История переработки нефти

Перегонка нефти была известна еще в начале нашей эры. Этот способ применяли для уменьшения неприятного запаха нефти при ее использовании в лечебных целях. В небольшом количестве нефть перегоняли в колбах, а в большем – в кубах.

В1745 г. архангельский купец Федор Прядунов построил на реке Ухте первый в мире нефтеперегонный завод. Для этого он использовал кубовую установку, применявшуюся ранее для получения дегтя, скипидара, канифоли из древесной смолы (ее перегонка – смолокурение – в России известна с XII. XIII веков).

В 1823 г. завод по перегонке нефти соорудили вблизи Моздока крепостные крестьяне, мастера смолокурения братья Дубинины. Нефтеперегонная установка представляла собой железный куб с медной крышкой, вмазанный в печь. Из крышки куба выходила трубка, проходящая через бочку с водой. Пары нефти, выделяющиеся при ее нагреве, охлаждались водой и конденсировались. Как только эта жидкость начинала темнеть топку тушили, а густой остаток в кубе – мазут – выбрасывали. Из 40 ведер нефти получали 16 ведер фотогена (аналога керосина). Двадцать ведер оставалось в кубе в виде мазута, а 4 «угорали» – терялись в процессе перегонки.

В 40-х годах XIX в. нефтеперегонные заводы появляются в других странах. В 1848 г. Дж. Юнг начал перегонку нефти на заводе в Великобритании, в 1849 г. С. Кир построил завод по перегонке нефти в Пенсильвании (США). Во Франции первый нефтеперегонный завод был построен А. Гирном в Эльзасе в 1854 г. В 50-е годы XIX в. зарождается промышленная переработка нефти в Германии, Польше и Румынии.

Первые крупные нефтеперегонные заводы в России появились в районе Баку: завод В. А. Кокорева и П. И. Губонина (1860), Д. Меликова (1863). Кроме того, множились мелкие заводы – в 60-е годы в Баку их было около 30, а в 70-е годы – более 70.

Развивалась нефтепереработка и в других районах. В 1865 г. в Грозном был построен завод И. М. Мирзоева, а в 1868 г. на Таманском полуострове начал действовать крупный нефтеперегонный завод А. Н. Новосильцева, который полностью обеспечивая керосином свой регион.

К началу 70-х годов XIX в. в России функционировали и другие фотогеновые (керосиновые) заводы: в Одессе – 4, в Херсоне — 1, в Керчи – 3. Они перерабатывали кавказскую и молдавскую нефти.

Совершенствовалась техника перегонки нефти. Если первоначально она производилась в кубах периодического действия, аналогичных тем, что использовали братья Дубинины. Однако такая технология перегонки не обеспечивала надежного разделения нефти на фракции, поскольку температурные границы отбираемых фракций определялись «на глазок».

Со временем кубовые установки превратились в кубовые батареи – набор соединявшихся друг с другом кубов, каждый из которых служил для получения определенной нефтяной фракции. К концу XIX в. были разработаны кубовые батареи непрерывного действия. В них использовался принцип регенерации тепла: получаемые горячие нефтяные фракции отдавали свое тепло нефти, поступающей на переработку. Это позволило резко увеличить производительность установок. Так, установка, предложенная в 1886 г. В. Г. Шуховым и Ф. А. Инчиком, позволяла ежесуточно перегонять количество нефти, в 27 раз превышающее объем аппарата, тогда как аналогичный показатель для куба периодического действия равен 1,5, а для кубовой батареи – 4.

На протяжении почти всего XIX в. целью перегонки нефти было, в основном, получение керосина. Его качество и выход зависели от природы нефти, технологии ее перегонки и других факторов.

Основными характеристиками товарного керосина в начальный период были удельный вес (0,79. 0,85 т/м 3 ), температурный интервал кипения (170. 320 °С) и цвет. Поскольку выход керосиновой фракции был относительно невелик (из бакинской нефти – 25. 30 %) нефтепромышленники пытались «делать» дополнительные объемы похожей на керосин по удельному весу жидкости, смешивая легкие и тяжелые фракции. Такой продукт при употреблении в лампах часто взрывался. Поэтому годность керосина для безопасного освещения стали определять по температуре вспышки (воспламенения паров над поверхностью жидкости) и температуре воспламенения (возгорания жидкости).

В начале XX в. российская нефтепромышленники вели переработку так, чтобы наибольшая часть легких фракций оставалась в мазуте, который использовался как котельное топливо и давал львиную долю доходов. На долю мазута приходилось 58% от всех нефтепродуктов.

Наряду с перегонкой развивались и другие способы нефтепереработки. В 1879 г. при консультации Д. И. Менделеева недалеко от Ярославля был построен первый в мире завод для производства смазочных масел из мазута. А в 1891 г. В. Г. Шухов и С. Гаврилов изобрели способ получения легких углеводородов расщеплением тяжелых углеводородов при высоких температуре и давлении. Данный процесс получил название Крекинга.Авторство этого изобретения пытался присвоить себе американский химик Ум. Бартон. Судебное дело по крекинг-процессу возникло в результате скандала двух американских фирм, затеявших между собой патентную тяжбу. Однако международный суд установил, что изобретателями крекинг-процесса являются российские ученые, а все изобретенное впоследствии – это просто усовершенствование.

В 1926 г. В. Г. Шуховым в содружестве с инженером М. А. Капе-люшниковым, изобретателем турбобура, была создана крекинговая установка.

Http://poznayka. org/s12638t1.html

Актуальность работы. Топливно-энергетический комплекс тесно связан со всей промышленностью страны. На его развитие расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК приходится 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности. Его доля в перевозках составляет 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам.

Наибольшее значение в топливной промышленности страны принадлежит трем отраслям: нефтяной, газовой и угольной, из которых особо выделяется нефтяная. Отрасли ТЭК дают не менее 60% валютных поступлений, в Россию, позволяют иметь положительное внешнеторговое сальдо, поддерживать курс рубля. Высоки доходы в бюджет страны от акцизов на нефть и нефтепродукты.

Велика роль нефти и в политике. Регулирование поставок нефти в страны ближнего зарубежья является, по сути дела, важным аргументом в диалоге с новыми государствами.

Таким образом, нефть — это богатство России. Нефтяная промышленность РФ тесно связана со всеми отраслями народного хозяйства, имеет огромное значение для российской экономики. Спрос на нефть всегда опережает предложение, поэтому в успешном развитии нашей нефтедобывающей промышленности заинтересованы практически все развитые государства мира.

Цель данной работы изучить историю добычи и переработки нефти в России.

Глава 1. Основные периоды развития нефтегазовой промышленности 4

1.1. Дореволюционный период в истории добычи и переработки нефти в России 4

1.6. Современный период в развитии добычи и переработки нефти в России 15

1. Абдурашитов С. А. , Тупиченков А. А. Трубопроводы для сжиженных газов.- М.: Недра, 1965.- 215с.

2. Бобрицкий И. В. , Юфин В. А. Основы нефтяной и газовой промышленности.- М.: Недра, 1988.- 200 с.

3. Бородавкип П. П. , Бсрезин В. Л. Сооружение магистральных трубопроводов.- М.: Недра, 1987.- 471 с.

4. Иванова М. М. , Чаловский И. П. , Брагин Ю. И. нефтегазовая геология: учебное пособие для ВУЗов. — М.: ООО «недра — Бизнесцентр», 2000 — 414с.

5. Калинин Л. Г. , Левицкий А. З. , Никитин Б. А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ.- М.: Недра, 1998.- 440 с.

Нефтепродуктов: устройство и особенности эксплуатации.- М.: Транспорт,

7. Середа Н. Г. , Муравьев В. М. Основы нефтяного и газового дела.- М.: Недра, 1980.- 287 с.

9. Цыркин Е. Б. , Олегов С. Н. О нефти и газе без формул.- Л.: Химия, 1989. -160 с.

10. Элияшевский И. В. Технология добычи нефти и газа.- М.: Недра, 1976.- 256 с.

Http://westud. ru/work/58637/Istoriya-dobychi-i-pererabotki

. актуальность проблемы экспорта минерально-сырьевых ресурсом на примере нефти и продуктов ее переработки. Ведь нефть является главной. практически насыщен всеми видами минерального сырья. В этих условиях крупнейшие мировые продуценты из индустриальных.

. состояние мирового нефтяного рынка и роль России на данном рынке, проанализировать роль нефтяного фактора для экономики страны, . работы сыграли электронные ресурсы, особенно сайты Министерства иностранных дел Российской Федерации и Совета по Внешней.

. развитие экзогенных геологических процессов. Добыча нефти и газа приводит также к изменению глубоко. земной поверхности в ходе длительной эксплуатации месторождений. Перемещения земной поверхности, вызываемые откачками из недр воды, нефти и газа, .

. сильной зависимости российской экономики от добычи нефти и газа и о том, что наша страна превращается. потенциала ТЭК для диверсифицированного развития российской экономики и социальной сферы. За первую пятилетку XXI века мировой рынок нефти.

. : – 16,3% — доля нефти во внутреннем валовом продукте; – 39,6% доля нефти в доходах от. нефтедобычи в современной экономике России целесообразно рассмотреть историю возникновения и становления нефтяного дела в России. История нефтедобычи в нашей.

. тема «Школа и педагогическая мысль в России XVIII в. Просветительские реформы. Создание государственных школ», является. характеристике истории создания школ и развития педагогической мысли в России XVIII в., изучении просветительских реформ этого.

. . мировой рынок делили между собой 7 крупнейших нефтяных компаний из промышленно развитых стран. Добыча же нефти в. очередное ценовое потрясение нефтяного кризиса 197980 годов, вновь приведшее к многократному росту цен, прежде чем.

Глава 1. Основные периоды развития нефтегазовой промышленности 4

1.1. Дореволюционный период в истории добычи и переработки нефти в России 4

1.6. Современный период в развитии добычи и переработки нефти в России 15

Актуальность работы. Топливно-энергетический комплекс тесно связан со всей промышленностью страны. На его развитие расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК приходится 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности. Его доля в перевозках составляет 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам.

Наибольшее значение в топливной промышленности страны принадлежит трем отраслям: нефтяной, газовой и угольной, из которых особо выделяется нефтяная. Отрасли ТЭК дают не менее 60% валютных поступлений, в Россию, позволяют иметь положительное внешнеторговое сальдо, поддерживать курс рубля. Высоки доходы в бюджет страны от акцизов на нефть и нефтепродукты.

Велика роль нефти и в политике. Регулирование поставок нефти в страны ближнего зарубежья является, по сути дела, важным аргументом в диалоге с новыми государствами.

Таким образом, нефть — это богатство России. Нефтяная промышленность РФ тесно связана со всеми отраслями народного хозяйства, имеет огромное значение для российской экономики.

Спрос на нефть всегда опережает предложение, поэтому в успешном развитии нашей нефтедобывающей промышленности заинтересованы практически все развитые государства мира..

Цель данной работы изучить историю добычи и переработки нефти в России.

1. Абдурашитов С. А., Тупиченков А. А. Трубопроводы для сжиженных газов. — М.: Недра, 1965. — 215с.

2. Бобрицкий И. В., Юфин В. А. Основы нефтяной и газовой промышленности. — М.: Недра, 1988. — 200 с.

3. Бородавкип П. П., Бсрезин В. Л. Сооружение магистральных трубопроводов. — М.: Недра, 1987. — 471 с.

4. Иванова М. М., Чаловский И. П., Брагин Ю. И. нефтегазовая геология: учебное пособие для ВУЗов. — М.: ООО «недра — Бизнесцентр», 2000 — 414с.

5. Калинин Л. Г., Левицкий А. З., Никитин Б. А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ. — М.: Недра, 1998. — 440 с.

Нефтепродуктов: устройство и особенности эксплуатации. — М.: Транспорт,

7. Середа Н. Г., Муравьев В. М. Основы нефтяного и газового дела. — М.: Недра, 1980. — 287 с.

9. Цыркин Е. Б., Олегов С. Н. О нефти и газе без формул. — Л.: Химия, 1989. — 160 с.

10. Элияшевский И. В. Технология добычи нефти и газа. — М.: Недра, 1976. — 256 с.

Http://nadfl. ru/work/58637/istoriya-dobychi-i-pererabotki

Цетановое число (ЦТ) характеризует ВоспламеняемостьТоплив в дизеле. Численно равная содержанию в объемных процентах цетана (гексадекана) в смеси с a-метил нафталином, которая детонирует при той же степени сжатия в цилиндре дизеля, что и топливо.

При этом цетановое число цетана С16Н34 принимается равным 100, а a-метилнафталина a-С10Н7-СН3 равным нулю.

Нефть и природный газ известны человечеству с глубокой древности. Описание источников нефти содержится в трудах Геродота (V век до н. э.), Плутарха и Плиния Старшего (I век до н. э). Гиппократ (IV— V века до н. э.) рекомендовал лекарства, содержащие в своем составе нефть. Нефть применялась в качестве топлива, как средство освещения, в военном деле («греческий огонь»).

В средние века нефть добывали из специально вырытых колодцев. Уже в XIII веке в районе Баку функционировали нефтяные источники. В последующем вместо колодцев стали использовать скважины, что позволило извлекать нефть из более глубоких слоев.

Интерес к процессам перегонки нефти для получения различных ценных продуктов появился в первой половине XIX века. В 1821—23 гг. в Моздоке братьями Дубиниными была построена первая кубовая установка для перегонки нефти, на которой из нее выделялось до 40% фотогена (керосина). Легкая часть — бензин при этом методе терялась, а мазут использовали для смазки колес. В 1837 году в Баку инженером Воскобойниковым был сооружен первый нефтеперегонный завод. Подобное производство керосина из нефти в Англии было организовано в 1848 году и в США в 1860 году.

Бурное развитие нефтеперерабатывающей промышленности начинается с 60-х годов XIX века. В тот период основным целевым продуктом переработки являлся осветительный керосин, выход которого составлял около 25%. Бензиновая фракция (всего около 0,5%) и мазут промышленного применения пе находили. С 1876 года после изобретения В. Г. Шуховым форсунки для сжигания жидкого топлива, мазут стал широко использоваться в топках паровых котлов. К этому же времени было налажено производство из мазута смазочных масел.

