Нафта: склад, історія, використання

нафта - один з представників класу рідких корисних копалин (крім неї в нього входить ще артезіанська вода). Свою назву вона отримала від перського «нафт». Разом з озокеритом і природним газом утворює групу корисних копалин, званих петроліти.

ЩО ТАКЕ НАФТА З ТОЧКИ ЗОРУ ФІЗИКИ І ХІМІЇ

Це жирна, масляниста субстанція, колір і щільність якої варіюється в залежності від місця видобутку. Вона може бути яскраво зелена або вишнево-червона, жовта, коричнева, чорна, а в окремих випадках - безбарвна. Плинність нафти теж сильно різниться: одна буде як вода, інша - вузький. Але що ріднить між собою настільки різні за своїми фізичними властивостями речовини, так це їх хімічний склад, який завжди є складною сумішшю вуглеводнів. За інші властивості відповідають домішки - сірки, азоту та інших сполук, з яких запах залежить переважно від наявності ароматичних вуглеводнів і з`єднань сірки.

Назва головної складової - «Вуглеводні» вичерпно говорить про її складі. Це речовини, що складаються з атомів вуглецю і водню, чия загальна формула записується як СхНу. Найпростішим представником цього ряду є метан CH4, присутній в будь-який нафти.

Елементарний склад середньостатистичної нафти можна уявити в процентному вигляді:

Відео: Академія цікавих наук. хімія

• 84% вуглецю
• 14% водню
• 1-3% сірки
• lt; 1% кисню
• lt; 1% металів
• lt; 1% солей

ОСОБЛИВОСТІ ЗАЛЯГАННЯ нафти та природного газу

Нафта і газ зазвичай попутники, тобто їх знаходять разом, але так буває тільки при глибині залягання від 1 до 6 кілометрів. Більшість родовищ знаходиться саме в цьому діапазоні, причому поєднання нафти і газу бувають різні. Якщо ж глибина залягання менше кілометра, то там знаходять одну нафту, а понад 6 кілометрів - тільки газ.

Пласт, де знайдено нафту, називається колектором. Зазвичай це пористі гірські породи, які можна уподібнити твердої губці, яка набирає і утримує нафту, газ, а також інші рухливі флюїди (наприклад, воду). Іншим обов`язковою умовою скупчення нафти є наявність пласта-кришки, який перешкоджає подальшому руху флюїду, через що той виявляється замкнений в пастці. Геологи шукають такі пастки, які потім звуться родовищами, але це не зовсім вірна назва. Тому що нафта або газ зародилися набагато нижче, в шарах, що знаходяться під великим тиском. У верхні шари вони потрапляють через те, що, будучи флюїдами легкими, прагнуть вгору. Їх буквально видавлює до поверхні землі.

ДЕ І КОЛИ зародилася НАФТА

Щоб зрозуміти механізм утворення нафти, потрібно перенестися подумки на мільйони років назад. Згідно биогенной теорії (вона ж - теорія органічного походження), починаючи з кам`яновугільного періоду (350 мільйонів років до н.е.) і аж до середини палеогену (50 млн. Років до н.е.) численні області мілководдя ставали місцями скупчення останків органічної життя - гинуть мікроорганізми і водорості падали на дно, утворюючи придонні шари органіки. Дуже повільно ці шари закривалися іншими, неорганічними - наносами піску, наприклад, і опускалися все нижче і нижче. Тиск збільшувалася, що закривають шари тверднули, доступу кисню до органіки не було. У темряві під дією тиску і температури відбувалася трансформація останків в прості вуглеводні, частина з яких ставала газоподібної, частина - рідкої і твердої.

Як тільки флюїдам надавалася можливість вирватися з батьківського пласта, вони спрямовувалися вгору до тих пір, поки не опинялися в пастці. Правда, підйом теж займав багато часу. У пастках флюїди зазвичай розподілені наступним чином: зверху газ, потім нафту, а в самому низу - вода. Це пов`язано з щільністю кожного з них. Якщо ж на шляху флюїдів не зустрінеш непроникного шару, вони виявлялися на поверхні, де відбувалося їхнє руйнування і розсіювання. Природні виходи нафти на поверхню зазвичай представляють собою озерця густий Мальти і напіврідкого асфальту, або ж вона просочує пісок, утворюючи так звані бітумінозні піски.

