Осадочные полезные ископаемые наиболее характерны для платформ, так как там располагается платформенный чехол. Преимущественно это нерудные полезные ископаемые и горючие, ведущую роль среди которых играют газ, нефть, уголь, горючие сланцы. Они образовались из накопившихся в прибрежных частях мелководных морей и в озерно-болотных условиях суши остатков растений и животных. Эти обильные органические остатки могли накопиться лишь в достаточно влажных и теплых условиях, благоприятных для пышного развития . В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в .
Добыча полезных ископаемых
Существует несколько способов добычи полезных ископаемых . Во-первых, это открытый способ, при котором горные породы добываются в карьерах. Он экономически более выгоден, так как способствует получению более дешевого продукта. Однако брошенный карьер может стать причиной образования широкой сети . Шахтный способ добычи угля требует больших затрат, поэтому является более дорогостоящим. Наиболее дешевый способ добычи нефти - фонтанный, когда нефть поднимается по скважине под нефтяных газов. Распространен также насосный способ добычи. Существуют и особые способы добычи полезных ископаемых. Они называются геотехнологическими. С их помощью из недр Земли добывают руду. Делается это закачиванием горячей воды, растворов в пласты, содержащие необходимое полезное ископаемое. Другие скважины откачивают полученный раствор и отделяют ценный компонент.
Потребность в полезных ископаемых постоянно растет, увеличивается добыча минерального сырья, но полезные ископаемые - это исчерпаемые природные ресурсы, поэтому необходимо более экономно и полно расходовать их.
Для этого есть несколько путей:
- снижение потерь полезных ископаемых при их добыче;
- более полное извлечение из породы всех полезных компонентов;
- комплексное использование полезных ископаемых;
- поиск новых, более перспективных месторождений.
Таким образом, основным направлением использования полезных ископаемых на ближайшие годы должно стать не увеличение объема их добычи, а более рациональное использование.
При современных поисках полезных ископаемых необходимо использовать не только новейшую технику и чувствительные приборы, но и научный прогноз поиска месторождений, который помогает целенаправленно, на научной основе вести разведку недр. Именно благодаря подобным методам были сначала научно предсказаны, а затем открыты месторождения алмазов в Якутии. Научный прогноз опирается на знание связей и условий образования полезных ископаемых.
Краткая характеристика основных полезных ископаемых
Самый твердый из всех минералов. По составу он - чистый углерод. Встречается в россыпях и в виде вкраплений в породах. Алмазы бывают бесцветные, но встречаются и окрашенные в различные цвета. Ограненный алмаз называется бриллиантом. Его вес принято измерять в каратах (1 карат = 0,2 г). Самый крупный алмаз найден в Южной : он весил более 3000 карат. Большинство алмазов добывается в Африке (98% от добычи в капиталистическом мире). В России крупные месторождения алмазов расположены в Якутии. Прозрачные кристаллы используются для изготовления драгоценных камней. До 1430 года бриллианты считались обычными драгоценными камнями. Законодательницей моды на них стала француженка Агнесса Сорель. Непрозрачные алмазы благодаря своей твердости используются в промышленности для резания и гравировки, а также для шлифовки стекла и камня.
Мягкий ковкий металл желтого цвета, тяжелый, на воздухе не окисляется. В природе встречается главным образом в чистом виде (самородки). Самый крупный самородок, весом в 69,7 кг, был найден в Австралии.
Золото встречается и в виде россыпи - это результат выветривания и размыва месторождения, когда крупинки золота освобождаются и уносятся в , образуя россыпи. Золото испрльзуют при производстве точных приборов и различных украшений. В России золото залегает на и в . За рубежом - в Канаде, Южной Африке, . Так как в природе золото встречается в небольших количествах и добыча его связана с большими затратами, то оно и считается драгоценным металлом.
Платина (от испанского plata - серебро) - драгоценный металл от белого до серо-стального цвета. Отличается тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям и электропроводностью. Добывается главным образом в россыпях. Используется для изготовления химической посуды, в электротехнике, ювелирном и зубоврачебном деле. В России платина добывается на Урале и в Восточной Сибири. За рубежом - в Южной Африке.
