Нефть, происхождение, свойства и состав.
Нефть – это полезное ископаемое органического происхождения, природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.
Классификация нефтей по плотности. Легкая нефть. Средняя нефть. Тяжёлая нефть.
Происхождение и образование нефти (теории и гипотезы)
Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав
Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, лигроин, мазут, нефть, попутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ
Описание нефти:
Нефть – это полезное ископаемое органического происхождения, природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.
Внешне нефть представляет собой легковоспламеняющуюся жидкость, цвет которой может быть черным, буро-коричневым, светло-коричневым, грязно-желтым, темно-коричневым, светлым жёлто-зелёным либо насыщенно-зелёным. Встречается нефть и совсем без цвета.
Нефть имеет специфический запах, который может быть различным и варьируется от легкого приятного до тяжёлого и очень неприятного.
Цвет и запах нефти обуславливаются наличием в ней азотосодержащих, серосодержащих и кислородсодержащих примесей и компонентов, ароматических углеводородов.
Нефть легче воды, практически не растворима в ней. Но при определенных условиях может образовывать с водой стойкие эмульсии. Растворяется в органических растворителях.
Состав углеводородов, входящих в нефть, влияют на ее свойства: начиная от того, что она бывает прозрачной и текучей как вода, и, заканчивая тем, что она бывает черной, очень вязкой и малоподвижной, не вытекающей из сосуда при его переворачивании.
Нефть – важнейшее полезное ископаемое, имеющее комплексное применение (не только как топливо и энергоресурс, но и как ценное химическое сырье для химической и нефтехимической промышленности). Современная мировая экономика не может обойтись без нефти. Спрос на нее с каждым днем возрастает и возрастает. Недаром нефть называется «чёрным золотом», подчеркивается ее ценность наравне с обычным золотом. От цены на нефть на сырьевом рынке зависят цены на другую продукцию, а в целом – вся мировая экономика.
Нефть залегает вместе с природным газом на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 км. На глубине более 6 километров встречается только газ, на глубинах до 1 километра только нефть, а на глубинах от 1 до 6 километра нефть и природный газ в различных сочетаниях. При естественном выходе на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и другие образования – например, битуминозные пески и битумы.
Нефть относится к невозобновляемым полезным ископаемым.
Название нефти:
Слово нефть иностранного происхождения. Из какого языка оно пришло в русский доподлинно неизвестно. Слово «нефть» в различных произношениях встречается в турецком, персидском, индийском, арабском, ассирийском, аккадском, древнеиранском и семитских языках.
В английском языке оно пишется как «petroleum», произошло от греческого petra – «горный» и латинского oleum – «масло» и буквально означает «горное масло». Данным словом англичане и американцы, как правило, обозначают сырую нефть.
В немецком языке оно пишется как «Еrdöl», что буквально означает «земляное масло», а, например, в венгерском – кооlаj – «каменное масло».
Классификация нефтей по плотности. Легкая нефть. Средняя нефть. Тяжёлая нефть.
В зависимости от плотности нефть подразделяется на виды:
Нефть, плотность которой ниже 0,83 г/см3, называется лёгкая нефть.
Нефть плотностью 0,831-0,86 г/см3 – средняя нефть.
А плотностью выше 0,86 г/см3 – тяжёлая нефть.
Происхождение и образование нефти (теории и гипотезы):
Существует две гипотезы – теории происхождения (образования) нефти: биогенная (органическая) теория и абиогенная (неорганическая, минеральная, карбидная) теория.