Коренной переворот в методах переработки нефти происходит после изобретения двигателя внутреннего сгорания. В связи с этим, бензин, не находивший ранее промышленного применения, становится с начала XX века одним из важнейших нефтепродуктов. С 1928 года в нефтеперерабатывающей промышленности СССР вводят методы термического крекинга, возрастает глубина крекирования и выход светлых продуктов. Интенсивно вводят в строй нефте-газо-проводы, создавая единую систему снабжения. В послевоенный период осваивается производство бензинов с высоким октановым числом, в практику нефтепереработки внедряют методы газофракционирования, алкилирования, селективной очистки масел и др. В 1950 году вступает в строй первая установка каталитического крекинга, в 1958 году внедряется процесс каталитического риформинга. Широкое применение получают методы гидроочистки, карбамидной депарафинизации нефтей, что позволило перерабатывать высокосернистые нефти. Потребности цветной металлургии в электродном коксе вызвали развитие процесса коксования тяжелых остатков, в частности замену малопроизводительных кубовых установок на установки непрерывного коксования. Начиная с 1965 года в стране развиваются мощности вторичных процессов нефтепереработки, увеличивается производство моторных топлив. В последующие годы в нефтеперерабатывающей промышленности внедряются новые высокопроизводительные процессы, комбинированные технологические установки (ЭЛОУ-АВТ), переработка нефти приближается к районам потребления нефтепродуктов.

Возрастающая потребность в моторных топливах с высоким окта-ноным числом для двигателей со степенью сжатия 9—10, потребовала значительного углубления переработки нефти с целью более эффективного ее использования и модернизации действующих нефтеперерабатывающих заводов. Это было достигнуто за счет интенсивного внедрения в нефтепереработку новых термических и каталитических процессов, позволивших в 1,5—1,8 раза увеличить выход светлых продуктов. В результате к 1989 году глубина переработки нефти, которая оценивается количеством целевых нефтепродуктов, отбираемых из нифти при ее переработке:

Превысив этот показатель в США. В мире этот показатель в целом превышает 90 %. Вследствие кризисных явлений в народном хозяйстве РФ в целом, и в нефтеперерабатывающей промышленности в частности, в настоящее время глубина переработки снизилась до 64% и значительно уступает таковой в США (90%). Так, из одной тонны нефти производится бензина, керосина и дизельного топлива в США 700 кг, в РФ — 400 кг, а доля мазута составляет, соответственно, 80 и 400 кг.

В зависимость от получаемых из нефти нефтепродуктов имеется три варианта ее переработки.

3. Нефтехимический (комплексный) – топлива, масла и сырье для химической промышленности (олефины, ароматические и предельные углеводороды и др.)

В основе Физических методов переработки нефти лежат различия в физических свойствах, как температура кипения, кристаллизации, растворимости и проч. Химические методы основаны на глубоких деструктивных превращениях, которые претерпевают углеводороды, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах под влиянием температуры, давления катализаторов.

Среди физических методов переработки наибольшее распространение получила прямая перегонки нефти и нефтепродуктов, основанная на разнице в температурах кипения отдельных фракций. Прямую перегонку нефти называют еще Первичная переработка нефти.Каждая отдельная фракция (дистиллят) представляет смесь углеводородов. Первичная переработка является физическим процессом и не затрагивает химической природы и строения содержащихся в нефти соединений.

Вторичная нефтепереработка(вторичные процессы) представляет собой разнообразные процессы переработки нефтепродуктов, полученных методом прямой гонки. Эти процессы со провождаются деструктивными превращениями содержащихся в нефтепродуктах углеводородов и изменением их природы, то есть являются химическими процессами.

— процессы, проводимые с целью повышения выхода легкокипящих фракций за счет высококипящих (крекинг);

— процессы, проводимые с целью изменения углеводородного состава сырья (риформинг);

— термические процессы, протекающие под воздействием высоких температур и давлений;

— каталитические процессы, протекающие под воздействием высоких температур в присутствии катализаторов.

Http://studopedia. ru/3_191385_istoriya-razvitiya-pererabotki-nefti. html

1745 г. на реке Ухта на территории нынешней Республики Коми в России был построен первый нефтеперегонный завод. Второй завод в России был построен только в 1823 г. братьями Дубиниными на Северном Кавказе в районе г. Моздок. На этих примитивных заводах из нефти отгоняли лишь осветительный керосин, а более легкие фракции – бензин и тяжелые – мазут сжигали в «мазутных» ямах, как не находящих применения. Первые установки за рубежом были построены в Англии в 1848 г., а в США в 1860 г. Первые уста­нов­ки первичной переработки нефти были выполнены в виде КубовПерио­дического действия. Целевым продуктом этих установок являлся Осветитель­ный керосин. Остальные продукты сжигались.

Но уже в 80-ых гг. ХIХ в. на смену кубам пришли батареи кубов, обеспечивающие непрерывность перегонки нефти. Они были созданы известными российскими инженерами А. Ф. Инчиком, В. Г. Шуховым и Н. И. Ели­ным. С изобретением в 1976 г. форсунки для жидкого топлива было найдено применение мазуту как топливу для котельных агрегатов. Еще одно применение мазуту нашел Д. И. Менделеев, который предложил использовать его в качестве смазки взамен растительных и животных жиров.

Новым в нефтепереработке следует считать изобретение В. Г. Шухо­вым и С. П. Гавриловым в 1890 г. трубчатой нефтеперерабаты­вающей установки непрерывного действия, включающей огневой змееви­ковый подогреватель, испаритель, ректификационную колонну и тепло­обменную аппаратуру. После 10-х гг. ХХ в. подобные установки распространились по всему миру.

Вплоть до 1913 г., когда в США была пущена первая в мире установка термического крекинга, на нефтеперерабатывающих установках производи­лась только первичная перегонка нефти, продукты которой – газ, бензин, керосин, солярка, мазут и другие – являлись товарными продуктами. С этого времени началась эпоха вторичных процессов в нефтепереработке. Сырьем для вновь введенной установки являлись газойлевые фракции первичной перегонки нефти, крекинг которых проводился при повышенных темпе­ратурах и давлениях. В связи со все возрастающими требованиями к качеству моторных топлив, в первую очередь к детонационным свойствам, в 20–30 гг. ХХ в. происходит стремительное развитие вторичных процессов переработки нефти. Были освоены промышленные процессы каталитиче­ского крекинга средних дистиллятов, алкилирования алкенов, полимерии­зации низших алкенов.

В СССР первые после гражданской войны нефтеперерабатывающие заводы начали строиться в конце 20-х гг. Были введены в строй предприятия в Уфе, Ишимбае, Сызрани, Новокуйбышевске. За 10 лет (с 1927 по 1937 гг.) объем переработки нефти в СССР возрос втрое и составил 26,4 млн. т.

Стремительный рост переработки нефти наблюдался во всем мире после 2-й мировой войны (табл.1.1.).

Динамика объема переработки нефти в мире после 2-й мировой войны

В послевоенное время в СССР было построено много новых нефтеперерабатывающих заводов, в т. ч. Омский, Киришинский, Ангар­ский, Нижнекамский, Пермский, Волгоградский – в России; Кремен­чугский, Лисичанский – на Украине; Чимкентский, Павлодарский, Мангышлакский – в Казахстане; Красноводский и Чарджоуский – в Туркмении; Ферганский – в Узбекистане; Новополоцкий и Мозырский – в Белоруссии;. Мажейкский – в Литве.

Происхождение нефти всегда интересовало человечество и до сих пор является одной из сложных проблем современной науки.

Одним из первых выдвинул гипотезу неорганического происхождения нефти Д. И. Менделеев в 1877 г. Согласно его гипотезе, углеводороды нефти образовались при взаимодействии воды с находящимися в глубинах земной коры карбидами металлов. И хотя теоретически такие реакции вероятны, но с помощью карбидной теории невозможно объяснить появление в составе нефти огромного разнообразия углеводородов; непонятно также, как вода из области низкого давления на поверхности Земли могла попасть в область высоких давлений недр Земли. Другие ученые в разное время выдвигали гипотезы космического, магнетического и вулканического происхождения нефти. Однако они не получили широкой поддержки.

В настоящее время наибольшее число сторонников имеет гипотеза органического происхождения нефти. Особенно убедительной выглядит генетическая связь между компонентами нефти, живого вещества и органи­ческого вещества древних осадочных пород и современных осадков. Что же касается количества углеводородов органического происхождения, то оно исключительно велико и вполне обеспечивает образование залежей нефти и другого органического топлива.

Сущность органической теории заключается в том, что нефть и газ образуются из органического вещества, находящегося в рассеянном состоя­нии в осадочных породах. Считается, что основным органическим материалом, накапливающимся в осадочных породах, являются отмершие остатки микрофлоры и микрофауны (планктон, бентос и др.), развиваю­щиеся в морской воде, к которым примешивались остатки биомассы животных и растений.

По данной гипотезе захороненная в верхних слоях осадочных пород органическая масса подвергается воздействию кислорода и бактерий и в значительной мере разлагается с образованием простых газообразных молекул (таких как СО2, N2, CH4, NH3, H2O и др.) и растворимых в воде жидких продуктов.

В дальнейшем при погружении в толщу осадочной породы эти органические вещества в течение многих миллионов лет на глубине

1,5–3 км и ниже подвергаются уже в восстановительной среде действию высоких температур (150–200 о С) и давлений (10–30 МПа), а также каталити­ческому воздействию вмещающих пород, прежде всего глин. По современным взглядам именно в этой стадии в результате термических процессов органические вещества, и главным образом липиды (жиры, воски, масла), превращаются в углеводороды нефти. Далее нефть и газ, перво­начально рассеянные в нематеринской глинистой породе, вследствие процессов миграции в конечном счете скапливаются в ловушках.

Условия скопления нефти в ловушках таковы, что нефть, а также газ заполняют поры вмещающей породы, и чем больше пористость такой породы, тем больше она насыщается нефтью. Покрытия пористых пород, образованные глинами, непроницаемыми для нефти и/или газа, хорошо предохраняют их от дальнейшей миграции. Вместе с глинами почти всегда присутствует вода, также заполняющая поры этих пород.

Изученные запасы нефти оцениваются в размере свыше 100 млрд. т, а прогнозные – в 300 млрд. т. Наибольшие объемы добычи нефти принад­лежат странам Ближнего и Среднего Востока: Саудовской Аравии, Кувейту, Ираку, Объединенным Арабским Эмиратам, Бахрейну, Ирану, Ливии, Египту, Алжиру. Другие нефтедобывающие страны – США, Венесуэла, Мексика, Индонезия, Китай, Норвегия, Великобритания, Румыния. Среди нефтедобывающих стран бывшего СССР следует отметить Казахстан, Турк­мению, Узбекистан, Азербайджан.

Наибольшие начальные запасы нефти находятся в месторождениях Гавар(Саудовская Аравия) – 10,1 млрд. т, Бурган(Кувейт) – 9,9 млрд. т, Боливар(Венесуэла) – 4,4 млрд. т,Сафания-Хафджи(Саудовская Аравия) – 4,1 млрд. т,Румайла(Ирак) – 2,7 млрд. т, Ахваз(Иран) – 2,4 млрд. т, Киркук(Ирак) и Марун(Иран) – по 2,2 млрд. т и др.

В России крупнейшие месторождения нефти находятся в Западной Сибири, междуречье Волги и Урала, Республике Коми, на Северном Кавказе, а также в Восточной Сибири, на Сахалине и т. д.

Промышленная добыча нефти в мире началась в середине XIX-го века. В 1900 г. она составила 20 млн. т и с тех пор стремительно росла, достигнув в 1950 г. 500 млн. т. В 2004 г. она составила 4,057 млрд. т.

В бывшем СССР в 1920 г. добывалось всего 3,8 млн. т нефти. К 1950 г. добыча ее достигла уже 40 млн. т., в 1960 – около 150 млн. т, в 1970 – свыше 350 млн. т. Максимум добычи нефти был достигнут в 1986 г. (615 млн. т).

После распада СССР добыча нефти в новой России ежегодно сокра­щалась: в 1993 г. она добывала 350 млн. т, в 1995г. – 325 млн. т. Примерно на том же уровне она сохраняется и поныне.

60 трлн. м 3 , прогнозные – 200 трлн. м 3 . В природе существуют месторождения собственно природного газа и так называемые газоконденсатные, в которых в газе растворены жидкие углеводороды. Крупнейшие в мире месторождения природного газа находятся в Западной Сибири – это Уренгойское, Хорасавейское, Ямбургское и Медвежье место­рож­дения. Другие крупные месторождения газа в России расположены в Республике Коми – Вуктыльское и др. Из зарубежных стран богато природным газом Газлинское месторождение в Узбекистане, Панхандл-Хьюготон в США, Слохтерен в Голландии, Хасси-Рмель в Алжире, Парс и Канган в Иране. По добыче природного газа Россия занимает первое место в мире с объемом свыше 500 млрд. м 3 в год.

Извлечение нефти из продуктивного пласта производится за счет двух видов энергии: естественной энергии самого пласта и энергии, подаваемой в пласт тем или иным способом извне. Первый способ называют Фонтанным. Его применяют в начальный период эксплуатации скважины, когда внутрипластовое давление скважины достаточно велико. Этот способ наиболее экономичен, т. к. не требует дополнительных энергозатрат. По мере выработки скважины давление внутри пласта падает и наступает момент, когда самостоятельный выход нефти на поверхность почти прекращается. Тогда приступают к Механизированному способу добычи нефти. Есть две основные разновидности этого способа – Компрессорный и насосный.

При компрессорном или Газлифтном, как его еще называют, способе в скважину компрессором закачивают газ, смешивающийся с нефтью. При этом понижается плотность нефти, забойное давление становится ниже пластового, что вызывает подъем нефти к поверхности Земли. Иногда в скважину подают газ из близлежащих газовых пластов (метод беском­прессорного газлифта). Этот метод применяют на месторождениях Западной Сибири в России, а также прикаспийских месторождениях Казахстана и Туркмении.

При насосном способе на заданную глубину опускают насосы, приводимые в действие энергией, передаваемой извне.