Драгоценные камни (самоцветы) - минеральные тела, обладающие красотой окраски, блеском, твердостью, прозрачностью. Они подразделяются на две группы: камни, идущие на огранку, и поделочные. К первой группе относятся алмаз, рубин, сапфир, изумруд, аметист, аквамарин. Ко второй группе - малахит, яшма, горный хрусталь. Все драгоценные камни, как правило, имеют магматическое происхождение. Однако жемчуг, янтарь, коралл - минералы органического происхождения. Драгоценные камни применяются в ювелирном деле и в технических целях.
Туфы - горные породы различного происхождения. Известковый туф - пористая горная порода, образующаяся в результате осаждения углекислого кальция из источников. Такой туф используется для получения цемента и извести. Вулканический туф - сцементированный . Туфы применяются как строительный материал. Имеет разные цвета.
Слюды - горные породы, обладающие способностью расщепляться на тончайшие слои с гладкой поверхностью; в виде примесей встречаются в осадочных породах. Различные слюды применяются как хороший электроизолятор, для изготовления окон в металлургических печах, в электро- и радиопромышленности. В России слюды добываются в Восточной Сибири, в . Промышленные разработки месторождений слюд ведутся на Украине, в США, .
Мрамор - кристаллическая горная порода, образовавшаяся в результате метаморфизма известняков. Он бывает различного цвета. Применяется мрамор как строительный материал для облицовки стен, в архитектуре и скульптуре. В России много его месторождений на Урале и Кавказе. За рубежом наибольшей известностью пользуется мрамор, добываемый в .
Асбест (греч. неугасимый) - группа волокнистых несгораемых горных пород, расщепляющихся на мягкие волокна зеленовато-желтого или почти белого цвета. Он залегает в виде жил (жила - минеральное тело, заполняющее трещину в земной коре, имеет обычно плитообразную форму, уходя по вертикали на большие глубины. Длина жил достигает двух и более километров), среди изверженных и осадочных пород. Применяется для изготовления специальных тканей (противопожарная изоляция), брезентов, огнестойких кровельных материалов, а также теплоизоляционных материалов. В России добыча асбеста ведется на Урале, в , за рубежом - в и других странах.
Асфальт (смола) - хрупкая смолистая горная порода бурого или черного цвета, представляющая собой смесь углеводородов. Асфальт легко плавится, горит коптящим пламенем, является продуктом изменения некоторых видов нефти, из которых улетучилась часть веществ. Асфальт часто пронизывает песчаники, известняки, мергель. Применяется как строительный материал для покрытия дорог, в электротехнике и резиновой промышленности, для приготовления лаков и смесей для гидроизоляции. Основные месторождения асфальта в России - район г. Ухта, за рубежом - в , во Франции, .
Апатиты - минералы, богатые фосфорными солями, зеленого, серого и других цветов; встречаются среди различных изверженных пород, местами образуя большие скопления. Апатиты в основном используются для производства фосфорных удобрений, их используют также в керамической промышленности. В России крупнейшие залежи апатитов расположены в , на . За рубежом их добывают в , Южно-Африканской Республике.
Фосфориты - осадочные горные породы, богатые соединениями фосфора, которые образуют в породе зерна или скрепляют различные минералы в плотную породу. Окраска фосфоритов темно-серая. Применяются они, как и апатиты, для получения фосфорных удобрений. В России месторождения фосфоритов распространены в Московской и Кировской областях. За рубежом их добывают в США (п-ов Флорида) и .
Алюминиевые руды - минералы и горные породы, используемые для получения алюминия. Главные алюминиевые руды - это бокситы, нефелины и алуниты.
Бокситы (название пошло от местности Бо на юге Франции) - осадочные горные породы красного или коричневого цвета. На севере залегает 1/3 их мировых запасов, и по их добыче страна входит в число ведущих государств. В России бокситы добываются в . Главным компонентом бокситов является окись алюминия.
Алуниты (название происходит от слова алун - квасцы (фр.) - минералы, в состав которых входят алюминий, калий и другие включения. Алунитовая руда может быть сырьем для получения не только алюминия, но и калийных удобрений и серной кислоты. Месторождения алунитов есть в США, Китае, на Украине, в и других странах.