Впервые биогенную теорию происхождения нефти и природного газа в 1759 году высказал М.В. Ломоносов. В далеком геологическом прошлом Земли погибшие живые организмы (растения и животные, преимущественно – водоросли и зоопланктон) опускались на дно водоемов, образуя илистые осадки. В результате различных химических, физико-химических и биохимических процессов они разлагались в безвоздушном пространстве. Из-за движения земной коры эти остатки опускались все глубже и глубже – на глубину до 6 километров, где под действием высокой температуры (до 250 оС) и высокого давления превращались в углеводороды: природный газ и нефть. Низкомолекулярные углеводороды (т.е. собственно природный газ) образовывался при более высоких температурах и давлениях. Высокомолекулярные углеводороды – нефть – при меньших. Углеводороды, поднимаясь вверх к поверхности земли из-за своей меньшей плотности, мигрировали через вышележащие осадки, проникали в пористые осадочные горные породы, называемые коллекторами, и, встречая на своем пути непроницаемые пласты (где дальнейшее движение вверх оказывалось невозможным), попадали в ловушки, где образовывали залежи (скопления) – месторождения нефти и газа. Собственно месторождение – это не место рождения, а место скопления нефти и газа. Если во время такой миграции углеводороды не встречали толщу непроницаемых пластов (т.е. не попадали в ловушку), то, в конце концов, выходили на поверхность. На поверхности они подвергались воздействию различных внешних факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.
Минеральную теорию происхождения нефти и природного газа сформулировал в 1877 году Д.И. Менделеев. Он исходил из того, что углеводороды могут образовываться в недрах земли в условиях высоких температур и давлений в результате взаимодействия перегретого пара и расплавленных карбидов тяжелых металлов (в первую очередь железа). В результате химических реакций образуются окислы железа и других металлов, а также различные углеводороды в газообразном состоянии. При этом вода попадает глубоко в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре. Образовавшиеся углеводороды, находясь в газообразном состоянии, в свою очередь по тем же трещинам и разломам поднимаются наверх в зону наименьшего давления, образуя в конечном итоге газовые и нефтяные залежи. Данный процесс, по мнению Д.И. Менделеева и сторонников гипотезы, происходит постоянно. Поэтому, уменьшение запасов углеводородов в виде нефти и газа человечеству не грозит.
Физические свойства нефти:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Плотность, г/см3
(зависит от температуры и давления) |
0,65-1,05 |
| Плотность, кг/м3
(зависит от температуры и давления) |
650-1050 |
| Агрегатное состояние | жидкость |
| Цвет | различный: черный, буро-коричневый, светло-коричневый, грязно-желтый, темно-коричневый, светлый жёлто-зелёный, насыщенно-зелёный, без цвета. |
| Запах | различный: варьируется от легкого приятного до тяжёлого и очень неприятного. |
| Прозрачность | различная |
| Температура вспышки (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов), °C | от +35 до +121 |
| Молекулярная масса, г/моль | 220-400 (редко 450-470) |
| Температура начала кипения жидких углеводородов в нефти, °C | обычно >28 °C, реже ≥100 °C – в случае тяжёлой нефти |
| Температура кристаллизации, °C
(зависит преимущественно от содержания в нефти парафина и лёгких фракций. Чем больше парафина, тем температура кристаллизации выше. Чем их больше лёгких фракций, тем эта температура ниже.) |
от -60 до +30 |
| Вязкость, мм²/с
(определяется фракционным составом нефти и её температурой, а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ. Чем выше температура и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость нефти. Чем больше содержания смолисто-асфальтеновых веществ, тем вязкость выше.) |
от 1,98 до 265,90 |
| Удельная теплота сгорания (низшая), МДж/кг | 43,7-46,2 |
| Удельная теплоёмкость, кДж/(кг∙К) | 1,7-2,1 |
| Диэлектрическая проницаемость | 2,0-2,5 |
| Удельная электрическая проводимость, Ом-1∙см-1 | от 2∙10-10 до 0,3∙10-18 |
Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав:
Нефть это сложная смесь различных углеводородных и неуглеводородных компонентов.
