Проект по химии нефть Выполнила: Ученица 10В класса Гимназии 2 Сербина Алёна

Введение Все слышали такое слово – нефть, но мало кто знает что это на самом деле. В этом проекте можно найти ответы на такие вопросы, как : что такое нефть, её свойства, состав, методы исследования нефти, применение, также узнать исторические сведения о нефти и многое другое.

Содержание: 1 Общие сведения 2 Физические свойства нефти 3 Химический состав нефти –3.1 Общий состав3.1 Общий состав –3.2 Углеводородный состав3.2 Углеводородный состав –3.3 Элементный состав нефти и гетероатомные компоненты3.3 Элементный состав нефти и гетероатомные компоненты –3.4 Классификация нефти по углеводородному составу3.4 Классификация нефти по углеводородному составу 4 Методы исследований нефти 5 Применение 6 Исторические сведения о нефти 7 Развитие учения о нефти и нефтепереработке в России 8 Разведка новых месторождений8Разведка новых месторождений 9 Запасы9Запасы 10 Экономическое значение10Экономическое значение

Общие сведения Нефть образуется вместе с газообразными углеводородами обычно на глубине более 1,22 км; залегает на глубинах от десятков метров до 56 км. Однако на глубинах св. 4,55 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций.углеводородамигазоконденсатные Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 13 км. Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. например, битуминозные пески и битумы. асфальтбитумы По химической природе и происхождению нефть близка к естественным горючим газам, озокериту, а также асфальту. Иногда все эти горючие ископаемые объединяют под общим названием петролитов и относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также ископаемые твёрдые топлива торф, бурые и каменные угли, антрацит, сланцы.озокеритупетролитовкаустобиолитовископаемые твёрдые топливаторфбурыекаменные углиантрацитсланцы По способности растворяться в органических жидкостях (сероуглероде, хлороформе, спиртобензольной смеси) нефть, как и другие петролиты, а также вещества, извлекаемые этими растворителями из торфа, ископаемых углей или продуктов их переработки, принято относить к группе битумов.сероуглероде хлороформеспиртобензольной

Физические свойства нефти Нефть жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти черного) цвета (хотя бывают экземпляры даже изумрудно-зелёной нефти). Средняя молекулярная масса г/моль (редко ). Плотность 0,651,05 (обычно 0,820,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,8310,860 средней, выше 0,860 тяжёлой.молекулярная массаПлотность Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже 100 °С в случае тяжелых не́фтей) и фракционным составом выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до °С, реже °С. Температура застывания от 60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина и лёгких фракций. Вязкость изменяется в широких пределах, определяется фракционным составом нефти и ее температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше).парафинаВязкостьасфальтеновых Удельная теплоёмкость 1,72,1 кДж/(кгК); удельная теплота сгорания (низшая) 43,746,2 МДж/кг; диэлектрическая проницаемость 2,02,5; электрическая проводимость от до 0,31018 Ом1см1.теплоёмкость

Химический состав нефти Общий состав Углеводородный состав Элементный состав нефти и гетероатомные компоненты

Общий состав Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть жидкие углеводороды (> 500 или обычно 8090 % по массе) и гетероатомные органические соединения (45 %), преимущественно сернистые (около 250), азотистые (> 30) и кислородные (около 85), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,14000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка).

Углеводородный состав В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 3035, реже % по объему) и нафтеновые (2575 %), в меньшей степени соединения ароматического ряда (1020, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматич.).

Элементный состав нефти и гетероатомные компоненты Наряду с углеводородами в состав нефти входят вещества, содержащие примесные атомы. Серосодержащие H2S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены и тиофаны, а также полициклические и т. п. (7090 % концентрируется в остаточных продуктах мазуте и гудроне); азотсодержащие преимущественно гомологи пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины (большей частью концентрируется в тяжелых фракциях и остатках); кислородсодержащие нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто- асфальтеновые и др. вещества (сосредоточены обычно в высококипящих фракциях).H2Sмеркаптанытиофены тиофанымазутегудронепиридинахинолинаиндолакарбазолапирроланафтеновые кислотыфенолы Элементный состав (%): С 8287,Н 1114,5, S 0,016 (редко до 8), N 0,0011,8, O 0,0050,35 (редко до 1,2) и др. Всего в нефти обнаружено более 50 элементов. Так, наряду с упомянутыми в нефти присутствуют V( %), Ni( %), Cl (от следов до 210-2%) и т. д. Содержание указанных соединений и примесей в сырье разных месторождений колеблется в широких пределах, поэтому говоритьVNiCl