Нефелины (название происходит от греческого «нефеле», что означает облако) - минералы сложного состава, серого или зеленого цветов, содержащие значительное количество алюминия. Входят в состав изверженных пород. В России нефелины добывают на и в Восточной Сибири. Алюминий, получаемый из этих руд, - мягкий металл, дает прочные сплавы, широко применяется , а также в производстве товаров домашнего обихода.
Железные руды - природные минеральные скопления, содержащие железо. Они разнообразны по минералогическому составу, количеству в них железа и различным примесям. Примеси могут быть ценными (марганцевый хром, кобальт, никель) и вредными (сера, фосфор, мышьяк). Главными являются бурый железняк, красный железняк, магнитный железняк.
Бурый железняк , или лимонит, - смесь нескольких минералов, содержащих железо с примесью глинистых веществ. Имеет бурый, желто-бурый или черный цвет. Встречается чаще всего в осадочных породах. Если руды бурого железняка - одной из наиболее распространенных железных руд - имеют содержание железа не менее 30%, то они считаются промышленными. Основные месторождения - в России (Урал, Липецкое), на Украине (), Франции (Лотарингское), на .
Красный железняк , или гематит, - минерал от красно-бурого до черного цвета, содержащий железа до 65%.
Встречается в различных горных породах в виде кристаллов и тонких пластин. Иногда образует скопления в виде твердых или землистых масс ярко-красного цвета. Основные месторождения красного железняка - в России (КМА), на Украине (Кривой Рог), США, Бразилии, Казахстане, Канаде, Швеции.
Магнитный железняк , или магнетит, - минерал черного цвета, содержащий 50-60% железа. Это высококачественная железная руда. Состоит из железа и кислорода, сильно магнитен. Встречается в виде кристаллов, вкраплений и сплошных масс. Основные месторождения - в России (Урал, КМА, Сибирь), на Украине (Кривой Рог), в Швеции и США.
Марганцевые руды - минеральные соединения, содержащие марганец, главное свойство которого - придавать стали и чугуну ковкость и твердость. Современная металлургия немыслима без марганца: выплавляется специальный сплав - ферромарганец, содержащий до 80% марганца, который применяется для выплавки высококачественной стали. Кроме этого, марганец необходим для роста и развития животных, является микроудобрением. Основные месторождения руды располагаются на Украине (Никольское), в Индии, Бразилии и Южно-Африканской Республике.
Оловянные руды - многочисленные минералы, содержащие олово. Разрабатываются оловянные руды с содержанием олова 1-2% и более. Эти руды требуют обогащения - увеличения ценного компонента и отделения пустой породы, поэтому в плавку идут руды, содержание олова в которых увеличено до 55%. Олово не окисляется, что вызвало его широкое применение в консервной промышленности. В России оловянные руды залегают в Восточной Сибири и на , а за рубежом их добывают в Индонезии, на полуострове .
Никелевые руды - минеральные соединения, содержащие никель. Он не окисляется на воздухе. Добавка никеля к сталям сильно повышает их упругость. Чистый никель применяется в машиностроении. В России его добывают на Кольском полуострове, на Урале, в Восточной Сибири; за рубежом - в Канаде, на , в Бразилии.
Урано-радиевые руды - минеральные скопления, содержащие уран. Радий - продукт радиоактивного распада урана. Содержание радия в рудах урана ничтожно мало - до 300 мг на 1 тонну руды. имеют большое значение, так как деление ядер каждого грамма урана может дать в 2 миллиона раз больше энергии, чем сжигание 1 грамма топлива, поэтому они используются в качестве топлива на АЭС для получения дешевой электроэнергии. Урано-радиевые руды добывают в России, США, Китае, Канаде, Конго, и в других странах мира.
Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:
Нефть - ископаемое вещество, представляющее собой маслянистую горючую жидкость. Залежи нефти находят на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. Максимальное количество залежей располагается на глубине 2-3 километра. Нефть остается главным топливным сырьем в мире. Ее доля в мировом энергобалансе - 46%.
