Нефть
Petroleum (Л. нефть, от греческого: петра (скала) + латыни: олеум (нефть)) или сырую нефть является естественным, легковоспламеняющиеся жидкости, состоящей из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и других жидких органических соединений, которые являются найдены в геологических формациях под поверхностью Земли. Нефтяные восстанавливается в основном за счет бурения нефтяных скважин. Это последняя стадия наступает после изучения структурной геологии (при пласта), осадочные анализ бассейна, характеристик коллектора (в основном в плане пористости и проницаемые структуры). Это изысканный и разделены, наиболее простым способом, температура кипения, в большом количестве потребительских товаров, бензина и керосина на асфальт и химических реагентов используется для изготовления пластмасс и лекарственных препаратов. Нефть используется в производстве широкого спектра материалов.
Этимология
Термин нефти была обнаружена (в правописании "petraoleum") в 10-го века Старый Английский источников. Она была использована в трактате De Natura Fossilium, опубликованной в 1546 году немецким минералог Георг Бауэр, известный также как Георгий Агрикола. В 19 веке, термин нефти часто используется для обозначения минеральные масла, получаемые путем перегонки от минных органических твердых веществ, таких как cannel угля (а затем и горючих сланцев) и рафинированных масел производятся из них, а в Соединенном Королевстве, хранение (и позже транспорт) этих масел регулировались рядом актов Petroleum, из нефтяного закона 1862 г. 66 и далее.
Композиция
В самом строгом смысле, нефти включает в себя только нефть, но в обиходе оно включает в себя все жидких, газообразных и твердых (например, парафин) углеводородов. Под давлением поверхности и температурных условиях, более легкие углеводороды, метан, этан, пропан и бутан происходить в виде газов, в то время как пентан и более тяжелые в форме жидкостей или твердых тел. Однако в подземный резервуар нефти пропорции газа, жидкости и твердые зависят от подземных условиях и на фазовой диаграмме смеси нефтепродуктов.
Нефтяная скважина производит преимущественно сырой нефти, при этом некоторые природного газа, растворенного в нем. Потому что давление ниже на поверхности, чем под землей, часть газа выйдет из раствора и быть восстановлены (или сожжены) в качестве попутного газа или растворенного газа. Газовая скважина производит преимущественно природный газ. Однако из-за подземных температура и давление выше, чем на поверхности, газ может содержать тяжелые углеводороды, такие как пентан, гексан и гептан в газообразном состоянии. На поверхности этих условиях будет конденсироваться из газа в форме природного газового конденсата, часто сокращается до конденсата. Конденсат напоминает бензин по внешнему виду и похожа по составу некоторые эфирные масла легкую нефть.
Доля легких углеводородов в смеси нефти сильно варьируется среди различных нефтяных месторождений, начиная от целых 97% по весу в легкие масла до всего лишь 50% в тяжелых нефтей и битумов.
Углеводородов в сырой нефти, в основном алканов, циклоалканов и различных ароматических углеводородов в то время как другие органические соединения, содержащие азот, кислород и сера, и следовые количества таких металлов, как железо, никель, медь и ванадий. Точный молекулярный состав колеблется в широких пределах от образования к образованию, но соотношение химических элементов изменяются в довольно узких пределах следующим образом: углерода от 83 до 87%, водорода 10 до 14%, азота 0,1 до 2%, кислорода 0,05 до 1,5%, сера 0,05 до 6,0%, металлы <0,1%.
Нефть сильно варьирует по внешнему виду в зависимости от его состава. Как правило, черные или темно-коричневого цвета (хотя это может быть желтоватый, красноватый или даже зеленоватый). В водохранилище, как правило, обнаружены в связи с природным газом, который, будучи легкие формы газовой шапки на нефть, и соленая вода, которая, будучи тяжелее, чем большинство форм сырой нефти, как правило, раковины под ним. Сырой нефти, может также быть найден в полутвердых образуют смешанные с песком и водой, как в масло Атабаска песков в Канаде, где, как правило, называют сырой битум. В Канаде, битум считается липкий, черный, как деготь-виде сырой нефти, которая так толстый и тяжелый, что она должна быть нагрета до или разбавленный он потечет. Венесуэла также имеет большие запасы нефти в песках Ориноко нефти, хотя углеводородов в ловушке них больше жидкости, чем в Канаде и, как правило, называют сверхтяжелой нефти. Эти нефтеносных песков ресурсы называют нетрадиционной нефти, чтобы отличить их от нефти, которые могут быть извлечены с использованием традиционных нефтяных скважин методами. Между ними, Канады и Венесуэлы содержат 3,6 триллиона баррелей (570 × 109 м3) битума и сверхтяжелой нефти, примерно в два раза объема мировых запасов традиционной нефти.