Важнейшим показателем эффективности эксплуатации скважины является Коэффициент нефтеотдачи, который равен отношению коли­чества добытой нефти за весь период ее использования к первоначальному запасу. Он зависит от геологического строения залежи, свойств породы, пластовой жидкости, самой нефти, показателей разработки месторождения (числа эксплуатируемых скважин, порядка их ввода в эксплуатацию и др.), приемов добычи и т. д.

Существуют различные режимы нефтедобычи: Упругий, растворенного газа, газонапорный, Водонапорный и др. Последний дает наибольшую нефтеотдачу. Но и этот метод позволяет извлекать меньше половины запасов пласта, т. е. коэффициент нефтеотдачи не превышает значения 0,5. На месторождениях вязких нефтей он и того меньше – 0,15. Применяя закачку вместе с водой ПАВ, полимеров, растворителей, эмульсий, нефтеотдачу повышают на 10–30 %.

ДобавкаПАВСнижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз нефть-вода, повышается подвижность нефти и эффективность ее вытеснения водой. ДобавкаПолимеров, в частности Полиакриламида к воде, также позволяет улучшить вытеснение нефти из пласта.

Одним из самых эффективных является способ нагнетания в пласт СО2. Растворяясь в нефти, этот газ снижает ее вязкость, повышает объем, создавая тем самым благоприятные условия для движения нефти к поверхности Земли.

Для увеличения нефтеотдачи применяют также методы теплового воздействия на залежь: закачку в пласт горячей воды, пара и внутри­пластовое горение. Основным фактором, определяющим в этом случае эффек­тив­ность вытеснения нефти из скважины, является соотношение вязкостей нефти и воды. Чем оно выше, тем больше нефтеотдача. Тепловое воздействие на высоковязкие нефти повышает это соотношение в 30 – 50 раз.

(до 100 м 3 /т), воду (200–300 кг/т и более), механические примеси. Эти компоненты перед транспортировкой и дальнейшей переработкой удаляют из нефти. Очистку нефти от вредных включений ведут на установках предварительной подготовки нефти (ППН). Кроме того, подготовка нефти предполагает доведение в ней концентрации воды до 1,5 – 2 %, а солей – до 50 мг/л. После такой подготовки нефть транспортируют в основном по трубопроводам.

Газ, как и нефть, извлекают из недр бурением скважин. Обычно разработку газовой скважины ведут 15 – 20 лет при коэффициенте извлечения 80 – 90 %. Как и в случае с нефтью, перед транспортировкой из газа удаляют механические примеси, воду, а также тяжелые углеводороды и сернистые соединения. Некоторые месторождения природных газов содер­жат значительные количества благородного газа Аргона,Который также извлекают из природного газа передтранспортировкой.Транспортируют газ исключительно трубопроводным транспортом под большим давлением.

2. Какие гипотезы происхождения нефти Вам известны? Изложите их суть.

3. Назовите главные нефтедобывающие страны и месторождения нефти.

4. Назовите основные газодобывающие страны мира и месторождения газа.

Http://lektsia. com/8x466d. html

Перегонка нефти была известна еще в начале нашей эры. Этот способ применяли для уменьшения неприятного запаха нефти при ее использовании в лечебных целях. В небольшом количестве нефть перегоняли в колбах, а в большем – в кубах.

В1745 г. архангельский купец Федор Прядунов построил на реке Ухте первый в мире нефтеперегонный завод. Для этого он использовал кубовую установку, применявшуюся ранее для получения дегтя, скипидара, канифоли из древесной смолы (ее перегонка – смолокурение – в России известна с XII. XIII веков).

В 1823 г. завод по перегонке нефти соорудили вблизи Моздока крепостные крестьяне, мастера смолокурения братья Дубинины. Нефтеперегонная установка представляла собой железный куб с медной крышкой, вмазанный в печь. Из крышки куба выходила трубка, проходящая через бочку с водой. Пары нефти, выделяющиеся при ее нагреве, охлаждались водой и конденсировались. Как только эта жидкость начинала темнеть топку тушили, а густой остаток в кубе – мазут – выбрасывали. Из 40 ведер нефти получали 16 ведер фотогена (аналога керосина). Двадцать ведер оставалось в кубе в виде мазута, а 4 «угорали» – терялись в процессе перегонки.

В 40-х годах XIX в. нефтеперегонные заводы появляются в других странах. В 1848 г. Дж. Юнг начал перегонку нефти на заводе в Великобритании, в 1849 г. С. Кир построил завод по перегонке нефти в Пенсильвании (США). Во Франции первый нефтеперегонный завод был построен А. Гирном в Эльзасе в 1854 г. В 50-е годы XIX в. зарождается промышленная переработка нефти в Германии, Польше и Румынии.

Первые крупные нефтеперегонные заводы в России появились в районе Баку: завод В. А. Кокорева и П. И. Губонина (1860), Д. Меликова (1863). Кроме того, множились мелкие заводы – в 60-е годы в Баку их было около 30, а в 70-е годы – более 70.

Развивалась нефтепереработка и в других районах. В 1865 г. в Грозном был построен завод И. М. Мирзоева, а в 1868 г. на Таманском полуострове начал действовать крупный нефтеперегонный завод А. Н. Новосильцева, который полностью обеспечивая керосином свой регион.

К началу 70-х годов XIX в. в России функционировали и другие фотогеновые (керосиновые) заводы: в Одессе – 4, в Херсоне — 1, в Керчи – 3. Они перерабатывали кавказскую и молдавскую нефти.

Совершенствовалась техника перегонки нефти. Если первоначально она производилась в кубах периодического действия, аналогичных тем, что использовали братья Дубинины. Однако такая технология перегонки не обеспечивала надежного разделения нефти на фракции, поскольку температурные границы отбираемых фракций определялись «на глазок».

Со временем кубовые установки превратились в кубовые батареи – набор соединявшихся друг с другом кубов, каждый из которых служил для получения определенной нефтяной фракции. К концу XIX в. были разработаны кубовые батареи непрерывного действия. В них использовался принцип регенерации тепла: получаемые горячие нефтяные фракции отдавали свое тепло нефти, поступающей на переработку. Это позволило резко увеличить производительность установок. Так, установка, предложенная в 1886 г. В. Г. Шуховым и Ф. А. Инчиком, позволяла ежесуточно перегонять количество нефти, в 27 раз превышающее объем аппарата, тогда как аналогичный показатель для куба периодического действия равен 1,5, а для кубовой батареи – 4.

На протяжении почти всего XIX в. целью перегонки нефти было, в основном, получение керосина. Его качество и выход зависели от природы нефти, технологии ее перегонки и других факторов.

Основными характеристиками товарного керосина в начальный период были удельный вес (0,79. 0,85 т/м 3 ), температурный интервал кипения (170. 320 °С) и цвет. Поскольку выход керосиновой фракции был относительно невелик (из бакинской нефти – 25. 30 %) нефтепромышленники пытались «делать» дополнительные объемы похожей на керосин по удельному весу жидкости, смешивая легкие и тяжелые фракции. Такой продукт при употреблении в лампах часто взрывался. Поэтому годность керосина для безопасного освещения стали определять по температуре вспышки (воспламенения паров над поверхностью жидкости) и температуре воспламенения (возгорания жидкости).

В начале XX в. российская нефтепромышленники вели переработку так, чтобы наибольшая часть легких фракций оставалась в мазуте, который использовался как котельное топливо и давал львиную долю доходов. На долю мазута приходилось 58% от всех нефтепродуктов.

Наряду с перегонкой развивались и другие способы нефтепереработки. В 1879 г. при консультации Д. И. Менделеева недалеко от Ярославля был построен первый в мире завод для производства смазочных масел из мазута. А в 1891 г. В. Г. Шухов и С. Гаврилов изобрели способ получения легких углеводородов расщеплением тяжелых углеводородов при высоких температуре и давлении. Данный процесс получил название Крекинга. Авторство этого изобретения пытался присвоить себе американский химик Ум. Бартон. Судебное дело по крекинг-процессу возникло в результате скандала двух американских фирм, затеявших между собой патентную тяжбу. Однако международный суд установил, что изобретателями крекинг-процесса являются российские ученые, а все изобретенное впоследствии – это просто усовершенствование.

В 1926 г. В. Г. Шуховым в содружестве с инженером М. А. Капе-люшниковым, изобретателем турбобура, была создана крекинговая установка.

Http://studfiles. net/preview/2180189/page:42/

Нефть в России в начале XX века добывалась главным образом в районе города Баку и на Северном Кавказе (Грозный, Майкоп). Эксплуатация месторождений конкурирующими фирмами велась хищническим путем, а хранение нефти в открытых ямах-амбарах вело к большим потерям и частым пожарам.

В то время добыча нефти велась двумя методами: фонтанным и с помощи желонки. Желонка – ϶ᴛᴏ длинное ведро малого диаметра с открывающимся внутри донным клапаном, свободно проходящее в скважину. При подъеме желонки клапан плотно закрывал вход, и порция нефти поднималась на поверхность. В 1913 ᴦ. таким способом в России было добыто 95% всœей нефти.

В начале при перегонке нефти применение находил только керосин (фотоген). При этом при этом получали два побочных продукта: один из них – более легкая фракция нефти получил название «бензин» (от арабского «любензави» – горючее вещество), а другой – густая грязно-черная жидкость, получаемая в остатке и названная «мазут» (от арабского – отброс). Долгое время они оставались ненужными продуктами.

В 1866 ᴦ. А. И. Шпатаковский изобрел первую форсунку для сжигания мазута. В результате чего мазут начал применяться в топках как топливо. Затем из мазута стали вырабатывать смазочные масла. Позже выдающийся русский инженер В. Г. Шухов форсунку значительно усовершенствовал. В этой форсунке мазут вытекает по узкому каналу и распыляется водяным паром в мельчайшую пыль. Распыленный мазут в топке испаряется, хорошо смешивается с воздухом и полностью сгорает. Распыление жидких топлив при помощи пара оказалось очень эффективным, такие форсунки используются в наше время наряду с воздушными и механическими.

По предложению Д. И. Менделœеева в 1887 ᴦ. на нефтяное топливо были переведены первые суда морского флота – миноносцы «Сова» и «Лука», в Первую мировую войну – английский военный флот. Это на треть повысило боевую мощь английского флота.

Сжигание мазута в топках – ϶ᴛᴏ не лучшее его применение. При консультации Д. И. Менделœеева около Ярославля строится первый завод по получению смазочных масел из мазута (1879 ᴦ.). В 1890 ᴦ. В. Г. Шухов предложил способ расщепления тяжелых углеродов мазута с целью получения светлых нефтепродуктов. В 1891 ᴦ. В. Г. Шухов и С. Гаврилов изобрели способ получения легких углеводородов расщеплением тяжелых углеводородов при высоких температуре и давлении. Этот способ получил название «термический крекинг» (от англ. крекинг – расщепление) и успешно применяется в наше время. В 1926 ᴦ. В. Г. Шуховым в содружестве с инженером М. А. Капелюшниковым, изобретателœем турбобура, была создана крекинговая установка.

Чтобы промышленность развивалась успешно, нужна не только совершенная техника, но и талантливые организаторы производства. Расцвет российской нефтяной индустрии начался с появлением на промыслах в Баку братьев Нобель. А началось всё с неудачной поездки одного из братьев, Роберта͵ на Кавказ в поисках орехового дерева для ружейных прикладов. Подходящего товара он не нашел, но, возвращаясь в Петербург, заехал в Баку и загорелся новой идеей…

Семья шведских изобретателœей и предпринимателœей Нобель к тому времени была хорошо известна в России. Эммануэль Нобель (1801–1872 гᴦ.), инженер и промышленник, с тремя малолетними сыновьями – Робертом (1829– 1896 гᴦ.), Людвигом (1831–1888 гᴦ.) и Альфредом (1833–1896 гᴦ.) переехал на жительство в Россию в начале сороковых годов девятнадцатого столетия по приглашению великого князя Михаила Павловича, брата императора Николая I. Великий князь по достоинству оценил подводные мины, изобретенные Нобелœем. Российское правительство вручило шведскому инженеру 25 тысяч рублей золотом и предложило наладить производства этого оружия в Петербурге. Эммануэль Нобель обосновал здесь механический завод.

В 1859 году семья Нобель вернулась на Родину. Только Людвиг, средний сын Эммануэля, решил остаться и открыть собственное литейно-механическое дело. Его начинанию сопутствовал успех. Вскоре Людвигу понужнобился надежный помощник, и он уговорил брата Роберта снова переехать в Петербурᴦ.

Такова предыстория возникновения в 1879 году знаменитого «Товарищества братьев Нобель», совершившего в нефтяной индустрии России революцию. В создании товарищества вместе с Людвигом и Робертом участвовал и третий брат – Альфред Нобель, изобретатель динамита и учредитель Нобелœевской премии, ставшей самой престижной наградой ХХ века, а также их друг детства Петр Бильдерлинᴦ.

Необычность подхода к делу проявилась уже на первых этапах организации работ. Как правило, забота новоиспеченного владельца нефтяного поля – максимально быстро получить прибыль, а значит, нужно качать нефть из недр, извлечь ее как можно больше и продать в кратчайший срок. Нобели поступили по-иному. Их интересовали не количественные показатели, а качество конечного продукта͵ которым тогда был керосин. Братья приобрели вместе с промыслами небольшой керосиновый завод и вложили в его реконструкцию дополнительные деньги. В итоге керосин получился такой высокой степени очистки, что превзошел по качеству американский, наиболее популярный тогда на российском рынке. Затраты на создание принципиально новой системы непрерывной перегонки нефти вскоре полностью окупились. В честной конкурентной борьбе Нобели одержали верх над Дж. Рокфеллером, американским нефтяным королем, и вынудили его искать новые рынки сбыта продукции.

Но керосин, сколь бы хорош он ни был, нужно ещё доставить потребителю. И Нобели начинают создавать по всœей стране перевалочные базы и складские помещения. Едва развернув своё дело, имея в Баку лишь восœемь маломощных скважин да небольшой нефтеперегонный завод, они уже тогда думали о завтрашнем дне. В Царицыне (Волгоград) был построен современный складской комплекс. Здесь керосин, доставлявшийся баржами по морю и по Волге, перегружали в громадные резервуары и затем развозили по желœезной дороге.

