Dầu bao gồm những gì? Hợp chất nitơ trong dầu

Mọi người đều biết dầu và khí đốt là gì. Đồng thời, ngay cả các chuyên gia cũng không thể thống nhất với nhau về cách thức hình thành các mỏ dầu. Tình huống này sẽ không có gì lạ nếu bạn bắt đầu làm quen với “tiểu sử” của loại khoáng sản này.

TRONG sự đa dạng tốt nhất than - antraxit, ví dụ carbon chiếm 94%. Phần còn lại dành cho hydro, oxy và một số nguyên tố khác.

Tất nhiên, thực tế không có than nguyên chất trong tự nhiên: các lớp của nó luôn bị tắc bởi đá thải, nhiều tạp chất và tạp chất khác nhau... Nhưng trong trong trường hợp này Chúng ta không nói về vỉa hoặc cặn mà chỉ nói về than.

Dầu chứa lượng carbon gần như tương đương với than đá - khoảng 86%, nhưng nhiều hydro hơn - 13% so với 5-6% trong than. Nhưng có rất ít oxy trong dầu - chỉ 0,5%. Ngoài ra, nó còn chứa nitơ, lưu huỳnh và các khoáng chất khác.

Tất nhiên, sự tương đồng như vậy trong thành phần nguyên tố không thể không được các nhà khoa học chú ý. Và do đó, dầu, cùng với khí đốt, thuộc cùng loại đá với than đá (antraxit, đá và nâu), than bùn và đá phiến, cụ thể là thuộc loại caustobiolit.

Từ phức tạp này được tạo thành từ ba từ Hy Lạp: kaustikos - đốt cháy, bios - cuộc sống và lithos - đá. Bây giờ bạn có thể tự dịch nó.

Tên này có vẻ không hoàn toàn chính xác. Loại đá này thế nào, hãy nguồn gốc hữu cơ, ngay cả khi dễ cháy, chúng ta có thể bao gồm dầu lỏng và thậm chí nhiều khí tự nhiên hơn không?...

Nhận xét khá hợp lý. Tuy nhiên, có lẽ bạn sẽ còn ngạc nhiên hơn khi biết rằng các chuyên gia phân loại dầu mỏ là khoáng sản (mặc dù từ Latinh minera có nghĩa là "quặng". Cùng với khí đốt, nó được phân loại là khoáng chất dễ cháy. Đây là cách nó đã xảy ra trong lịch sử, và bạn và tôi không có quyền thay đổi sự phân loại này. Hãy nhớ rằng khoáng chất không chỉ cứng.

Về mặt hóa học Dầu là hỗn hợp phức tạp của hydrocarbon, chia thành hai nhóm - dầu nặng và dầu nhẹ. Dầu nhẹ chứa ít cacbon hơn khoảng 2% so với dầu nặng, nhưng tương ứng lại có nhiều hydro và oxy hơn.

Phần chính Dầu bao gồm ba nhóm hydrocarbon - ankan, naphten và arenes.

ankan(trong tài liệu bạn cũng có thể gặp những cái tên hydrocarbon bão hòa, hydrocacbon bão hòa, parafin) ổn định về mặt hóa học nhất. Công thức chung của chúng là СnH(2n+2). Nếu số nguyên tử cacbon trong phân tử không quá 4 thì khi áp suất không khí ankan sẽ ở thể khí. Ở mức 5-16 nguyên tử carbon, đây là chất lỏng và bên trên chúng là chất rắn, parafin. ĐẾN naphten bao gồm các hydrocacbon mạch hở có công thức CnH2n, CnH(2n-2) và CnH(2n-4). Dầu chứa chủ yếu là cyclopentane C5H10, cyclohexane C6H10 và các chất tương đồng của chúng. Và cuối cùng, đấu trường(hydrocacbon thơm). Chúng nghèo hydro hơn đáng kể, tỷ lệ carbon/hydro trong arenes cao nhất, cao hơn nhiều so với dầu nói chung. Hàm lượng hydro trong dầu rất khác nhau, nhưng trung bình có thể lấy ở mức 10-12%, trong khi hàm lượng hydro trong benzen là 7,7%. Và chúng ta có thể nói gì về các hợp chất đa vòng phức tạp, trong các vòng thơm có nhiều liên kết carbon-carbon không bão hòa! Chúng tạo thành nền tảng của nhựa, nhựa đường và các tiền chất than cốc khác, và cực kỳ không ổn định, chúng gây khó khăn cho hoạt động của các nhà máy lọc dầu.

Hãy xem cấu trúc của các phân tử pentane C5H10, cyclohexane C6H12 và benzen C6H6 - đại diện tiêu biểu của từng loại sau:

Ngoài phần carbon, dầu còn chứa thành phần nhựa đường, porphyrin, lưu huỳnh và một phần tro.

Phần nhựa đường là một chất đậm đặc, sẫm màu, hòa tan một phần trong xăng. Phần hòa tan được gọi là nhựa đường, và phần không hòa tan được gọi là nhựa.

