 |
сделать стартовой |  |
в избранное |
 |
||||||||||
|
| №14сентябрь 2007Тема номера |
| Oleum petrae |
| epps.ru / Архив номеров / №14 сентябрь 2007 / Oleum petrae |
| 10 июля 2007 года из порта Санкт — Петербурга вышел теплоход «Академик Федоров» с российской научной экспедицией на борту.Целью экспедиции стало доказательство того, что подводные хребты Ломоносова и Менделеева, тянущиеся в сторону Гренландии, могут являться продолжением российского континентального шлейфа. Экспедиция вызвала огромный резонанс во всем мире, ведь если этот район океана отойдет к России, наше государство получит не только большой кусок территориальных вод. Там, на дне, подо льдами находится сказочное богатство — нефть, опора и двигатель мировой экономики.
Понятие нефть довольно обширное, охватывает вещества различные по химическому составу, плотности и цвету. В общем же, любая нефть — это маслянистая горючая жидкость, цветом от светло-бурого до почти черного, которая образуется в недрах земли на глубине от 1 до 2 километров из древних органических захоронений. Понятие об органическом происхождении нефти появилось не сразу, до середины средних веков считалось, что нефть — продукт неорганический. Тогда же нефть связали с каменным углем, считалось, что он получается при сгущении и затвердевании нефти. В 1763 году Ломоносов опубликовал труд «О слоях земли», где он предположил, что и нефть и каменный уголь происходят разными путями из одного и того же органического вещества. С развитием нефтяной промышленности возникло много разнообразных гипотез как органического, так и неорганического происхождения нефти. Неорганические теории делились на минеральные, космические, вулканические, магматогенные, периодически выдвигались вплоть до середины ХХ века и были окончательно отметены, как несостоятельные на Международных нефтяных конгрессах, проходивших в 1963, 1967 и 1971 годах. Сегодня считается, что нефть образуется в течении длительного, в несколько миллионов лет, процесса, который начинается еще в живом веществе, а основным исходным веществом нефтеобразования обычно является планктон — масса мелких организмов, живущих в толще воды. Каменное масло (oleum petrae) — так называли нефть римляне, которые познакомились с ней в походах в Малую Азию. Из латинского это название перекочевало в многие другие языки, в форме «петролеум» появилось и в русском. «Каменное масло» было известно многим народам с древних времен. В разных уголках мира существовали природные выходы нефти на поверхность земли, чаще всего — в водоемах. Очевидно, что первым способом добычи нефти был простой ее сбор с поверхности воды. Кое-где такой промысел ставили на широкую ногу, рыли сточные канавы и делали запруды с нижним стоком — вода стекала вниз по течению, а более легкая нефть накапливалась на поверхности. Дальнейшим шагом в развитии нефтедобычи стало рытье колодцев в местах, где нефтяные пласты подходили к поверхности. Колодцы рыли довольно глубокие — до 25 метров, стенки их могли укреплять бревнами или выкладывать камнем, нефть же вычерпывали обычными ведрами. Другим, более современным способом, было извлечение нефти из нефтесодержащего песчаника или известняка. Для этого грунт измельчался, подогревался в котлах, складывался в мешки и нефть выжималась из них под прессом. Или измельченный грунт просто промывался водой, а нефть по-старинке собиралась с водной поверхности черпаком или пучками травы. Известно, что уже более 6 000 лет назад древние шумеры, населяющие земли между реками Тигр и Евфрат, возводили свой постройки из кирпича, в составе которого кроме песка и глины присутствовало значительное количество нефтяного битума. Битум — вязкое смолообразное вещество, образующееся на поверхности нефти, после того как из нее испаряются более летучие вещества. Битум использовали для прокладки дорог и укрепления берегов рек, битумными мазями лечили кожные заболевания, а в шумерских храмах и дворцах горели светильники, наполненные жидкой нефтью. Начав использовать нефть в строительстве и медицине, человечество нашло ей применение и в военном деле. Древние китайцы придумали метать в ряды врагов горшки, наполненные нефтью и обмотанные горящими тряпками. Стрелы, обмотанные паклей, пропитанной нефтью, с давних времен использовались лучниками для поджога вражеских зданий. Византийцы, в XVII веке нашей эры, на основе нефти создали прообраз напалма — горючий состав, называемый греческим огнем. Чаще всего греческий огонь использовался в морских баталиях, так как его нельзя было погасить водой. Целые флотилии были в свое время сожжены этой смесью, которую под давлением выплескивали на противника из медных труб. С 60-х годов XIX века нефть стали добывать посредством скважин. Скважины отличаются от колодцев более узким диаметром (обычно 15—400 мм.) и пробуриваются далеко в толщь земли, с целью достичь глубинных пластов нефти. В ряде случаев, при достижении буром