Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Нефть это химическое явление


Физические явления в химии

Вы уже знаете, что с телами и веществами происходят различные изменения, которые называют явлениями, и помните, что их делят на физические и химические. При физических явлениях состав чистых индивидуальных веществ остаётся без изменения, а изменяется лишь его агрегатное состояние или форма и размеры тел.

Физические явления, выражающиеся в изменениях агрегатного состояния вещества или формы и размеров тел, определяют важнейшие области применения их в народном хозяйстве. Так, пластичность алюминия позволяет вытягивать его в проволоку или прокатывать в тонкую фольгу; электропроводность и сравнительная лёгкость алюминия позволяют использовать его в качестве проводов линий электропередачи, а сплавы — в самолетостроении; теплопроводность, пластичность и неядовитость — при изготовлении посуды и т. д.

Многие способы получения чистых химических веществ, по сути, физические явления. К ним относят перегонку, кристаллизацию, фильтрование, возгонку и др. Например, на различии температур кипения веществ основан способ дистилляции (рис. 84), или перегонки.

Этим способом получают воду, очищенную от растворённых в ней веществ. Такая вода называется дистиллированной. Именно её используют для приготовления лекарственных растворов и для заливки в систему охлаждения автомобилей.

Перегонку как способ разделения жидких смесей применяют для получения из природной нефти отдельных нефтепродуктов. Промышленная установка для непрерывной перегонки нефти состоит из трубчатой печи (рис. 85, 1) для нагревания нефти и разделительной, или ректификационной, колонны (рис. 85, 2), где нефть разделяется на фракции (дистилляты) — отдельные нефтепродукты.

В трубчатой печи в виде змеевика расположен длинный трубопровод. Печь обогревается горящим мазутом или газом. По трубопроводу непрерывно подаётся нефть, в нём она нагревается до 320—350 °С и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректифика- ционную колонну.

Ректификационная колонна — стальной цилиндрический аппарат высотой около 40 м. Она имеет внутри несколько десятков горизонтальных перегородок с отверстиями, так называемых тарелок. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках. Постепенно охлаждаясь при своём движении вверх, они сжижаются на тех или иных тарелках в зависимости от температур кипения и плотности. Углеводороды менее летучие и сжижаются уже на первых тарелках, образуя газойлевуюфракцию, более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосиновуюфракцию, ещё выше собирается лигроиновая фракция, наиболее летучие углеводороды выходят в виде паров из колонны и образуют бензин. Внизу собирается густая чёрная жидкость — мазут. Его используют в качестве топлива, а также для получения смазочных масел путём дополнительной перегонки.

Способ перегонки жидкого воздуха лежит в основе получения из него отдельных составных частей — азота (он выкипает первым), кислорода и др.

Для очистки солей используют способ кристаллизации. При этом, например, природную соль растворяют в воде и затем фильтруют (рис. 86). В результате получают раствор поваренной соли, очищенный от песка, глины и других нерастворимых в воде примесей. Затем соль выделяют из раствора выпариванием (рис. 87), вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли.

Способ фильтрования основан на различной пропускной способности пористого материала — фильтра по отношению к составляющим смесь частицам. Фильтром для очистки питьевой воды на станциях водоочистки служит слой песка. В пылесосе, который очищает воздух от взвешенной в нём пыли, применяют бумажные или матерчатые фильтры; в медицине при уходе за больными или во время хирургической операции используют в качестве фильтра многослойные марлевые повязки.

Для получения чистых иода и серы используют такое физическое явление, как возгонка (сублимация), т. е. переход вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу (рис. 88). При возгонке в нагреваемой части прибора кристаллическое вещество испаряется, а в охлаждаемой — снова конденсируется с образованием кристаллов. Лёд способен к возгонке, недаром мокрое бельё высыхает и на морозе.

Возгонка определила использование твёрдого углекислого газа СO2 (как вы знаете, его называют сухим льдом) для хранения продуктов, и в первую очередь мороженого.

Различная плотность веществ лежит в основе такого способа разделения смесей, какотстаивание. Например, смеси нефти и воды, растительного масла и воды быстро расслаиваются и поэтому их легко отделить друг от друга с помощью делительной воронки (рис. 89, 90).

Чтобы ускорить процесс разделения смесей, вместо отстаивания в лабораторной практике часто используют центрифугирование, которое получило такое название из-за особого прибора — центрифуги. В центрифугу помещают пробирки со смесью веществ. Включают прибор, который начинает, подобно карусели, интенсивно раскручивать закреплённые в нём пробирки. Под действием центробежной силы частицы разных веществ получают различное ускорение, так как обладают различной плотностью, и смесь разделяется (рис. 91).

 

Задание

 

Химические реакции

В отличие от физических явлений при химических явлениях, или химических реакциях, как вы знаете, происходит превращение одних веществ в другие. Эти превращения сопровождаются внешними признаками: образованием осадка или газа, изменением цвета, выделением или поглощением теплоты, появлением запаха и др.

