Основные способы переработки нефти и газа

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 21 страниц
В избранное:

Карагандинский технический университет

Кафедра: МД и Г

Дисиплина: Основные способы переработки нефти и газа

Приняла: Богжнова Ж.К
Сдал: Урганчбаев К.К

Караганда 2021
Содержание
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Введение
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Оснавная часть. Все о Нефти
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
1 Название
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
2 История
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
3 Происхождение
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
4 Геология нефти
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
5 Свойства
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
6 Классификация
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
7 Нефтедобыча
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
8 Рынок нефти
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
9 Переработка нефти
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
10 Применение
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
11 Исследования
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
12 Запасы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
13 Нефть и экономика
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
14 Цены на нефть
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Заключение
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Литература
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

Введение
Мировое потребление нефти стабильно увеличивается каждый год. Глобальные финансовые кризисы, порой сотрясающие экономику, выглядят лишь небольшими зазубринами на графике потребления нефти. Развитие альтернативных источников энергии и различные зелёные технологии пока неспособны оказать сколь либо заметное влияние на использование нефти. Если 30 лет назад, когда для автомобиля считался нормальным расход 15 литров бензина на 100 км пути, человечеству хватало 60 млн баррелей нефти в сутки, то теперь нужно уже свыше 90 млн баррелей в сутки. По прогнозам, отметка 95 млн баррелей в сутки будет преодолена в 2016-2017 годах. На какие цели тратится такая уйма нефти -- почти 100 млн бочек каждый день?

Современная цивилизация устроена так, что хорошо жить буквально означает потреблять больше нефти. Нефтяное топливо даёт свободу перемещения, а органический синтез -- качественные и удобные товары. Список того, что производится из нефти, весьма внушителен. Осуществлялись даже попытки использовать углеводородное сырьё в производстве продуктов питания. Поскольку абсолютным лидером в разработке и применении нефтяных биотехнологий была наша страна, уделим этой теме один абзац в конце статьи.
Сейчас основная часть добываемой в мире нефти используется для производства различных видов топлива. Не один из других видов топлива не может приблизиться к нефтепродуктам по своим потребительским качествам. К примеру, использование природного газа на транспорте сдерживается сложностью его хранения. Для газа нужны тяжёлые баллоны из толстой стали, причём расходует автомобиль содержимое такого баллона намного быстрее, чем аналогичный объём бензина или солярки.

