Основные сведения о нефти

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

Введение………………………………………………………….………………..3

Глава 1. Основные сведения о  нефти. …………………………………………..5

        1.1. Состав, свойства нефти ...............................................................5

        1.2. Происхождение, добыча нефти …….………………...…………7

        1.3. Переработка, использование нефти ……..…….……………...12

Глава 2. Идентификация сырой нефти, перемещаемой через таможенную границу Таможенного союза ……………………………………………………...

2.1Внешний осмотр…..………………............................................24

2.2.Плотность исследуемого  продукта……………………………..24

2.3.Фракционный состав  исследуемого продукта…………………24

               2.4.Содержание серы ……………………………………

                2.5. Температура вспышки в закрытом тигле……………

Глава 3. Классификация нефти ……….………………………………………..15

Глава 4. Проблемные вопросы при идентификации нефти, заявленной в     качестве жидкого нефтяного топлива…. ………………………………….......26

Глава 5. Взятие проб и образцов, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение нефти и нефтепродуктов …………………………………………….…

Заключение…………………………………………………………….…...…….28

Список использованных источников…………………………………………...29

 

 

 

 

 

                                                        ВВЕДЕНИЕ

Роль нефти и природного газа в мировой экономике исключительно велика. Нефть, газ и продукты их переработки используются почти во всех отраслях народного хозяйства: на транспорте и в медицине, в судостроении и сельском хозяйстве, текстильной промышленности и энергетике.

Ни одна проблема, пожалуй, не волнует сегодня человечество так, как топливо: несмотря на то, что  в своем эволюционном развитии, человечество начинает использовать все новые  виды ресурсов (атомную и геотермальную  энергию, солнечную, гидроэнергию приливов и отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники), все же главную роль в  обеспечении энергией всех отраслей экономики сегодня играют топливные  ресурсы − нефть.

Актуальность выбранной  темы заключается в том, что в  ближайшем будущем нефть заменить нечем. Мировой спрос будет расти, а предложение существенно не изменится. Ряд экспертов не исключают возможность скорого возникновения очередного энергетического кризиса.

Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 − 4 тыс. лет до нашей эры. Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав "греческого огня". В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии и др. В начале XIX в. в России, а в середине XIX в. в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX в. нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

Нефть − это жидкая природная смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами; маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, обычно коричневого цвета с зеленоватым или другим оттенком, иногда почти черная, очень редко бесцветная.

Нефть − это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода − это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти − способность гореть.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О НЕФТИ

1.1. Состав нефти

 

По составу нефть − сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких (в них растворены твердые и газообразные углеводороды).

В зависимости от месторождения  нефть имеет различный качественный и количественный состав. Нефть состоит  главным образом из углерода − 79,5−87,5% и водорода − 11,0−14,5% от массы нефти. Кроме них в нефти присутствуют еще три элемента − сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5−8%. В незначительных концентрациях в нефти встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Их общее содержание не превышает 0,02−0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоит нефть. Кислород и азот находятся в нефти только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода. В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. Главную часть нефти составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. Наряду с углеводородами в нефти присутствуют химические соединения других классов. Обычно все эти классы объединяют в одну группу гетеросоединений (греч. "гетерос" − другой). В нефти также обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых к углеводородным ядрам присоединены такие элементы, как сера, азот и кислород. В нефти так же выделяют неуглеводородные соединения: асфальто−смолистую части, порфирины, серу и зольную часть. Кислород в нефти встречается в связанном состоянии также в составе нафтеновых кислот (около 6%) − CnH2n−1(COOH), фенолов (не более 1%) − C6H5OH, а также жирных кислот и их производных − C6H5O6(P). Содержание азота в нефти не превышает 1%, содержание смол может достигать 60% от массы нефти.

Плотность – масса единицы  объема (кг/м³). Обычно плотность нефти находится в пределах 825−900 кг/м³. Определение плотности нефти и нефтепродуктов облегчает расчеты, связанные с расчетом их массового количества. Следует, однако, помнить, что плотность нефти меняется с изменением температуры. Поэтому зная объем и плотность при приеме, отпуске и учете нефти и нефтепродуктов, можно выражать их количество в массовых единицах, так как масса не зависит от температуры.

На практике часто имеют  дело с относительной плотностью нефти, которая определяются отношением  ее массы при температуре определения к массе чистой воды при +4⁰С, взятой в том же объеме. Плотность воды при этой температуре имеет наибольшее значение и равна 1000кг/м³. Относительную плотность принято определять при +20⁰С. Относительная плотность колеблется в пределах от 0,7 до 1,07.

Молекулярная масса –  среднее арифметическое от молекулярных масс веществ, входящих в нефть. Зависит  от химического и фракционного состава  нефти.

Температура кипения −  зависит от фракционного состава.

Тепловые свойства – удельная теплоемкость, удельная скрытая теплота  испарения и др.

Вязкость – свойства жидких сопротивляться взаимному перемещению  ее частиц, вызываемому действием  взаимному перемещению ее частиц, вызываемому действием приложенной  к жидкости силы. Измеряется вязкость в Н∙с/м² или Па∙с. Вязкость нефти изменяется в широких пределах и зависит от ее состав, количества растворенного газа, примесей. А также от давления и температуры, увеличиваясь с ее понижением. Поэтому в справочной литературе приводится плотность нефти при температурах 20 и 50 или 50 и 100⁰С.

Температура застывания и  плавления− кристаллы парафина вызывают помутнение нефти при низких температурах.

Температура вспышки (паров), воспламенения (жидких фракций) и самовоспламенения  – характеризует взрывоопасность  нефти.