Средства транспортировки нефтепродуктов – ещё одна постоянная забота. Первое в мире нефтеналивное металлическое судно «Зороастр», первые в России желœезнодорожные вагоны-цистерны, металлические баржи, первый нефтепровод – всё это результат цивилизованного хозяйствования товарищества. Тогда же появились и металлические резервуары для хранения нефтепродуктов (спроектированы известным инженером В. Г. Шуховым). Это было удобно и экономически выгодно, поскольку ранее нефть заливали в деревянные бочки и оставляли в земляных ямах, что вело к её потерям и загрязнению окружающей среды.

На нобелœевских промыслах (опять же впервые) стали использовать попутные нефтяные газы: их сжигали в топках паровых машин. Позднее, по мере развития техники, на скважинах появились газовые и нефтяные двигатели. Первые электродвигатели и эффективные методы борьбы с нефтяными выбросами из скважин – тоже достижения «Товарищества братьев Нобель».

Эммануэль Людвигович Нобель (1859–1932 гᴦ.), ставший после смерти отца руководителœем товарищества, наладил на Петербургском механическом заводе массовое производство дизельных моторов и, опережая время, оснастил ими свой нефтеналивной флот. Именно он предложил называть суда с дизельным двигателœем теплоходами.

Недалеко от шоссе Энтузиастов в Москве, в проезде завода «Серп и Молот», именовавшемся раньше Проломным проездом, до революции располагались склады Московского отделœения Товарищества. В 1994 году, в день 115-летия учреждения «Товарищества братьев Нобель», в соответствии с постановлением правительства Москвы там был установлен памятный знак. Потомки с благодарностью вспоминают об огромном вкладе семейства Нобель в экономику России.

Эти примеры показывают, что нефтяная промышленность развивалась не только за счет увеличения объемов добычи нефти, но и за счет более полной её переработки. На протяжении почти всœего XIX века целью перегонки нефти было в основном получение керосина, и около 100 лет бензин оставался опасным и ненужным продуктом. Его качество и выход зависели от природы нефти, технологии её перегонки и других факторов. Основными характеристиками товарного керосина были удельный вес (0,79…0,85 т/м 3 ), температурный интервал кипения (170… 320 о С) и цвет. Поскольку выход керосиновой фракции был относительно невелик (из бакинской нефти он составлял 25…30 %), нефтепромышленники пытались получить дополнительные объёмы жидкости, похожей на керосин по удельному весу, смешивая при этом легкие и тяжелые фракции. Такой продукт при употреблении в лампах часто взрывался. По этой причине годность керосина для безопасного освещения стали определять по температуре вспышки (то есть воспламенения паров над поверхностью жидкости) и температуре воспламенения (то есть возгорания жидкости). Изобретение двигателя внутреннего сгорания положило начало промышленному использованию бензина.

Г. Форд построил первые автомобили с карбюраторным двигателœем. Топливо в карбюраторе распыляется, перемешивается вместе с воздухом, после чего подается в цилиндры. Карбюраторный двигатель – двигатель внутреннего сгорания, в котором горючая смесь готовится карбюратором вне камеры сгорания (то есть двигатель с внешним смесеобразованием) и воспламеняется в камере сгорания свечой зажигания. Свеча зажигания – прибор для воспламенения горючей смеси при помощи искры (электрод с напряжением 10–30 кВ). В случае если в мире в 1886 ᴦ. было 4 автомобиля, то к 1940 ᴦ. их число возросло до 10 млн.

Развитие сначала автомобильной промышленности, несколько позже – морского и речного флота͵ а затем – авиации оказало влияние на рост потребления нефти.

Накануне Первой мировой войны в 1914 году 30 % военного флота Великобритании использовало нефтяное топливо. Во время войны кайзеровская Германия оказалась отрезанной от нефтяных промыслов. Дефицит нефти послужил одной из причин поражения войск Кайзера. Германия учла это при подготовке ко Второй мировой войне и прежде всœего постаралась обеспечить себя запасами жидкого топлива. Перед нападением на СССР Германия захватила Румынию с её богатыми нефтяными промыслами, а во время войны стремилась овладеть нефтью Кавказа. Гитлеровцы смогли захватить только часть нефтяных промыслов Кавказа, но восстановить скважины, разрушенные перед отступлением нашими войсками, и получить кавказскую нефть им не удалось.

Нефть в России в начале XX века добывалась главным образом в районе города Баку и на Северном Кавказе (Грозный, Майкоп). Эксплуатация месторождений конкурирующими фирмами велась хищническим путем, а хранение нефти в открытых ямах-амбарах вело к большим потерям и частым. [читать подробенее]

Http://oplib. ru/random/view/661830

Полезные свойства нефти человеку были известны еще в глубокой древности. Выходившую на поверхность земли нефть иранцы называли naft, турки – neft, греки – naphta, римляне – bitumen. А распространившееся позже слово petroleum было создано с помощью синтеза двух слов: греческого petros (камень) и латинского oleum (масло).

Около 3 тысяч лет до н. э. Древние египтяне, жители Междуречья и обитатели государств Ближнего Востока собирают нефть с поверхности воды. Ее используют в строительстве, для освещения домов, в качестве топлива и даже добавляют в состав для бальзамирования.

347 год н. э. В Китае закладывают первую скважину для получения нефти, используя полые стебли бамбука в качестве труб. Буровой инструмент – долото и бамбуковые штанги – опускались в скважину на канатах толщиной 1-4 см, свитых из индийского тростника.

В 7 веке н. э. Изобретено сильнейшее оружие Средних веков – «греческий огонь», который нельзя было затушить ни водой, ни песком. Современные ученые считают, что в состав этого средства входят нефть, смола, селитра, канифоль и сера. «Каменное масло» в древности широко использовалось в строительстве.

В Средние века ее подмешивали в олифу для улучшения красок. Нефть активно использовалась в медицине, и, кстати, не только древними.

Еще в середине XIX века в США очищенная нефть под названием «масло сенека» или «горное масло» предлагалась как средство от головной и зубной боли, глухоты, ревматизма, водянки и рекомендовалась для заживления ран на спинах лошадей и мулов. Естественно, нефть в древности использовалась и для освещения.

Сначала нефть просто собирали в тех местах, где она выходила на поверхность земли. Позже стали копать колодцы.

Бакинское ханство было окончательно присоединено к Российской империи в начале XIX века. Можно было бы считать, что именно к этому времени следует отнести рождение российской нефтяной промышленности. Однако это не совсем так.

Еще в XVI веке в России собирали «горючу густу воду» с поверхности реки Ухта, доставляли в Москву, перерабатывали, а затем продавали в аптеках.

Начало же систематическому исследованию, описанию и учету подземных ископаемых в империи положил Петр I, создавший в 1700 году Приказ рудокопных дел, переименованный позже в Берг-коллегию.

Спустя три года появилось первое документальное указание на открытие русской нефтяной залежи. В 1721 году в Берг-коллегию поступило донесение от Григория Черепанова, в поисках руды обследовавшего берега северных рек. На Ухте он увидел «нефтяные ключи»: на поверхность реки всплывало черное «масло», которое жители собирали черпаками. В 1724 году Черепанов собрал немного нефти и отправил в Берг-коллегию. Петр I весьма заинтересовался «посылкой», но в следующем году царь скончался, и о черном ухтинском «масле» забыли на 20 лет.

Олько в 1745 году архангельский купец Федор Прядунов отправился на Ухту и добился разрешения наладить нефтяной промысел и обязался дважды в год посылать в Санкт-Петербург рапорты о состоянии дел. Свою нефть Прядунов именовал «желтым маслом», продавалась она в аптеках Санкт-Петербурга и Москвы. Кроме того, в «желтое масло» добавляли растительное и использовали для освещения. Но на нефтяном деле купец Прядунов не разбогател, а жизнь его закончилась трагически. За неуплату налогов он был посажен в долговую тюрьму, где скончался в 1753 году.

Некоторые историки считают первопроходцем освоения ухтинской нефтяной «целины» не Прядунова, а купца Набатова, который, возможно, на год раньше архангельского самоучки построил на Ухте установку по «передваиванию» нефти. Причем, если Прядунов собирал нефть с воды, то Набатов добывал нефть с помощью колодцев, очищал ее и так же, как Прядунов, продавал в московские аптеки.

Одписанный в 1813 году Россией и Ираном Гюлистанский мирный договор признавал переход под юрисдикцию Российской империи части территорий Северного Кавказа и Закавказья, в том числе и Бакинского ханства. Хотя де-факто бакинские нефтяные промыслы отошли империи еще в 1806 году. На новые земли потянулись переселенцы из России.

В их числе были и крепостные крестьяне из Владимирской области – братья Герасим, Василий и Макар Дубинины, осевшие в Моздоке. В то время на Северном Кавказе также добывали с помощью колодцев тяжелую нефть, в основном на Сунженском хребте, близ Брагунов и в Беное. Ее и решили перерабатывать Дубинины.

Старший, Василий, сам составил чертежи, по которым в 1823 году был построен первый в мире промышленный куб для перегонки нефти. Стремясь расширить производство, Дубинины не раз обращались за кредитом к властям, однако всегда получали отказ. Завод братьев просуществовал до 1847 года и закрылся за неимением средств.

То время как Дубинины в Моздоке делали первые шаги в нефтепереработке, в Баку прибыл молодой ученый Николай Воскобойников – выпускник Петербургского горного кадетского корпуса. Всего через два года после начала работы на промыслах Воскобойников уже в 1827 году составил классификацию местной нефти, описал процесс добычи с помощью колодцев и разработал предложения по улучшению условий ее хранения. В 1834 году его назначили директором бакинских и ширванских нефтяных и соляных промыслов. В том же году Воскобойников направил министру финансов донесение с предложением организовать в Баку переработку нефти. Николай Иванович резонно указывал, что более 90% добываемой на Апшероне нефти продается в Иран и лишь оставшееся количество пудов перерабатывается и поступает на внутренний рынок. Это притом, что Россия закупала дорогой импортный, в первую очередь американский, фотоген.

Ак ни странно, но к донесению Воскобойникова правительство отнеслось с вниманием. Уже в конце 1837 года в Балаханах заработал завод, спроектиро-ванный Воскобойниковым, на котором впервые в мире была применена перегонка нефти вместе с водяным паром, а нефть подогревалась при помощи природного газа. Эти методы будут широко использоваться в будущем, спустя многие годы после смерти Воскобойникова.

Рост населения и развитие экономики в XIX веке требовали смены привычных осветительных приборов. Светильники с растительным или животным жиром, свечи и лучины давали тусклый свет. Ворвань горела ярче, но была слишком дорога, как и добываемый из угля «городской газ».

Во́рвань — устаревший термин, которым называли жидкий жир, добываемый из сала морских млекопитающих (китов, тюленей) и рыб.

Появившийся в 1820-х годах аналог керосина, фотоген, оказался хорошей альтернативой, однако лампы, в которых он использовался, сильно чадили и нередко воспламенялись. Но поистине взрывной рост потребления фотогена, точнее, керосина приходится на вторую половину XIX века.

В 1853 году львовский фармацевт Игнацы Лукасевич с помощью конструктора Адама Братковского сконструировал лампу, которую мы до сих пор называем керосиновой

А год спустя канадец Авраам Геснер подал заявку на патент для производства нового «жидкого углеводорода» под названием «керосин» (от греч. keros – воск и elaion – масло).

К 70-м годам XIX века в США уже 34 компании производили керосин. В России в это время также работали нефтеперерабатывающие или, как их называли, керосиновые заводы. Крупнейшим из них был построенный рядом с Баку, в Сураханах, нефтеперегонный завод купца Василия Кокорева.

Разбогател Василий Александрович на винных откупах, «кокоревская водка» в те времена была понятием нарицательным, означавшим дешевый и низкокачественный продукт. Сколотив состояние на торговле алкоголем, Кокорев начал вкладывать деньги в строительство железных дорог, создал крупнейший в России по размерам капитала Волжско-Камский коммерческий банк, но до этого занялся нефтяным делом.

В том числе и потому, что до 1872 года в нефтяной отрасли применялась откупная система: раз в четыре года государство продавало откупщикам нефтеносные участки, те договаривались с добытчиками и переработчиками об оптовых закупках продукции, кредитовали их, а цены на продукцию производителей выставляли грабительские. А с откупной системой Кокорев, которого за глаза звали «откупщицким царем», был знаком отменно. Именно он придумал, как обойти проблемы откупной системы, совместив откуп и прямое финансирование производства и добычи, и переработки.

Кокорев добывал нефть, перерабатывал ее на принадлежащем ему заводе, а свою продукцию именовал «фотонафтилем».

Ринято считать, что впервые метод промышленного бурения скважин для добычи нефти был использован в США Эдвином Л. Дрейком в 1859 году у городка Тайтусвиль, на северо-востоке Пенсильвании. В эту глухомань бывший железнодорожник Дрейк был направлен в 1857 году акционерами «Пенсильвания рок ойл компани» и «Сенека ойл компани», решившими добывать нефть с помощью бурения, применявшегося при добыче соли. Тогда месторождения соли бурили практически везде, где она добывалась, в том числе и в России.

Но первыми бурить соль додумались китайцы, которые еще до нашей эры добывали ее с помощью бамбукового бура. Дрейк оказался упорным малым: несмотря на проблемы с финансированием, на пристрастие нанятых соледобытчиков к виски, отсутствие результатов и на то, что жители Тайтусвиля считали его умалишенным, он не сдавался.

Августе 1859 года инвесторы, чье терпение и финансы истощились, направили Дрейку письмо с требованием расплатиться по счетам и свернуть работы. Но еще до того, как его получил адресат, бур в Пенсильвании дошел до нефти. Не позаботившиеся заранее о хранении долгожданного черного золота добытчики разливали его во всю имевшуюся посуду – вплоть до кастрюль. Дрейк срочно скупил все свободные бочки из-под виски в Тайтусвиле. Он уже праздновал победу, но финал этой истории был грустным: из-за неосторожного обращения с банальной лампой вся добытая Дрейком нефть сгорела в ужасном пожаре. Дрейк же, чье имя вошло в историю мировой нефтяной отрасли, окончил свою жизнь в полной нищете.