Название
Слово petroleum, обозначающее нефть в английском и некоторых других языках, образовано сложением двух слов: др.-греч. PIέτρα -- камень и лат. oleum -- масло, то есть буквально каменное масло. Во времена химика и минералога В. М. Севергина (1765 -- 1826) в России нефть называли горное масло, затем -- каменное масло. Русское слово нефть, вероятнее всего, было заимствовано из тур. neft нефть, куда оно попало из перс. نفت‎ (naft) нефть. Существует альтернативная семитская версия. В немецком языке нефть -- нем. Erdöl, что буквально означает земляное масло, венг. kőolaj -- каменное масло, яп. 石油 (сэкию) -- каменное масло, фин. vuoriöljy -- горное масло.
История
Казахстан является одной из нефтедобывающих стран мира. Нефть в Казахстане начали добывать ещё в конце XIX века, намного раньше чем в Иране, Кувейте, Мексике, Норвегии, Саудовской Аравии.
Первыми высокую вероятность нахождения в этом регионе промышленных запасов нефти отметили российские военные, путешественники и ученые.
Сведения о нефтеносности казахской земли встречаются, например, в записках А. Бековича-Черкасского, направленного по указу Петра I из Астрахани в Хиву. Эта экспедиция в 1717 году пересекла территорию Атырауской области и собрала общие географические и гидрогеологические данные об этой местности, включая сведения о нефти. Урало-Эмбинский район в течение XVIII и первой половины XIX веков посетили исследователи: И. Лепихин (1771), П. Рычков (1772), П. Паллас (1775), С. Гмелин (1783) и другие. В своих записках они привели гидрографические и топографические сведения, а также краткие геологические данные о полезных ископаемых. Во второй половине XIX века уже началось и геологическое исследование, ученые описали уже известные месторождения и дали характеристику природно-климатическим особенностям района.
Главную сложность они увидели в чрезвычайно трудных природно-климатических условиях, отсутствии путей сообщения, пресной воды, населенных пунктов. Тем не менее это не остановило предприимчивых людей, готовых вложить деньги в прибыльное дело.
Начало разработки нефтяных промыслов Эмбы связано с деятельностью мелких российских предпринимателей. Так, адвокат из Соль-Илецка Юрий Лебедев, обративший внимание на выходы нефти близ урочища Карачунгул, в 1892 г. сделал первую заявку на разведку нефти. Однако, быстро истощив собственные средства, он продал свои заявки отставному гвардии штабскапитану Леману за 26 тысяч рублей, который и основал первую на Эмбе нефтепромысловую контору Леман и Ко (1898 -- 1909 гг.).
Компания получила исключительное право производства изысканий и разведок полезных ископаемых в шести волостях Гурьевского и Калмыковского уездов Уральской области на три года. Концессия охватила громадную территорию в 24 тыс. кв. верст. 13-18 ноября 1899 г. на месторождении Карачунгул в Южной Эмбе ударил первый газонефтяной фонтан, выбросивший около 25 тысяч тонн легкой нефти. Так началось освоение нефтяных богатств Казахстана. Однако группе Лемана тоже не удалось окупить затраты из-за погони за быстрой и легкой наживой, крайне плохо организованных разведочных работ, бессистемности и разбросанности деятельности. Леман с пессимизмом писал, что и через 300 лет киргизская степь не будет вторым Баку.
Компания Леман и Ко предложила властям продать концессию иностранному капиталу или создать смешанное общество. В 1907 году Леман начал переговоры с иностранными предпринимателями -- сначала с английскими, а затем с немецкошвейцарскими синдикатами. Политику иностранных инвестиций в российскую экономику поддержало правительство. Так, министр финансов, позже председатель Совета министров страны С. Ю. Витте говорил: Россия нуждается в капиталах так же, как Сахара в воде.
Предложение российского предпринимателя Лемана заинтересовало англичан. Они направили своих инженеров и геологов в Урало-Эмбинский район и, убедившись в его богатых перспективах, купили у Лемана право на нефтяные концессии.
29 апреля 1911 г. из скважины № 3 в урочище Доссор ударил мощный фонтан. Струя нефти поднялась на высоту 20-25 м. Качество её оказалось очень хорошим, содержание керосина превышало 70 процентов. Так было положено начало крупной промышленной добыче на Эмбе.
Вокруг эмбинской нефти поднялся невероятный ажиотаж, для взвинчивания курса акций на мировых биржах распространялись слухи об огромном нефтяном море, непрерывных фонтанах, втором Баку, высоком качестве нефти и её неглубоком залегании. На Лондонской бирже приступили к выпуску новых акций на 5 миллионов фунтов стерлингов (свыше 47 млн руб.), предназначенных для разработки нефтяных богатств России.
В 1910 -- 1913 гг. возникают крупные акционерные нефтяные компании, все при непосредственном участии английского капитала, который стал пионером масштабного промышленного освоения нефтяных богатств Казахстана. Это -- Западно-Уральское нефтяное общество с ограниченной ответственностью (1912 г.), Центрально-Урало-Каспийское общество (1912 г.), зарегистрированная в Лондоне в 1914 г. Каспийская нефтяная компания, нефтепромышленное и торговое акционерное общество Эмба (1911 -- 1919 гг.). Его основной капитал составлял 6 миллионов рублей, из которых доля англичан -- 2,5 млн руб., или 42,5 процента акций, -- принадлежала Товариществу братьев Нобель. Другая часть акций принадлежала немцам и французам.
