NEFTHIMAVTOMATOKA.RU
Нефть (из тур. neft, от перс. ???, naft[9]) — природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений. Является ископаемым топливом[10] (каустобиолитом[11]). На протяжении XX века и в XXI веке нефть является одним из важнейших полезных ископаемых.
Цвет нефти обычно чисто-чёрный[12]. Иногда варьирует в буро-коричневых тонах (от грязно-жёлтого до тёмно-коричневого, почти чёрного), изредка встречается нефть, окрашенная в светлый жёлто-зелёный цвет, и даже бесцветная, а также насыщенно-зелёная нефть[13][14]. Имеет специфический запах, также варьирующий от лёгкого приятного до тяжёлого и очень неприятного. Цвет и запах нефти в значительной степени обусловлены присутствием компонентов, содержащих азот, серу и кислород и концентрируются в смазочном масле и нефтяном остатке. Большинство углеводородов нефти (кроме ароматических) в чистом виде лишено запаха и цвета[15].
По химическому составу и происхождению нефть близка к природным горючим газам и озокериту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролиты. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также другие ископаемые топлива (торф, бурый и каменный уголь, антрацит, сланцы).
Подавляющая часть месторождений нефти приурочена к осадочным породам[3][16]. Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и другие образования — например, битуминозные пески и битумы.
В мире потребляется приблизительно 100 млн баррелей (15 900 000 000 литров) нефти в сутки[17].
Слово petroleum, обозначающее нефть в английском и некоторых других языках, образовано сложением двух слов: др.-греч. ????? — 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»[18], затем — «каменное масло»[19].
Русское слово «нефть», вероятнее всего, было заимствовано из тур. neft «нефть», куда оно попало из перс. ??? (naft) «нефть». Существует альтернативная семитская версия[20].
В немецком языке нефть — нем. Erd?l, что буквально означает «земляное масло», венг. k?olaj — «каменное масло», яп. ?? (сэкию) — «каменное масло», фин. vuori?ljy — «горное масло».
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[34][35]. 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.
Со 2-й половины XIX в. геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, но 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.
Физические свойства
Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти). Цвет обусловлен содержанием веществ: в зеленой обычно много серы в коричневой и черной — асфальтенов, смол желтая, оранжевая и прозрачная содержат легкие фракции попутных нефтяных газов и газоконденсата, которые выкипают при температуре ниже 100 градусов по Цельсию. Нефть и некоторые ее фракции обладают оптическим эффектом флуоресценции: меняют цвет при появлении ультрафиолетового излучения, например солнечного света. Явление связывают с присутствием многоядерных ароматических углеводородов в составе нефти. Редчайшая «синяя» нефть встречается на некоторых месторождениях неподалеку от Баку[36].
Средняя молекулярная масса 220—400 г/моль (редко 450—470). Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см? 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[37]. 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 не?фти) 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 мм?/с 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 МДж/кг 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[38][3] (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 химии нефть представляет собой многокомпонентную коллоидную систему, то есть жидкость, в которой взвешены мицеллы — полутвёрдые сгустки высокомолекулярных смол, асфальтенов и карбенов[39], не растворимых в жидких углеводородах при обычных температурах — а также зачастую углистые (состоящие из карбенов и карбоидов) и минеральные частицы и вода[40].
В состав нефти входит около тысячи веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (более 500 веществ, обычно составляющих 80—90 % массы нефти) и органические соединения, включающие в себя другие элементы (4—5 %), в основном серу (около 250 веществ), азот (более 30 веществ) и кислород (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (главным образом ванадиевые и никелевые), растворённые углеводородные газы (C1-C4, 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 механические примеси[13].
В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30—35, реже 40—50 % по объёму) и нафтеновые (25—75 %) соединения. В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10—20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).
Лабораторное оборудование и приборыЭлектронные аналитические весыЛабораторная посудаpH-метр, карманные рН-метр, кондуктометр, оксиметр, колориметр, фотометр-Лабораторная техникамагнитная мешалка c подогревомпипет дозатор, автоматическая пипетка, наконечники 1000 мкл, 10 мкл NEFTHIMAVTOMATOKA.RU
Смотрите подробную информацию на сайте
NEFTHIMAVTOMATOKA.RU
