Olej jest minerałem. Złoża ropy naftowej. Produkcja oleju

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Ropa to jeden z najważniejszych minerałów na świecie (paliwo węglowodorowe). Jest surowcem do produkcji paliw, smarów i innych materiałów. Ze względu na swój charakterystyczny ciemny kolor i duże znaczenie dla światowej gospodarki, ropa (minerał) jest nazywany czarnym złotem.

Informacje ogólne

Wyspecyfikowana substancja powstaje wraz z węglowodorami gazowymi na określonej głębokości (głównie od 1, 2 do 2 km).

Maksymalna liczba złóż ropy znajduje się na głębokości od 1 do 3 km. W pobliżu powierzchni ziemi substancja ta staje się gęstą m altą, półtwardym asf altem i innymi materiałami (na przykład piaskiem bitumicznym).

Pod względem oryginalności pochodzenia i składu chemicznego olej, którego zdjęcie przedstawiono w artykule, jest podobny do naturalnych gazów palnych, a także do ozokerytu i asf altu. Niekiedy wszystkie te paliwa kopalne łączy się pod jedną nazwą – Petrolites. Odnosi się je również do szerszej grupy - kaustobiolitów. Są to palne minerały biogenne.

Do tej grupy należą również takie skamieniałości jak torf, łupki, węgle czarne i brunatne,antracyt. Ze względu na zdolność rozpuszczania się w cieczach typu organicznego (chloroform, dwusiarczek węgla, mieszanina alkoholowo-benzenowa) określa się olej, podobnie jak inne nafty naftowe, a także substancje ekstrahowane tymi rozpuszczalnikami z torfu, węgla lub ich produktów jak bitum.

Użyj

Obecnie 48% energii zużywanej na planecie pochodzi z ropy naftowej (mineralnej). To udowodniony fakt.

Olej (mineralny) jest źródłem wielu chemikaliów wykorzystywanych w różnych gałęziach przemysłu do produkcji paliw, smarów, włókien polimerowych, barwników, rozpuszczalników i innych materiałów.

Wzrost konsumpcji ropy naftowej doprowadził do jej wyższych cen i stopniowego wyczerpywania się zasobów mineralnych. To sprawia, że myślimy o przejściu na alternatywne źródła energii.

Opis właściwości fizycznych

Olej jest cieczą od jasnobrązowej do ciemnobrązowej (prawie czarnej). Czasami zdarzają się szmaragdowozielone okazy. Masa cząsteczkowa oleju wynosi od 220 do 300 g/mol. Czasami ten parametr waha się od 450 do 470 g/mol. Jego wskaźnik gęstości określa się w przedziale 0,65–1,05 (głównie 0,82–0,95) g/cm³. Pod tym względem olej dzieli się na kilka rodzajów. Mianowicie:

• Łatwe. Gęstość poniżej 0,83 g/cm³.
• Średnia. Wskaźnik gęstości w tym przypadku mieści się w zakresie od 0,831 do 0,860 g/cm³.
• Ciężkie. Gęstość – ponad 0,860 g/cm³.

Tosubstancja zawiera znaczną liczbę różnych substancji organicznych. W rezultacie olej naturalny charakteryzuje się nie własną temperaturą wrzenia, ale początkowym poziomem tego wskaźnika dla ciekłych węglowodorów. Zasadniczo jest to >28 °C, a czasami ≧100 °С (w przypadku ciężkiego oleju).

Lepkość tej substancji jest bardzo zróżnicowana (od 1,98 do 265,9 mm²/s). Decyduje o tym skład frakcyjny oleju i jego temperatura. Im wyższa temperatura i liczba lekkich frakcji, tym niższa lepkość oleju. Wynika to również z obecności substancji typu żywiczno-asf altenowego. Oznacza to, że im ich więcej, tym wyższa lepkość oleju.

Właściwa pojemność cieplna tej substancji wynosi 1,7-2,1 kJ/(kg∙K). Parametr ciepła właściwego spalania jest stosunkowo niski – od 43,7 do 46,2 MJ/kg. Stała dielektryczna oleju wynosi od 2 do 2,5, a jego przewodność elektryczna od 2∙10-10 do 0,3∙10−18 Ohm-1∙cm-1.

Olej, którego zdjęcie przedstawiono w artykule, jest cieczą łatwopalną. Błyska w temperaturach od -35 do +120 ° C. Zależy to od jego składu frakcyjnego i zawartości rozpuszczonych gazów.

