שמן הוא מינרל. מרבצי נפט. הפקת נפט

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-17 18:51

נפט הוא אחד המינרלים החשובים בעולם (דלק פחמימני). זהו חומר גלם לייצור דלקים, חומרי סיכה וחומרים אחרים. בשל צבעו הכהה האופייני וחשיבותו הרבה לכלכלה העולמית, הנפט (מינרל) מכונה זהב שחור.

מידע כללי

החומר שצוין נוצר יחד עם פחמימנים גזים בעומק מסוים (בעיקר מ-1, 2 עד 2 ק מ).

המספר המרבי של מרבצי נפט ממוקם בעומק של 1 עד 3 ק מ. סמוך לפני כדור הארץ, חומר זה הופך למלטה עבה, אספלט חצי קשה וחומרים אחרים (לדוגמה, חול זפת).

מבחינת מקוריות המקור וההרכב הכימי, השמן, שתמונתו מוצגת בכתבה, דומה לגזים דליקים טבעיים, כמו גם לאוזוצריט ואספלט. לפעמים כל הדלקים המאובנים האלה משולבים תחת שם אחד - פטרוליטים. הם מופנים גם לקבוצה רחבה יותר - קאוסטוביוליטים. הם מינרלים ביוגניים דליקים.

קבוצה זו כוללת גם מאובנים כמו כבול, צפחים, גחלים שחורות וחום,פֶּחָם אֶבֶן. לפי יכולת ההמסה בנוזלים מסוג אורגני (כלורופורם, פחמן דיסולפיד, תערובת אלכוהול-בנזן), מופנים שמן, כמו פטרוליטים אחרים, וכן חומרים המופקים בממיסים אלו מכבול, פחם או מוצריהם. כדי כביטומן.

השתמש

כיום, 48% מהאנרגיה הנצרכת על פני כדור הארץ מגיעה מנפט (מינרל). זו עובדה מוכחת.

שמן (מינרל) הוא מקור לכימיקלים רבים המשמשים בתעשיות שונות בייצור דלקים, חומרי סיכה, סיבי פולימר, צבעים, ממיסים וחומרים אחרים.

הגידול בצריכת הנפט הוביל ליותר מחירים עבורו ולדלדול הדרגתי של משאבי המינרלים. זה גורם לנו לחשוב על מעבר למקורות אנרגיה חלופיים.

תיאור של מאפיינים פיזיים

שמן הוא נוזל חום בהיר עד חום כהה (כמעט שחור). לפעמים יש דגימות ירוקות אזמרגד. המשקל המולקולרי של שמן הוא בין 220 ל-300 גרם/מול. לפעמים פרמטר זה נע בין 450 ל-470 גרם/מול. מדד הצפיפות שלו נקבע באזור של 0.65-1.05 (בעיקר 0.82-0.95) גרם/ס מ³. בהקשר זה, שמן מחולק למספר סוגים. כלומר:

• קל. צפיפות פחות מ-0.83 גרם/ס"מ³.
• ממוצע. מדד הצפיפות במקרה זה הוא באזור שבין 0.831 ל-0.860 גרם/ס"מ³.
• כבד. צפיפות – מעל 0.860 גרם/ס"מ³.

זההחומר מכיל מספר לא מבוטל של חומרים אורגניים שונים. כתוצאה מכך, שמן טבעי מאופיין לא על ידי נקודת רתיחה משלו, אלא על ידי הרמה הראשונית של אינדיקטור זה עבור פחמימנים נוזליים. בעיקרון זה >28 מעלות צלזיוס, ולפעמים ≧100 מעלות צלזיוס (במקרה של שמן כבד).

הצמיגות של חומר זה משתנה מאוד (מ-1.98 ל-265.9 מ מ לשנייה). זה נקבע על ידי הרכב חלקי הנפט והטמפרטורה שלו. ככל שהטמפרטורה ומספר השברים הקלים גבוהים יותר, כך צמיגות השמן נמוכה יותר. זאת גם בשל נוכחותם של חומרים מסוג שרף-אספלטן. כלומר, ככל שיותר מהם, כך צמיגות השמן גבוהה יותר.

קיבולת החום הסגולית של חומר זה היא 1.7-2.1 kJ/(kg∙K). הפרמטר של חום הבעירה הספציפי נמוך יחסית - מ-43.7 ל-46.2 MJ/kg. הקבוע הדיאלקטרי של שמן הוא בין 2 ל-2.5, והמוליכות החשמלית שלו היא מ-2∙10-10 ל-0.3∙10−18 Ohm-1∙cm-1.

שמן, שתמונתו מוצגת בכתבה, הוא נוזל דליק. זה מהבהב בטמפרטורות שבין -35 ל +120 מעלות צלזיוס. זה תלוי בהרכב השבר שלו ובתוכן הגזים המומסים.