ЛЮДСЬКА ІСТОРІЯ НАФТИ

Вихід нафти на поверхню не міг не привернути уваги стародавньої людини. Про самих ранніх етапах знайомства практично немає відомостей, але в період добре розвиненою матеріальної культури нафту використовувалася в будівництві - про це говорять дані з Іраку, де знайдені свідчення використання нафти для захисту будинків від вологи. В Єгипті виявилася горючість нафти, і її використовували для освітлення. Крім того вона знайшла застосування в муміфікації і як герметик для човнів.

Будучи рідкісної, нафта стала цінним товаром вже в давнину: вавилоняни торгували нею на Близькому Сході. Передбачається, що саме ця торгівля породила безліч міст і селищ. Також не виключено, що нафта використовувалася при створенні одного із знаменитих «чудес світу» - висячих садів Семіраміди. Там вона стала в нагоді в якості герметика, що не пропускає воду.

Китайці ж були першими, хто не задовольнився джерелами, що виходять на поверхню. Саме вони винайшли буріння свердловин, використовуючи для цього порожнисті бамбукові стовбури з металевим «буром» на кінці. Спочатку вони шукали солоні джерела для видобутку солі, але потім знайшли нафту і газ. За допомогою останнього вони і випарювали сіль - підпалюючи його. Про використання нафти в Китаї на той період даних немає.

Ще одним найдавнішим способом застосування нафти стало лікування нею шкірних захворювань. Про таку практику у жителів Апшеронского півострова йдеться в нотатках Марко Поло.

Вперше нафту на Русі згадується тільки в XV столітті. Історики знайшли згадки про збір сирої нафти на річці Ухта, де вона утворювала плівку на поверхні води. Там її збирали і робили з неї ліки або джерело світла - зазвичай це була просочення для факелів.

Нове застосування нафти було знайдено тільки в XIX столітті, коли була винайдена гасова лампа. Її розробив польський хімік Ігнатій Лукасевич. Не виключено, що він же був і винахідником способу вилучення гасу з нафти. За кілька років до того канадець Абрахам Геснер придумав спосіб отримання гасу з вугілля, але отриманні з нафти виявилося більш вигідним.

Гас активно використовувався для освітлення, тому попит на нього ріс постійно. Тому потрібно було вирішувати питання її видобутку. Початок нафтовидобувної промисловості було покладено в 1847 році в Баку, де була пробурена перша свердловина, що дала нафту. Незабаром свердловин став так багато, що Баку прозвали Чорним містом.

Але ті свердловини ще бурились вручну. Перша ж свердловина, пробурена паровою машиною, приводила в рух буровий верстат, з`явилася в Росії в 1864 році в Кубанської області. Два роки по тому на Кудакінском родовищі закінчили механічне буріння ще однієї свердловини.

У світі ж початок промислової нафтовидобутку було покладено в 1859 році Едвіном Дрейком, який 27 серпня цього року пробурив першу в США нафтову свердловину - вона мала глибину 21,2 метра і перебувала в містечку Тайтусвіль в штаті Пенсільванія, де і раніше при бурінні артезіанських свердловин часто знаходили нафту.

Буріння нафтових свердловин різко здешевило видобуток нафти і призвело до того, що незабаром цей продукт став найважливішим для сучасної цивілізації. Одночасно це стало початком розвитку нафтової галузі.

ЗАСТОСУВАННЯ НАФТИ

В даний час ми вже не використовуємо нафту в чистому вигляді. Однак існує безліч продуктів її переробки, без яких немислимий наш світ. Після першої перегонки виходить п`ять видів палива:

Відео: № 53. Органічна хімія. Тема 14. Джерела вуглеводнів. Частина 1. Природний газ

• авіаційний і автомобільний бензин
• гас
• ракетне паливо
• дизельне паливо
• газ
• мазут

Фракція мазуту - джерело ще одного ряду продуктів подальшої перегонки:

• бітум
• парафін
• масла
• котельне паливо

Подальша доля бітуму - з`єднання його з гравієм і піском для отримання асфальту. Ще один продукт нафти, який теж використовується для дорожніх робіт - це гудрон, що представляє собою концентрат залишків нафти після її перегонки. Інший залишок, нафтовий кокс, використовується при виготовленні феросплавів і електродів.

Відео: Цікаво про ОАЕ. Арабські Емірати. 1 частина. United Arab Emirates. Туризм. Андрій Гришаков

Хімічна промисловість використовує найпростіші вуглеводні в якості сировини для реакцій, які змінюють формулу сполук. В результаті виходять пластмаси, гуми, тканини, добрива, барвники, поліетилен і поліпропілен, а також безліч засобів побутової хімії.

джерело