Между тем метод бурения для добычи нефти был впервые в мире применен в России. Первым в 1844 году предложил бурить скважины на нефть ударным способом инженер Ф. А. Семенов. Его предложение четыре года пылилось на столах столичных министерств, но наконец в 1848 году первая скважина была пробурена на Биби-Эйбатском месторождении у Баку. Однако она не дала нефти, и метод не получил распространения. В 1864 году попытку повторил полковник Новосильцев, пробуривший скважину у Анапы. На этот раз опыт оказался удачным, и бурение постепенно начало проникать в российскую нефтедобычу. Спустя 5 лет бурение скважин было вновь начато и на Апшеронском полуострове.

Внедрение механического способа бурения привело к взрывному росту добычи нефти. Сначала в США, где бурение стало распространенным методом на 13 лет раньше, чем в России.

В 1877 году министр финансов граф М. Рейтерн распорядился взимать пошлину на импортный керосин в золотом исчислении, что фактически превращало продукт в неконкурентоспособный товар на российском рынке. Одновременно был отменен акциз на производимый в России керосин, что резко увеличило прибыли местных производителей.

К 1883 году импорт керосина сократился в 5 раз, а объем продаж российского керосина на внутреннем рынке возрос в 15 раз!

Ерез десять лет, в 1888 году, министр финансов академик И. Вышнеградский вновь ввел акциз на керосин, к тому же в 5 раз выше прежнего. Из-за возросшей цены спрос на керосин на внутреннем рынке резко упал, и промышленники попытались переориентировать потоки керосина на экспорт, но этот план провалился: практически везде уже господствовала американская Standard Оil. Вступив в схватку с самим Джоном Рокфеллером, российские нефтепромышленники долго не сдавались. Жесточайшая нефтяная война приводила даже к тому, что доходы от экспорта керосина в конце XIX века у американцев сокращались почти в два раза, а российские компании продавали керосин в 8 раз дешевле, чем на внутреннем рынке!

О в итоге российские нефтяники проиграли, сумев отвоевать у американцев лишь территориально близкие к империи рынки. Когда стало ясно, что внешняя «керосиновая экспансия» провалена, нефтедобытчики нашли наиболее выгодный для себя, но не для отрасли, выход из ситуации. Бакинская нефть была тяжелой, при выделении из нее керосина 70–80% сырья уходило в так называемые нефтяные «остатки», точнее, мазут. «Остатки» сливали в нефтяные амбары – выкопанные в земле ямы, – а затем сжигали. Теперь же проблема «остатков» всерьез заинтересовала нефтепромышленников.

Ее смог решить гениальный русский инженер Владимир Шухов, который в 1879 году изобрел форсунку.

Орсунка, инжектор — механический распылитель жидкости или газа. Используется для распыления топлива.

Овшество запустили в производство на своих заводах братья Нобель, из-за чего за ним закрепилось название «нобелевская форсунка». Мазут в качестве топлива быстро завоевал признание, всего за 10–15 лет на нефтяные «остатки» перешли флот и железные дороги. Нефтепромышленники сократили выработку керосина и в погоне за прибылью предпочитали торговать «остатками». Доходило до того, что к мазуту примешивалась сырая нефть, что делало применение «остатков» в виде топлива опасным.

Поскольку в империи основным регионом нефтедобычи был Апшеронский полуостров, то доставка нефти и нефтепродуктов в Центральную Россию шла в том числе по Каспию и Волге. Нефть и нефтепродукты перевозились сначала в деревянных, позже железных бочках, что было довольно дорого.

Василий Кокорев привлек в качестве консультанта Менделеева, который и предложил перевозить продукцию в трюмах специальных судов. Кокорев построил несколько нефтеналивных барж, но по странному стечению обстоятельств они сгорели еще до спуска на воду. Так что первыми в России и в мире удачную наливную перевозку нефти в 1873 году совершили братья Артемьевы. За два года Артемьевы построили две нефтеналивные баржи, а в 1878 году додумались приспособить для ускорения погрузки и выгрузки не ручной, а паровой насос.

Удовладельцы и нефтепромышленники, ранее насмехавшиеся над братьями, в срочном порядке начали переоборудование своих флотилий. Новость о революционном способе перевозки нефти распространилась быстро, и во всем мире его тогда именовали не иначе как «русский способ». Эстакада для налива нефтепродуктов в вагоны-цистерны Естественно, опыт братьев Артемьевых дорабатывали и совершенствовали.

Уже в 1879 году на Волге промышленник Чернов построил баржу длиной около 160 м, в 1881-м братья Нобель спустили на воду первые колесные танкеры грузоподъемностью около 820 тонн.

А в 1884 году по Волге в Петербург отправилось невиданное техническое чудо: баржа, состоявшая из… двух разъемных половин. Сконструирована она была инженером А. Боярским для решения проблемы бесперевалочной доставки нефти до Санкт-Петербурга. Баржа, получившая прозвище «двойник», проходила Каспийскую систему то в собранном, то в разобранном виде! В 1885 году Владимир Шухов конструирует и строит две металлические нефтеналивные баржи, создав первые прототипы современных танкеров длиной 150–170 м.

Между прочим, изобретение русскими инженерами нефтеналивных барж и танкеров сыграло не последнюю роль в том, что лондонский купец Маркус Сэмюэль, основатель компании Shell, ныне являющейся одним из крупнейших в мире нефтяных концернов, смог одержать победу над Standard Oil, потеснив детище Рокфеллера сначала на азиатских, а затем и европейских рынках. В 1890 году Сэмюэль, мечтавший создать компанию, которая поколебала бы мировое господство Standard Oil, отправился с ознакомительной поездкой в Баку. Именно здесь он впервые увидел нефтеналивные танкеры и понял, что именно станет козырной картой в его тяжелой борьбе с Рокфеллером. «Ему были нужны танкеры, чтобы не перевозить керосин в бочках. Экономия места и веса и выигрыш в объеме значительно снижали затраты на транспортировку в пересчете на галлон… Сэмюэлю был нужен новый, более крупный, технически более совершенный тип танкера, и он дал заказ на разработку и строительство таких судов.

К началу 1893 года в распоряжении Сэмюэля было уже десять танкеров, к 1902-му 90% всей нефти, транспортировавшейся через Суэцкий канал, принадлежало Маркусу Сэмюэлю.

Ачало нового этапа в развитии нефтяной промышленности России в конце XIX века многие ее исследователи напрямую увязывают с основанием в 1879 году «Товарищества нефтяного производства братьев Нобель» («Бранобель»), объединившего добычу, переработку, реализацию, а также многие технические разработки в данной отрасли. Уже в ходе первого этапа — становления — оно опередило всех конкурентов. А в начале марта 1917 года Эммануил Нобель мог с полным правом выступать «от имени всей русской нефтяной промышленности».

Http://migha. ru/istoriya-nefti. html

Использование: Экзамен, 06.2001, шк. № 119, г. Новосибирск, оценка: отлично, проверила: Седова О. В.

6. Крекинг нефтепродуктов: 18-20 a) Термический 20 b) Каталитический 20

Что же такое нефть? Теплотехник ответит, что это прекрасное, высококалорийное топливо. Но химик возразит: нет! Нефть – это сложная смесь жидких углеводородов, в которых растворены газообразные и другие вещества.

И чтобы перечислить все продукты, получаемые из нефти, нужно потратить несколько листов, так как их уже несколько тысяч.

Еще Д. И. Менделеев заметил, что топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями.

Историческая справка. Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907). Русский химик, открывший периодический закон химических элементов, разносторонний ученый, педагог и общественный деятель. Получил образование на отделении естественных наук физико-математического факультета Главного Педагогического Института в Петербурге, курс которого окончил в 1855 г. с золотой медалью. Защитил множество магистерских и докторских диссертаций, читал лекции в качестве доцента.

Среди его трудов – фундаментальный работы по химии, химическим технологиям, физике, метрологии, воздухоплаванию, сельскому хозяйству, экономики, народному просвещению. Написал труд «Основы химии». В 1869 г открыл периодический закон химических элементов.

Нефть (от перс. neft) – горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространенная в осадочной оболочке Земли и являющаяся важнейшим полезным ископаемым.

Залежи нефти находятся в недрах Земли на разной глубине, где нефть заполняет свободное пространство между некоторыми породами. Если она находится под давлением газов, то поднимается по скважине на поверхность

Земли. По запасам нефти наша страна занимает одно из ведущих мест в мире.

Нефть – маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом. Она немного легче воды и практически в ней не растворяется. Так как нефть – смесь различных углеводородов, то у нее нет определенной температуры кипения.

Нефть сильно варьирует по цвету (от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти черной) и по плотности (от легкой 0,65-

Начало кипения нефти обычно выше 280С. температура застывания колеблется от +300 до –600С и зависит в основном от содержания парафина

(чем его больше, тем температура застывания выше). Теплоемкость нефти 1,7-

2,1 кДж/кг; теплота сгорания 43,7-46,2 мДж/кг; диэлектрическая проницаемость2-2,5; электрическая проводимость 2.10-10-0,3.10-18 ом-1.см-1.

Вязкость изменяется в широких пределах и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальтосмолистых веществ). Температура вспышки нефти колеблется от –35 до

1200С в зависимости от фракционного состава и давления насыщенных паров.

Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

1. По содержанию серы: a) Малосернистые (до 0,5 % S) b) Сернистые (0,5-2 % S) c) Высокосернистые (св. 2 % S).

2. По потенциальному содержанию фракций, выкипающих до 3500С: a) Т1 – тип нефти, в которой указанных фракций не меньше 45

3. По потенциальному содержанию масел: a) М1 – не меньше 25 % b) М2 – меньше 25 %.

4. По качеству масел: a) Подгруппа И1 – с индексом вязкости масел больше 85 b) Подгруппа И2 – с индексом 40-85.

Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологической классификации нефти.

В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например, бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами.

Значительно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.

Представляя собой жидкость, более легкую, чем вода, нефть разных мест, иногда даже и соседних, различна по многим свойствам: цвету, плотности, летучести, температуры кипения. Однако любая нефть это жидкость почти нерастворимая в воде и по элементарному составу содержащая преимущественно углеводороды с подмесью небольшого количества кислородных, сернистых, азотистых и минеральных соединений, что видно не только по элементарному составу, но и по всем свойствам углеводородов. В бакинской (апшеронской) нефти Марковников и Оглоблин нашли от 86,6 до 87,0% углерода и от 13,1 до

Историческая справка. Оглоблин Николай Николаевич (1852-?). Русский историк – археограф. Служил архивариусом при Московском архиве

Министерства Юстиции. Автор исследований «Обозрение историко – географических материалов 17 и 18 века». Его обозрения архивных материалов по истории Сибири печатались в журналах «Русская старина»,

Русский химик, ученик Бутлерова. Основные научные труды посвятил развитию теории химического строения, исследованию нефти и нефтенов.

Защитил магистерскую диссертацию «Об изомерии органических соединений», на основе воззрений Бутлерова вывел правило Марковникова. В 1870-х получил все предсказанные теорией строения изомерные двухосновные кислоты общей формулы C3H6(CO2H)2. впервые получил соединения с семи и восьмичленными циклами, изучал механизм реакции этерификации, окисление замещенных циклических кетонов и др. Исследовал соляные озера России.

14,7% водорода, в рангунской (в Бирме) 83,8% углерода и 12,7% водорода, в огайской Мабери нашел только 83,6-85,8% углерода и 13,05-14,6% водорода.

Недостающее до 100 отвечает содержанию кислорода, серы, азота, воды и минеральных подмесей. Количество серы в некоторых сортах нефти едва составляет несколько сотых % (например, в обыкновенной зеленой бакинской нефти всего 0.06%). Азота всегда мало, обыкновенно меньше 0,2%. Минеральных подмесей (золы) еще меньше и пока не известен ни один случай. Когда количество их доходило бы до 0,1%. Поэтому, за вычетом суммы всех других составных начал, в сырой нефти надо принимать от 1 до 4% кислорода. Это следует из того, что в нефти содержатся органические (жирные и близкие к ним) кислоты, так как они содержат кислород. Различия в элементарном составе, как видно, не велики, несмотря на значительную разность свойств.

Однако все-таки разность состава сказывается в том, что на 12 грамм

(атомное количество) углерода в американской нефти около 1,95 грамм водорода, а в бакинской только 1,82. Это доказывает, что во всей массе нефти содержится всегда меньше водорода, чем в углеводородах состава СnH2n

(потому что для них на 12 частей углерода приходятся 2 части водорода), и что от этого состава бакинская нефть дальше, чем американская, что подтверждается и знакомством с углеводородами, извлекаемыми из нефти.

Историческая справка. Сент – Клер Девилль Шарль (1814-1876). Французский химик, член Парижской АН (с 1861 г.). в 1849 получил азотный ангидрид

(действием хлора на сухой нитрат серебра). В 1854 создал первый промышленный способ получения алюминия. Разработал методы очистки сырой платины и выделения ее остатков.

Составными началами нефти, помимо небольшой подмеси кислородных, сернистых и других соединений, являются углеводороды, смесь которых входит в состав различных очищенных продуктов, получаемых из нефти и находящих разнообразное применение. Основным способом для отделения друг от друга, как этих промышленных продуктов (всевозможных смесей), так и самостоятельных в химическом смысле углеводородов, содержащихся в нефти и ее продуктах, является перегонка, основанная на разной упругости пара разных жидкостей при одной и той же температуре.

Нефть содержит смесь углеводородов разных рядов, преимущественно средних между жирными и ароматическими. Первые точные исследования были сделаны в этом отношении около 1860 года Пелузом и Кагуром во Франции,

Шорлеммером в Англии и Уарреном в Америке преимущественно над легкими углеводородами (бензином) пенсильванской нефти…

Историческая справка. Карл Шорлеммер (1834-1892). Немецкий химик – органик, глава Лондонского королевского общества. Работал в Оуэнском колледже в Манчестере. Основные работы посвящены исследованиям предельных углеводородов. Доказал равнозначность четырех валентных углеводородов (1868). Предложил систематику органических соединений и создал на ее основе учебник. Имеет также труды по истории органической химии. Был прогрессивным общественным деятелем.