Оптические свойства –  цвет, лучепреломление, оптическая активность – отклонение поляризованного луча.

Электрические свойства. При  приемке нефти определяются ее цвет, плотность и вязкость. Остальные  свойства исследуются в лабораториях.

 

1.2. Происхождение нефти

 

В последние годы благодаря  трудам главным образом геологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснить основные закономерности в процессах  нефтеобразования. В настоящее время установили, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ.

Процесс образования нефти  начался много миллионов лет  назад вместе с развитием жизни  и продолжается, по сей день. Нефть  причислена к не возобновляющимся источникам энергии, человек не в силах создать новое месторождение нефти за короткий срок.

Нефть и горючий газ  накапливаются в пористых породах, называемых коллекторами. Хорошим коллектором  является пласт песчаника, заключенный  среди непроницаемых пород, таких, как глины или глинистые сланцы, препятствующие утечке нефти и газа из природных резервуаров. Наиболее благоприятные условия для образования  месторождений нефти и газа возникают  в тех случаях, когда пласт  песчаника изогнут в складку, обращенную сводом кверху. При этом верхняя часть такого купола бывает заполнена газом, ниже располагается нефть, а еще ниже − вода.

О том, как образовались месторождения  нефти и горючего газа, ученые много спорят. Одни геологи − сторонники гипотезы неорганического происхождения − утверждают, что нефтяные и газовые месторождения образовались вследствие просачивания из глубин Земли углерода и водорода, их объединения в форме углеводородов и накопления в породах − коллекторах.

Другие геологи, их большинство, полагают, что нефть, подобно углю, возникла из органической массы, погребенной  на глубину под морские осадки, где из нее выделялись горючие  жидкость и газ. Это органическая гипотеза происхождения нефти и  горючего газа. Обе эти гипотезы объясняют часть фактов, но оставляют  без ответа другую их часть.

По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть  возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктон и др.), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может  образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

Нефть образуется под поверхностью земли в процессе разложения морских  организмов. Останки крошечных микроорганизмов, которые жили в море и в меньшей  степени тех, что жили на суше и  были унесены в море волнами рек, растения, растущие на дне океана − все это перемешивается с песком и илом, покоящимися на дне океана. Такие места, богатые органическими составляющими, становятся нефтематеринской породой для образования сырой нефти.

Постепенно отложения  становятся все толще и толще  и под собственной тяжестью погружаются  все глубже в морское дно. Когда  новые пласты накапливаются сверху, давление на нижние слои возрастает в  несколько тысяч раз, а температура  поднимается на несколько сотен  градусов, грязь и песок затвердевают и превращаются в глинистый сланец и песчаник, карбонатный осадок и  остатки раковин образуют известняк, а останки мертвых организмов трансформируются в сырую нефть и природный газ.

Как только нефть формируется, она начинает двигаться вверх, ближе  к поверхности земли, поскольку  плотность нефти меньше плотности  морской воды, которая наполняет  трещины в породах, песках и скалах, образующих земную кору. Природный  газ и сырая нефть просачиваются  в микроскопические поры пластов, расположенных  выше. Иногда случается так, что нефть  попадает в непроницаемые слои отложений  или в окружения толстого слоя скалистых пород, который не позволяет  ей двигаться дальше. Нефть попадает в ловушку, так образуются нефтяные месторождения.

Добыча нефти.

Добыча нефти ведется  человечеством с древних времен. Сначала применялись примитивные  способы: сбор нефти с поверхности  водоемов, обработка песчаника или  известняка, пропитанного нефтью, при  помощи колодцев. Первый способ применялся еще в Мидии и Сирии, второй − в 15 веке в Италии. Но началом развития нефтяной промышленности принято считать время появления механического бурения скважин на нефть в 1859 году в США, и сейчас практически вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин.

За сотню с лишним лет  развития истощились одни месторождения, были открыты другие, повысилась эффективность  добычи нефти, увеличилась нефтеотдача, т.е. полнота извлечения нефти из пласта. Но изменилась структура добычи топлива.

Главная машина для добычи нефти и газа − буровой станок. Первые буровые станки, появившиеся сотни лет назад, по существу, копировали рабочего с ломом. Только лом у этих первых станков был потяжелее и по форме напоминал скорее долото. Он так и назывался − буровое долото. Его подвешивали на канате, который, то поднимали с помощью ворота, то опускали. Такие машины называются ударно−канатными. Их можно встретить кое−где и сейчас, но это уже вчерашний день техники: очень уж медленно пробивают они отверстие в камне, очень много расходуют энергии зря.

Гораздо быстрее и выгоднее другой способ бурения − роторный, при котором скважина высверливается. К ажурной металлической четырехногой вышке высотой с десятиэтажный дом подвешена толстая стальная труба. Ее вращает специальное устройство − ротор. На нижнем конце трубы − бур. По мере того как скважина становится глубже, трубу удлиняют. Чтобы разрушенная порода не забила скважину, в нее насосом через трубу нагнетают глинистый раствор. Раствор промывает скважину, уносит из нее вверх по щели между трубой и стенами скважины разрушенную глину, песчаник, известняк. Одновременно плотная жидкость поддерживает стенки скважины, не давая им обрушиться.

Но и у роторного  бурения есть свой недостаток. Чем  глубже скважина, тем тяжелее работать двигателю ротора, тем медленнее  идет бурение. Ведь одно дело вращать трубу длиной 5−10 м, когда бурение скважины только начинается, и совсем другое − крутить колонну труб длиной 500 м.