Olej (paliwo) w normalnych warunkach nie rozpuszcza się w wodzie. Jest jednak zdolny do tworzenia trwałych emulsji z cieczą. Olej rozpuszczają pewne substancje. Odbywa się to za pomocą rozpuszczalników organicznych. W celu oddzielenia wody i soli od oleju wykonuje się pewne czynności. Są bardzo ważne w procesie technologicznym. To jest odsalanie i odwadnianie.

Opis składu chemicznego

Ujawniając ten temat, należy wziąć pod uwagę wszystkie cechy danej substancji. Są to skład ogólny, węglowodorowy i pierwiastkowy oleju. Następnie rozważ każdy z nich bardziej szczegółowo.

Całkowity skład

Naturalny olej kopalny to mieszanina około 1000 substancji o różnym charakterze. Główne elementy to:

• Węglowodory płynne. To 80-90% wagi.
• Organiczne związki heteroatomowe (4-5%). Spośród nich przeważają siarka, tlen i azot.
• Związki metaloorganiczne (głównie nikiel i wanad).
• Rozpuszczone gazy węglowodorowe (C1-C4, dziesiąte do 4 procent).
• Woda (od śladowych ilości do 10%).
• Sole mineralne. Głównie chlorki. 0.1-4000mg/L i więcej.
• Roztwory soli, kwasów organicznych i zanieczyszczeń mechanicznych (cząstki gliny, wapienia, piasku).

Skład węglowodorów

Przeważnie olej zawiera parafiny (zwykle 30-35, rzadko - 40-50% całkowitej objętości) i naftenowe (25-75%). W mniejszym stopniu obecne są związki aromatyczne. Zajmują 10-20%, a rzadziej 35%. Wpływa to na jakość oleju. Rozważana substancja obejmuje również związki o strukturze mieszanej lub hybrydowej. Na przykład nafteno-aromatyczne i parafinowe.

Składniki heteroatomowe i opis składu pierwiastkowego oleju

Wraz z węglowodorami produkt zawiera substancje z atomami zanieczyszczeń(merkaptany, di- i monosiarczki, tiofany i tiofeny, jak również policykliczne i tym podobne). Znacząco wpływają na jakość oleju.

Również olej zawiera substancje zawierające azot. Są to głównie homologi indolu, pirydyny, chinoliny, pirolu, karbazolu, porfirytów. Koncentrują się głównie w pozostałościach i frakcjach ciężkich.

Skład oleju zawiera substancje zawierające tlen (kwasy naftenowe, kwasy smołowo-asf altenowe, fenole i inne substancje). Zazwyczaj znajdują się we frakcjach wysokowrzących.

Łącznie w oleju znaleziono ponad 50 pierwiastków. Wraz z wymienionymi substancjami, w tym produkcie obecne są V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (od śladowych do 2∙10-2%) itd.. Zawartość tych zanieczyszczeń i związków w surowcach różnych złóż jest bardzo zróżnicowana. W rezultacie mówienie o przeciętnym składzie chemicznym oleju jest jedynie warunkowe.

Jak sklasyfikowana jest określona substancja według składu węglowodorów?

W tym planie są pewne kryteria. Oddzielne rodzaje oleju według klasy węglowodorów. Nie powinny przekraczać 50%. Jeżeli jedna z klas węglowodorów wynosi co najmniej 25%, to rozróżnia się mieszane rodzaje olejów - naftenowo-metanowe, metano-naftenowe, naftenowo-aromatyczne, aromatyczno-naftenowe, metano-aromatyczne i aromatyczno-metanowe. Zawierają ponad 25% pierwszego składnika i ponad 50% drugiego.

Ropa naftowa nie ma zastosowania. Pozyskać produkty wartościowe technicznie (głównie paliwo silnikowe, surowce doprzemysł chemiczny, rozpuszczalniki) podlega recyklingowi.

Metody badania produktów

Jakość określonej substancji jest oceniana w celu prawidłowego wyboru najbardziej racjonalnych schematów jej przetwarzania. Odbywa się to za pomocą szeregu metod: chemicznych, fizycznych i specjalnych.

Ogólna charakterystyka oleju – lepkość, gęstość, temperatura płynięcia i inne parametry fizykochemiczne, a także skład rozpuszczonych gazów oraz zawartość procentowa smoły, stałych parafin i substancji smołowo-asf altenowych.

Główną zasadą etapowego badania oleju jest łączenie metod jego rozdzielania na określone składniki, a co za tym idzie uproszczenie składu niektórych frakcji. Następnie są analizowane różnymi metodami fizykochemicznymi. Najpopularniejszymi metodami określania pierwotnego składu frakcyjnego oleju są różne rodzaje destylacji (destylacja) i rektyfikacji.

Zgodnie z wynikami selekcji dla frakcji wąskich (wrzenia w zakresie 10-20 °С) i szerokich (50-100 °С), krzywa (ITC) rzeczywistych temperatur wrzenia dana substancja jest konstruowana. Następnie określany jest potencjał zawartości poszczególnych pierwiastków, produktów naftowych i ich składników (nafta-gaz, benzyna, destylaty olejowe, olej napędowy, a także smół i olejów opałowych), skład węglowodorowy oraz inne właściwości handlowe i fizykochemiczne. określone.

Destylacji przeprowadza się w konwencjonalnym aparacie destylacyjnym. Wyposażone są w kolumny destylacyjne. W tym przypadkuwydajność separacji odpowiada 20-22 szt. półek teoretycznych.

Frakcje, które zostały wyizolowane w wyniku destylacji, są dalej dzielone na składniki. Następnie różnymi metodami określa się ich zawartość i ustala właściwości. W zależności od sposobów wyrażania składu i frakcji olejów wyróżnia się analizy grupowe, indywidualne, strukturalno-grupowe i pierwiastkowe.

W analizie grupowej zawartość węglowodorów naftenowych, parafinowych, mieszanych i aromatycznych jest określana oddzielnie.

W analizie grup strukturalnych skład węglowodorowy frakcji olejowych określa się jako średnią zawartość w nich struktur naftenowych, aromatycznych i innych cyklicznych, a także łańcuchów pierwiastków parafinowych. W tym przypadku wykonywana jest jeszcze jedna czynność - obliczenie względnej ilości węglowodorów w naftenach, parafinach i arenach.

Własny skład węglowodorów jest określany wyłącznie dla frakcji benzyny i gazu. W analizie pierwiastkowej skład olejku wyraża się ilością (w procentach) C, O, S, H, N i pierwiastków śladowych.

Główną metodą rozdzielania węglowodorów aromatycznych od węglowodorów naftenowych i parafinowych oraz rozdzielania aren na poli- i monocykliczne jest cieczowa chromatografia adsorpcyjna. Zwykle w tym przypadku jako absorber pełni pewien element - sorbent podwójny.

Skład wieloskładnikowych mieszanin olejów węglowodorowych o szerokim i wąskim zakresie jest zwykle odszyfrowywany za pomocą kombinacjichromatograficzne (w fazie ciekłej lub gazowej), adsorpcyjne i inne metody rozdzielania metodami badawczymi spektrometrii i spektrometrii masowej.

Ponieważ na świecie istnieją tendencje do dalszego pogłębiania takiego procesu jak wydobycie ropy naftowej, jego szczegółowa analiza staje się niezbędna (zwłaszcza frakcje wysokowrzące i produkty resztkowe - smoły i oleje opałowe).

Główne pola naftowe w Rosji

Na terytorium Federacji Rosyjskiej znajdują się znaczne ilości złóż tej substancji. Ropa (minerały) to bogactwo narodowe Rosji. Jest to jeden z głównych produktów eksportowych. Produkcja i rafinacja ropy naftowej jest źródłem znacznych wpływów podatkowych dla rosyjskiego budżetu.

Rozwój ropy na skalę przemysłową rozpoczął się pod koniec XIX wieku. Obecnie w Rosji funkcjonują duże obszary wydobycia ropy naftowej. Znajdują się one w różnych regionach kraju.

Nazwa pola	Data otwarcia	Do odzyskania zapasy	Obszary produkcji ropy
Świetne	2013	300 mln t	Astrachań
Samotlor	1965	2,7 miliarda ton	Chanty-Mansyjski Okręg Autonomiczny
Romashkinskoe	1948	2,3 miliarda ton	Republika Tatarstanu
Priobskoe	1982g.	2,7 miliarda ton	Chanty-Mansyjski Okręg Autonomiczny
Arlanian	1966	500 mln t	Republika Baszkirii
Lyantorskoe	1965	2 miliardy ton	Chanty-Mansyjski Okręg Autonomiczny
Vankorskoe	1988	490 mln t	Terytorium Krasnojarska
Fedorowskie	1971	1,5 miliarda ton	Chanty-Mansyjski Okręg Autonomiczny
Rosyjski	1968	410 mln t	Jamalo-Nieniecki Okręg Autonomiczny
Mamut	1965	1 miliard ton	Chanty-Mansyjski Okręg Autonomiczny
Tujmazinskoje	1937	300 mln t	Republika Baszkirii