Характеристики и виды нефти
По химическому составу нефть - смесь около 1000 веществ. Главный "ингредиент" - углеводороды с различной молекулярной массой. В составе нефти их около 80-85%. Различают три вида углеводородов: парафиновые (метановые), нафтеновые и ароматические. Последние - самые токсичные.
Около 4-5% в составе нефти занимают органические соединения - сернистые, азотистые и кислородные. Остальные компоненты: углеводородные газы, вода, минеральные соли, металлы, механические примеси (песок, глина, известняк).
Цвет нефти разнится: от светло-желтого до темно-коричневого. Встречается и черная нефть, и насыщенно-зеленая и даже бесцветная. Запах тоже может быть разным: от легкого и приятного до тяжелого. Все зависит от содержания в нефти серы, кислорода и азота.
Самый важный показатель качества нефти - ее плотность. Чем она легче, тем выше ценится. Выделяют: легкую нефть (800— 870 кг/м ³), среднюю (870-910 кг/м ³) и тяжелую (свыше 910 кг/м ³). Показатели зависят от состава нефти, от температуры, давления и количества содержания газов. Плотность нефти измеряют ареометром.
Другие параметры, по которым определяется качество нефти: вязкость, температура кристаллизации, горения и вспышки, электрическая проводимость и теплоемкость.
Месторождение нефти
Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Месторождения этого полезного ископаемого классифицируют по-разному: в зависимости от географического месторасположения, от разведанности и изученности, от форм и размеров залежей.
Самая богатая нефтью страна - Саудовская Аравия (36 млрд. тонн). Далее следуют Канада (28 млрд. тонн), Иран (19 млрд. тонн) и Ливия (15 млрд. тонн). Россия в этом списке на 8-ом месте (13 млрд. тонн).
Супергигантские месторождения нефти, запасы которых превышают отметку 5 млрд. тонн: Румайла в Ираке, Кантарел в Мексике, Тенгиз в Казахстане, Аль-Гавар в Саудовской Аравии, Самотлорское в России, Бурган в Кувейте и Дацин в Китае.
Постоянно ведутся работы по разработке новых месторождений. По оценочным данным BP Statistical review of world energy, весьма перспективны в этом отношении Венесуэла и Канада. Специалисты считают, что при нынешних темпах развития промышленности, нефти только в этих двух странах хватит всему миру на 110 лет.
Добыча и переработка нефти
Добыча нефти - весьма сложный процесс, состоящий из множества этапов.
Выделяют три способа нефтедобычи:
Первичный - нефть сама под естественным давлением верхних пластов фонтанирует. Чтобы нефть поднялась на поверхность, используют погружные насосы и станки-качалки. Таким образом добывают до 15% нефти во всем мире.
Вторичный способ. Когда естественного давления уже не хватает, в пласт для усиления давления закачивают пресную воду, углекислый газ или воздух. Коэффициент извлечения нефти в этом случае составляет 45%.
Третичный метод применяют, когда вторичный становится уже не актуальным. В этом случае либо закачивают водяной пар, либо разжижают нефть, нагревая ее до определенной температуры. Таким образом из месторождения можно выкачать еще процентов 15 нефти.
Переработка нефти - многоступенчатый цикл операций, который проводят с целью получения нефтепродуктов из сырья. Вначале нефть очищают от газов, воды, различных примесей, затем транспортируют на нефтеперерабатывающие заводы, где путем сложных операций получают промышленные продукты.
Применение нефти
Люди стали использовать нефть задолго до нашей эры. Так, например, при строительстве стен Вавилона использовали асфальт и битум. Царь Навуходоносор топил нефтью огромную печь. А древнегреческий историк Геродот описывал способ добычи нефти, которым пользовались древние греки. А в Древней Индии нефть вовсю применяли в строительстве.
В настоящее время перечень продуктов, получаемых из нефти, исчисляется тысячами. Достаточно упомянуть, что продукты из нефти используют практически во всех видах промышленности: энергетической, тяжелой и легкой, химической и пищевой. Нефтепродукты нашли применение в автомобилестроении, медицине, в ракетостроении, сельском хозяйстве и строительстве.