Porphyrin là các hợp chất hữu cơ đặc biệt có chứa nitơ. Nhiều nhà khoa học cho rằng chúng từng được hình thành từ chất diệp lục của thực vật và huyết sắc tố của động vật.

Trong dầu có khá nhiều lưu huỳnh - lên tới 5%, gây nhiều phiền toái cho công nhân dầu mỏ, gây ăn mòn kim loại.

Và cuối cùng là phần tro. Đây là những gì còn lại sau khi đốt dầu. Tro thường chứa các hợp chất của sắt, niken, vanadi và một số chất khác. Chúng ta sẽ nói về việc sử dụng chúng sau.

Có lẽ, với những gì đã nói, chúng ta có thể nói thêm rằng người hàng xóm địa chất của dầu - khí tự nhiên - cũng là một chất có thành phần phức tạp. Hầu hết tất cả - lên tới 95% theo thể tích - trong hỗn hợp này khí mê-tan. Ethane, propane, butan và các ankan khác cũng có mặt - từ C5 trở lên. Một phân tích kỹ lưỡng hơn cho thấy một lượng nhỏ heli trong khí tự nhiên.

Việc sử dụng khí đốt tự nhiên đã bắt đầu từ lâu, nhưng lúc đầu nó chỉ được thực hiện ở những nơi nó lộ ra một cách tự nhiên. Ở Dagestan, Azerbaijan, Iran và các khu vực phía đông khác, các đám cháy nghi lễ đã bùng cháy từ thời xa xưa. ngọn lửa vĩnh cửu", những ngôi đền gần đó phát triển mạnh mẽ nhờ sự hỗ trợ của những người hành hương.

Sau đó, các trường hợp sử dụng khí tự nhiên thu được từ giếng khoan hoặc giếng và hố được xây dựng cho nhiều mục đích khác nhau đã được ghi nhận. Trở lại thiên niên kỷ thứ nhất sau Công nguyên vào năm tỉnh của Trung QuốcỞ Tứ Xuyên, khi đang khoan giếng lấy muối, người ta phát hiện mỏ khí Ziliutsin. Những người thực tế ở Tứ Xuyên đã sớm học cách sử dụng loại khí này để làm bay hơi muối khỏi nước muối. Đây là một ví dụ về một ứng dụng năng lượng điển hình.

Trong nhiều thế kỷ, con người đã sử dụng những món quà thiên nhiên ban tặng như vậy, nhưng những trường hợp này không thể gọi là phát triển công nghiệp. Chỉ đến giữa thế kỷ 19, khí đốt tự nhiên mới trở thành nhiên liệu công nghệ và một trong những ví dụ đầu tiên là sản xuất thủy tinh, được tổ chức trên cơ sở mỏ Dagestan Ogni. Nhân tiện, hiện nay hơn 60% sản lượng thủy tinh dựa trên việc sử dụng khí đốt tự nhiên làm nhiên liệu công nghệ.

Nói chung, lợi ích của nhiên liệu khí đã trở nên rõ ràng từ khá lâu, có lẽ kể từ khi sự ra đời của Quy trình công nghiệp phá hủy nhiên liệu rắn bằng nhiệt (không có không khí). Sự phát triển của ngành luyện kim đã dẫn đến việc thay thế các nhà máy sản xuất nhựa đường thô sơ bằng lò luyện cốc. Khí than cốc nhanh chóng được sử dụng trong gia đình - còi gas xuất hiện để chiếu sáng đường phố và cơ sở. Năm 1798, hệ thống chiếu sáng bằng khí đốt được lắp đặt ở Anh cho tòa nhà chính của nhà máy James Watt, và vào năm 1804, hiệp hội chiếu sáng bằng khí đốt đầu tiên được thành lập. Năm 1818, đèn khí đốt chiếu sáng Paris. Và rất nhanh chóng, than cốc bắt đầu được sử dụng để sản xuất không phải quá nhiều than cốc luyện kim mà đầu tiên là thắp sáng và sau đó là khí đốt gia dụng. Khí hóa cuộc sống hàng ngày đã trở thành đồng nghĩa với sự tiến bộ, quá trình khí hóa nhiên liệu đã được cải thiện và khí tạo thành ngày càng được gọi là “khí thành phố”.

Thật thú vị khi lưu ý rằng sự cải tiến của công nghệ pyrogenic diễn ra sau đó nhiều hơn. sử dụng đầy đủ tiềm năng nhiên liệu. Trong quá trình chưng cất khô như luyện cốc, không quá 30-40% nhiệt của nhiên liệu chuyển thành khí. Với quá trình khí hóa oxy hóa với việc bổ sung oxy, không khí và hơi nước, có thể chuyển đổi tới 70-80% hoặc nhiều nhiệt tiềm năng thành khí. Trong thực tế, trong quá trình khí hóa nhiên liệu rắn, không có hợp chất hữu cơ nào còn sót lại trong tro xỉ.