…Они показали, что в ней содержатся предельные (жирные) углеводороды

СnH2n+2, начиная от газообразных (CH4 всегда сопровождает нефть), растворенных в нефти и затем все с высшими n, например, в лигроине и бензин от C5H12 до C8H18, в керосине сверх того и высшие от С9Н20. Сверх того уже первые исследователи указали в нефти содержание углеводородов с меньшим количеством водорода из рядов CnH2n, СnH2n-2 и т. д. Но при исследовании русской нефти профессором Марковниковым были обнаружены преобладающими углеводороды из ряда нафтенов СnH2n. В начале 1880-ых годов Менделеев, извлек из разных образцов бензина бакинской нефти пентан С5Н12 и тем самым доказал, что и в нашей бакинской нефти содержатся предельные углеводороды.

В природной нефти содержатся и углеводороды рядов СnH2n-2 и СnH2n-4, а также и ароматические углеводороды, хотя и в очень малом количестве.

Таким образом, главную массу всех видов нефти образует смесь предельных СnH2n+2 углеводородов с нафтенами СnH2n с подмесью СnH2n-2 до

СnH2n-6, преобладают же особенно в русской нефти нафтены, а предельных углеводородов более в американской. Этому утверждению не противоречат даже самые высококипящие твердые углеводороды (парафин, церезин), получаемые из нефти и продуктов с нею сходственных (горный воск и др.). При этом и все явления, сопровождающие перегонку нефти, полностью объясняются.

Истоки современных представлений о происхождении нефти возникли в

XVIII – начале XIX века. М. В. Ломоносов заложил гипотезы органического происхождения нефти, объясняя ее образование воздействием «подземного огня» на «окаменелые уголья», в результате чего, по его мнению, образовывались асфальты, нефти и «каменные масла». Идея о минеральном происхождении нефти впервые была высказана

Историческая справка. Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765). Первый русский ученый – естествоиспытатель мирового значения, человек энциклопедических знаний, разносторонних интересов и способностей, один из основоположников физической химии, поэт, заложивший основы современного литературного языка, художник, историк, поборник отечественного просвещения и развития самостоятельной русской науки.

Развитие химии, эксперименты по неорганическому синтезу углеводородов, проведенные М. Бертло (1866 год), Г. Биассоном (1871), послужили отправной точкой для развития гипотезы минерального происхождения.

Историческая справка. Пьер Эжен Марселен Бертло (1827-1907). Французский химик и общественный деятель. Синтезировал огромное число органических соединений, относящихся к различным классам. Взаимодействием глицерина и жирных кислот получил (1853-1854) аналог природных жиров, доказал возможности их синтеза. Его работы: синтезы метана, этилена, бензола.

Исследовал скорости образование сложных эфиров из спиртов и кислот.

Д. И. Менделеев, придерживавшийся до 1867 года представлений об органическом происхождении нефти, в 1877 году сформулировал известную гипотезу ее минерального происхождения, согласно которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре вследствие взаимодействия воды с карбидами металлов. За прошедшее столетие накопилось огромное количество химических, геохимических и геологических данных, проливающих свет на проблему происхождения нефти. В настоящее время преобладающая часть ученых

— химиков, геохимиков и геологов — считает наиболее обоснованными представления об органическом генезисе нефти, хотя имеются ученные, которые до сих пор отдают предпочтение минеральной гипотезе ее образования.

Все гипотезы минерального происхождения нефти объединяет идея синтеза углеводородов, кислородо-, серо – и азотосодержащих компонентов нефти из простых исходных веществ — C, H2, CO, CO2, CH4, H2O и радикалов при высоких температурах и взаимодействии продуктов синтеза с минеральной частью глубинных пород.

Д. И. Менделеев считал, что основой процесса образования углеводородов является взаимодействие карбидов глубинных металлов с водой, которая проникает по трещинам с поверхности на большую глубину. Схема процесса представлялась следующим образом:

Д. И. Менделеева, поднимались затем в верхнюю холодную часть земной коры, где они конденсировались и накапливались в пористых осадочных породах.

Карбиды металлов в то время в глубинных породах еще не были известны. В настоящее время предположение Д. И. Менделеева подтвердилось, в глубинных породах найдены карбиды ряда элементов (Fe3C, TiC, Cr2C3, WC, SiC). Но крупных скоплений они не образуют; это мельчайшие (доли миллиметра) редко встречающиеся и рассеянные в породах минеральные выделения. Поэтому процесс образования углеводородов в огромных количествах, которые известны в природе, с этих позиций объяснить очень трудно. Не вызывает сомнений сейчас также, что вода с поверхности по трещинам на большие глубины поступать не может. Но это и не существенно, флюидная фаза глубинных пород в определенных условиях содержит воду, поэтому в принципе ее взаимодействие с карбидами возможно. Вполне вероятно и образование простейших углеродах, однако вряд ли это возможно в больших количествах.

В 1892 году М. А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождения нефти. Суть ее сводится к тому же минеральному синтезу углеводородов из простых веществ, но на первоначальной, космической стадии формирования Земли. Предполагалось, что образовавшиеся углеводороды находились в газовой оболочке, а по мере остывания поглощались породами формировавшейся земной коры. Высвобождаясь затем из остывавших магматических пород, углеводороды поднимались в верхнюю часть земной коры, где образовывали скопления. В основе этой гипотезы были данные о наличии углерода и водорода в хвостах комет и углеводородов в метеоритах.

В первой половине XX века интерес к гипотезе минерального происхождения нефти в основном был потерян. Поиски нефти велись во всем мире, исходя из представлений о ее органическом происхождении.

С 1950 года снова начал возрастать интерес к минеральной гипотезе, причиной чего была, по-видимому, недостаточная ясность в ряде вопросов органической концепции, что и вызвало ее критику. Наибольшую известность получили представления Н. А. Кудрявцева. Они заметно изменялись во времени, но сущность их заключаются в том, что нефть и газ образуются в глубинных зонах

Земли из смеси H2COCO2 и CH4 в результате реакций прямого синтеза углеводорода из CO и Н2:

CO + 3H2 = CH4 + H2, а также полимеризация радикалов =CH, – CH2, CH3. Предполагалось, что образование углеводородов происходит из реакционной смеси в раздробленных глубинными разломами участках литосферы. Прорыв находящихся под высоким давлением углеводородов вверх, в осадочную толщу, приводит к образованию залежей нефти и газа.

В поисках доказательств абиогенного синтеза нефти некоторые исследователи обращались к промышленным процессам получения синтетических топлив (типа синтеза Фишера – Тропша). Однако по мере углубления знаний о строении нефти отчетливо выявились глубокие различия в составе природных и синтетических углеводородных смесей. Последние практически не содержат широко представленных в нефти сложно построенных углеводородных молекул, насыщенных структурных аналогов компонентов живого вещества — жирных кислот, терпинов, стиролов и т. д.

Ряд аргументов сторонников минерального происхождения нефти основан на термодинамических расчетах. Е. Б. Чикалюк попытался определить температуру нефтеобразования по соотношению между некоторыми изомерными углеводородами, допуская, что высокотемпературный синтез приводит к образованию термодинамически равновесных смесей. Рассчитанная таким образом температура нефтеобразования составила 450-900єC, что соответствует температуре глубинной зоне 100-160 км в пределах верхней мантии Земли.

Однако для той же нефти расчет по другим изомерным парам дает другие значения температуры, совершенно нереальные в условиях земной коры и мантии. В настоящее время доказано, что изомерные углеводороды нефти являются неравновесными системами. С другой стороны, расчеты термодинамических свойств углеводородов в области очень высоких давлений весьма условны из-за необходимости прибегать к сверхдальним экстраполяциям.

В принципе в глубинных условиях Земли при наличии С и Н2 синтез СН4, его гомологов, а, может быть, и некоторых более высокомолекулярных соединений вполне возможно и происходит. Но пока нет достаточных ни теоретических, ни экспериментальных данных, которые могли бы однозначно доказать возможности минерального синтеза такой сложной и закономерной по составу системы углеводородов, азото-, серо – и кислородосодержащих соединений какой является природная нефть, которая обладает оптической активностью и весьма сходна по многим признакам на молекулярном и изотопном уровнях с живым веществом организмов и биоорганическим веществом осадочных пород.

Геологические доказательства минеральной гипотезы — наличие следов метана и некоторых нефтяных углеводородов в глубинных кристаллических породах, в газах и магмах, извергающихся из вулканов, проявления нефти и газа по некоторым глубинным разломам и т. п. — являются косвенными и всегда допускают двойную трактовку.

Внедряющиеся в земную кору глубинные породы расплавляют и ассимилируют осадочные породы с имеющимся в них биогенным органическим веществом, жерла вулканов также проходят через осадочные толщи, причем иногда регионально нефте-газоносные, поэтому находимые в них СН4 и некоторые другие нефтяные углеводороды могли образоваться не только в результате минерального синтеза, но и при термической деструкции захваченного биогенного органического вещества осадочных пород или при поступлении нефти в осадочные породы уже после остывания магматических пород. Но главное доказательство состоит в большом сходстве химических и геохимических показателей многих углеводородных и неуглеводородных соединений нефти с аналогичными компонентами живого вещества организмов и биогенного органического вещества современных осадков и древних осадочных пород.

Гениальная догадка М. В. Ломоносова об образовании нефти в результате воздействия повышенной температуры на биогенное органическое вещество осадочных пород начала получать подтверждение в конце XIX— начале XX веков при проведении экспериментальных химических и геологических исследований.

Энглер (1888 г.) при перегонке сельдевого жира получил коричневого цвета масла, горючие газы и воду. В легкой фракции масел содержались углеводороды от С5 до С9, во фракции больше 300єС парафины, нафтены, олефины и ароматические углеводороды. Возникла гипотеза образования нефти из жиров животного происхождения.

Историческая справка. Энглер Карл Освальд (1842-1925). Немецкий химик – органик. Окончил Фрейбургский университет. Профессор университета в

Основные труды по химии и технологии нефти, предложил ряд приборов для ее исследований. Член-корр. Петербургской АН (с 1913).

В 1919 году Н. Д. Зелинский подвергнул перегонке озерный сапропелевый ил, почти нацело состоявший из растительного материала — остатков планктонных водорослей с высоким содержанием липидов…

Историческая справка. Зелинский Николай Дмитриевич (1861-1953). Русский химик – органик, академик АН СССР (с 1929 г.). Герой Социалистического труда (с 1945 г). Один из основоположников учения об органическом катализе. Был в Санкт – Петербурге директором Центральной Лаборатории

Министерства финансов (также заведующим кафедрой в Политехническом

Институте). Научная деятельность очень разносторонняя: работы по химии тиофена, стереохимии органических двуосновных кислот, электропроводности в неводных растворах, химии углеводородов и органическому катализу. в

1895-1907 впервые синтезировал ряд циклопентановых и циклогексановых углеводородов, послуживших эталонами для изучения химических свойств нефтяных фракций. В 1915 успешно использовал окисные катализаторы при крекинге нефти.

…При этом были получены кокс, смолы, газ и пирогенетическая вода. Газ состоял из СН4, СО2, Н2 и Н2S. Смола содержала бензин, керосин и тяжелые смолистые вещества. В бензине были обнаружены алканы, нафтены и арены; в керосине преобладали циклические полиметиленовые углеводороды. Полученная смесь углеводородов во многом была сходна с природной нефтью, тяжелые фракции обладали оптической активностью.

Оптическая активность — одно из фундаментальных свойств, общих для живого вещества, продуктов его преобразования и природных нефти. При минеральном синтезе углеводородов возникают рацемические смеси, не обладающие оптической активностью, поскольку они не содержат равное количество лево – и правовращающихся молекул, что выгодно с позиций термодинамики (такая смесь характеризуется максимумом энтропии).

Для живой природы, напротив, характерна зеркальная асимметрия: все биогенные аминокислоты — левые, сахара — правые зеркальные изомеры.

Оптическая асимметрия органических молекул — достаточное основание для утверждения о наличии живого вещества или продуктов его посмертного преобразования. С этих позиций оптически активная нефть может быть только продуктом биосферы, а не минерального синтеза. Оптическая активность нефти связана главным образом с углеводородами типа тритерпанов и стеранов.

Получение оптически активных нефтеподобных продуктов при перегонке органического вещества планктонных водорослей послужило основой для гипотезы происхождения нефти из растительного материала. Этому способствовали и геологические исследования. При поисках и разведке нефтяных месторождений геологи уже в XIX веке стали отмечать частую приуроченность нефтяных залежей к древним морским отложениям, обогащенным сапропелевым органическим веществом, которые были названы нефте – материнскими.

1932 гг.) развернулись исследования органического вещества современных осадков и древних осадочных пород. Значительное влияние на направление исследований оказал И. М. Губкин…

Историческая справка. Губкин Иван Михайлович (1871-1939). Советский геолог, создатель современной геологической Академии АН СССР. В 1917-18 командирован в США для изучения нефтяной промышленности. Председатель

Особой Комиссии по Курской Магнитной Аномалии. С 1930 в Московской горной Академии заведующий кафедрой геологии и нефтяных месторождений.

Основные труды по геологии нефти. В труде «Учение о нефти» 1932 г. изложил свои представления о происхождении нефти, условиях формировании нефтяных месторождений. Разработал вопросы первичности и вторичности нефтяных залежей, миграции нефти и газа, классификация нефтяных залежей и закономерность их распределения. Работы о задании нефтяной базы между

…Он подчеркивал, что широкое региональное распространение месторождений нефти в осадочных толщах заставляет отбросить любые возможные экзотические источники для образования нефти и считать, что источником нефти может быть только широко распространенное в осадочных породах рассеянное органическое вещество смешанного растительно-животного происхождения.