Государственное общеобразовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа №2011
Имени трижды героя совецкого союза маршала авиации И.Н. Кожедуба
РЕФЕРАТ
По предмету:
Окружающий мир
Состав и применение нефти.
История развития нефти 4
Состав нефти 6
Добыча, разработка, очистка и применение нефти 7
Заключение 12
История развития нефти
В древности нефть использовали и военных целях. Летописи рассказывают, что древние греки привязывали сосуд с таинственной смесью к метательному копью, запускавшемуся гигантской пращей. Когда снаряд достигал цели, происходил взрыв и поднималось облако дыма. Пламя сразу же распространялось во всех направлениях. Вода не могла погасить огонь. Состав "греческого огня" хранился в строгой тайне, и лишь арабским алхимикам XII века удалось его разгадать. Всю основу этого таинственного рецепта составляла нефть с добавлением серы и селитры.
В XVII-XVIII вв. нефть использовалось и как лечебное средство. В середине XVII в. французский миссионер парет Джозеф де ла Рош д, Альен обнаружил в западной Пенсильвании таинственные "черные воды". Индейцы добавляли их в качестве связующего вещества в краски для раскрашивания своих лиц. Из этих вод, бывших не чем иным, как нефтяными озерами, патер и создал свой чудодейственный бальзам. Во многих странах Европы его применяли как лекарство.
Однако не везде нефть получала должную оценку. В 1840 году русский губернатор Баку направил пробы Бакинской нефти в Петербургскую академию наук с целью определения ее пригодности для промышленных нужд. Он получил весьма "поучительный" ответ: "Это вонючее вещество пригодно только для смазки колес и телег".
Лишь во второй половине прошлого века человек открыл удивительные возможности "черного золота". Развитие промышленности потребовало огромное количество смазочных средств, нового более дешевого и более эффективного, чем уголь, топливо, в принципиально новых источников света. Все это могла дать только нефть. Молох индустрии все больше и настойчивее требовал для своего роста нефти и нефтепродуктов. Началась повсеместная ее добыча. Занималась заря новой, нефтяной эры. Первым вестником ее явились нефтяные вышки полковника Дрейка. В североамериканском городке Тайтесвилле штата Пенсильвания его скважина дала нефть. Это случилось 27 августа 1859 г. С этой даты ведет отсчет современная нефтяная промышленность мира.
Началась погоня за нефтью. Во всех концах света, в обжитых и неисследованных районах, на суше и на дне океана искали эту черную и бурую маслянистую на ощупь и с характерным острым запахом "земную кровь". Нефтяную лихорадку подхлестнуло изобретение в январе 1861 г. Крекинга-современного метода переработки нефти. Вещество, на которое тысячилентиями мало кто обращал внимание, стало широко использоваться в промышленности и военных целях, превратилось в объект торговли и спекуляции, стало своеобразным яблоком раздора для различных государств мира.
Тем не менее, несмотря на активные поиски, в конце прошлого века добывалось в год всего около 5 млн. т нефти, по нынешним масштабам капля в море. Добыча велась примитивным способом.
На Апшероне, где хозяйничал предприимчивый шведский делец Э. Нобель, нефть доставили бурдюками из простых колодцев. В конце 80-ых годов прошлого века на его "нефтяную империю" работало более 25 тыс. рабочих. Естественно, что такими средствами трудно было увеличивать нефтедобычу.
По мере развития науки и техники совершенствовался процесс бурения нефтяных скважин и их эксплуатация. В результате уже в 1900 г. во всем мире было произведено 20 млн. т "черного золота".
Настоящий взрыв нефтедобычи приходится на послевоенные годы: в 1945 г. в мире добыто 350 млн. т нефти, в 1960 г.- свыше 1 млрд. т, а в 1970 г.- около 2 млрд. т. Максимум добычи падает на 1979 г. (3,2 млрд. т), а потом темпы ее снизились. Сейчас из земных недр ежегодно выкачивается около 3 млрд. т "черного золота" (2,8 млрд. т в 1984 г.) (рис. 1).