Всего на промыслах Эмбы в 1913 г. работало около 6 тысяч человек, в Доссоре -- 2100 человек. Там построено 10 жилых домов для рабочих, 8 казарм, 3 барака, две кухни, больница, бани, столовые, школа, клуб, пекарни, телефон, электростанция, он стал настоящим нефтяным городком. Все рабочие проходили медицинское освидетельствование, практиковалось коллективное страхование от несчастных случаев, действовали 2-классное училище для детей, церковь, частный кинематограф. Рабочие-мусульмане освобождались от работ в праздники Ураза-Байрам и Курбан-Байрам, на Рождество Христово зажигалась ёлка, на Пасху работали за особую плату, как и в дни своего рождения. Для рабочих и специалистов выписывались газеты и журналы: Нефтяное дело, Вестник инженеров, Поверхность и недра, Русские ведомости, Нива, Современный мир.
В то же время высок был травматизм, плохо поставлена профессиональная подготовка рабочих, оставляло желать лучшего медицинское и торговое обслуживание. Местные казахи выполняли самые тяжелые физические работы, их принимали только носильщиками или чернорабочими, редко масленщиками или тартальщиками.
Старейший нефтяник Казахстана Сафи Утебаев вспоминал: "Нефтяники работали в самых тяжелых условиях. Спали в бараках, один на одном, на самих промыслах работали под непрерывным ливнем нефти, а зарабатывали копейки. Ведь кочевники для англичан были самой дешёвой рабочей силой.
Среди местного населения появляются первые предприниматели, обслуживающие нефтяную промышленность. Среди них, например, торговцы и извозчики Арыстангалиев, Бисембаев, Бекеев, Джаналиев, Сарсембаев, Утегалиев, Ченгерлаев и другие. Казахам приходилось учиться на ходу мелкому бизнесу, перенимая опыт, навыки, практику ведения частного предпринимательства, изучать русский и английский языки. Они заключали договоры с фирмами и занимались поставкой продуктов питания, охраной нефтепромыслов и нефтепроводов, строили дома и казармы, сдавали в аренду жилье.
Сохранившиеся в Центральном госархиве документы повествуют о быте, условиях жизни, трудовых буднях первых нефтяников Казахстана, их заботах и нуждах в глухой степи.
Так, некий приказчик пишет в контору заявление: Прошу Вас, нельзя ли будет прибавить мне жалованье сколько возможно и сколько я заслуживаю...
Доктор Розов сообщает в контору АО ЭмбаКаспий: У Якова Дрындина на почве алкоголизма увеличенная и болезненная печень; Мелькумов лишился рассудка, лишен должности и отправлен под конвоем в Гурьев. Затем душевнобольной техник Мелькумов бежал из-под надзора, за его поимку околоточному надзирателю Кузнецову уплачено 10 рублей.... Он же пишет, что в казармах необходимо произвести дезинфекцию серой для истребления насекомых, чтобы не разводить какой-либо эпидемии... и т. д.
А вот выдержки из отчетов и переписки месторождений:
-- рабочих -- 50 человек, верблюдов -- 5 штук, всего 55...
-- списано убытков за украденную нефть -- 2425 рублей...; (уже тогда её тайком воровали, правда, неизвестно для чего);
-- почему вместо 6 столовых ложек прислали на промысел 12 чайных ложек?..;
-- просим выслать тулуп и чапан для кучера и караульщика...;
-- чтобы в степи автомобили ехали по правой стороне, а обгоняли с левой стороны. Если дорога узкая, одному стоять и пропускать другого... (это-то в бескрайних степных просторах, где было всего три автомобиля марки Форд...);
-- на промысле раздельные клозеты: деревянный -- для специалистов ценой 143 рубля, саманный -- для рабочих ценой 90 рублей....
Самым крупным нефтедобывающим предприятием было Урало-Каспийское нефтяное общество. В 1914 г. им было добыто 9,5 млн пудов нефти, акционерным обществом Эмба -- 6,5 млн пудов, ЭмбаКаспийским нефтепромышленным обществом -- 382,5 тыс. пудов. Наивысшая годовая добыча нефти в районе составила 272,8 тыс. тонн в 1914 году (в 1911 г. было добыто всего 15,7 тыс. тонн).
В экономической жизни России 1910 -- 1913 годы характеризовались значительным промышленным подъёмом, прирост промышленной продукции составил более 50 процентов. Большой скачок совершила и нефтяная промышленность. В 1913 году в мировом производстве нефти первое место занимали США, Россия -- второе место. Урало-Эмбинский район занимал в России третье место после Баку и Грозного и давал 3 процента всей добычи нефти в 1914 году.
Таким образом, в начале XX века Урало-Эмбинский район играл заметную роль в российской нефтяной промышленности. Здесь действовало 11 российских и иностранных нефтяных компаний с основным капиталом около 60 миллионов рублей. Из них свыше двух третей приходилось на долю иностранного капитала, и лишь одну треть представлял российский капитал, в той или иной форме связанный с иностранным.
Среди иностранных капиталов доминирующее положение занимал английский, на его долю приходилось 12 миллионов рублей. Общая же сумма английского капитала, размещенного в нефтяной промышленности России, составляла 218 млн руб. Из существовавших в то время в мире 16 нефтяных синдикатов 10 были непосредственно вовлечены в нефтяную промышленность России, в том числе и Казахстана.
Происхождение