Детальные исследования выявили все большие черты сходства между углеводородами рассеянного органического вещества осадочных пород, названных Н. Б. Вассоевичем микронефтью, и нефти из ее месторождений…

Историческая справка. Вассоевич Николай Брониславович (1902-?). русский геолог, член-корр. АН СССР. В 1924-40 изучал геологическое строение и нефтегазоносность Сев. Кавказа, Грузии, Азербайджана и севера Сибири. В

1940-63 работал во Всесоюзном нефтяном научно – исследовательском институте, где занимался основными проблемами литологии и нефтяной геологии. Был заведующим кафедрой геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ. Его основные труды были по методике изучения флишевых отложений, а также по теории осадочно-миграционного

…Особое значение имело открытие в нефти, унаследованных от животного вещества биомолекул («химических ископаемых», по аналогии с палеонтологическими).

Важными «биогенными метками» являются свойственные живому веществу многие изопреноидные углеводороды, возникновение которых связывают с фитолом — периферическим структурным элементом молекулы хлорофилла.

Благодаря большому сходству в молекулярной структуре между стероидами и стеранами, тритерпеноидами и тритерпанами живого вещества и нефти, их присутствие является надежным показателем органического генезиса нефти.

По стереохимическим особенностям нефтяные стераны и тритерпаны все – таки несколько отличаются от исходных биологических соединений, что связано с изменениями при термическом превращении пространственного строения одного или нескольких хиральных центров биомолекул. Пентоциклические тритерпены встречаются в основном в наземных растениях. В органическом веществе морских осадочных пород и в нефти распространены тетрациклические углеводороды – стераны, свойственные сине-зеленым планктонным водорослям, которые явились одним их основных биопродуцентов при накоплении сапропелевого органического вещества в морских осадков в течение всего геологического времени.

К унаследованным биогенным структурам относятся и нормальные алканы.

Содержание их в нефти достигает 10-15, а иногда и 30% . свидетельством образования н-алканов из биогенных жирных кислот являются случаи преобладания в малопреобразованных нефти н-алканов с нечетным числом атомов углеводородов над «четными». Для живого вещества и образованного из него органического вещества осадков всегда характерно преобладание жирных кислот с четным числом атомов углерода.

Постепенное сглаживание этих первичных генетических признаков до примерно одинаковой концентрации «четных» и «нечетных» н-алканов и в органическом веществе нефти материнских пород и нефтезалежей происходит по мере нарастания глубины и температуры в недрах вследствие вторичных реакций.

Таким образом, по многим признакам на молекулярном уровне и наличию

«биомаркеров» прослеживается связь между живым веществом организмов, органическим веществом осадочных нефте-материнских пород и нефти в залежах.

Суммарное количество унаследованных от живого вещества биогенных молекулярных структур иногда достигает в нефти 30% от их массы.

Детальное изучение состава и распределения «биомаркеров» в органическом веществе осадочных пород и в нефти позволяет не только утверждать органическое происхождение нефти, но даже определять для конкретных залежей, из каких именно отложений в них поступали нефтяные углеводороды при формировании месторождений.

Известно, что нефть распределена в осадочных толщах неравномерно, и это также понятно с позиций органической концепции ее образования. Исходная для нефти органическое вещество накапливалось в осадках в течение геологического времени неравномерно. Максимумам его накопления в девонских, юрско-меловых и третичных отложениях соответствуют максимальные массы образовавшихся рассеянных нефтяных углеводородов в нефте-материнских отложениях этого возраста и максимумы запасов нефти в открытых месторождениях.

Таким образом, все химические, геохимические и геологические данные с несомненностью свидетельствуют об органическом происхождении нефти.

Известно, что при нагревании сапропелевых сланцев до 150-170є С начинается слабое термическое разложение термического вещества, приводящее к повышению выхода экстрактивных веществ; при 200є С их образуется заметно больше, а при 370-400є С после нагревания в течение 1 часа уже до 60-80% органического вещества сланцы переходят в растворимое состояние. Образуется много асфальтово-смолистых веществ, содержащих все основные классы нефтяных углеводородов, а также газы (СO2, CH4, H2S) и пирогенетическая вода.

В принципе тот же самый процесс термического (или термокаталитического) разложения происходит и в природных условиях при погружении содержащих сапропелевое органическое вещество отложений под накапливающиеся над ними более молодыми осадками. Только в природных условиях он протекает крайне медленно, со скоростью погружения осадков обычно от 50-100 до 300 м/млн. лет. Опускание на глубину 2-3 км, характеризующуюся большей части залежей образовавшийся нефти и температурой до 150-160єС осуществляется за время от 10 до 60 млн. лет. Такой очень медленный природный «технологический» процесс термического превращения органического вещества с подъемом температуры на один градус Цельсия за 60-

400 тыс. лет трудно себе представить, однако проведенные исследования подтверждают, что в природных условиях он действительно реализуется очень широко во многих впадинах, заполненных мощными толщами накопленных осадков.

Детальные геолого-геохимические исследования позволили ученым проследить последовательные стадии этого процесса.

Балансовые расчеты термического превращения сапропелевого органического вещества и процессов эмиграции нефтяных углеводородов по полученным экспериментальным данным позволили создать теоретическую количественную модель образования нефти. Главная фаза нефтеобразования характеризуется максимальной скоростью генерации нефтяных углеводородов, обычно в глубинном диапазоне 2-3 км при температуре от 80-90 до 150-160єС.

При низком геотермическом градиенте, медленном нарастании температуры с глубиной главной фазы нефтеобразования реализуется в более глубокой зоне, примерно до 6-8 км. Общее количество образующихся битуминозных веществ и нефтяных углеводородов превышает 30%, а количество эмигрировавшей в пористые пласты коллекторы нефти достигает 20% от исходной массы сапропелевого органического вещества.

Всплывание нефти, вынесенной из глинистых нефте-материнских пород в водонасыщенные пористые пласты, приводит постепенно к образованию ее скоплений (залежей) в наиболее приподнятых участках пластов (на антиклинальных структурах). Процесс нефтеобразования и формирования ее залежей на этом заканчивается.

Цель нефтеразведки – выявление, геолого-экономическая оценка и подготовка к разработке залежей нефти. Нефтеразведка производится с помощью геологических, геофизических, геохимических и буровых работ в рациональном сочетании и последовательности.

На первой стадии поискового этапа в бассейнах с не установленной нефтегазоносностью либо для изучения слабо исследованных тектонических зон или нижних структурных этажей в бассейнах с установленной нефтегазоносностью проводятся региональные работы. Для этого осуществляются аэромагнитная, геологическая и гравиметрическая съемки, геохимические исследования вод и пород, профильное пересечение территории электро – и сейсморазведкой, бурение опорных и параметрических скважин. В результате устанавливаются районы для дальнейших поисковых работ.

На второй стадии производится более детальное изучение нефтегазоносных зон путем детальной гравиразведки, структурно-геологической съемки, электро – и сейсморазведки, структурного бурения.

Производится сравнение снимков масштабов 1:100.000 – 1:25.000. уточняется оценка прогнозов нефтегазоносности, а для структур с доказанной нефтегазоносностью, подсчитываются перспективные запасы.

На третьей стадии производится бурение поисковых скважин с целью открытий месторождений. Первые поисковые скважины бурятся на максимальную глубину. Обычно первым разведуется верхний этаж, а затем более глубокие. В результате дается предварительная оценка запасов.

Разведывательный этап – завершающий в геологоразведочном процессе.

Основная цель – подготовка к разработке. В процессе разведки должны быть оконтурены залежи, определены литологический состав, мощность, нефтегазонасыщенность. По завершению разведочных работ подсчитываются запасы и даются рекомендации о вводе месторождения в разработку.

Эффективность поиска зависит от коэффициента открытий месторождений – отношением числа продуктивных площадей к общему числу разбуренных поисковым бурением площадей.

Почти вся добываемая в мире нефть, извлекается посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев.

Сбор нефти с поверхности водоемов – это, очевидно, первый по времени появления способ добычи, который до нашей эры применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии. Сбор нефти в России, с поверхности реки Ухты начат Ф. С. Прядуновым в 1745 г. В 1858 на полуострове Челекен нефть собирали в канавах, по которым вода стекала из озера. В канаве делали запруду из досок с проходом воды в нижней части: нефть накапливалась на поверхности.

Разработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, и извлечение из него нефти, впервые описаны итальянским ученым

Ф. Ариосто в 15 веке. Недалеко от Модены в Италии такие нефтесодержащие грунты измельчались и подогревались в котлах. Затем нефть выжимали в мешках при помощи пресса. В 1833 –1845 г. г. нефть добывали из песка на берегу

Азовского моря. Песок помещали в ямы с покатым дном и поливали водой.

Вымытую из песка нефть собирали с поверхности воды пучками травы.

Добыча нефти из колодцев производилась в Киссии, древней области между Ассирией и Мидией в 5 веке до нашей эры при помощи коромысла, к которому привязывалось кожаное ведро. Подробное описание колодезной добычи нефти в Баку дал немецкий натуралист Э. Кемпфер. Глубина колодцев достигала

Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х г.

19 века. Вначале наряду с открытыми фонтанами и сбором нефти в вырытые рядом со скважинами земляные амбары добыча нефти осуществлялась также с помощью цилиндрических ведер с клапаном в днище. Из механизированных способов эксплуатации впервые в 1865 в США была внедрена глубоконасосная эксплуатация, которую в 1874 г применили на нефтепромыслах в Грузии, в 1876 в Баку. В 1886 г В. Г. Шухов предложил компрессорную добычу нефти, которая была испытана в Баку в 1897г. Более совершенный способ подъема нефти из скважины – газлифт – предложил в 1914 г М. М. Тихвинский.

Процесс добычи нефти, начиная от притока ее по пласту к забоям скважин и до внешней перекачки товарной нефти с промысла, можно разделить условно на 3 этапа.

V Движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин.

V Движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности – эксплуатация нефтяных скважин.

V Сбор нефти и сопровождающих ее газа и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.

Под разработкой нефтяного месторождения понимается осуществление процесса перемещения жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам.

Управление процессом движения жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в эксплуатацию, режимом работы скважин и балансом пластовой энергии. Принятая для конкретной залежи система разработки предопределяет технико-экономические показатели. Перед забуриванием залежи проводят проектирование системы разработки. На основании данных разведки и пробной эксплуатации устанавливают условия, при которых будет протекать эксплуатация: ее геологическое строение, коллекторские свойства пород

(пористость, проницаемость, степень неоднородности), физические свойства жидкостей в пласте (вязкость, плотность), насыщенность пород нефти водой и газом, пластовые давления. Базируясь на этих данных, производят экономическую оценку системы, и выбирают оптимальную.

При глубоком залегании пластов для повышения нефтеотдачи в ряде случаев успешно применяется нагнетание в пласт газа с высоким давлением.

Извлечение нефти из скважин производится либо за счет естественного фонтанирования под действием пластовой энергии, либо путем использования одного из нескольких механизированных способов подъема жидкости. Обычно в начальной стадии разработки действует фонтанная добыча, а по мере ослабления фонтанирования скважину переводят на механизированный способ: газлифтный или эрлифтный, глубинонасосный (с помощью штанговых, гидропоршневых и винтовых насосов).

Газлифтный способ вносит существенные дополнения в обычную технологическую схему промысла, так как при нем необходима газлифтная компрессорная станция с газораспределителем и газосборными трубопроводами.

Нефтяным промыслом называется технологический комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов, и установок различного назначения, с помощью которых на месторождении осуществляют извлечение нефти из недр Земли.

На месторождениях, разрабатываемых с помощью искусственного заводнения, сооружают систему водоснабжения с насосными станциями. Воду берут из естественных водоемов с помощью водозаборных сооружений.

В процессе добычи нефти важное место занимает внутрипромысловый транспорт продукции скважин, осуществляемый по трубопроводам. Применяются 2 системы внутрипромыслового транспорта: напорные и самотечные. При напорных системах достаточно собственного давления на устье скважин. При самотечных движение происходит за счет превышения отметки устья скважины над пометкой группового сборного пункта.

При разработке нефтяных месторождений, приуроченных к континентальным шельфам, создаются морские нефтепромыслы.

Первый завод по очистке нефти был построен в России в 1745 г., в период правления Елизаветы Петровны, на Ухтинском нефтяном промысле. В

Петербурге и в Москве тогда пользовались свечами, а в малых городах – лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады. В них наливалось гарное масло, которое было не чем иным, как смесью очищенной нефти с растительным маслом. Купец Набатов был единственным поставщиком очищенной нефти для соборов и монастырей.

В конце XVIII столетия была изобретена лампа. С появлением ламп возрос спрос на керосин.

Очистка нефти – удаление из нефтепродуктов нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел.

Химическая очистка производится путем воздействия различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов. Наиболее простым способом является очистка 92-92% серной кислотой и олеумом, применяемая для удаления непредельных и ароматических углеводородов.

Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта.

Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков переработки нефти (гудронов), ароматических углеводородов

(процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов.

При адсорбционной очистке из нефтепродуктов удаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. адсорбционную очистку осуществляют при контактировании нагретого воздуха с адсорбентами или фильтрацией продукта через зерна адсорбента.

Каталитическая очистка – гидрогенизация в мягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.

Братья Дубинины впервые создали устройство для перегонки нефти. С 1823 г. Дубинины стали вывозить фотоген (керосин) многими тысячами пудов из

Моздока внутрь России. Завод Дубининых был очень прост: котел в печке, из котла идет труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой – холодильник, пустая – приемник для керосина.

На современном заводе вместо котла устраивается ложная трубчатая печь. Вместо трубки для конденсации и разделения паров сооружаются огромные ректификационные колонны. А для приёма продуктов перегонки выстраиваются целые городки резервуаров.

Нефть состоит из смеси различных веществ (главным образом углеводородов) и потому не имеет определённой точки кипения. На трубчатках нефть подогревают до 300-325о. При такой температуре более летучие вещества нефти превращаются в пар.

Печи на нефтеперегонных заводах особые. С виду они похожи на дома без окон. Выкладываются печи из лучшего огнеупорного кирпича. Внутри, вдоль и поперёк, тянутся трубы. Длина труб в печах достигает километра.

Когда завод работает, по этим трубам с большой скоростью – до двух метров в секунду – движется нефть. В это время из мощной форсунки в печь устремляется пламя. Длина языков пламени достигает нескольких метров.