Вспомните те опыты, которые вам демонстрировал учитель на первых уроках. Взаимодействие мрамора — карбоната кальция СаСO3 — с соляной кислотой НСl сопровождалось выделением углекислого газа — оксида углерода (IV) СO2. А пропускание его через прозрачную известковую воду — раствор гидроксида кальция Са(ОН)2 — происходило с образованием осадка — карбоната кальция СаСO3.

Понаблюдаем за протеканием некоторых химических реакций и установим признаки, которые подтверждают образование новых веществ и появление у них новых свойств — нерастворимости или малой растворимости в воде, запаха, цвета и др.

В пробирку нальём 2 мл раствора хлорида железа (III) FeCl3, а затем добавим несколько капель раствора роданида калия KSCN. Мы увидим появление кроваво-красного раствора нового вещества — роданида железа (III)

Смешаем порошки железа и серы, новые вещества при этом не появились. Железо из этой смеси будет притягиваться магнитом, а при опускании смеси в воду сера всплывает на поверхность, т. е. смесь можно очень просто разделить. Однако если эту смесь порошков железа и серы нагреть, то начнётся химическая реакция, которая будет продолжаться далее без нагревания с выделением теплоты — мы увидим, как смесь раскалится. После окончания реакции получится новое вещество — сульфид железа (II) FeS. Оно серого цвета, тонет в воде и не притягивается магнитом (рис. 92).

Подожжём в железной ложечке немного серы — она загорится синеватым пламенем и даст обильный едкий дым сернистого газа — оксида серы (IV) SO2.

О протекании реакции можно судить по изменению цвета, появлению газа с резким запахом, выделению теплоты и света.

Реакцию мгновенного горения порошка магния использовали при фотографировании в качестве «вспышки», пока не появилась электрическая лампа. Реакции горения — это частный случай большой группы химических реакций, протекающих с выделением теплоты (рис. 93).

К последним, например, относят реакцию разложения оксида ртути (II), которую вы можете посмотреть на фотографиях (рис. 94), так как из-за токсичности ртути и её соединений эту реакцию в условиях школы проводить запрещено.

Схематично экзотермические и эндотермические реакции представлены на рисунке 95.

В заключение рассмотрим, какие условия должны выполняться, чтобы произошла химическая реакция.

1. Необходимо, чтобы реагирующие вещества соприкоснулись, и чем больше площадь их соприкосновения, тем быстрее идёт химическая реакция. Поэтому твёрдые вещества измельчают и перемешивают, а хорошо растворимые вещества растворяют и растворы сливают.

2. Второе важное условие — нагревание. Некоторые реакции (как правило, экзотермические) идут без нагревания, и только для некоторых экзотермических реакций оно необходимо лишь для того, чтобы реакция началась, а вот для эндотермических реакций необходимо нагревание на протяжении всей реакции.

3. Некоторые реакции протекают под действием электрического тока,света и т. д.

 

Задание

 

 

stydopedia.ru

Физическое химическое явление - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Физическое химическое явление

Cтраница 2

Все многообразие физических и химических явлений, известных нам до открытия рентгеновских лучей и охваченных законами классической физики, с нашей современной точки зрения сводится к взаимодействиям электронов поверхностного слоя атома.  [16]

Связь между физическими и химическими явлениями и изучает физическая химия.  [17]

В книге рассмотрены основные физические и химические явления, происходящие при пайке; даны рекомендации, способствующие получению качественного паяного соединения. Большое внимание уделено практическим вопросам выполнения соединений, их контролю и определению паяемости различных сочетаний металлов, припоев и флюсов.  [18]

Разумеется, разграничение физических и химических явлений произвести невозможно, а рассмотрение распределения вещества между двумя растворителями в качестве физического явления является в значительной мере условным.  [19]

В отличие от физических химические явления сопровождаются полным изменением веществ. В окружающей нас обстановке непрерывно происходят изменения такого характера. Например, производство чугуна состоит в том, что железо восстанавливается в доменном процессе из его соединений Fe2O3, Fe3O4 и других и вступает в химическое соединение с углеродом.  [20]

Для более глубокого понимания физических и химических явлений, протекающих в нефтяном пласте при воздействии на него различными методами, которые в конечном счете способствуют увеличению нефтеотдачи пласта, необходимо знать параметры пород продуктивного пласта, пластовых жидкостей и газов.  [21]

Сплавление шихт эмалей сопровождается рядом физических и химических явлений. Вначале выделяется гигроскопическая влага материалов, затем кристаллизационная влага буры, глины. Благодаря процессам диффузии реакция между компонентами шихты начинается уже тогда, когда они еще находятся в. Взаимодействие между содой и кремнеземом становится заметным при температуре ниже точки плавления соды. Наряду с реакциями между твердыми компонентами происходит плавление эвтектических смесей.  [22]

Начавшееся к этому времени разграничение физических и химических явлений, основанное на изучении агрегатных состояний веществ и свойств растворов, не могло не привести к необходимости признать существование неизменных частиц вещества, которым присущи все его свойства.  [23]

На диаграммах отражается влияние комплекса физических и химических явлений на процесс сгорания; это влияние особенно сильно выражено на диаграммах интенсивности процессов тепловыделения ( фиг.  [25]