Такими же темпами развивалась и добыча постоянного спутника нефти - горючего газа. Его использование начинается лишь в первой половине XX в. В 1920 г. годовая добыча газа составила всего 35 млрд. м3, а в 1950 г. увеличилась до 192 млрд. м3. С 1960 г. производство газа резко пошло вверх, достигнув максимума в 1984 г. (1560 млрд. м3).
Развитие современной промышленности
немыслимо без углеводородов. Это, прежде
всего самый выгодный и эффективный вид
топлива. Нефть и горючий газ обеспечивают
энергетические потребности в мире на
65% и на 100% топливо для транспорта. На
получение энергии идет 90-95% добываемых
углеводородов. Однако еще Д. И. Менделеев
говорил, что сжигать нефть и газ в топках
все равно, что растапливать печь
ассигнациями.
Нефть и газ - источники
многих жизненно важных продуктов. Это
синтетический каучук и пластмасса,
строительные материалы и искусственные
ткани, красители и моющие средства,
инсектициды и гербициды, взрывчатые
вещества и медицинские препараты,
душистые соединения для парфюмерии и
удобрения, стимуляторы роста и
искусственный пищевой белок, различные
масла, бензин, керосин, мазут, без которых
невозможна эксплуатация машин,
автомобилей, самолетов, ракет.
Если бы вдруг источники нефти и газа неожиданно иссякли, мировая цивилизация оказалась бы на краю катастрофы. Как видим, человек очень зависит от нефти. Особенно остро это почувствовалось в начале 70-х годов текущего столетия, когда разразился "топливный кризис". Отголоском его стало всеобщее увеличение дороговизны жизни в западных странах. Люди попали в еще большую зависимость от нефти. Чтобы освободиться от этой зависимости, человек ищет альтернативный источник энергии, используя энергию ветра, рек, атома, каменного угля. В этом направлении сделаны определенные успехи, однако ближайшие 20-30 лет нефть и газ будут определять «топливное лицо» мира.
Состав нефти
В
составе нефти
выделяют углеводородную, асфальтосмолистую
и зольную составные части. Также в
составе нефти
также
выделяют порфирины и серу. Углеводороды,
содержащиеся в нефти, подразделяют на
три основные группы: метановые, нафтеновые
и ароматические. Метановые (парафиновые)
углеводороды химически наиболее
устойчивы, а ароматические - наименее
устойчивы (в них минимальное содержание
водорода). При этом ароматические
углеводороды являются наиболее токсичными
компонентами
нефти
.
Асфальтосмолистая составная нефти
частично растворима в бензине: растворяемая
часть - это асфальтены, нерастворяемая
- смолы. Интересно, что в смолах содержание
кислорода достигает 93% от его общего
количествав
составе нефти
.
Порфирины - это азотистые
соединения органического происхождения,
они разрушаются при температуре
200-250°С. Сера присутствуетв
составе нефти
либо
в свободном состоянии, либо в виде
соединений сероводородов и меркаптанов.
Сера является наиболее широко
распространённой коррозийной примесью,
которую нужно удалять на нефтеперебатывающем
заводе. Поэтому цена на нефть с высоким
содержанием нефти оказывается на много
ниже, чем на низкосернистую нефть.
Зольная часть состава нефти - это остаток, получаемый при ее сжигании, состоящий из различных минеральных соединений.
Сырой
нефтью называют
нефть,
получаемую непосредственно из скважин.
При выходе из нефтяного пласта нефть
содержит частицы горных пород, воду, а
также растворенные в ней соли и газы.
Эти примеси вызывают коррозию оборудования
и серьезные затруднения при транспортировке
и переработке нефтяного сырья. Таким
образом, для экспор
та
или доставки в отдаленные от мест добычи
нефтеперерабатывающие заводы необходима
промышленная
обработка сырой нефти
:
из нее удаляется вода, механические
примеси, соли и твердые углеводороды,
выделяется газ. Газ и наиболее легкие
углеводороды необходимо выделять из
состава
сырой нефти
, т
.к.
они являются ценными продуктами, и могут
быть утеряны при ее хранении. Кроме
того, наличие легких газов при
транспортировке
сырой нефти
по
трубопроводу может привести к образованию
газовых мешков на возвышенных участках
трассы. Очищенную от примесей, воды и
газов сырую
нефть
поставляют
на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ),
где в процессе переработки из нее
получают различные виды нефтепродуктов.