Сегодня есть две основные гипотезы образования нефти: неорганическая (абиогенная) и органическая (биогенная, и ее также называют осадочно-миграционной).
Сторонники неорганической концепции считают, что нефть образовалась из углерода и водорода по процессу Фишера -- Тропша на больших глубинах, при огромных давлениях и температурах выше тысячи градусов. Нормальные алканы могут образоваться из углерода, водорода в присутствии катализаторов, однако в природе отсутствуют такие катализаторы. Помимо этого, в нефтях содержится огромное количество изопренанов, циклических углеводородов-биомаркеров, которые по процессу Фишера -- Тропша образоваться не могут.
Дмитрий Менделеев также был сторонником неорганической гипотезы, ему принадлежит карбидная теория происхождения нефти, согласно которой из карбида кальция и воды образуются нефтяные углеводороды. В ходе этой реакции мог быть образован ацетилен, из которого мы можем получить бензол. Этот углеводород присутствует практически во всех нефтях. Но преимущественно в нефтях находятся углеводороды-биомаркеры, которые по этому процессу не могут быть получены. Таким образом, сегодня в лабораторных условиях неорганическим путем не получено ни одной капли нефти.
Основное внимание в биогенной, то есть осадочно-миграционной, гипотезе образования углеводородов и нефти уделяется термическим и термокаталитическим процессам преобразования органического вещества эукариот: животных, растений и грибов. Ломоносов одним из первых предположил, что нефть могла образоваться из остатков живых организмов. Причем сначала из этих остатков образуется нерастворимое органическое вещество геобиополимер кероген, который впоследствии под воздействием температуры с различной скоростью селективно высвобождает различные классы углеводородов.
Все нефти мира содержат одни и те же углеводороды. Но их распределение различно и зависит от исходного органического вещества, из которого формировался кероген. Иными словами, углеводородное распределение нефтей морского генезиса будет отличаться от углеводородного распределения нефтей континентального генезиса. Если осадконакопление происходило в восстановительных условиях, то есть морских, наблюдается превалирование нормальных алканов относительно низкомолекулярных нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава C15 и C17 над нормальными алканами с четным числом атомов углерода в молекуле состава C16 и C18.
Для морских осадков характерны нормальные жирные кислоты с четным числом атомов углерода в молекуле состава C16 и C18. В процессе созревания органического вещества нормальные жирные кислоты декарбоксилируются с образованием нормальных алканов, содержащих на один атом углерода меньше, то есть нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле состава C15 и C17. А для континентальных осадков характерны более высокомолекулярные нормальные жирные кислоты состава C28 и C30. В процессе нефтеобразования происходит декарбоксилирование жирных кислот с образованием нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле, то есть C27 и C29.
Изопренаны, которыми пронизана практически вся осадочная толща Земли, образовались, вероятно, из спирта фитола состава C20, который является боковой цепочкой хлорофилла. В восстановительных условиях происходит дегидратация и образуется изопренан состава C20, то есть фитан. В окислительных условиях сначала происходит окисление гидроксильной группы до карбоксильной, то есть образуется фитоловая кислота. Впоследствии она декарбоксилируется с образованием изопренана, содержащего на один атом углерода меньше. То есть изопренан состава C19, который называется пристан.
Когда мы говорим восстановительные условия, это означает, что восстановительные условия превалировали над окислительными или наоборот. В связи с этим нетрудно догадаться, что по отношению величин пристан -- фитан мы можем говорить о том, в каких условиях эта нефть образовывалась: морских или континентальных. То есть если величина отношения пристан -- фитан больше трех, то условия были континентальными, а если меньше единицы, то они были восстановительными.
Нашей планете приблизительно 4,6 миллиарда лет. Одна восьмая история Земли -- это последние 600 миллионов лет, когда развивалась биосфера, которую мы называем современной. Эукариотические организмы, то есть животные, растения и грибы, появились приблизительно 2,7 миллиарда лет назад. Пик их развития пришелся на гораздо более позднее время -- 1 миллиард лет назад.
На нашей планете есть еще одни организмы, благодаря которым была создана современная биосфера и благодаря которым она до сих пор поддерживается. Эти организмы -- прокариоты, то есть бактерии и археи. К сожалению, гораздо меньше внимания в осадочно-миграционной гипотезе образования нефти уделяется роли прокариот. Как правило, им отводят роль лишь в начальном этапе преобразования органического вещества эукариот. Вместе с тем понимание процессов нефтеобразования имеет большое теоретическое и практическое значение с точки зрения поисков нефтяных месторождений и возобновления запасов нефти.