В химической технологии рассматривается совокупность физических и химических явлений, из комплекса которых и складывается технологический процесс. Химико-технологический процесс, как правило, складывается из следующих взаимосвязанных элементарных процессов ( стадий): 1) подвода реагирующих компонентов в зону реакции; 2) химических реакций; 3) отвода из зоны реакции полученных продуктов.  [26]

Технологический процесс складывается из ряда физических и химических явлений. Суммарный химико-технологический процесс может быть разделен на ряд следующих взаимосвязанных элементарных процессов ( стадий): 1) подвод реагирующих компонентов в зону реакции; 2) химические реакции; 3) отвод полученных продуктов из зоны реакции.  [27]

Растворение следует рассматривать как совокупность физических и химических явлений, выделяя при этом три основных процесса: 1) разрушение химических и межмолекулярных связей в растворяющихся газах, жидкостях или твердых телах ( в том числе и связей в кристаллах), требующее затраты энергии. Энтальпия системы при этом растет: ДЯ О; 2) химическое взаимодействие растворителя с растворяющимся веществом, связанное с образованием новых соединений - сольватов ( или гидратов) и сопровождающееся выделением энергии. Энтальпия системы при этом уменьшается: ДЯ2 0; 3) самопроизвольное перемешивание раствора или равномерное распределение сольватов ( гидратов) в растворителе, связанное с диффузией и требующее затраты энергии.  [28]

В химической технологии рассматривается совокупность физических и химических явлений, из комплекса которых и складывается технологический процесс.  [29]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Физические явления в химии

Вы уже давно осознали, что с телами и веществами происходят различного рода изменения, которые называются явлениями, и знаете, что они делятся на физические и химические. Когда происходят физические явления, состав вещества остается неизменным, меняется лишь его агрегатное состояние, форма, размеры и т.д.

Физические явления, которые выражаются в изменении агрегатного состояния вещества, формы и размеров тел, определяют самые важные области применения их в народном хозяйстве и промышленности. Таким образом,термопластичность алюминия позволяет делать из него проволоку или тонкую фольгу; легкость и электропроводность алюминия позволяет использовать его в качестве проводов линий электропередач, а сплавы – в самолетостроении; пластичность, теплопроводность и не токсичность – при производстве посуды.

Большинство способов получения чистых химических веществ являются физическими явлениями. К ним относят: перегонку, кристаллизацию, фильтрование, возгонку и т.д. К примеру, на различии температур кипения веществ основан способ дистилляции, или перегонки.

Таким способом получают воду, которая очищена от растворимых в ней веществ. Такая вода получила название дистиллированная. Такую воду используют для приготовления различных лекарственных растворов и для заливки в систему охлаждения автомобилей.

Процесс перегонки используют для получения из природной нефти определенных нефтепродуктов. Специальная промышленная установка для постоянной перегонки нефти состоит из трубчатой печи, при помощи которой нагревают нефть,и разделительной, или другими словами, ректификационной колонны, там нефть разделяется на фракции  – отдельные нефтепродукты.

В трубчатой печи наподобие змеевика расположен длинный трубопровод. Печь работает за счет горючего мазута или газа. По трубопроводу постоянно подается нефть, там она нагревается до температуры 320 – 350 °С и в виде смеси жидкости и пара направляется в ректификационную колонну.

Ректификационная колонна – стальная конструкция высотой около 40 метров. Такая колонна состоит внутри из нескольких десятков горизонтальных перегородок с отверстиями, так называемых тарелок. Нефтяные пары, переместившись в колонну, направляются вверх и проходят через отверстия в тарелках. Медленно охлаждаясь во время своего движения вверх, они сжижаются на определенных тарелках в зависимости от температур кипения и плотности. Менее летучие углеводороды начинают сжижаться уже на самых первых тарелках, при этом, превращаясь в газойлевую фракцию, и напротив, более летучие углеводороды поднимаются намного выше и преобразуются в керосиновую фракцию, еще выше образуется лигроиновая фракция, самые летучие углеводороды поднимаются в виде паров из колонны и образуют бензин. Под низом собирается густая темная жидкость – мазут. Он используется в качестве топлива и смазочных масел (дополнительная перегонка).

При процессе перегонки жидкого воздуха из него можно получить отдельные составные части – азот (выкипает самым первым), кислород.

Способ кристаллизации используется при очистке солей. Таким образом, природную соль растворяют в воде, а потом фильтруют, получая при этом раствор поваренной соли, очищенный от песка и глины и прочих нерастворимых примесей. После этого соль выделяют из раствора процедурой выпаривания, вода испаряется, а в фарфоровом сосуде остаются кристаллы соли.

Способ фильтрования базируется на различных пропускных способностях пористых материалов – фильтров, по отношению к образующим смесь частицам. Станции водоочистки используют в качестве фильтра слой песка. В пылесосах, который очищают воздух от пыли, применяются матерчатые или бумажные фильтры.  

Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

blog.tutoronline.ru

Физическое химическое явление - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Физическое химическое явление

Cтраница 1

Физические и химические явления в термодинамике исследуются главным образом на основе двух законов, называемых первым началом и вторым началом. Пгрвог начало термодинамики следует из установленного М. В. Ломоносовым в 1745 - 1746 гг. закона сохранения энергии и вещества. Второе начало термодинамики, характеризующее направление процессов, было разработано в XIX в. Уже к нынешнему столетию относится открытие третьего закона термодинамики, который не столь широк и всеобъемлющ, как первое и второе начала, но имеет важное значение для анализа химических процессов.  [1]

Физические и химические явления исследуются в термодинамике главным образом с помощью двух основных законов, называемых первым и вторым началами термодинамики. Первое начало следует из закона сохранения энергии и материи. Второе начало характеризует направление процессов. Известно еще нулевое начало ( закон) термодинамики. Все законы термодинамики являются постулатами и проверены многовековым опытом человечества.  [2]

Физические и химические явления в термодинамике исследуются главным образом с помощью двух основных законов, называемых первым и вторым началами термодинамики. Первое начало следует из закона сохранения энергии и вещества. Второе начало, характеризующее направление процессов, было сформулировано в XIX в. К нынешнему столетию относится открытие третьего закона термодинамики, который не столь широк и всеобъемлющ, как первый и второй, но имеет важное значение для теоретического анализа химических процессов.  [3]

Обычно физические и химические явления сопровождаются выделением или поглощением теплоты или же изменением температуры.  [4]

Все физические и химические явления, участвующие в процес сах горения, при пожарах взаимосвязаны.  [5]

Какие физические и химические явления положены в основу физико-химических методов диагностики.  [6]

Сущность физических и химических явлений при низких и атмосферных давлениях не имеет глубоких различий.  [7]

Сущность физических и химических явлений, происходящих при проведении различных процессов химической промышленности и соответствующая классификация этих процессов рассматриваются в курсе Процессы и аппараты химической технологии. В нашем случае представляет особый интерес классификация технологических процессов по характеру взаимодействия между орудиями труда и объектом обработки.  [9]

Между физическими и химическими явлениями существует глубокое единство.  [10]

Всегда ли физические и химические явления проявляются отдельно.  [11]

Совокупность протекающих физических и химических явлений и представляет собой процесс гидрогенизации. Управление этим процессом, позволяющее получать жиры с заданными свойствами, заключается в регулировании ско ростей физических и химических его стадий.  [12]

Все многообразие физических и химических явлений, известных нам до открытия рентгеновских лучей и охваченных законами классической физики, с нашей современной точки зрения сводится к взаимодействиям электронов поверхностного слоя атома.  [13]

Раскрытие закономерностей физических и химических явлений в нефтяных дисперсных системах при их термической деструкции является ванной научной проблемой, поскольку ус-пешая ее реализация позволяет решить ряд крупных задач, имеющих ваяное народнохозяйственное значение в области углубления переработки нефти, получения коксов различного назначения, создания новых высокоэффективных процессов для термической переработки нефтяного сырья. Анализ опубликованных работ показывает что как в СССР, так и за рубежом проявляется все больший интерес к вопросам химической кинетики и механизму термических превращений нефтяного сырья. Из работ, имевдих важное теоретическое и практическое значение, следует отметить основополагающие статьи З.И.Сшяева по физико-химической механике нефтяных дисперсных систем, опубликованные в последние годы. Такая конкретизация коллоидных свойств нефтяного сырья подчеркивает влияние на механизм физико-химических превращений дисперсности системы. Дисперсность рассматривается как важнейший фактор, влияющий на кинетику и механизм превращений нефти и ее продуктов в технологических процессах.  [14]

Рассмотрена динамики физических и химических явлений, происходящих при геологических процессах - теплопроводности, плавления, кристаллизации, растворения, гетерогенных химических реакций. Даны математические модели природных ( метасомэтического, магматического, гидротермального и экзогенного ин-фильтрационного рудообразующих, гипергенных) и искусственных ( подземного выщелачивания руд, генерирования пара в подземных пластах-коллекторах) геохимических процессов. Модели сопоставлены с результатами экспериментальных исследований и с конкретными геологическими данными. Освещены теоретические основы количественных методов оптимизации подземного выщелачивания руд.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Химические явления. Признаки химических явлений

Признаки химических явлений

Всегда ли вещества остаются неизменными? Природа – это огромная лаборатория, в которой непрерывно происходят не только физические явления, но и идет образование новых веществ. Горные породы и минералы под воздействием солнца, воды, углекислого газа и других веществ постепенно разрушаются и превращаются в новые вещества. В зеленых растениях из углекислого газа и воды образуются глюкоза и крахмал.

Человек превращает взятые из природы вещества (природный газ, нефть, руды) в необходимые ему бензин, резину, пластмассы, волокна, металлы. Часто в результате множества превращений получаются новые вещества, которых нет в природе. При всех этих явлениях происходит разрушение исходных веществ и формирование из их составных частей новых веществ (продуктов реакции). Химические реакции – это явления, при которых происходит превращение одних веществ в другие.

При сливании некоторых растворов наблюдается выпадение осадка. Некоторые осадки можно растворить при помощи других веществ. Например, при сливании растворов соды и известковой воды образуется белый осадок, который легко растворяется в укусе.