Tuy nhiên, khí sinh ra từ quá trình khí hóa oxy hóa có nhiệt trị thấp hơn khí sinh ra từ quá trình luyện cốc. Vì vậy, trong sản xuất khí đô thị, quá trình luyện cốc được kết hợp với quá trình khí hóa. Sau đó, vào thế kỷ 20, người ta đã có thể tăng nhiệt trị của khí đốt sinh hoạt bằng cách đưa vào sơ đồ khí hóa hoạt động metan hóa xúc tác - chuyển đổi một phần carbon monoxide và hydro có trong khí hóa khí hóa oxy hóa thành metan. Do đó, có thể đạt được nhiệt đốt cháy của khí gia dụng cần thiết cho hoạt động bình thường của đầu đốt ít nhất là 16,8 MJ/m3 (4000 kcal/m3).

Vì vậy, gas đã thay thế các loại nhiên liệu khác, đầu tiên là để thắp sáng, sau đó là nấu ăn và sưởi ấm trong nhà. Nhưng trong gần một thế kỷ, hầu như chỉ có khí nhân tạo thu được từ nhiên liệu rắn mới được sử dụng cho những mục đích này. Còn khí đốt tự nhiên thì sao?

Thực tế là họ bắt đầu nghiêm túc tìm kiếm và phát triển các mỏ khí đốt tự nhiên từ những năm 20 của thế kỷ 20. Và chỉ trong những năm 30, công nghệ khoan đến độ sâu lớn (lên tới 3000 mét trở lên) mới có thể đảm bảo độ tin cậy cơ sở nguyên liệu ngành công nghiệp khí đốt.

Sự phát triển của ngành công nghiệp mới bị cản trở bởi thế kỷ thứ hai Chiến tranh thế giới. Tuy nhiên, vào năm 1944, công việc khảo sát đã bắt đầu xây dựng đường ống dẫn khí đốt công nghiệp đầu tiên Saratov-Moscow. Đây là đứa con đầu lòng, tiếp theo là Dashava-Kyiv và Shebelinka-Moscow vào những năm 50. Trong những thập kỷ tiếp theo, toàn bộ Liên Xô đã bị vượt qua bởi những tuyến đường mạnh mẽ, qua đó một lượng lớn khí đốt tự nhiên hiện được vận chuyển. Đó là lý do tại sao khí đốt đang dần trở thành nguồn cung cấp năng lượng số một cho nhu cầu của thành phố và các nhà máy điện công nghiệp. Tỷ trọng khí tự nhiên vượt quá 60% trong ngành năng lượng để sản xuất xi măng, thủy tinh, gốm sứ và các ngành khác vật liệu xây dựng, đạt tới 50% trong luyện kim và cơ khí. Việc sử dụng khí tự nhiên trong các nhà máy điện cố định cho phép, có tính đến việc giảm mức tiêu thụ cho nhu cầu riêng của các nhà máy điện, tăng hiệu suất lên 6-7% và tăng năng suất từ ​​30% trở lên.

HỌC SINH: Thầy phải viết BÀI VIẾT TAY vào vở và ghi nhớ. Để chuẩn bị khai thác dầu khí, xem cuốn sách của Korshak và Shammazov. Tất cả các câu hỏi khác đều có trong bài giảng.

Tính chất vật lý dầu

Khí tự nhiên và tài sản của họ

Bể chứa dầu khí bị xốp và nứt nẻ

Cấu trúc các mỏ dầu khí, OWC, GOC, đường viền

Khảo sát địa vật lý giếng (khai thác)

Thiết bị vùng đáy giếng

Chế độ trữ lượng dầu khí

Các phương án chống ngập dầu

Chuẩn bị nước cho lũ lụt

Phương pháp giám sát cắt nước giếng sản xuất

Phương pháp cơ học để tăng năng suất giếng

Phương pháp hóa học tăng năng suất giếng

Xử lý axit của thành tạo cát

Xử lý axit các thành tạo cacbonat

Phương pháp vật lý tăng năng suất giếng

Các phương pháp tăng cường thu hồi dầu và thu hồi khí:

Bơm nước vào bể chứa

Bơm khí dung môi vào hệ tầng

Phương pháp nhiệt

Phương pháp vận hành đài phun nước

Vận hành máy nén giếng

Vận hành bơm giếng:

Đơn vị bơm giếng khoan

Bơm ly tâm điện chìm

Các giai đoạn phát triển mỏ dầu

Phát triển mỏ khí và khí ngưng tụ

Kè, móng cọc và móng khối lớn

Nền tảng trọng lực

Khung, sàn tự nâng và nửa chìm

Chuẩn bị dầu mỏ:

Khử khí

mất nước

Khử muối và ổn định

Xử lý khí hiện trường

Làm sạch tạp chất cơ học

Loại bỏ hydro sunfua và khí cacbonic

Thành phần dầu

Dầu là một khoáng chất lỏng bao gồm chủ yếu là các hợp chất hydrocarbon. Qua vẻ bề ngoài nó là một chất lỏng nhờn, thường có màu nâu hoặc đen, có mùi đặc trưng. Thật khó để nói một cách rõ ràng về thành phần của dầu, vì nó chứa hàng trăm chất rắn, lỏng và khác nhau. hợp chất khí. Những đặc điểm quan trọng nhất dầu là thành phần nguyên tố, phân số và nhóm của nó.

2.2.1. Thành phần nguyên tố và phân đoạn của dầu

Thành phần nguyên tố dầu được đặc trưng bởi sự hiện diện bắt buộc của năm nguyên tố hóa học– C, H, O, N và S. Carbon trong dầu là 82,5–87%, hydro 11,5–14,5%, oxy tồn tại ở dạng kết nối khác nhau(axit, phenol, ete) với lượng 0,05–3,6%. Nitơ trong dầu không quá 1,7%, hàm lượng lưu huỳnh dao động từ 1/10% đến 5–8, hiếm khi là 14%. Lưu huỳnh là thành phần không mong muốn của dầu vì nó góp phần gây ăn mòn thiết bị.

Khi đốt dầu, một lượng nhỏ tro được hình thành - thường là một phần trăm phần trăm. Canxi, magie, sắt, nhôm, silicon, phốt pho, vanadi, niken, germani, crom, v.v. được tìm thấy trong tro. Người ta tin rằng những nguyên tố này là một phần của các hợp chất hữu cơ tạo thành dầu.

Dầu bao gồm một hỗn hợp nhiều thành phần của hydrocarbon. Các phương pháp chưng cất thông thường không thể tách chúng thành các hợp chất riêng lẻ với hàm lượng được xác định nghiêm ngặt. hằng số vật lý. Vì vậy, họ sử dụng khái niệm thành phần phân đoạn của dầu. Phần (chưng cất) là phần dầu sôi trong khoảng nhất định nhiệt độ Tại điểm sôi Giọt hơi ngưng tụ đầu tiên rơi ra. Sự bay hơi của phần dừng lại khi điểm sôi cuối. Tỷ lệ phần trăm các phần phân đoạn trong dầu đặc trưng cho khả năng thu được sản phẩm chưng cất của nhiên liệu động cơ và dầu bôi trơn. Xăng sôi ở nhiệt độ 30–205 o C, dầu hỏa ở 150–315, nhiên liệu diesel ở 180–350, dầu lên tới 350 o C và cao hơn. Hầu hết các loại dầu đều chứa 15–25% phân đoạn xăng sôi ở 180°C và 45–55% phân đoạn có nhiệt độ sôi cuối cùng là 300–350°C.

2.2.2. Thành phần nhóm của dầu

Thành phần nhóm của dầu đặc trưng cho hàm lượng nội dung của ba các nhóm hydrocacbon chính: parafin, naphtenic và thơm (Hình 2.2). Việc lựa chọn phương pháp xử lý, phân loại và đặc tính vận hành của các sản phẩm dầu mỏ thu được phụ thuộc vào thành phần nhóm.

Paraffinic (metan hoặc ankan) hiđrocacbon có công thức hóa học C n H 2 n +2, trong đó N- số nguyên tử cacbon. Nó có thể thay đổi từ 1 đến 60. B điều kiện bình thườngở áp suất và nhiệt độ khí quyển cộng thêm 20 o C, các hợp chất có số nguyên tử cacbon từ 1 đến 4 là các khí metan, etan, propan, butan. Nếu như N bằng 5–15 thì đây là chất lỏng; Tại N³16 parafin là chất rắn. Điểm nóng chảy của parafin nằm trong khoảng 52–62 o C. Ở độ sâu trong điều kiện nhiệt độ cao và những áp lực mà họ đang phải chịu trạng thái lỏng, nhưng trong quá trình sản xuất, chúng bắt đầu rơi ra khỏi dầu ở đáy giếng, khi nâng đường ống hoặc đường ống mỏ dầu, do đó làm tắc nghẽn chúng.

a B C

Cơm. 2.2. Công thức cấu trúc hiđrocacbon:

a – parafin hoặc metan (ankan); b– naphtenic (cyclan);

c – thơm (arenes)

Trong hydrocacbon parafin, hóa trị của tất cả các nguyên tử cacbon đều bão hòa đến giới hạn. Mỗi nguyên tử cacbon được kết nối với các nguyên tử lân cận bằng các liên kết đơn đơn giản, đó là lý do tại sao các hydrocacbon metan được gọi là bão hòa, hoặc hạn chế. Hoạt tính hóa học của các hợp chất như vậy thấp.

Hydrocacbon naphthenic (cyclan) mở cửa vào những năm 1880. Nhà khoa học người Nga V.V. Markovnikov. Xe đạp có công thức chung C n H 2 n, phân tử của chúng có cấu trúc tuần hoàn. Hydrocacbon naphthenic, cũng như hydrocacbon metan, cũng giàu có. Chúng là thành phần chính của nhiên liệu động cơ và dầu bôi trơn.

Hydrocacbon thơm (arenes) là một nhóm quan trọng và rộng lớn. Công thức của chúng là C n H 2 n -6, trong đó N bắt đầu bằng 6. Cấu trúc của arenes có các liên kết đặc biệt: các nguyên tử carbon qua một được kết nối không phải bằng liên kết đơn mà bằng liên kết đôi. Đấu trường – vô hạn hydrocacbon (không bão hòa), chúng được đặc trưng bởi các phản ứng thay thế nguyên tử hydro bằng nguyên tử của các nguyên tố khác - clo, brom, iốt; chúng phản ứng với axit. Hydrocacbon thơm cũng dễ dàng phản ứng với hydro và khi có chất xúc tác có thể bị khử thành naphten. Đặc tính này được sử dụng khi chế biến dầu tại các nhà máy lọc dầu. Đấu trường là dung môi tốt cho các chất hữu cơ, nhưng chúng rất độc. Các hydrocacbon thơm riêng lẻ: benzen, toluene, xylene, naphtalen - nguyên liệu thô có giá trị cho tổng hợp hóa dầu và hữu cơ.

Một khoáng chất là chất lỏng nhờn. Nó là một chất dễ cháy và thường có màu đen, mặc dù màu của dầu thay đổi tùy theo từng khu vực. Nó có thể có màu nâu, anh đào, xanh lá cây, vàng và thậm chí trong suốt. Từ quan điểm hóa học, dầu là hỗn hợp phức tạp của hydrocarbon với sự kết hợp của nhiều hợp chất khác nhau, ví dụ, lưu huỳnh, nitơ và các hợp chất khác. Mùi của nó cũng có thể khác vì nó phụ thuộc vào sự hiện diện của hydrocacbon thơm, hợp chất lưu huỳnh.

Hydrocacbon, trong đó dầu có thành phần là các hợp chất hóa học gồm các nguyên tử cacbon (C) và hydro (H). TRONG nhìn chung công thức hydrocarbon - C x H y. Hydrocacbon đơn giản nhất, metan, có một nguyên tử cacbon và bốn nguyên tử hydro, công thức của nó là CH 4 (được thể hiện dưới dạng sơ đồ bên phải). Mêtan là một hiđrocacbon nhẹ, luôn có trong dầu.

Tùy thuộc vào tỷ lệ định lượng của các hydrocacbon khác nhau tạo nên dầu mà tính chất của nó cũng khác nhau. Dầu có thể trong suốt và lỏng như nước. Và nó có thể có màu đen, nhớt và không hoạt động đến mức không chảy ra khỏi tàu, ngay cả khi nó bị lật.

Từ quan điểm hóa học, dầu thông thường (truyền thống) bao gồm các thành phần sau:

• Cacbon – 84%
• Hydro – 14%
• Lưu huỳnh – 1-3% (ở dạng sunfua, disulfua, hydro sunfua và lưu huỳnh)
• Nitơ – ít hơn 1%
• Oxy – ít hơn 1%
• Kim loại – dưới 1% (sắt, niken, vanadi, đồng, crom, coban, molypden, v.v.)
• Muối - ít hơn 1% (canxi clorua, magie clorua, natri clorua, v.v.)

Dầu(và kèm theo khí hydrocarbon) nằm ở độ sâu từ vài chục mét đến 5-6 km. Đồng thời, chỉ có khí được tìm thấy ở độ sâu từ 6 km trở xuống và chỉ có dầu được tìm thấy ở độ sâu từ 1 km trở lên. Hầu hết các hồ chứa được tìm thấy ở độ sâu từ 1 đến 6 km, nơi dầu và khí xuất hiện với nhiều sự kết hợp khác nhau.

Dầu nằm trong đá gọi là bể chứa. Hồ chứa- là loại đá có khả năng chứa chất lỏng, tức là chất di động (có thể là dầu, khí đốt, nước). Nói một cách đơn giản, bể chứa có thể được coi là một miếng bọt biển rất cứng và đặc, có các lỗ rỗng chứa dầu.

XUẤT XỨ DẦU

Sự hình thành dầu là một quá trình rất dài. Nó trải qua nhiều giai đoạn và theo một số ước tính, phải mất 50-350 triệu năm.

Điều đã được chứng minh và được chấp nhận rộng rãi nhất hiện nay là lý thuyết về nguồn gốc hữu cơ của dầu hoặc, như nó còn được gọi là, sinh học lý thuyết. Theo lý thuyết này, dầu được hình thành từ tàn tích của các vi sinh vật sống cách đây hàng triệu năm ở các lưu vực nước rộng lớn (chủ yếu ở vùng nước nông). Khi các vi sinh vật này chết đi, chúng hình thành các lớp có hàm lượng chất hữu cơ cao ở phía dưới. Các lớp, ngày càng chìm sâu hơn (để tôi nhắc bạn, quá trình này mất hàng triệu năm), bị ảnh hưởng bởi áp suất ngày càng tăng của các lớp trên và nhiệt độ tăng cao. Kết quả là quá trình sinh hóa xảy ra mà không được tiếp cận với oxy, chất hữu cơ chuyển hóa thành hiđrocacbon.