Методы исследований нефти Дистилляция Схема детализированного анализа

Дистилляция Дистилляцию проводят (до 450 °C и выше) на стандартных перегонных аппаратах, снабженных ректификационными колонками (погоноразделительная способность соответствует 2022 теоретическим тарелкам). Отбор фракций, выкипающих до 200 °C, осуществляется при атмосферном давлении, до 320 °C при 1,33 кПа, выше 320 °C при 0,133 кПа. Остаток перегоняют в колбе с цилиндрическим кубом при давлении около 0,03 кПа, что позволяет отбирать фракции, выкипающие до °С. Выделенные в результате дистилляции фракции подвергают дальнейшему разделению на компоненты, после чего различными методами устанавливают их содержание и определяют свойства.колбе

Схема детализированного анализа За рубежом наиболее распространена схема детализированного анализа нефтяных смесей, разработанная Американским горным бюро и Американским нефтяным институтом (метод ISBM-API). По этой схеме, наряду с адсорбционным разделением нефтяной смеси на углеводороды, от них также отделяют с применением соответствующей ионообменной и так называемой лигандообменной хроматографии нафтеновые кислоты и азотсодержащие вещества в виде комплексов с различными соединениями. Результаты исследований закладываются в банки данных информационно- поисковых систем, с помощью которых можно быстро устанавливать типы изучаемых нефтей (по физико-химческим характеристикам и сравнению с аналогами), оценивать выходы и свойства любых заданных (по темепературам кипениям) фракций и др.

Применение Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля ее в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости 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 объема мировой добычи).ПАВмоющих средств Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (1020 атомов углерода в молекуле); нафтеновые циклогексан; ароматические углеводороды бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Истощение ресурсов нефти, рост цен на нее и др причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.метанэтан пропанбутаныпентаныгексаныциклогексантолуолксилолыэтилбензолэтиленпропиленбутадиенацетилен

Исторические сведения о нефти Нефть известна человечеству с древнейших времён. Раскопками на берегу Евфрата установлено существование нефтяного промысла за лет до н. э. В то время её применяли в качестве топлива, а нефтяные битумы в строительном и дорожном деле. Евфрата Нефть известна была и Древнему Египту, где она использовалась для бальзамирования покойников. Плутарх и Диоскорид упоминают о нефти, как о топливе, применявшемся в Древней Греции. Около 2000 лет назад было известно о её залежах в Сураханах около Баку.Древнему ЕгиптуПлутархДиоскоридДревней Греции К 16 в. относится сообщение о «горючей воде густе», привезённой с Ухты в Москву при Борисе Годунове.Ухты МосквуБорисе Годунове Несмотря на то, что начиная с 18 в., предпринимались отдельные попытки очищать нефть, всё же она использовалась почти до 2-й половины 19 в. в основном в натуральном виде. На нефть было обращено большое внимание только после того, как было доказано в России заводской практикой братьев Дубининых (с 1823), а в Америке химиком Б. Силлиманом (1855), что из неё можно выделить керосин осветительное масло, подобное фотогену, получившему уже широкое распространение и вырабатывавшемуся из некоторых видов каменных углей и сланцев. Этому способствовал возникший в середине 19 в. способ добычи нефть с помощью буровых скважин вместо колодцев

Основы учения о нефти были заложены русскими и продолжены далее советскими учёными. Так Д. И. Менделеев впервые обратил внимание на то, что нефть является важнейшим источником химического сырья, а не только топливом; он посвятил ряд работ происхождению и рациональной переработке нефти. Ему принадлежит известное высказывание: «Сжигать нефть всё равно, что топить ассигнациями».Д. И. Менделеев Большое значение имели работы В. В. Марковникова (80-е гг. 19 в.), посвящённые изучению состава нефти; им был открыт в нефти новый класс углеводородов, названный им нафтенами, и изучено строение многих углеводородов. Л. Г. Гурвич на основании своих исследований, разработал физико-химическую основу очистки нефти и нефтепродуктов и значительно усовершенствовал методы ее переработки.В. В. Марковникова Продолжая работы Марковникова, Н. Д. Зелинский разработал в 1918 каталитический способ получения бензина из тяжёлых остатков нефти.Н. Д. Зелинский1918 Многие годы в области химии нефти работал С. С. Намёткин; им разработаны методы определения содержания в нефти углеводородов разных классов (определение группового состава) и указаны способы повышения выхода нефтепродуктов.С. С. Намёткин В. Г. Шухов изобрел первую в мире промышленную установку термического крекинга нефти, был автором проекта и главным инженером строительства первого нефтепровода построенного в России (1878), и заложил основы конструирования нефтепроводов, нефтехранилищ и оборудования нефтепереработки.В. Г. Шухов крекинганефтепровода1878нефтепроводовнефтехранилищ