При загорании спички ощущается резкий запах. Какие ещё признаки химических реакций наблюдаются при горении спички? Указанные изменения свидетельствуют о протекании химических реакций и являются признаками химических реакций. Их список следующий:

  1. Выделение газа.
  2. Выпадение или растворение осадка.
  3. Изменение цвета.
  4. Появление запаха.
  5. Излучение света и теплоты.

Большинство веществ не могут взаимодействовать друг с другом самопроизвольно. Для протекания многих химических реакций необходимо создать определенные условия. Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

abouthist.net

Химическое явление - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Химическое явление

Cтраница 2

Химические явления представляют собой одну из форм движения атомов и доказывают их существование.  [16]

Химические явления, при которых из двух или нескольких веществ получается одно новое вещество, называются реакциями соединения.  [17]

Химические явления, при которых из одного вещества получается два или несколько веществ, называются реакциями разложения.  [18]

Химические явления, при которых из одного простого и одного сложного вещества получаются новое простое и новое сложное вещество, называются реакцией замещения.  [19]

Химические явления, при которых из двух сложных веществ получаются два новых сложных вещества, называются реакциями обмена.  [20]

Химические явления при доводке заключаются в чрезвычайно быстром ( сотые доли секунды) образовании на обрабатываемой поверхности окисных пленок, которые затем легко удаляются движущимися абразивными зернами. Интенсивность окисления зависит от состава и химической активности входящих в доводочную пасту компонентов. При этом образующийся на обрабатываемой поверхности тончайший граничный слой смазки несколько снижает режущее действие абразивных зерен, что способствует получению наименее шероховатой поверхности.  [21]

Химические явления, рассмотренные мной з предыдущих статьях, а именно: явления простого замещения, двойного замещения и влияния на них температуры-я старался объяснить механическим строением элементов. Так, например, разница химических свойств калия и платины удовлетворительно объясняется различием их строения: частички калия гораздо далее отстоят друг от друга, чем частички платины, и массы их более, чем вдвое меньше масс частичек платины; следовательно, калий представляет несравненно менее сопротивления для химического действия.  [22]

Химические явления широко распространены в природе. Они постоянно происходят в почве, в природных ведах и в воздухе. Биологические процессы, непрерывно происходящие в растительных и животных организмах, также сопровождаются химическими превращениями. Поэтому химическими методами изучают различные биологические системы. В составе растений и животных уже обнаружено более семидесяти химических элементов, а в дальнейшем, по-видимому, будут найдены все известные элементы.  [23]

Химические явления, происходящие при проявлении отпечатка, совершенно те же, что и при проявлении пленки: освещенные кристаллы бромистого и хлористого серебра в светочувствительном слое бумаги превращаются в скопления черного металлического серебра. Проявленный отпечаток ополаскивают в воде и переносят в закрепитель, где растворяется невосстановленное бромистое и хлористое серебро. После этого фотобумага становится нечувствительной к свету. Отпечаток промывают и высушивают при обычном освещении.  [24]

Химические явления всегда сопровождаются физическими.  [25]

Химические явления обусловливают различия в состоянии поверхностей скольжения роторных колец синхронных машин. Соответственно оказывается различной и скорость износа каждого из колец. Для того чтобы оба кольца изнашивались равномерно, необходимо 1 - 2 раза в год менять их полярность.  [26]

Химические явления, подобные только что показанным, наблюдаются не только в растворе медного купороса. Ток в растворах щелочей и кислот также вызывает различные химические превращения. Такие растворы называют электролитами.  [27]

Химические явления, включая активированную адсорбцию и различные стадии химического превращения, приводящие к суммарной химической реакции, обнаруживают сильную зависимость от температуры. Так как скорости отдельных реакций могут меняться в очень широких пределах, влияние температуры на общие показатели каталитического реактора обычно рассматривают как обусловленное одной только стадией активирования.  [28]

Химические явления, подобные только что показанным, наблюдаются не только в растворе медного купороса.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Происхождение нефти

Федеральное агенство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университетКафедра «Геология и геофизика»

Контрольная работа

по дисциплине«Геология нефти и газа и инженерная геология»Выполнил: студент 5 — ФДО — 7 Сапунов В.А.

Проверил: доцент                          Даниелян Б.З. Самара 2009

 

Содержание:Ведение.........................................................................................................3

1.     Теоретическая часть..........................................................................4

а — Происхождение нефти.........................................................................4

б — Состав и свойства нефти …...............................................................9

2.     Расчетная задача................................................................................14

Заключение..................................................................................................15

Список литературы.....................................................................................16Введение.

         Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX – XX вв. привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть.

         Считают, что современный термин “нефть” произошел от слова “нафата”, что на языке народов Малой Азии означает просачиваться. Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 – 4 тыс. лет до нашей эры.

         Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав “греческого огня”. В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии. В начале XIX века в России, а в середине XIX века в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX века нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

         Современный уровень цивилизации и технологии был бы немыслим без той дешевой и обильной энергии, которую предоставляет нам нефть. Сегодня она имеет несколько значений для народного хозяйства страны: сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей, источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут).

         Нефть – наше национальное богатство, источник могущества России, фундамент ее экономики.

Теоретическая часть

Происхождение нефти.

