нафти.

Відповідно розрізняють такі режими нафтоносних пластів:

а) водонапірний (найбільш сталий, нафтовіддача 60—90%);

б) газонапірний (нафтовіддача 30—60%);

в) режим розчиненого газу (нафтовіддача 20—40%);

г) гравітаційний (з малою нафтовіддачею).

В природних умовах найчастіше трапляються пласти зі змішаним режимом. Нафтоносні пласти розробляють головним чином буровими свердловинами, до яких нафта надходить внаслідок різниці між пластовим тиском і тиском у вибої свердловини (незначну кількість нафти видобувають шахтним і відкритим способами). Розрізняють три способи експлуатації свердловин: фонтанний, компресорний і глибинонасосний.

При фонтанному способі використовують природне фонтанування нафти з сверд­ловини, яке відбувається тоді, коли пластовий тиск перевищує тиск стовпа газованої нафти у свердловині. Щоб зменшити втрати тиску, устя свердловини герметизують спеціальною арматурою. Арматура має труби з засувками, за допомогою яких струмінь нафти спрямовують у герметизовані баки — трапи, де нафту відділяють від газу. Добовий дебіт свердловини при фонтанному способі іноді становить 400—500 т. Видобування нафти фонтанним способом, найбільш дешевим, простим і продуктивним, становить понад половину світового її видобутку.

З пластів, тиск яких недостатній для природного фонтанування, нафту видобувають за допомогою компресорів і насосів. При компресорному способі у свердловину по трубах (ліфтах) нагнітають стиснений до 40—50 атм. нафтовий газ (спосіб газліфт) або повітря (спосіб ерліфт), які, змішуючись з нафтою, зменшують її вагу, і свердловина починає фонтанувати. Найпоширеніші дворядні ліфти з концентричним розміщенням труб.

Компресорний спосіб застосовують головним чином для видобування нафти з великим вмістом піску, а також при експлуатації викривлених свердловин.

При глибино-насосному способі нафту видобувають за допомогою станка-качалки, яка через систему штанг приводить в дію насос, занурений у свердловину. За добу станок-качалка викачує з пласта в середньому до 10 т нафти. Поряд з штанговими застосовують відцентрові занурені насоси з приводом від вибійного електродвигуна. Глибинонасосний спосіб — найпо­ширеніший (за кількістю свердловин) спосіб нафтовидобуванні.

Щоб підвищити нафтовидобування, застосовують способи штучного підтримування пластового тиску, за якими через нагнітальні свердловини в пласт під тиском накачують воду або газ. Нагнітальні свердловини найчастіше розміщують за схемою так званого законтурного заводнення. Заводнення буває також приконтурне і внутріконтурне. Якщо ширина нафтових покладів перевищує 8—10 км, застосовують комбіноване заводнення. Для збільшення проникності нафтовмісних пластів у привибійній зоні у свердловину накачують в'язку рідину під великим тиском (метод гідравлічного розривання пласта), підривають у вибої вибухову речовину, обробляють вибій кислотами тощо.

На виснажених родовищах для видобування залишків нафти застосовують вторинні методи нафтовидобування. Найпоширеніші з них (площове заводнення і площове накачування газу) полягають у розосередженому нагнітанні води або газу у поклади по всій площі їхньої нафтоносності. Якщо поклади дуже обводнені, тоді застосовують форсоване відбирання пластової рідини потужними насосними агрегатами. Попередньо очищену на нафтопромислах нафту по нафтопроводах перекачують у нафтосховища. Процеси нафтовидобування значною мірою автоматизовані і механізовані.

Сира нафта безпосередньо не використовується. Для отримання з неї технічно цінних продуктів, головним чином бензину, моторних мастил, сировини для хімічної промисловості, її необхідно переробити.





База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка