Состав и свойства полезного ископаемого нефть

В настоящее время нефть, также, как и природный газ,  является  одним из самых важных для мировой экономики полезных ископаемых. Она служит сырьем для производства целого ряда необходимых продуктов, выпускаемых предприятиями нефтепереработки и нефтехимии. Поскольку большинство нефтей имеют темный цвет, а также за важность этого ресурса для всей планеты нефть называют «черным золотом».

Краткое описание

Это полезное ископаемое залегает в виде смеси жидких веществ и газа в толще земных пород на значительной глубине (чаще всего от одного до трех километров, но бывает и глубже).

Как вы думаете, что будет с нефтью в 2022 году?

• Подорожает
• Подешевеет

Просмотреть результаты

 Загрузка ...

По мере своего приближение к земной поверхности это вещество может превращаться в  густую мальту, полутвердый асфальт и в прочие природные материалы (например, в битуминозный песок).

По своему химическому составу и способу происхождения  нефть похожа на такие вещества, как природные горючие газы,  озокериты и асфальты.

Специалисты называют все полезные ископаемые, обладающие способностью к горению, одним термином – петролиты.

Петролиты, в свою очередь, входят в более широкую группу, называемую  каустобиолитами, которые представляют собой  горючие биогенные минералы. К каустобилитам, кроме петролитов, относятся также сланцы, торф, бурый и каменный  уголь и залежи антрацитового угля.

Значимость нефти

В настоящие время  48 процентов энергоресурсов, потребляемых в мировой экономике, приходится на нефть – полезное ископаемое углеводородной структуры.

Этот факт доказан специалистами и не вызывает никаких сомнений.  Нефть является  источником множества необходимых продуктов и  химических веществ, которые используются в самых разных отраслях промышленности.

Из нефти делают моторные и котельные  топлива, смазочные материалы, полимерные волокна, пластмассы,  растворители, красители и много другое.

Однако, это полезное ископаемое (впрочем, как и природный газ) – так называемый невозобновляемый ресурс, и рост мирового нефтепотребления, вызывающий повышение цены наряду с истощением существующих месторождений заставляет мировое сообщество искать альтернативные источники энергии. Запасы этого сырья вырабатываются быстро, а на их создание у природы уходят миллионы лет.

Читать также: Как определить качество нефти?

Физические свойства нефти

Нефть выглядит как  жидкое вещество, цвет которого варьируется от светлого (почти прозрачного) до  темно-коричневого (почти черного). Бывает желтая и зеленая нефть.

Среднее значение молекулярной  массы этого вещества находится в пределах  от 220-ти  до 300 грамм/моль, хотя у некоторых видов нефтей это показатель достигает значения от 450-ти до 470-ти грамм/моль.

Если говорить о таком важном физическом параметре, как плотность, то она у этого вещества находится в диапазоне от 0,65-ти до 1,05 грамм на кубический сантиметр. Большая часть этого углеводорода имеет плотность на уровне от 0,82-х до 0,95-ти  грамм/см³.

По значению этого параметра нефти делятся на:

• легкие (плотность – меньше 0,83 грамм/см³;
• средние (от 0,831 до 0,86 грамм/см³;
• тяжелые (более 0,86-ти грамм на кубический сантиметр).

В этом полезном ископаемом содержится широкий спектр разных веществ (в основном – соединений углерода и водорода), вследствие чего  нефть  характеризуется не по значению собственной температуры кипения, а по начальному значению этого показателя у входящих в её состав углеводородов. Для легких марок нефти это значение обычно составляет чуть более 28-ми градусов Цельсия, а у тяжелых может быть больше 100 градусов.

Если говорить о вязкости нефти, то она варьируется в достаточно широком диапазоне – от 1,98-ми до 265,9 мм²/с. Этот параметр зависит от фракционного состава и температуры этого вещества. Зависимость такова – чем больше в нефти легких углеводородов и чем выше  температура, тем ниже значение её вязкости. Кроме того, большое влияние на этот показатель оказывает содержание в нефти  смолисто-асфальтеновых компонентов. Чем их больше – тем вязкость выше.

Удельная теплоемкость этой углеводородной смеси находится в пределах от 1,7 до 2,1 кДж/(кг∙К). Удельная теплота сгорания – достаточно невелика – 43,7 – 46,2 МДж/килограмм. Диэлектрическая проницаемость находится в диапазоне  от двух до двух с половиной.

Нефть – это легковоспламеняющаяся жидкость.

Она может вспыхивать при температурах от минус 35-ти до плюс 120-ти градусов Цельсия.  Это показатель напрямую зависит от газонасыщенности сырья и от его фракционного состава.

Читать также: Основные причины, почему природный газ лучше нефтепродуктов

Нефть в естественных условиях в воде не растворяется, но может  образовывать с ней достаточно стойкие эмульсии.

Растворителями нефти являются определенные вещества, которые относятся к органическим растворителям.

Чтобы разделить водонефтяную эмульсию на воду и собственно нефть, используются специальные отстойники и другие технологические процессы. Кроме того, добытое сырье на промыслах подвергают обессоливанию и, в случае необходимости, обессериванию.

Химический состав

Нефть – это природный  ресурс, который является углеводородной смесью с различными примесями, к которым относятся сера, азот, кислородные соединения и менее одного процента металлов. Углеводородные соединения занимают от 80-ти до 90 процентов общей массы этого продукта.

Сернистые соединения – в среднем  от 0,1 до 6-ти процентов.  Соединения на основе азото и на основе кислорода обычно занимают менее одного процента. Металлы – в основном никель и ванадий.  Кроме того, в сырой нефти содержится вода и растворенные в ней газы.

Если рассматривать углеводородную структуру этого вещества, то в ней преобладают парафины (как правило, от 30 до 35 процентов, хотя бывает и 50) нафтены (от 25-ти до 75-ти процентов). Углеводороды ароматической группы занимают от 10-ти до 20-ти процентов, в редких случаях – до 35-ти.

Химический состав этого полезного ископаемого сильно влияет на качественные характеристики нефтяного сырья. К примеру, высокое содержание легких фракций значительно облегчает процесс переработки, а наличие тяжелых фракций, наоборот, затрудняет этот процесс.

Кроме того, чем больше в нефти серы, тем она хуже. Помимо того, что сера и её соединения крайне негативно воздействую на экологию окружающей среды, так они ещё и обладают повышенной коррозионной агрессивностью, что отрицательно влияет на срок службы металлических изделий (например, поршней автомобильного двигателя).

Также этот природный энергоноситель делится по критерию преимущественного класса содержащихся в нем углеводородных соединений.

Если один из таких классов представлен в составе продукта долей более 25-ти процентов, то говорят о смешанных нефтях, классификация которых такова:

Читать также: Как проводят капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин?

• нафтено-метановая нефть;
• метано-нафтеновая;
• нафтено-ароматическая;
• ароматическо-нафтеновая;
• метано-ароматическая;
• ароматическо-метановая.

Такая классификация говорит о том, что содержание первого компонента составляет больше 25-ти процентов, а второго – более половины.

Для практического использования сырая нефть непригодна. Чтобы получить практически применимые продукты, нефть разделяется на фракции (прямая перегонка в ректификационных атмосферных или вакуумных установках), а затем доводят полученные продукты до необходимых товарных кондиций (вторичная нефтепереработка путем крекинга, риформинга и других каталитических процессов). Кроме того, получаемые с помощью переработки нефтепродукты служат сырьем для нефтяной химической промышленности.