1. Современный взгляд.

Вопросы об исходном веществе, из которого образовалась нефть, о процессах нефтеобразования и формирования нефти в концентрированную залежь, а отдельных залежей в месторождения до сего времени ещё не являются окончательно решёнными. Существует множество мнений как об исходных для нефти веществах, так и о причинах и процессах, обусловливающих её образование. В последние годы благодаря трудам главным образом российских  геологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснить основные закономерности в процессах нефтеобразования. В настоящее время установлено, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ.

Наиболее благоприятные условия для формирования нефти – морские, с так называемым некомпенсированным прогибанием. В теплых водах, на дне доисторического моря, веками накапливалась сапропель – глинистая почва, перемешанная с органическими останками умерших рыб, водорослей, моллюсков и прочей живности. В ней шла биохимическая стадия образования нефти.

         Микроорганизмы при ограниченном доступе кислорода перерабатывали белки, углеводы и т.д. При этом образовывался метан, углекислый газ, вода и немного углеводородов. Данная стадия происходила в нескольких метрах от дна моря. Затем осадок уплотнился: произошел диагенез. Вследствие природных процессов дно моря опускалось, а сапропель накрывали материалы, которые из- за природных разрушений или потоками воды сносились с гор. Органика попадала в застойные, бескислородные условия. Когда сапропель опустилась до глубины в 1,5 км, подземная температура достигла 100°C и стала достаточной для нефтеобразования. Начинаются химические реакции между веществами под действием температуры и давления. Сложные вещества разлагаются на более простые. Биохимические процессы затухают. Потом породу должна накрыть соль (в Прикаспийской впадине ее толщина достигает 4 км) или глина. С увеличением глубины растет содержание рассеянной нефти. Так, на глубине до 1,5 км идет газообразование, на интервале 1,5-8,5 км идет образование жидких углеводородов – микронефти – при температуре от 60 до 160°С. А на больших глубинах при температуре 150-200°С образуется метан. По мере уплотнения сапропели микронефть выжимается в вышележащие песчаники. Это процесс первичной миграции. Затем под влиянием различных сил микронефть перемещается вверх по наклону. Это вторичная миграция, которая является периодом формирования самого месторождения.

Весь процесс занимает сотни миллионов лет.2.     Другие теории образования нефти.         Один из первых, кто высказал научно обоснованную концепцию о происхождении нефти, был М.В. Ломоносов. В середине XVIII века в своём тракте «О слоях земных» великий русский учёный писал, что нефть произошла из каменного угля. Исходное вещество было одно: органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть. М.В. Ломоносов первый указал на связь между горючими полезными ископаемыми – углём и нефтью и выдвинул первую в мире гипотезу о происхождении нефти из растительных остатков.

         В XIX в. среди ученых были распространены идеи, близкие к представлениям М.В. Ломоносова. Споры велись главным образом вокруг исходного материала: животные или растения? Немецкие ученые Г. Гефер и К. Энглер в 1888 г. поставили опыты, доказавшие возможность получения нефти из животных организмов. Была произведена перегонка сельдевого жира при температуре 400 °С и давлении 1 МПа. Из 492 кг жира было получено масло, горючие газы, вода, жиры и разные кислоты. Больше всего было отогнано масла (299 кг, или 61 %) плотностью 0,8105 г/см3, состоящего на 9/10 из УВ коричневого цвета.

         Последующей разгонкой из масла получили предельные УВ (от пентана до нонана), парафин, смазочные масла, в состав которых входили олефины и ароматические УВ. Позднее, в 1919 г. академиком Н.Д. Зелинским был осуществлен похожий опыт, но исходным материалом служил органогенный ил преимущественно растительного происхождения (сапропель) из озера Балхаш. При его перегонке были получены: сырая смола – 63,2 %; кокс – 16,0%; газы (метан, оксид углерода, водород, сероводород) – 20,8 %. При последующей переработке смолы из нее извлекли бензин, керосин и тяжелые масла.

         В конце XIX в., когда в астрономии и физике получило развитие применение спектральных методов исследования и в спектрах различных космических тел были обнаружены не только углерод и водород, но и углеводороды, русский геолог Н.А. Соколов выдвинул космическую гипотезу образования нефти. Он предполагал, что когда земля была в огненно-жидком состоянии, то углеводороды из газовой оболочки проникли в массу земного шара, а впоследствии при остывании выделились на его поверхности. Эта гипотеза не объясняет ни географического, ни геологического распределения нефтяных месторождений.

         Академик В.И. Вернадский обратил внимание на наличие в нефти азотистых соединений, встречающихся в органическом мире.

         Предшественники академика И.М. Губкина, русские геологи Андрусов и

Михайловский также считали, что на Кавказе нефть образовалась из органического материала. По мнению И.М. Губкина, родина нефти находится в области древних мелководных морей, лагун и заливов. Он считал, что уголь и нефть – члены одного и того же генетического ряда горючих ископаемых.Уголь образуется в болотах и пресноводных водоёмах, как правило, из высших растений. Нефть получается главным образом из низших растений и животных, но в других условиях. Нефть постепенно образовывалась в толще различных по возрасту осадочных пород, начиная от наиболее древних осадочных пород – кембрийских, возникших 600 млн. лет назад, до сравнительно молодых – третичных слоёв, сложившихся 50 млн. лет назад.