При температуре 300-325о нефть перегоняется не полностью. Если температуру перегонки увеличить, углеводороды начинают разлагаться.

Нефтяники нашли способ перегонки нефти без разложения углеводородов.

Вода кипит при 100о тогда, когда давление равно атмосфере, или 760 мм. рт. ст. Но она может кипеть, например, и при 60о. Для этого надо лишь понизить давление. При давлении в 150 мм термометр покажет всего 60о.

Чем меньше давление, тем скорее закипает вода. То же самое происходит с нефтью. Многие углеводороды в условиях атмосферного давления кипят только при 500о. Следовательно, при 325о эти углеводороды не кипят.

А если снизить давление, то они закипят и при более низкой температуре.

На этом законе основана перегонка в вакууме, т. е. при пониженном давлении. На современных заводах нефть перегоняется или под атмосферным давлением, или под вакуумом, чаще всего заводы состоят из двух частей – атмосферной и вакуумной. Такие заводы так и называются атмосферно – вакуумные. На этих заводах получаются одновременно все продукты: бензин, лигроин, керосин, газойль, смазочные масла и нефтяной битум. Неиспарившихся частей при такой перегонки остаётся гораздо меньше, чем при атмосферной.

Дружнее происходит испарение нефти, когда в установку вводится пар.

Сложна и интересна работа ректификационной колонны. В этой колонне происходит не только разделение веществ по их температурам кипения, но одновременно производится дополнительное многократное кипячение конденсирующейся жидкости.

Колонны делаются очень высокими – до 40 м. Внутри они разделяются горизонтальными перегородками – тарелками – с отверстиями. Над отверстиями устанавливаются колпачки.

Смесь углеводородных паров из печи поступает в нижнюю часть колонны.

Навстречу неиспарившемуся остатку нефти снизу колонны подаётся перегретый пар. Этот пар прогревает неиспарившийся остаток и увлекает с собой все лёгкие углеводороды вверх колонны. В нижнюю часть колонны стекает освобождённый от лёгких углеводородов тяжёлый остаток – мазут, а пары одолевают тарелку за тарелкой, стремясь к верху колонны.

Сначала превращаются в жидкость пары с высокими температурами кипения. Это будет соляровая фракция, которая кипит при температуре выше

300о. Жидкий соляр заливает тарелку до отверстий. Парам, идущим из печи, теперь приходится пробулькивать через слой соляра.

Углеводороды, кипящие при температуре ниже 300о, отрываются от него и летят вверх колонны, на секцию керосиновых тарелок.

В колоннах бывает 30-40 тарелок, разделённых на секции. Через все тарелки проходят пары, на каждой они пробулькивают через слой сконденсировавшихся паров и в промежутках между ними встречают падающие с верхней тарелки капли лишнего, не убравшегося на верхнюю тарелку конденсата.

Принципиальная технологическая схема установки для атмосферно – вакуумной перегонки нефти. Аппараты 1, 3 – атмосферные ректификационные колонны; 2 – печи для нагрева нефти и мазута; 4 – вакуумная ректификационная колонна; 5 – конденсаторы – холодильники; 6 – теплообменники.

Линии: I – нефть; II – легкий бензин; III – отбензиненая нефть; IV – тяжелый бензин; V – керосин и газойль; VI – водяной пар; VII – мазут;

В колонне непрерывно идёт сложная, кропотливая работа. Углеводороды собираются в секциях по температурам кипения. Для каждой группы углеводородов в колонне имеются свои секции и свой выход.

Углеводороды сгруппируются в своей секции только тогда, когда в них не будет углеводородов других температур кипения.

Когда они соберутся вместе, они из колонны выходят в холодильник, а из холодильника – в приёмник.

Из самых верхних секций колонны идёт не бензин, а пары бензина, так как температура вверху колонны выше температуры легко кипящих частей бензина. Пары бензина идут сначала в конденсатор.

Здесь они превращаются в бензин, который направляется также в холодильник, а затем в приёмник.

Выход бензина из нефти можно значительно увеличить (до 65-70 %) путем расщепления углеводородов с длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack – расщеплять).

Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле.

Крекинг изобрел русский инженер В. Г. Шухов в 1891 г. В 1913 г изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг – заводах.

Историческая справка. Владимир Григорьевич Шухов (1853-1939). Строитель и механик, нефтяник и теплотехник, гидротехник и судостроитель, ученый и изобретатель. По проектам Шухова было построено более 500 стальных мостов. Шухов впервые предложил использовать вместо сложных шарниров простые соединения на заклепках. Чрезвычайно интересны работы Шухова по сооружению металлических сетчатых оболочек. Изобрел крекинг нефти.

Нефтепроводы, по которым нефть перекачивается, также сделаны по его формулам. Резервуары для хранения нефти также его заслуга.

Наши нефтяники часто рассказывают о судебной тяжбе двух американских фирм.

Около 25 лет назад американская фирма «Кросса» обратилась в суд с жалобой на то, что фирма «Даббса» присвоила себе ее изобретение – крекинг. Фирма

«Кросса» требовала с другой большую сумму денег за «незаконное» использование изобретения. Суд встал на сторону «Кросса». Но на суде адвокат фирмы «Даббса» заявил, что крекинг изобретен не той и не другой фирмой, а русским инженером Шуховым. Шухов тогда был жив. Приехали к нему в

Москву американцы и спросили, чем он может доказать, что крекинг изобретен им. Шухов вынул из стола документы, из которых было ясно, что свой крекинг

Аппаратура крекинг – заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье тоже другое.

Процесс расщепления ведется при более высоких температурах (до 6000 С), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.

Мазут густ и тяжел, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородов распадаются на более мелкие, а из мелких углеводородов как раз и составляются легкие нефтяные продукты – бензин, керосин.

При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг – заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.

Одним из таких катализаторов является специально обработанная глина.

Эта глина в мелком раздробленном состоянии – в виде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга широко распространен.

Катализатор потом отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путем на ректификацию и в холодильники, а катализатор – в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются.

Процесс крекинга происходит с разрывом углеводородных цепей и образованием более простых предельных и непредельных углеводородов, например:

С16Н34 С8Н18 + С8Н16 гексадекан октан октен образовавшиеся вещества могут разлагаться далее:

Выделившийся в процессе крекинга этилен широко используется для производства полиэтилена и этилового спирта.

Расщепление молекул углеводородов протекает по радикальному механизму. Вначале образуются свободные радикалы:

СН3 – (СН2)6 – СН2:СН2 – (СН2)6 – СН3 t t CН3 – (СН2)6 – СН2 . + . СН2 – (СН2)6 – СН3

Свободные радикалы химически очень активны и могут участвовать в различных реакциях. В процессе крекинга один из радикалов отщепляет атом водорода

Расщепление молекул углеводородов протекает при более высокой температуре (470-5500 С). Процесс протекает медленно, образуются углеводороды с неразветвленной цепью атомов углерода.

В бензине, полученном в результате термического крекинга, наряду с предельными углеводородами, содержится много непредельных углеводородов.

Поэтому этот бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки.

В бензине термического крекинга содержится много непредельных углеводородов, которые легко окисляются и полимеризуются. Поэтому этот бензин менее устойчив при хранении. При его сгорании могут засориться различные части двигателя. Для устранения этого вредного действия к такому бензину добавляют окислители.

Расщепление молекул углеводородов протекает в присутствии катализаторов и при более низкой температуре (450-5000 С).

Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина. По сравнению с термическим крекингом процесс протекает значительно быстрее, при этом происходит не только расщепление молекул углеводородов, но и их изомеризация, т. е. образуются углеводороды с разветвленной цепью атомов углеродов.

Бензин каталитического крекинга по сравнению с бензином термического крекинга обладает еще большей детонационной стойкостью, ибо в нем содержатся углеводороды с разветвленной цепью углеродных атомов.

В бензине каталитического крекинга непредельных углеводородов содержится меньше, и поэтому процессы окисления и полимеризации в нем не протекают. Такой бензин более устойчив при хранении.

Риформинг – (от англ. Reforming – переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются.

До 30-х годов 20 века риформинг представлял собой разновидность термического крекинга и проводился при 5400 С для получения бензина с октановым числом 70-72.

С 40-х годов риформинг – каталитический процесс, научные основы которого разработаны Н. Д. Зелинским, а также В. И. Каржевым, Б. Л.

Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-5200 С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. во избежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты.

Большое значение имеет риформинг для производства ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и др.). Ранее основным источником получения этих углеводородов была коксовая промышленность.

В настоящее время нефтехимия дает почти четверть всей химической продукции. Нефть – ценнейшее природное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности «химического перевоплощения». Всего производных нефти насчитывается уже около 3 тысяч.

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет.

Нефть составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран.

Из нефти выделяют разнообразные продукты, имеющие большое практическое значение. Вначале от нее отделяют растворенные углеводороды

(преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефть нагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкую температуру кипения. С повышением температуры смеси перегоняются углеводороды с более высокой температурой кипения. Таким образом можно собрать отдельные смеси (фракции) нефти. Чаще всего при такой перегонке получают три основные фракции, которые затем подвергаются дальнейшему разделению. Основные фракции нефти следующие:

1. Фракция, собираемая от 400 до 2000 С, – газолиновая фракция бензинов

– содержит углеводороды от С5Н12 до С11Н24. При дальнейшей перегонке выделенной фракции получают: газолин (от 400 до 700 С), бензин (от

2. Лигроиновая фракция, собираемая в пределах от 1500 до 2500 С, содержит углеводороды от С8Н18 до С14Н30. Лигроин применяется как горючее для тракторов.

3. Керосиновая фракция включает углеводороды от С12Н26 до С18Н38 с температурой кипения от 1800 до 3000С. керосин после очистки используется в качестве горючего для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

5. Мазут – остаток от перегонки. Содержит углеводороды с большим числом атомов углерода (до многих десятков) в молекуле. Мазут также разделяют на фракции: a) Соляровые масла – дизельное топливо, b) Смазочные масла (авиатракторные, авиационные, индустриальные и др.), c) Вазелин (основа для косметических средств и лекарств).

Из некоторых сортов нефти получают парафин (для производства спичек, свечей и др.). После отгонки остается гудрон. Его широко применяют в дорожном строительстве.

Менделеев говорил о нефти, что она является ценным сырьем для производства многих органических продуктов.

Http://www. roman. by/r-61296.html

Глава 1. Основные периоды развития нефтегазовой промышленности 4

1.1. Дореволюционный период в истории добычи и переработки нефти в России 4

1.6. Современный период в развитии добычи и переработки нефти в России 14

Актуальность работы. Топливно-энергетический комплекс тесно связан со всей промышленностью страны. На его развитие расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК приходится 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности. Его доля в перевозках составляет 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам.

Наибольшее значение в топливной промышленности страны принадлежит трем отраслям: нефтяной, газовой и угольной, из которых особо выделяется нефтяная. Отрасли ТЭК дают не менее 60% валютных поступлений, в Россию, позволяют иметь положительное внешнеторговое сальдо, поддерживать курс рубля. Высоки доходы в бюджет страны от акцизов на нефть и нефтепродукты.

Велика роль нефти и в политике. Регулирование поставок нефти в страны ближнего зарубежья является, по сути дела, важным аргументом в диалоге с новыми государствами.

Таким образом, нефть – это богатство России. Нефтяная промышленность РФ тесно связана со всеми отраслями народного хозяйства, имеет огромное значение для российской экономики. Спрос на нефть всегда опережает предложение, поэтому в успешном развитии нашей нефтедобывающей промышленности заинтересованы практически все развитые государства мира.

Цель данной работы изучить историю добычи и переработки нефти в России.

Если вспомнить историю, то нетрудно заметить, что в 1987 г. Россия (без других республик СССР) добыла 571 млн. т нефти. Это была самая высокая добыча нефти в одной стране за всю историю нефтяной промышленности мира. За этим последовал период резкого сокращения добычи нефти, но этот период закончился несколько лет назад. Начиная с 1999 – 2000 гг. добыча нефти в России быстро растет.

Благодаря высоким ценам на нефть на мировом рынке рост добычи превзошел и тот прогноз, который заложен в “Энергетической стратегии России до 2020 года”. И в этих новых конъюнктурных условиях прогноз роста добычи нефти в России может быть уточнен.

При средних ценах на российскую нефть на мировом рынке в диапазоне 25-35 долл. за баррель добыча нефти в России может достигнуть к 2020 г. 550-590 млн. т в год, и в первую очередь за счет ввода в разработку новых месторождений.

К настоящему моменту в России открыто и разведано более трех тысяч месторождений углеводородного сырья, причем разрабатывается примерно половина из них. В основном эти ресурсы расположены на суше, более половины российской нефтедобычи и более 90% добычи газа сосредоточены в районе Урала и Западной Сибири. Большинство месторождений этого района отличаются высокой степенью выработки, поэтому при сохранении его в качестве главной углеводородной базы необходимо развивать и альтернативные регионы добычи.

В долгосрочной перспективе такими приоритетными регионами нефте – и газодобычи являются Восточная Сибирь и Дальний Восток. Их развитие представляется особо важным как с социально-экономической точки зрения, так и исходя из стратегических интересов России в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

1. Абдурашитов С. А., Тупиченков А. А. Трубопроводы для сжиженных газов.- М.: Недра, 1965.- 215с.

2. Бобрицкий И. В., Юфин В. А. Основы нефтяной и газовой промышленности.- М.: Недра, 1988.- 200 с.

3. Бородавкип П. П., Бсрезин В. Л. Сооружение магистральных трубопроводов.- М.: Недра, 1987.- 471 с.

4. Калинин Л. Г., Левицкий А. З., Никитин Б. А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ.- М.: Недра, 1998.- 440 с.

Нефтепродуктов: устройство и особенности эксплуатации.- М.: Транспорт,

6. Середа Н. Г., Муравьев В. М. Основы нефтяного и газового дела.- М.: Недра, 1980.- 287 с.

8. Цыркин Е. Б., Олегов С. Н. О нефти и газе без формул.- Л.: Химия, 1989.-160 с.

9. Элияшевский И. В. Технология добычи нефти и газа.- М.: Недра, 1976.- 256 с.

Http://www. zachetik. ru/114820

Добавить комментарий