Một số hydrocacbon thu được ở trạng thái khí (nhẹ nhất), một số ở trạng thái lỏng (nặng hơn) và một số ở trạng thái rắn. Theo đó, hỗn hợp di động của các hydrocacbon ở trạng thái khí và lỏng, dưới tác dụng của áp suất, dần dần di chuyển qua lớp màng thấm. đá về phía áp suất thấp hơn (thường hướng lên trên). Cuộc di chuyển tiếp tục cho đến khi họ gặp phải một lớp dày không thể xuyên thủng trên đường đi và việc di chuyển xa hơn là không thể. Đây là cái gọi là cạm bẫy, được hình thành bởi lớp hồ chứa và lớp đá vôi không thấm nước bao phủ nó (hình bên phải). Trong bẫy này, hỗn hợp hydrocarbon dần dần tích tụ, tạo thành cái mà chúng ta gọi là mỏ dầu. Như bạn có thể thấy, tiền đặt cọc thực ra không phải là Nơi sinh. Có nhiều khả năng hơn địa phương. Tuy nhiên, có thể như vậy, cách đặt tên đã phát triển.

Vì mật độ của dầu thường nhỏ hơn nhiều so với mật độ của nước luôn hiện diện trong đó (bằng chứng về nguồn gốc từ biển), nên dầu luôn di chuyển lên trên và tích tụ trên mặt nước. Nếu có khí, nó sẽ ở trên cùng, phía trên dầu.

Ở một số khu vực, dầu và khí hydrocarbon không gặp bẫy trên đường đi đã chạm tới bề mặt trái đất. Tại đây, chúng tiếp xúc với nhiều yếu tố bề mặt khác nhau, do đó chúng bị phân tán và phá hủy.

LỊCH SỬ DẦU

Dầuđược con người biết đến từ xa xưa. Người ta từ lâu đã nhận thấy chất lỏng màu đen rỉ ra từ mặt đất. Có bằng chứng cho thấy cách đây 6.500 năm, người dân sống trên lãnh thổ Iraq hiện đại đã thêm dầu vào vật liệu xây dựng và xi măng khi xây nhà để bảo vệ ngôi nhà của họ khỏi sự xâm nhập của hơi ẩm. Người Ai Cập cổ đại thu thập dầu từ mặt nước và sử dụng nó trong xây dựng và thắp sáng. Dầu cũng được sử dụng để bịt kín thuyền và là một phần của chất ướp xác.

Trong thời gian Babylon cổ đạiỞ Trung Đông, hoạt động buôn bán loại “vàng đen” này diễn ra khá sôi động. Một số thành phố thậm chí còn phát triển nhờ buôn bán dầu mỏ theo đúng nghĩa đen. Một trong bảy kỳ quan thế giới, nổi tiếng Khu vườn treo Seramid(theo một phiên bản khác - Vườn treo Babylon), cũng không thể làm được nếu không sử dụng dầu làm vật liệu bịt kín.

Không phải nơi nào dầu cũng chỉ được thu thập từ bề mặt. Ở Trung Quốc, hơn 2000 năm trước, những giếng nhỏ được khoan bằng thân tre có đầu kim loại. Ban đầu, các giếng được thiết kế để sản xuất nước mặn, từ đó muối được chiết xuất. Nhưng khi khoan tới độ sâu lớn hơn, dầu và khí đã được khai thác từ giếng. Người ta không biết liệu dầu có tìm thấy ứng dụng trong Trung Quốc cổ đại Người ta chỉ biết rằng khí được đốt để làm bay hơi nước và chiết xuất muối.

Khoảng 750 năm trước du khách nổi tiếng Marco Polo, trong mô tả của mình về chuyến du hành tới phương Đông, đã đề cập đến việc cư dân trên Bán đảo Absheron sử dụng dầu để chữa các bệnh về da và làm nhiên liệu thắp sáng.

Việc đề cập đến dầu đầu tiên ở Nga có từ thế kỷ 15. Dầu được thu thập từ mặt nước trên sông Ukhta. Cũng giống như các dân tộc khác, ở đây nó được sử dụng như thuốc và cho nhu cầu của hộ gia đình.

Mặc dù, như chúng ta thấy, dầu đã được biết đến từ thời cổ đại nhưng nó được sử dụng khá hạn chế. Lịch sử hiện đại Lịch sử của dầu bắt đầu vào năm 1853, khi nhà hóa học người Ba Lan Ignatius Łukasiewicz phát minh ra loại đèn dầu hỏa an toàn và dễ sử dụng. Theo một số nguồn tin, ông đã phát hiện ra cách chiết xuất dầu hỏa từ dầu trong quy mô công nghiệp và thành lập một nhà máy lọc dầu ở vùng lân cận vào năm 1856 thành phố Ba Lan Ulaszowice.

Trở lại năm 1846, nhà hóa học người Canada Abraham Gesner đã tìm ra cách sản xuất dầu hỏa từ than đá. Nhưng dầu mỏ có thể tạo ra dầu hỏa rẻ hơn và giá thành cao hơn nhiều. hơn. Nhu cầu ngày càng tăng về dầu hỏa, dùng để thắp sáng, đã tạo ra nhu cầu về nguyên liệu ban đầu. Đây là sự khởi đầu của ngành công nghiệp dầu mỏ.