         Накопление органического материала для будущего образования нефти происходило в прибрежной полосе, в зоне борьбы между сушей и морем.

         По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктона), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

         И.М. Губкин дал критический анализ проблемы происхождения нефти и разделил органические теории на три группы: теория, где преобладающая роль в образовании нефти отводится погибшим животным; теория, где преобладающая роль отводится погибшим растениям, и, наконец, теория смешанного животно- растительного происхождения нефти.

         Последняя теория, детально разработанная И.М. Губкиным, носит название сапропелитовой от слова “сапропель” – глинистый ил – и является господствующей. В природе широко распространены различные виды сапропелитов. Различие в исходном органическом веществе является одной из причин существующего разнообразия нефтей. Другими причинами являются различие температурных условий вмещающих пород, присутствие катализаторов и др., а также последующие преобразования пород, в которых заключена нефть.

         В СССР были проведены исследования, в результате которых удалось установить роль микроорганизмов в образовании нефти. Т.Л. Гинзбург-

Карагичева, открывшая присутствие в нефти разнообразнейших микроорганизмов, привела в своих исследованиях много новых, интересных сведений. Она установила, что в нефтях, ранее считавшихся ядом для бактерий, на больших глубинах идёт кипучая жизнь, не прекращавшаяся миллионы лет подряд.

         Целый ряд бактерий живёт в нефти и питается ею, меняя, таким образом, химический состав нефти. Академик И.М. Губкин в своей теории нефтеобразования придавал этому открытию большое значение. Гинзбург-

Карагичевой установлено, что бактерии нефтяных пластов превращают различные органические продукты в битуминозные.

         Под действием ряда бактерий происходит разложение органических веществ и выделяется водород, необходимый для превращения органического материала в нефть.Состав нефти.

1. Состав нефти и химические свойства.

         Нефть – это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода – это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти – способность гореть.

         В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Нефти состоят главным образом из углерода – 79,5-

87,5% и водорода – 11,0-14,5% от массы нефти. Кроме них в нефтях присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. В незначительных концентрациях в нефтях встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Их общее содержание не превышает 0,02-0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоят нефти. Кислород и азот находятся в нефтях только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.

         В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. Главную часть нефтей составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. По углеводородному составу все нефти подразделяются на: 1) метаново- нафтеновые, 2) нафтеново-метановые, 3) ароматическо-нафтеновые, 4) нафтеново-ароматические, 5) ароматическо-метановые, 6) метаново- ароматические и 7) метаново-ароматическо-нафтеновые. Первым в этой классификации ставится название углеводорода, содержание которого в составе нефти меньше.         Метановые УВ (алкановые или алканы) химически наиболее устойчивы, они относятся к предельным УВ и имеют формулу Cnh3n+2. Если количество атомов углерода в молекуле колеблется от 1 до 4 (СН4-С4Н10), то УВ представляет собой газ, от 5 до 16 (C5h26-C16h44) то это жидкие УВ, а если оно выше 16. (С17Н36 и т.д.) – твердые (например, парафин).

Нафтеновые (циклановые или алициклические) УВ (Cnh3n) имеют кольчатое строение, поэтому их иногда называют карбоциклическими соединениями. Все связи углерода с водородом здесь также насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами.

         Ароматические УВ, или арены (СnНn), наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Они так и называются – ненасыщенными, или непредельными УВ. Отсюда их неустойчивость в химическом отношении.

         Наряду с углеводородами в нефтях присутствуют химические соединения других классов. Обычно все эти классы объединяют в одну группу гетеросоединений (греч. “гетерос” – другой). В нефтях также обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых к углеводородным ядрам присоединены такие элементы, как сера, азот и кислород. Большинство из указанных соединений относится к классу сернистых соединений – меркаптанов.Это очень слабые кислоты с неприятным запахом. С металлами они образуют солеобразные соединения – меркаптиды. В нефтях меркаптаны представляют собой соединения, в которых к углеводородным радикалам присоединена группа SH. Метилмеркаптан.

         Меркаптаны разъедают трубы и другое металлическое оборудование буровых установок и промысловых объектов.

         В нефтях так же выделяют неуглеводородные соединения: асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть.         Асфальто-смолистая часть нефтей – это темноокрашенное вещество. Оно частично растворяется в бензине. Растворившаяся часть называется асфальтеном, нерастворившаяся – смолой. В составе смол содержится кислород до 93 % от общего его количества в нефтях.

         Порфирины – особые азотистые соединения органического происхождения. Считают, что они образованы из хлорофилла растений и гемоглобина животных. При температуре 200-250оС порфирины разрушаются.

         Сера широко распространена в нефтях и в углеводородном газе и содержится либо в свободном состоянии, либо в виде соединений (сероводород, меркаптаны). Количество ее колеблется от 0,1% до 5%, но бывает и значительно больше. Так, например, в газе Астраханского месторождения содержание Н2S достигает 24 %.