שמן (דלק) בתנאים רגילים אינו מתמוסס במים. עם זאת, הוא מסוגל ליצור תחליבים יציבים עם נוזל. שמן מומס על ידי חומרים מסוימים. זה נעשה באמצעות ממיסים אורגניים. על מנת להפריד בין מים ומלח לשמן, מתבצעות פעולות מסוימות. הם חשובים מאוד בתהליך הטכנולוגי. זו התייבשות והתייבשות.

תיאור ההרכב הכימי

כאשר חושפים נושא זה, יש לקחת בחשבון את כל התכונות של החומר המדובר. אלו הם ההרכבים הכלליים, הפחמימנים והיסודות של הנפט. לאחר מכן, שקול כל אחד מהם בפירוט רב יותר.

סה"כ הסגל

שמן מאובנים טבעי הוא תערובת של כ-1000 חומרים בעלי אופי שונה. המרכיבים העיקריים הם כדלקמן:

• פחמימנים נוזליים. זה 80-90% לפי משקל.
• תרכובות הטרואטומיות אורגניות (4-5%). מתוכם, גופרית, חמצן וחנקן גוברים.
• תרכובות אורגנו-מתכתיות (בעיקר ניקל ונדיום).
• גזים מומסים מסוג פחמימנים (C1-C4, עשיריות עד 4 אחוזים).
• מים (מעקבות ל-10%).
• מלחים מינרלים. בעיקר כלורידים. 0.1-4000mg/L ומעלה.
• פתרונות של מלחים, חומצות אורגניות וזיהומים מכניים (חלקיקי חימר, אבן גיר, חול).

הרכב פחמימנים

לרוב בשמן יש פרפין (בדרך כלל 30-35, לעתים רחוקות - 40-50% מהנפח הכולל) ותרכובות נפתניות (25-75%). תרכובות ארומטיות קיימות במידה פחותה. הם תופסים 10-20%, ולעתים רחוקות יותר - 35%. זה משפיע על איכות השמן. כמו כן, החומר הנדון כולל תרכובות בעלות מבנה מעורב או היברידי. לדוגמה, נפתנו-ארומטי ופרפין.

רכיבים הטרואטומיים ותיאור הרכב היסודות של שמן

ביחד עם פחמימנים, המוצר מכיל חומרים עם אטומי טומאה(מרקפטנים, די- ומונוסולפידים, תיופנים ותיופנים, וכן פוליציקליים וכדומה). הם משפיעים באופן משמעותי על איכות הנפט.

כמו כן, שמן מכיל חומרים המכילים חנקן. מדובר בעיקר בהומולוגיות של אינדול, פירידין, קינולין, פירול, קרבזול, פורפיריטים. הם מרוכזים בעיקר בשאריות ובשברים כבדים.

הרכב השמן כולל חומרים המכילים חמצן (חומצות נפתניות, חומצות זפת-אספלטן, פנולים וחומרים נוספים). הם נמצאים בדרך כלל בשברים בעלי רתיחה גבוהה.

בסך הכל, למעלה מ-50 יסודות נמצאו בשמן. יחד עם החומרים המוזכרים, V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (מעקבות ל-2∙10-2%) וכן הלאה נמצאים במוצר זה. התוכן של זיהומים ותרכובות אלה בחומרי הגלם של מרבצים שונים משתנה מאוד. כתוצאה מכך, מותנה רק לדבר על ההרכב הכימי הממוצע של השמן.

איך מסווג החומר שצוין לפי הרכב הפחמימנים?

יש קריטריונים מסוימים בתוכנית זו. הפרד סוגי שמן לפי סוג הפחמימנים. הם צריכים להיות לא יותר מ-50%. אם אחד ממעמדות הפחמימנים הוא לפחות 25%, אזי נבדלים סוגים מעורבים של שמן - נפתן-מתאן, מתאן-נפתני, נפתן-ארומטי, ארומטי-נפתני, מתאן-ארומטי ומתאן ארומטי. הם מכילים יותר מ-25% מהרכיב הראשון, ויותר מ-50% מהרכיב השני.

שמן גולמי אינו חל. להשיג מוצרים בעלי ערך טכני (בעיקר דלק מנוע, חומרי גלם עבורתעשייה כימית, ממיסים) הוא ממוחזר.

שיטות מחקר מוצרים

איכות החומר שצוין מוערכת על מנת לבחור נכון את הסכמות הרציונליות ביותר לעיבודו. זה נעשה באמצעות מכלול של שיטות: כימית, פיזיקלית ומיוחדת.

מאפיינים כלליים של שמן - צמיגות, צפיפות, נקודת יציקה ופרמטרים פיזיקליים וכימיים נוספים, כמו גם הרכב הגזים המומסים ואחוז הזפת, פרפינים מוצקים וחומרי זפת-אספלטן.