Цель нефтеразведки выявление, геолого-экономическая оценка и подготовка к разработке промышленных залежей нефти и газа. Нефтеразведка производится с помощью геологических, геофизических, геохимических и буровых работ, выполняемых в рациональном сочетании и последовательности. Процесс геологоразведочных работ на нефть и газ в СССР подразделяется на два этапа: Поисковый Разведочный

Поисковый этап включает три стадии: региональные геолого-геофизические работы, подготовка площадей к глубокому поисковому бурению и поиски месторождений. На первой стадии поискового этапа в бассейнах с неустановленной нефтегазоносностью либо для изучения ещё слабо исследованных тектонических зон или нижних структурных этажей в бассейнах с установленной нефтегазоносностью проводятся региональные работы. Для этого осуществляются геологическая, аэромагнитная и гравиметрическая съёмки (1: ), геохимические исследования вод и пород, профильное пересечение территории электро- и сейсморазведкой, бурение опорных и параметрических скважин.сейсморазведкой опорныхпараметрических В результате выявляются возможные продуктивные комплексы отложений и нефтегазоносные зоны, даётся количественная оценка прогноза нефтегазоносности, и устанавливаются первоочередные районы для дальнейших поисковых работ. На второй стадии поисков производится более детальное изучение нефтегазоносных зон путём структурно-геологической съёмки, детальной гравиразведки, электроразведки, сейсморазведки и структурного бурения. На третьей стадии поисков производится бурение поисковых скважин с целью открытия месторождений.

Разведочный этап завершающий в геологоразведочном процессе. Основная цель этого этапа подготовка месторождения к разработке. В процессе разведки должны быть оконтурены залежи, определены литологии, состав, мощность, нефтегазонасыщенность, коллекторные свойства продуктивных горизонтов, изучены изменения этих параметров по площади, исследованы физико-химические свойства нефти, газа и воды, установлены продуктивности будущих скважин.

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам.невозобновляемым ресурсам Разведанные запасы нефти составляют (на 2004) 210 млрд. т./1200 миллиардов баррелей, неразведанные оцениваются в млрд. т./ млрд. баррелей.2004 баррелей До середины 1970-х мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы её роста замедлились.1970-х Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Её доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет: 3 % в 1900, 5 % перед 1-й мировой войной , 17,5 % накануне 2-й мировой войны , 24 % в 1950, 41,5 % в 1972, 48 % в Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной ещё на 1050 лет. 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.

Цены на нефть, как и на любой другой товар, определяются соотношением спроса и предложения. спросапредложения даже небольшое падение предложения нефти приводит к резкому росту цен. В XX веке рост спроса на нефти уравновешивался нахождением новых месторождений, позволявшим увеличить и добычу нефти. Однако многие считают, что в XXI веке нефтяные месторождения исчерпают себя, и диспропорция между спросом на нефть и её предложением приведёт к резкому росту цен наступит нефтяной кризис. Некоторые считают, что нефтяной кризис уже начался, и рост цен в годах является его признаком.XX векеXXI векенефтяной кризис С конца 2003 до 2005 включительно произошёл новый резкий скачок цен, в августе 2005 была достигнута цена $70, и удерживается на уровне выше $55. Некоторые считают причиной этого скачка цен вторжение США в Ирак, по мнению других, он знаменует начало давно ожидаемого нефтяного кризиса, когда истощающимся месторождениям всё труднее удовлетворить растущий спрос на нефть.давно ожидаемого нефтяного кризиса По данным Oil and Gas Journal, в 2005 мировая добыча нефти составила 3,6 млрд. тонн (без учёта газового конденсата), причём Россия вышла на первое место, добыв 461 млн. тонн (Саудовская Аравия млн. тонн, США млн. тонн). Нефть является главной статьёй российского экспорта. По данным Федеральной таможенной службы в 2005 из России было вывезено 233,1 млн. тонн нефти на 79,2 млрд. долл., что составляет около 32 % российского экспорта. Даже если бы Россия вообще не поставляла нефть на экспорт в 2005 году, торговый баланс России был бы в профиците на 46 млрд. долл. (36,8% импорта России). Федеральной таможенной службыторговый баланс

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам страны и если мы и дальше будем добывать её так много, то это может привести к кризису…Я считаю, что в своём проекте я смогла раскрыть много актуальных тем, касающихся нефти.