Theo một số nguồn tin, lần đầu tiên trên thế giới giếng dầuđược khoan vào năm 1847 gần thành phố Baku trên bờ biển Caspian. Ngay sau đó, ở Baku, lúc đó là một phần của Đế quốc Nga, nhiều giếng dầu được khoan đến mức nó được gọi là Thành phố Đen.

Tuy nhiên, sự ra đời của người Nga công nghiệp dầu mỏ Năm thường được coi là năm 1864. Vào mùa thu năm 1864, tại vùng Kuban, một quá trình chuyển đổi đã được thực hiện từ phương pháp khoan giếng dầu thủ công sang phương pháp thanh sốc cơ học sử dụng động cơ hơi nước làm dẫn động giàn khoan. Việc chuyển đổi sang phương pháp khoan giếng dầu này đã khẳng định hiệu quả cao Ngày 3 tháng 2 năm 1866, khi việc khoan giếng số 1 tại mỏ Kudakinsky hoàn thành và một dòng dầu bắt đầu chảy ra từ đó. Đây là máy phun dầu đầu tiên ở Nga và vùng Kavkaz.

Ngày bắt đầu công nghiệp sản lượng dầu thế giới, theo hầu hết các nguồn, được coi là ngày 27 tháng 8 năm 1859. Đây là ngày mà giếng dầu đầu tiên ở Hoa Kỳ do “Đại tá” Edwin Drake khoan, đã tạo ra một dòng dầu với tốc độ dòng chảy kỷ lục. Giếng sâu 21,2 mét này được khoan bởi Drake ở Titusville, Pennsylvania, nơi việc khoan nước thường đi kèm với các buổi trình diễn dầu mỏ.

Tin tức về việc phát hiện ra một nguồn dầu mới bằng cách khoan giếng lan truyền khắp khu vực Titusville như cháy rừng. Khi đó, việc chế biến, kinh nghiệm xử lý dầu hỏa và loại phù hợpđèn chiếu sáng đã được sử dụng. Việc khoan một giếng dầu giúp có thể tiếp cận được các nguyên liệu thô cần thiết với chi phí khá rẻ, do đó bổ sung thêm yếu tố cuối cùng vào sự ra đời của ngành công nghiệp dầu mỏ.

Dầu bao gồm những gì? Dầu bao gồm hydrocarbon. Hydrocarbon là các phân tử có khung được tạo thành từ các nguyên tử (C) kết nối với nhau theo nhiều cấu hình khác nhau. Có một số lý thuyết về liên kết hóa học giải thích nguyên nhân hình thành và phá vỡ liên kết hóa học giữa các phân tử. Nhưng để chúng ta giải thích bản chất liên kết hóa học Chỉ có lý thuyết về liên kết hóa trị là đủ.

Các nguyên tố chính là cacbon (C) và hydro (H)

Một nguyên tử cacbon có thể tạo thành bốn liên kết vì ở lớp ngoài của nó vỏ điện tử Có 4 electron và mỗi nguyên tử phấn đấu có 8 electron. Nó lấy 4 electron còn lại từ các nguyên tử khác, chẳng hạn như từ nguyên tử lân cận (C). Một cặp electron giữa hai nguyên tử sẽ được chia sẻ. Đây là một liên kết hóa trị hóa trị.

Các electron chưa ghép cặp còn lại có thể được nối bởi các nguyên tử hydro (H), trong đó có một electron chưa ghép cặp. Đây là cách hydrocarbon được hình thành. Để dễ dàng hơn, một cặp electron thường được biểu thị bằng một đường thẳng hoặc hai dấu chấm.

Như đã đề cập, dầu chứa nhiều loại hydrocacbon khác nhau, mỗi loại được xác định theo công thức tổng quát riêng. Hoa công thức hóa học của dầuđơn giản là không tồn tại. Dầu là toàn bộ danh sách công thức hóa học, vì nó có nhiều chất trong một hỗn hợp dầu.

Cấu trúc của hydrocarbon

Có những hydrocacbon đơn giản - metan, có một nguyên tử cacbon (công thức CH 4). Hơn chất nặng với hai nguyên tử carbon - ethane (công thức C 2 H 6). Điều quan trọng cần nhớ là các cấu trúc khác nhau gây ra các đặc tính hóa lý khác nhau.

Về mặt hóa học, dầu là hỗn hợp hòa tan lẫn nhau của các hydrocacbon khí, lỏng và thậm chí rắn với tạp chất của các hợp chất dị hữu cơ của lưu huỳnh, nitơ, oxy và các nguyên tố khác. Tùy thuộc vào thành phần của nó, dầu có màu từ nâu nâu đến đen. Thành phần nguyên tố của dầu rất khác nhau các loại khác nhau và cho các lĩnh vực khác nhau. Trung bình, nó có thể được đặc trưng bởi các số liệu sau: carbon - (82,5 - 87)%, hydro - (11,5 - 14,5)%, oxy - (0,1 - 0,35)%, nitơ - lên tới 1,8%, lưu huỳnh – đến 10%.