нефтеносного слоя, нефть начинает фонтанировать из скважины под собственным давлением. Остается только собирать ее в емкости, в качестве которых поначалу использовали обычные земляные ямы. При уменьшении давления нефть перестает изливаться на поверхность самотеком, и ее приходилось вычерпывать специальным узким цилиндрическим ведром с клапаном на дне, которое опускали в скважину на тросе. В 1865 г. в США впервые для выкачивания нефти применили насос. Позже появился более совершенный способ поднятия нефти на поверхность — компрессорный. При этом способе специальным устройством — газлифтом в скважину нагнетается сжатый газ или воздух, и нефть поднимается за счет энергии смешиваемого с ней этого газа. В сырой нефти, только что полученной из скважины, содержится некоторое количество воды и соли. Соль и вода оказывают сильное коррозийное воздействие на оборудование, а соль, кроме того, откладываясь на стенках аппаратов, понижает эффективность работы теплообменного оборудования. Исходя из этого, первая стадия обработки нефти — ее обессоливание и обезвоживание, при этом содержание соли доводится до 5 мг/л от исходных 100—300 мл/л, воды в нефти остается около 0,1?%. Далее на нефтеперерабатывающем заводе проводят ректификацию нефти — выделение светлых фракций способом перегонки. Жидкие углеводороды нефти имеют различную температуру кипения, и с увеличением температуры последовательно отделяются бензин, керосин и дизельное топливо. В остатке, после перегонки, остается мазут, жидкость темно-коричневого цвета. Выход бензиновых фракций после перегонки не высок, и поэтому продукты первичной переработки нефти подвергают термическому или химическому расщеплению — так называемому крекингу. При вторичной обработке выход светлых фракций достигает 60?%, а из мазута при помощи крекинга получают компоненты для производства смазочных масел. Первые нефтеперерабатывающие заводы ставили своей основной целью получение керосина — самого легкого и летучего топочного топлива. Керосин использовался в быту как горючее для керосиновых ламп и примусов, а бензин и мазут чаще всего совсем не находили применения. В начале ХХ века, с появлением автомобилей и электричества, значение керосина, по сравнению с другими нефтепродуктами, снизилось. Ситуация эта длилась до 50-х годов, когда обнаружилось, что керосин является идеальным топливом для реактивных двигателей и его производство стало вновь набирать обороты. Мазут использовали как смазку для осей и колес телег и повозок, но в основном же сжигали в специальных земляных амбарах как ненужный отход. С 70-х годов Х IХ века длились попытки использовать мазут как топливо для паровых котлов, но мазут плохо горел, оставляя большое количество сажи и давал мало тепла. Широко востребованным мазут стал в 1866 году, когда А. И. Шпаковский изобрел форсунку с паровым распылением. В конце XIX века мазут уже активно жгли в топках фабричных паровых котлов. В то же время мазут стали использовать вместо угля в топках кораблей, что значительно увеличило время пребывания судов в море без захода в порты. Сейчас мазут используется как топливо в судовых котельных, газотурбинных и других установках. Бензин, имеющий очень высокую температуру горения, начал свое триумфальное шествие по планете после изобретения двигателя внутреннего сгорания. После того как в 90-х годах XIX века были построены первые автомобили с карбюраторным двигателем, потребление бензина стало быстро возрастать. К началу первой мировой войны бензина было использовано уже больше, чем керосина, а сейчас бензин составляет половину всего мирового расхода нефтепродуктов. Месторождения нефти обнаружены на всех континентах, разработка нефтяных пластов идет во многих странах, но подавляющее большинство нефти дают всего 5% разведанных месторождений, которые сконцентрированы в странах Ближнего Востока. На территории Саудовской Аравии, Кувейта, Ирана, Ирака и Объединенных Арабских Эмиратов сосредоточено более 60?% мировых запасов нефти. Кроме Ближнего Востока большими запасами обладают Венесуэла и Россия. До 25?% глобальных нефтяных запасов предположительно находятся под водами Северного Ледовитого океана, на обладание которыми претендует Россия. В связи с глобальным потеплением разработка этих месторождений станет гораздо доступней, чем раньше, а истощение запасов нефти по всему миру делает Северный полюс одним из важнейших мест нефтедобычи в будущем. Решение проблемы истощения нефтяных запасов — одна из главных задач человечества в наши дни. Количество нефти в земных недрах не бесконечно и при условии сегодняшнего уровня потребления, разведанные месторождения могут снабжать человечество нефтью еще около 40 лет по оптимистичным и 4 года по самым пессимистичным прогнозам.
Сергей Журавлев. |
|
| © 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири» Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru © Создание сайта - студия GolDesign.Ru |