העיקרון העיקרי של מחקר שלב אחר שלב של נפט הוא לשלב את שיטות ההפרדה שלו למרכיבים מסוימים עם פישוט ההרכב של חלק מהשברים. לאחר מכן הם מנותחים בשיטות פיזיקוכימיות שונות. השיטות הנפוצות ביותר לקביעת הרכב השמן הפרקציונלי העיקרי הן סוגים שונים של זיקוק (זיקוק) ותיקון.

לפי תוצאות הבחירה לשברים צרים (מתרחקים באזור 10-20 מעלות צלזיוס) ורחבים (50-100 מעלות צלזיוס), עקומה (ITC) של נקודות הרתיחה האמיתיות של החומר הנתון בנוי. לאחר מכן, פוטנציאל התכולה של יסודות בודדים, מוצרי נפט ומרכיביהם (נפט-גז נפט, בנזין, תזקיקי נפט, סולר, כמו גם זפת ושמני מזוט), הרכב הפחמימנים, כמו גם מאפיינים מסחריים ופיזיקליים וכימיים אחרים. נקבע.

הזיקוק מתבצע על מכשירי זיקוק קונבנציונליים. הם מצוידים בעמודות זיקוק. במקרה הזהקיבולת ההפרדה מתאימה ל-20-22 חתיכות של לוחות תיאורטיים.

השברים שבודדו כתוצאה מזיקוק מחולקים עוד יותר לרכיבים. לאחר מכן, תוך שימוש במגוון שיטות, נקבע תוכנם ונקבע מאפיינים. על פי דרכי הביטוי של הרכב ושברי השמן, מבחינים בניתוחים קבוצתיים, אינדיבידואליים, קבוצתיים ואלמנטריים שלו.

בניתוח קבוצתי, התוכן של פחמימנים נפתניים, פרפיניים, מעורבים וארומטיים נקבעת בנפרד.

בניתוח הקבוצות המבנה, הרכב הפחמימנים של שברי הנפט נקבע כתוכן הממוצע של מבנים נפתניים, ארומטיים ומחזוריים אחרים בהם, כמו גם שרשראות של יסודות פרפין. במקרה זה מתבצעת עוד פעולה אחת - חישוב הכמות היחסית של פחמימנים בנפתנים, פרפינים וארנים.

הרכב הפחמימנים האישי נקבע אך ורק עבור שברי בנזין וגז. בניתוח יסודות, הרכב השמן מבוטא בכמות (באחוזים) של C, O, S, H, N ויסודות קורט.

השיטה העיקרית להפרדת פחמימנים ארומטיים מפחמימנים נפתניים ופארפיניים והפרדת זירות לפולי- ומונוציקליות היא כרומטוגרפיה של ספיחה נוזלית. בדרך כלל, במקרה זה, אלמנט מסוים משמש כבולם - סופג כפול.

הרכב של תערובות שמן פחמימני רב-רכיבים בטווח רחב וצר מפוענח בדרך כלל באמצעות שילובכרומטוגרפיה (בפאזה נוזלית או גז), ספיחה ושיטות הפרדה אחרות עם שיטות מחקר ספקטרליות ומסה ספקטרומטריות.

מכיוון שיש בעולם מגמות להעמיק עוד יותר תהליך כגון פיתוח נפט, הניתוח המפורט שלו הופך לחיוני (במיוחד שברים רותחים גבוהים ומוצרים שיוריים - זפתים ושמני מזוט).

שדות נפט מרכזיים ברוסיה

יש כמות משמעותית של פיקדונות של חומר זה בשטח הפדרציה הרוסית. נפט (מינרל) הוא העושר הלאומי של רוסיה. זהו אחד ממוצרי הייצוא העיקריים. הפקת נפט וזיקוק הם מקור להכנסות משמעותיות ממסים עבור התקציב הרוסי.

פיתוח הנפט בקנה מידה תעשייתי החל בסוף המאה ה-19. נכון לעכשיו, ישנם אזורי הפקת נפט גדולים מתפקדים ברוסיה. הם ממוקמים באזורים שונים במדינה.