Ropa łupkowa w USA

Poważne zmiany zaszły w ostatnich latach na rynku paliw węglowodorowych. Odkrycie gazu łupkowego i opracowanie w krótkim czasie technologii jego wydobycia uczyniło Stany Zjednoczone jednym z głównych producentów tej substancji. Zjawisko to zostało określone przez ekspertów jako „rewolucja łupkowa”. W tej chwili świat stoi u progu równie wielkiego wydarzenia. Mówimy o masowym zagospodarowaniu złóż łupków naftowych. O ile wcześniej eksperci przewidywali rychły koniec ery ropy, to teraz może on trwać w nieskończoność. Tak więc rozmowa o alternatywnych źródłach energii staje się nieistotna.

Jednak informacje ekonomiczneaspekty zagospodarowania złóż łupków naftowych są bardzo kontrowersyjne. Według publikacji „Jednakże” ropa łupkowa produkowana w USA (Teksas) kosztuje około 15 dolarów za baryłkę. Jednocześnie wydaje się całkiem realistyczne dalsze obniżenie kosztów procesu o połowę.

Światowy lider w produkcji „klasycznej” ropy – Arabia Saudyjska – ma dobre perspektywy w branży łupkowej: koszt baryłki to tylko 7 dolarów. Rosja pod tym względem przegrywa. W Rosji 1 baryłka ropy łupkowej będzie kosztować około 20 USD.

Według wspomnianej publikacji, ropa łupkowa może być produkowana we wszystkich regionach świata. Każdy kraj ma jej znaczne rezerwy. Jednak wiarygodność podanych informacji jest wątpliwa, ponieważ nie ma jeszcze informacji na temat konkretnych kosztów wydobycia ropy z łupków.

Analityk G. Birg podaje przeciwne dane. Według niego koszt baryłki ropy łupkowej to 70-90 dolarów.

Według analityka Banku Moskiewskiego D. Borisowa, koszt wydobycia ropy w Zatoce Meksykańskiej i Gwinei sięga 80 dolarów. Jest to w przybliżeniu równe obecnej cenie rynkowej.

G. Birg twierdzi również, że złoża ropy naftowej (łupków) są nierównomiernie rozmieszczone na całej planecie. Ponad dwie trzecie całkowitego wolumenu koncentruje się w Stanach Zjednoczonych. Rosja stanowi tylko 7 procent.

W celu wytworzenia przedmiotowego produktu należy przetworzyć duże ilości skały. Prowadzenie takiego procesu jak wydobycie ropy łupkowej odbywa się metodą odkrywkową. To poważnie szkodzi przyrodzie.

Według Birga złożoność takiego procesu, jak wydobycie ropy z łupków, jest równoważona obfitością tej substancji na Ziemi.

Jeżeli założymy, że technologie wydobycia ropy z łupków osiągną wystarczający poziom, światowe ceny ropy mogą po prostu spaść. Ale jak dotąd nie zaobserwowano żadnych fundamentalnych zmian w tym obszarze.

Dzięki istniejącym technologiom wydobycie ropy z łupków może być opłacalne w określonych przypadkach - tylko wtedy, gdy cena ropy wynosi 150 USD za baryłkę i więcej.

Rosja, według Birga, tak zwana rewolucja łupkowa nie zaszkodzi. Faktem jest, że oba scenariusze są korzystne dla tego kraju. Sekret jest prosty: wysokie ceny ropy przynoszą duże zyski, a przełom w wydobyciu łupków zwiększy eksport poprzez zagospodarowanie odpowiednich złóż.

D. Borysow nie jest pod tym względem tak optymistyczny. Jego zdaniem rozwój wydobycia ropy z łupków zapowiada załamanie cen na rynku ropy i gwałtowny spadek przychodów z eksportu Rosji. To prawda, że w krótkim okresie nie należy się tego obawiać, ponieważ zagospodarowanie łupków nadal jest problematyczne.

Wniosek

Zasoby mineralne – ropa, gaz i podobne substancje – są własnością każdego stanu, w którym są wydobywane. Możesz to zweryfikować, czytając artykuł przedstawiony powyżej.