В состав нефти входят около тысячи различных химических индивидуальных веществ, из которых:
– жидкие углеводороды, составляющие ее большая часть (более 500 веществ или обычно 80-90 % по массе);
– гетероатомные органические соединения (4-5 %): преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (более 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые);
– остальные компоненты: растворённые углеводородные газы (от метана CН4 до бутана C4Н10 включительно, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1-4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др.;
– механические примеси (частицы песка, глины и т.п.).
Жидкие углеводороды представлены парафиновыми (обычно 30-35 %, реже 40-50 %) и нафтеновыми соединениями (25-75 %), соединениями ароматического ряда (10-20, реже 35 %) и соединениями смешанного или гибридного строения (например, парафино-нафтеновыми, нафтено-ароматическими).
Парафины (от лат. parum «мало» + affinis «родственный») – воскоподобная смесь предельных углеводородов (алканов) преимущественно нормального строения состава от С18Н38 (октадекан) до С35Н72 (пентатриоконтан) включительно и температурой плавления 45-65 °C.
Нафтены, также циклоалканы, полиметиленовые углеводороды, цикланы или циклопарафины – это циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близкие к предельным углеводородам. Имеют химическую формулу CnH2n и циклическое строение (т.е. замкнутые кольца из углеродных атомов).
Ароматические соединения (арены) – циклические органические соединения, которые имеют в своём составе ароматическую систему.
Сернистые соединения, содержащиеся в нефти: сероводород H2S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены и тиофаны, а также полициклические (гетероциклические) сернистые соединения и т.п. 70-90 % сернистых соединений концентрируется в остаточных продуктах – мазуте и гудроне.
Азотистые соединения, содержащиеся в нефти: преимущественно гомологи пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины. Большей частью концентрируется в тяжёлых фракциях и остатках.
Кислородные соединения, содержащиеся в нефти: нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые и др. вещества. Сосредоточены обычно в высококипящих фракциях углеводородов.
С точки зрения элементного состава в нефти присутствует более 50 химических элементов. Содержание указанных химических элементов, особенно примесей, колеблется в широких пределах. Ниже в таблице приводится элементный состав нефти:
| Наименование химического элемента: | %% содержание |
| Углерод, С | 82-87 |
| Водород, Н | 11-14,5 |
| Сера, S | 0,01-6 (редко до 8) |
| Азот, N | 0,001-1,8 |
| Кислород, O | 0,005-0,35 (редко до 1,2) |
| Ванадий, V | 10-5-10-2 |
| Никель, Ni | 10-4-10-3 |
| Хлор, Cl | от следов до 2⋅10-2 |
| и прочие |
Другие виды топлива:
– биодизель,
– биотопливо,
– газойль,
– лигроин,
– мазут,
– нефть,
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
таблица состав и основные физические физико и химические свойства нефти 4 класс окружающий мир рабочая и нефтепродуктов
укажи другие полезные свойства пластовой нефти кратко реферат таблица
какие физические свойства компонентов нефти
свойства фракций нефти
проблема история современные три основные теории гипотезы происхождения нефти реферат углеводородов
какое органическое минеральное природное биогенное абиогенное космическое неорганическое происхождение нефти кратко презентация картинки сообщение
органическая неорганическая биогенная карбидная космическая абиогенная теория происхождения нефти менделеева доклад
нефть происхождение слова
какова плотность нефти и нефтепродуктов равна г см3 кг м3 кг л в тоннах при 20 градусах
гост 3900 85 определение плотности нефти и нефтепродуктов
методы определения плотности нефти и нефтепродуктов
как определить найти рассчитать относительная средняя удельная динамическая плотность сырой пластовой тяжелой легкой нефти формула физика
измерение калькулятор расчет таблица плотности нефти в пластовых условиях
какой основной химический минеральный элементарный углеводородный компонентный элементный физический фракционный групповой состав товарной природной фракции нефти и нефтепродуктов формула химия 10 класс кратко таблица реферат презентация
углеводороды в составе нефти
в состав природной нефти в качестве примесей входят