שם fields	תאריך פתיחה	ניתן לאחזר stocks	אזורי הפקת נפט
Great	2013	300 מיליון t	אזור אסטרחאן
Samotlor	1965	2.7 מיליארד טון	Khanty-Mansi Autonomous Okrug
Romashkinskoe	1948	2.3 מיליארד טון	הרפובליקה של טטרסטן
Priobskoe	1982g.	2.7 מיליארד טון	Khanty-Mansi Autonomous Okrug
Arlanian	1966	500 מיליון t	הרפובליקה של בשקורטוסטן
Lyantorskoe	1965	2 מיליארד טון	Khanty-Mansi Autonomous Okrug
Vankorskoe	1988	490 מיליון t	טריטוריית קרסנויארסק
Fedorovskoe	1971	1.5 מיליארד טון	Khanty-Mansi Autonomous Okrug
רוסית	1968	410 מיליון t	Yamalo-Nenets Autonomous Okrug
Mammoth	1965	1 מיליארד טון	Khanty-Mansi Autonomous Okrug
Tuymazinskoe	1937	300 מיליון t	הרפובליקה של בשקורטוסטן

שמן פצלי ארה"ב

שינויים רציניים חלו בשוק דלק הפחמימנים בשנים האחרונות. גילוי גז הפצלים ופיתוח טכנולוגיות להפקתו תוך זמן קצר הפכו את ארצות הברית לאחת היצרניות הגדולות של חומר זה. תופעה זו תוארה על ידי מומחים כ"מהפכת הפצלים". כרגע העולם עומד על סף אירוע גרנדיוזי לא פחות. אנחנו מדברים על פיתוח המוני של מרבצי פצלי שמן. אם מומחים קודם לכן חזו את סיומו הקרוב של עידן הנפט, כעת הוא יכול להימשך ללא הגבלת זמן. לפיכך, דיבורים על אנרגיה חלופית הופכים ללא רלוונטיים.

עם זאת, מידע על כלכליהיבטים של התפתחות מרבצי פצלי שמן הם מאוד שנוי במחלוקת. לפי הפרסום "עם זאת", נפט מפצלים המיוצר בארה"ב (טקסס) עולה כ-15 דולר לחבית. יחד עם זאת, נראה ריאלי למדי להוזיל עוד יותר את עלות התהליך בחצי.

למנהיג העולמי בהפקת נפט "קלאסי" - ערב הסעודית - יש סיכויים טובים בתעשיית הפצלים: עלות החבית כאן היא 7 דולר בלבד. רוסיה מפסידה בהקשר הזה. ברוסיה, חבית אחת של נפט מפצלים תעלה כ-20$.

לפי הפרסום הנ ל, ניתן להפיק שמן מפצלים בכל אזורי העולם. לכל מדינה יש עתודות משמעותיות ממנה. עם זאת, מהימנות המידע שניתן מוטלת בספק, שכן אין עדיין מידע על העלות הספציפית של הפקת שמן פצלי פצלים.

האנליסט G. Birg נותן נתונים הפוכים. לדבריו, עלות חבית נפט מפצלי פצלים היא 70-90$.

לפי האנליסט של בנק מוסקבה ד' בוריסוב, עלות הפקת הנפט במפרץ מקסיקו וגינאה מגיעה ל-80 דולר. זה שווה בערך למחיר השוק הנוכחי.

G. בירג גם טוען שמרבצי נפט (פצלי פצלים) מחולקים בצורה לא אחידה על פני כדור הארץ. יותר משני שלישים מהנפח הכולל מרוכז בארצות הברית. רוסיה אחראית רק ל-7 אחוזים.

לצורך ייצור המוצר המדובר, יש לעבד כמויות גדולות של סלע. התנהלותו של תהליך כגון הפקת שמן פצלי מבוצעת בשיטת הבור הפתוח. זה פוגע קשות בטבע.

לפי בירג, המורכבות של תהליך כמו הפקת שמן פצלי מתקזז על ידי שפע החומר הזה על פני כדור הארץ.

אם נניח שטכנולוגיות הפקת נפט מפצלים מגיעות לרמה מספקת, אז מחירי הנפט בעולם עלולים פשוט לקרוס. אך עד כה, לא נצפו שינויים מהותיים בתחום זה.

עם טכנולוגיות קיימות, הפקת נפט מפצלי עשויה להיות רווחית במקרה מסוים - רק כאשר מחירי הנפט הם 150$ לחבית ומעלה.

רוסיה, לפי בירג, מה שנקרא מהפכת הפצלים לא תזיק. העובדה היא ששני התרחישים מועילים למדינה הזו. הסוד פשוט: מחירי נפט גבוהים מביאים לרווחים גדולים, ופריצת דרך בייצור הפצלים תגדיל את היצוא באמצעות פיתוח שדות רלוונטיים.

D. בוריסוב לא כל כך אופטימי בהקשר הזה. התפתחות הפקת שמן הפצלים מבטיחה, לדעתו, קריסת מחירים בשוק הנפט וירידה חדה ברווחי היצוא של רוסיה. נכון, בטווח הקצר אין לחשוש מכך, שכן פיתוח פצלי פצלים עדיין בעייתי.

מסקנה

משאבים מינרלים - נפט, גז וחומרים דומים - הם רכושה של כל מדינה שבה הם נכרים. אתה יכול לאמת זאת על ידי קריאת המאמר המובא למעלה.