Качество, как сырой
нефти, так и
нефтепродуктов,
получаемых из нее, определяется ее
составом: именно он определяет направление
переработки нефти и влияет на конечные
продукты.
Важнейшими
характеристиками свойств сырой
нефти
являются: плотность,
содержание серы, фракционный состав, а
также вязкость и содержание воды,
хлористых солей и механических
примесей.
Плотность
нефти
, зависит от
содержания тяжелых углеводородов, таких
как парафины и смолы.
Добыча, разработка, очистка и применение 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.
В 1922 г. советские инженеры М. А. Капелюшников, С. М. Волох и Н. А. Корнев впервые в мире построили машину для бурения скважин, в которой не нужно было вращать буровые трубы. Изобретатели поместили двигатель не наверху, а внизу, в самой скважине -- рядом с буровым инструментом. Теперь всю мощность двигатель расходовал только на вращение самого бура.
У этого станка и двигатель был необыкновенный. Советские инженеры заставили ту самую воду, которая раньше только вымывала из скважины разрушенную породу, вращать бур. Теперь, прежде чем достигнуть дна скважины, глинистый раствор вращал маленькую турбину, прикрепленную к самому буровому инструменту.
Новый станок назвали турбобуром, со временем его усовершенствовали, и теперь в скважину опускают несколько турбин, насаженных на один вал. Понятно, что мощность такой "многотурбинной" машины во много раз больше и бурение идет во много раз быстрее.
Другая замечательная буровая машина -- электробур, изобретенный инженерами А. П. Островским и Н. В. Александровым. Первые нефтяные скважины пробурили электробуром в 1940 г. У этой машины колонна труб тоже не вращается, работает только сам буровой инструмент. Но вращает его не водяная турбина, а электрический двигатель, помещенный в стальную рубашку -- кожух, заполненный маслом. Масло все время находится под высоким давлением, поэтому окружающая вода не может проникнуть в двигатель. Чтобы мощный двигатель мог поместиться в узкой нефтяной скважине, пришлось делать его очень высоким, и двигатель получился похожим на столб: диаметр у него, как у блюдца, а высота--6-7 м.
Бурение -- основная работа при добыче нефти и газа. В отличие, скажем, от угля или железной руды нефть и газ не нужно отделять от окружающего массива машинами или взрывчаткой, не нужно поднимать на поверхность земли конвейером или в вагонетках. Как только скважина достигла нефтеносного пласта, нефть, сжатая в недрах давлением газов и подземных вод, сама с силой устремляется вверх.
По мере того как нефть изливается на поверхность, давление уменьшается, и оставшаяся в недрах нефть перестает течь вверх. Тогда через специально пробуренные вокруг нефтяного месторождения скважины начинают нагнетать воду. Вода давит на нефть и выдавливает ее на поверхность по вновь ожившей скважине. А затем наступает время, когда только вода уже не может помочь. Тогда в нефтяную скважину опускают насос и начинают выкачивать из нее нефть.
Под
разработкой месторождения нефти
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 месторождения
нефти
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.
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.
Очистка нефти
Очистка
нефти
– это удаление из
нефтепродуктов
нежелательных компонентов, отрицательно
влияющих на эксплуатационные свойства
топлив и масел.
Химическая
очистка
нефти
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
нефти
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
нефти
- гидрогенизация в мягких
условиях, применяемая для удаления
сернистых и азотистых соединений.
Применение нефти.
Из нефти выделяют разнообразные продукты, имеющие большое практическое значение. В начале 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.
В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины, битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и их соли, высшие спирты. Эти продукты включают горючие газы, бензин, растворители, керосин, газойль, бытовое топливо, широкий состав смазочных масел, мазут, дорожный битум и асфальт; сюда относятся также парафин, вазелин, медицинские и различные инсектицидные масла. Масла из нефти используются как мази и кремы, а также в производстве взрывчатых веществ, медикаментов, чистящих средств, наибольшее применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти в полтора раза более высокой теплотой сгорания по сравнению с лучшими углями. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков при горении. Замена твердых видов топлива мазутом на ТЭС, заводах и на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.