Происхождение нефти, как и происхождение жизни, -- это фундаментальная проблема естествознания. Кроме того, происхождение нефти -- это актуальная проблема нефтяной геологии, поскольку для того, чтобы вести обоснованные поиски нефти, необходимо знать, где и из каких источников она образовалась. В органической гипотезе образования нефти считается, что нефть возникла из остатков живых организмов, обитавших на Земле в прошлые геологические эпохи. Учитывая этап эволюции живых организмов, можно предположить, что первичным источником углеводородов нефти были прокариотические организмы, то есть бактерии и археи. С учетом широкого распространения и высокой скорости их размножения происходит накопление огромного количества органического вещества, которое может быть источником углеводородов. Однако этот вопрос практически не исследован.
Существует мнение об исчерпаемости нефтяных запасов. Это делает проблему происхождения нефти еще более актуальной. Интересно было выяснить, почему в осадочно-миграционной гипотезе основное внимание уделяется роли животных, растений и грибов, а роль прокариот никто не рассматривал. Иными словами, интересно было смоделировать процесс образования нефтяных углеводородов из биомассы прокариот.
В нашей лаборатории углеводородов нефти и рассеянного органического вещества кафедры органической химии и химии нефти РГУ нефти и газа имени Губкина под руководством профессора Гурама Николаевича Гордадзе было показано, что прокариоты наравне с эукариотами также вносят значительный вклад в образование углеводородов нефти. Как в растворимой части, то есть в продуктах жизнедеятельности бактерий и архей, так и в продуктах термических и термокаталитических преобразований нерастворимой части биомассы прокариот были образованы все те углеводороды, которые находятся в нефтях: нормальные алканы, изопренаны, стераны, терпаны, а при термокатализе еще и углеводороды алмазоподобного строения адамантаны и диамантаны.
Образование нефтяных углеводородов происходит и в настоящий момент. Это имеет большое теоретическое значение с точки зрения происхождения нефти и практическое значение с точки зрения поисков нефтяных месторождений и возобновления запасов нефти.
Геология нефти
Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для её извлечения проницаемостью. Породы, допускающие свободное перемещение и накопление в них жидкостей и газов, называются коллекторами. Пористость коллекторов зависит от степени отсортированности зёрен, их формы и укладки, а также и от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью. Главнейшими коллекторами нефти являются пески, песчаники, конгломераты, доломиты, известняки и другие хорошо проницаемые горные породы, заключённые среди таких слабопроницаемых пород, как глины или гипсы. При благоприятных условиях коллекторами могут быть трещиноватые метаморфические и изверженные породы, находящиеся в соседстве с осадочными нефтеносными породами.
Весьма продолжительное время (со 2-й половины XIX в.) геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, и только в 1911 И. М. Губкиным был открыт в Майкопском районе новый тип залежи, приуроченной к аллювиальным пескам и получившей название рукавообразной. Спустя более 10 лет подобные залежи были обнаружены в США. Дальнейшее развитие разведочных работ в СССР и США завершилось открытием залежей, связанных с соляными куполами, приподнимающими, а иногда и протыкающими осадочные толщи. Изучение нефтяных месторождений показало, что образование нефтяных залежей обусловлено различными структурными формами изгибов пластов, стратиграфическими соотношениями свит и литологическими особенностями пород. Предложено несколько классификаций месторождений и залежей нефти как в России, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи нефти и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений нефти.
Свойства
Физические свойства. Нефть -- жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти). Средняя молекулярная масса 220 -- 400 гмоль (редко 450 -- 470). Плотность 0,65 -- 1,05 (обычно 0,82 -- 0,95) гсм³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831 -- 0,860 -- средней, выше 0,860 -- тяжёлой.
Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления. Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно 28 °C, реже =100 °C в случае тяжёлой не́фти) и фракционным составом -- выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450 -- 500 °C (выкипает ~ 80 % объёма пробы), реже 560 -- 580 °C (90 -- 95 %). Температура кристаллизации от −60 до +30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 мм²с для различной нефти, добываемой в России), определяется фракционным составом нефти и её температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше). Удельная теплоёмкость 1,7 -- 2,1 кДж(кг∙К); удельная теплота сгорания (низшая) 43,7 -- 46,2 МДжкг; диэлектрическая проницаемость 2,0 -- 2,5; электрическая проводимость [удельная] от 2∙10[−10] до 0,3∙10[−18] Ом[−1]∙см[−1].
Нефть -- легковоспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от −35 до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов). Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях нерастворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.
Химический состав. С точки зрения коллоидной ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.