Hydrocarbon trong dầu được đại diện bởi các hợp chất thuộc nhiều loại khác nhau. Đây chủ yếu là các hydrocacbon parafin (ankan) – C n H 2 n +2; hydrocacbon naphthenic (cyclan) – C n H 2 n ; các hợp chất thơm là các hydrocacbon chứa nhiều chất tương đồng khác nhau của benzen, cũng như các hợp chất hydrocacbon lai.

Thay đổi tùy thuộc vào thành phần phe phái của nó. Điểm sôi càng cao thì dầu hoặc phần dầu sẽ càng sẫm màu.

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM:

Nhà máy lọc dầu ở Nga Khí chưng cất
Nhà máy lọc dầu Novokuibyshevsky, CTCP Lắp đặt ELOU-AVT-6
Chuyển đổi độ nhớt động học thành độ nhớt động lực Phương pháp khai thác dầu

Điều này thường xảy ra ở vùng vỏ trầm tích vỏ trái đất. Nó là một trong những khoáng chất quan trọng nhất đối với con người. Dầu là hỗn hợp rất phức tạp của cyclan, arenes và ankan. Nó cũng chứa các hợp chất oxy, lưu huỳnh và nitơ. Hơn một nghìn chất cụ thể đã được tìm thấy trong dầu, chứa khoảng 90% carbon, 15% hydro, 5% lưu huỳnh, 1% nitơ và 3% oxy. Dầu cũng bao gồm một hỗn hợp nhỏ các hợp chất khoáng. Hàm lượng tro của dầu rất thấp, không vượt quá một phần mười phần trăm. Có ba loại dầu:

1. Nhẹ.

2. Trung bình.

3. Nặng nề.

Dầu cháy ở nhiệt lượng khoảng 43,7-46,2 MJ/kg, đây là ưu điểm rất lớn của dầu so với các chất dễ cháy khác.

Dầu cũng có thể chứa các phần nhẹ sôi ở nhiệt độ 200 độ C. Chúng chủ yếu bao gồm các hydrocacbon metan, nghĩa là ankan. Hàm lượng các phần nhẹ như vậy trong các sản phẩm dầu mỏ được sản xuất ở những địa điểm khác nhau có thể khác nhau rất nhiều. Xycloalkan, cũng như các hydrocacbon thơm, tức là arenes, có tầm quan trọng đáng kể trong thành phần của dầu.

Các thành phần độc hại nhất tạo nên dầu và các sản phẩm dầu mỏ được xem xét đúng đắn (arenes). Chúng được gọi là chất độc mãn tính. Các chất hoạt động nhanh và hoạt động nhanh nhất trong số chúng bao gồm benzen, toluene và xylene, vì chúng là những chất có nhiệt độ sôi thấp. Con số lớn nhiều loại arenes khác nhau được coi là chất gây đột biến và gây ung thư nguy hiểm. Nhóm arenes nguy hiểm nhất là nhóm hydrocarbon đa thơm.

Thành phần hóa học của dầu còn bao gồm một tỷ lệ lớn hydrocacbon metan rắn - được gọi là parafin. Nội dung của họ trong đó có thể vượt quá mười lăm phần trăm.

1. Dầu ít paraffin. Chúng chứa không quá một phần trăm rưỡi parafin trong thành phần của chúng.

2. Dầu có thành phần parafin trung bình. Dầu này chứa tới sáu phần trăm parafin.

3. Dầu parafin cao. Nó chứa hơn 6 phần trăm parafin.

VỚI điểm sinh thái tầm nhìn thành phần quan trọng Dầu Dựa vào hàm lượng của các sản phẩm này, dầu cũng được chia thành ba nhóm:

1. Dầu có hàm lượng lưu huỳnh thấp. Nó chứa tới nửa phần trăm lưu huỳnh.

2. Dầu chua. Ở đây hàm lượng lưu huỳnh không vượt quá hai phần trăm.

3. Dầu có hàm lượng lưu huỳnh cao. Đây là tất cả các sản phẩm dầu mỏ có chứa hơn 2% lưu huỳnh.

Các tính chất của dầu được sử dụng để xác định mức chất lượng của nó bao gồm:

1. Mật độ. Đối với dầu, chúng thường có nghĩa là mật độ của nó so với dầu chưng cất, thường thay đổi từ 0,8 đến 0,9 g/cm3, nhưng cũng có những loại dầu có mật độ có thể đạt tới 0,98 g/cm3.

2. Độ nhớt. Có độ nhớt có điều kiện, động học và động học.

3. Khối lượng phân tử. Đây là nhiều nhất chỉ số quan trọng chất lượng sản phẩm dầu mỏ. Trọng lượng phân tử của hầu hết các sản phẩm dầu mỏ không vượt quá 300 g/mol.

4. Đây là chỉ tiêu rất quan trọng đối với sản phẩm dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp các chất khác nhau.

5. Thành phần phân số. Tất cả các chất dù chỉ với số lượng nhỏ có trong thành phần của dầu đều có tầm quan trọng lớn đối với chất lượng của dầu.