Энергетическое направление в использовании нефти до сих пор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансе составляет более 46%.
Однако в последние годы продукты переработки нефти все шире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% добываемой нефти потребляются в качестве сырья для современной химии. Например, этиловый спирт применяется примерно в 150 отраслях производства. В химической промышленности применяются формальдегид (HCHO), пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирт и т.д. Продукты переработки нефти применяются и в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т.д. В машиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и части аппаратов из пластмасс, смазочные масла и др. Широкое применение нашел нефтяной кокс, как анодная масса при электровыплавке. Прессованная сажа идет на огнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяются полиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин, производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем, для которых служат метиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюмерной промышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт, хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др. Производные нефтесинтеза находят широкое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительной промышленности.
Заключение
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. В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов.
Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтегазохимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки нефтяных месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.
В проблеме рационального использования нефти большое значение имеет повышение коэффициента их полезного использования. Одно из основных направлений здесь предполагает углубление уровня переработки нефти в целях обеспечения потребности страны в светлых нефтепродуктах и нефтехимическом сырье. Другим эффективным направлением является снижение удельного расхода топлива на производство тепловой и электрической энергии, а также повсеместное снижение удельного расхода электрической и тепловой энергии во всех звеньях народного хозяйства.
1 слайд
Применение нефти Утром люди умываются мылом, в которое входят жирные кислоты, являющиеся нефтяным продуктом. Мужчины бреются, применяя крем, частично приготовленный из нефти, и освежаются одеколоном, содержащим нефтяные ароматические масла. Ходим мы нередко по линолеуму, частично сделанному из нефтяного продукта, или по полу, покрытому лаком, в состав которого входят нефтяные масла. В одежду, белье, носки и галстуки из вискозы входят производные нефти. Самопишущая ручка, выключатели, телефонные аппараты и другие предметы изготовляются из пластической массы, составной частью которой являются нефтепродукты. Газеты печатаются красками, в которые входит нефть. На улицах по асфальтовой мостовой, приготовленной из нефтяных остатков, несутся машины, шины которых сделаны из синтетического каучука, а моторы работают на бензине.
2 слайд
Добыча нефти Добыча нефти происходит посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления.
3 слайд
4 слайд
Нефть в жизни людей Нефть является, пожалуй, одним из самых важных полезных ископаемых. В процессе переработки человечество получает из нефти более двух тысяч различных продуктов, это: бензин, газ, одежда, бытовая химия, целлофан, материал для свечей, краска для книг и так далее. Из нефти производят около тысячи различных смазочных материалов, которые необходимы для исправной работы фактически всем механизмам, начиная от миксера на нашей кухне и заканчивая паровозами. Пластик, один из основных продуктов нефти, если оглянуться, то мы увидим насколько широко использование этого материала в нашей жизни, это и игрушки, и посуда, и вещи, корпус бытовой техники. Часто пластик используют для изготовления мебели, особенно для уличных площадок кафе, а про использование его в строительстве наверно известно всем, это – трубы канализации, отопления и водопровода, обшивка помещения как внутри, так и снаружи, окна, двери и так далее. Продукты из нефти используются так же для строительства, а точнее покрытия дорог – битум, асфальт. Благодаря нефти так же получают удобрения, которые широко используются не только для удобрения в сельском хозяйстве, но и для того чтобы уничтожить различных вредителей-насекомых.
5 слайд
Нефть. Жидкое полезное ископаемое, представляющее собой маслянистую жидкость. Цвет нефти зависит от ее состава и меняется от светло-коричневого до черного.
6 слайд
Месторождения По запасам нефти Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Россия располагает огромными ресурсами нефти. В 2007 году в Российской Федерации было добыто около 400 миллионов тонн нефти. Главные нефтяные районы - Западная Сибирь. Волго-Уральский район. Северный Кавказ и Европейский Север. Особенно перспективными районами являются континентальные шельфы на Европейском Севере и Дальнем Востоке.