         Зольная часть – остаток, получающийся при сжигании нефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель, ванадий, иногда соли натрия.

         Кислород в нефтях встречается в связанном состоянии также в составе нафтеновых кислот (около 6%) – Cnh3n-1(COOH), фенолов (не более 1%) –

C6H5OH, а также жирных кислот и их производных – C6H5O6(P). Содержание азота в нефтях не превышает 1%. Основная его масса содержится в смолах.

Содержание смол в нефтях может достигать 60% от массы нефти, асфальтенов –16%.

         Асфальтены представляют собой черное твердое вещество. По составу они сходны со смолами, но характеризуются иными соотношениями элементов. Они отличаются большим содержанием железа, ванадия, никеля и др. Если смолы растворяются в жидких углеводородах всех групп, то асфальтены нерастворимы в метановых углеводородах, частично растворимы в нафтеновых и лучше растворяются в ароматических. В “белых” нефтях смолы содержатся в малых количествах, а асфальтены вообще отсутствуют.

2. Физические свойства.

         Нефть – это вязкая маслянистая жидкость, темно-коричневого или почти черного цвета с характерным запахом, обладающая слабой флюоресценцией, более легкая (плотность 0,73-0,97г/см3), чем вода, почти нерастворимая в ней. Нефть сильно варьирует по плотности (от легкой 0,65-0,70 г/см3, до тяжелой 0,98-1,05 г/см3). Нефть и ее производные обладают наивысшей среди всех видов топлив теплотой сгорания. Теплоемкость нефти 1,7-2,1 кДж/кг, теплота сгорания нефти – 41 МДж/кг, бензина – 42 МДж/кг. Температура кипения зависит от строения входящих в состав нефти углеводородов и колеблется от 50 до 550°С.

         Различные компоненты нефти переходят в газообразное состояние при различной температуре. Легкие нефти кипят при 50–100°С, тяжелые – при температуре более 100°С.

         Различие температур кипения углеводородов используется для разделения нефти на температурные фракции. При нагревании нефти до 180-200°С выкипают углеводороды бензиновой фракции, при 200-250°С – лигроиновой, при 250-315°С– керосиново-газойлевой и при 315-350°С – масляной. Остаток представлен гудроном. В состав бензиновой и лигроиновой фракций входят углеводороды, содержащие 6-10 атомов углерода. Керосиновая фракция состоит из углеводородов с C11-C13, газойлевая – C14-C17.

         Важным является свойство нефтей растворять углеводородные газы. В 1 м3 нефти может раствориться до 400 м3 горючих газов. Большое значение имеет выяснение условий растворения нефти и природных газов в воде. Нефтяные углеводороды растворяются в воде крайне незначительно. Нефти различаются по плотности. Плотность нефти, измеренной при 20°С, отнесенной к плотности воды, измеренной при 4°С, называется относительной. Нефти с относительной плотностью 0,85 называются легкими, с относительной плотностью от 0,85 до0,90 – средними, а с относительной плотностью свыше 0,90 – тяжелыми.

         В тяжелых нефтях содержатся в основном циклические углеводороды. Цвет нефти зависит от ее плотности: светлые нефти обладают меньшей плотностью, чем темные. А чем больше в нефти смол и асфальтенов, тем выше ее плотность. При добыче нефти важно знать ее вязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамической вязкостью называется внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкости движению общего потока. У легких нефтей вязкость меньше, чем у тяжелых. При добыче и дальнейшей транспортировке тяжелые нефти подогревают. Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости к плотности среды. Большое значение имеет знание поверхностного натяжения нефти. При соприкосновении нефти и воды между ними возникает поверхность типа упругой мембраны.

         Капиллярные явления используются при добыче нефти. Силы взаимодействия воды с горной породой больше, чем у нефти. Поэтому вода способна вытеснить нефть из мелких трещин в более крупные. Для увеличения нефтеотдачи пластов используются специальные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Нефти имеют неодинаковые оптические свойства. Под действием ультрафиолетовых лучей нефть способна светиться. При этом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым и желто-бурым. Это используется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком и имеет высокое удельное сопротивление. На этом основаны электрометрические методы установления в разрезе, вскрытом буровой скважиной, нефтеносных пластов.Расчетная часть

Заключение.         В последние годы (наряду с увеличением выработки топлива и масел) углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья.

Различными способами из них получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д.

         Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки 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.Список  использованной литературы:1.     Бакиров А.А.  И др. - Геология нефти и газа, М., Недра, 1993 г. с 228.

2.     Бакиров А.А.  И др. - Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти и газа, М. «Высшая школа», 1976, с. 416.

3.     Гаьриэлянц Г.А. - Геология, поиск и разведка нефтяных и газовых месторождений. М., Недра 200, с. 587.

4.     Леворсен А. - Геология нефти и газа., М., «Мир», 1970, с 640.

5.     Основы геологии горючих ископаемых. М., Недра, 1987, с. 397.

6.     Соколов Б.А. - Эволюция и нефтегазоносность осадочных бассейнов. М., Недра, 1980 г., с. 280.

7.     справочник по геологии нефти и газа. М., Недра, 1984, с. 480.

www.coolreferat.com