Нефтяные используется главным образом, по объему, для производства дизельного топлива и бензина, как важно "первичной энергии" источников. 84% от объема углеводородов, присутствующих в нефти превращаются в богатые энергией топлива (топлива на основе нефти), в том числе бензин, дизельное, реактивное, отопления и других масел, топлива и сжиженного нефтяного газа. Легкие сорта сырой нефти производят лучший выход этих продуктов, но так как в мире запасы легкой и средней нефти истощаются, нефтеперерабатывающие заводы все более и более того, чтобы процесс тяжелой нефти и битума, а также использовать более сложные и дорогостоящие методы для производства продуктов требуется. Потому что тяжелый сырой нефти слишком много углерода и водорода не хватает, эти процессы обычно включают в себя удаление углерода из или добавлением водорода к молекулам, и с помощью жидкости каталитического крекинга для преобразования дольше, более сложных молекул в нефти на более короткие, более простые в топлива.
Благодаря своей высокой энергетической плотностью, легкий транспортабельность и относительное изобилие, нефть стала важнейшим источником мировой энергии, начиная с середины 1950-х годов. Нефть является также сырьем для многих химических продуктов, в том числе лекарственных препаратов, растворителей, минеральных удобрений, пестицидов и пластмасс; 16% не используется для производства энергии преобразуется в другие материалы. Нефтяные находится в пористых скальных образований в верхних слоях некоторых районах земной коре. Существует также нефти в нефтеносных песках (битуминозных песков). Разведанные запасы нефти, как правило, оценивается примерно в 190 км3 (1,2 триллиона (короткая шкала) баррелей), без нефтяных песков, [14] или 595 км3 (3,74 триллиона баррелей) с нефтеносных песков. Потребление в настоящее время около 84 млн. баррелей (13,4 × 106 м3) в сутки, или на 4,9 км3 в год. Что в свою очередь дает остальной объем нефти составляет лишь около 120 лет, если нынешние требования остаются неизменными.
Химия
Нефть является смесью очень большое количество различных углеводородов, наиболее часто встречающиеся молекулы алканов (линейная или разветвленная), циклоалканов, ароматических углеводородов, или более сложные химические вещества, как асфальтенов. Каждый сорт нефти имеет уникальную смесь молекул, которые определяют его физические и химические свойства, как цвет и вязкость.
Алканов, также известный как парафины, насыщенные углеводороды с прямой или разветвленной цепи, которые содержат только углерод и водород и имеют общую формулу CnH2n +2. Они, как правило, от 5 до 40 атомов углерода в молекуле, хотя следовые количества коротких или длинных молекул может присутствовать в смеси.
Алканы от пентана (C5H12), чтобы октан (C8H18) уточняются в бензин, те из нонана (C9H20), чтобы гексадекана (C16H34) в топливо дизельное топливо, керосин и реактивные). Алканы с более чем 16 атомов углерода могут быть уточнены в жидкое топливо и смазочные масла. В тяжелые конце диапазона, парафина воск алкана с примерно 25 атомов углерода, в то время как асфальт имеет 35 и выше, хотя они, как правило, трещины с помощью современных нефтеперерабатывающих заводов в более ценные продукты. Кратчайший молекул, тех, с четырьмя или менее атомами углерода, находятся в газообразном состоянии при комнатной температуре. Они нефтяных газов. В зависимости от спроса и стоимости его восстановления, эти газы являются либо сжигается прочь, продается как сжиженный нефтяной газ под давлением, или использоваться для питания собственных горелок завода. Зимой, бутан (C4H10), смешивается в бензин бассейн высокими темпами, потому что высокое давление пара бутана в помогает холодном старте. Сжиженный под давлением несколько выше атмосферного, он является самым известным для питания зажигалки, но это также основной источник топлива для многих развивающихся стран. Пропан можно сжиженный под давлением скромные, и потребляется практически для любого приложения, опираясь на нефть на энергоносители, от приготовления к отоплению к перевозке.
Циклоалканов, также известный как нафтенов, насыщенные углеводороды, которые имеют один или несколько углеродных колец которой атомы водорода присоединены в соответствии с формулой CnH2n. Циклоалканы имеют схожие свойства алканов, но имеют более высокие температуры кипения.
Ароматические углеводороды, ненасыщенные углеводороды, которые имеют один или несколько плоских шести углеродных колец называемые бензольные кольца, к которому атомы водорода присоединяются с формулой CnHn. Как правило, они горят закопченные пламенем, и многие из них сладкий аромат. Некоторые являются канцерогенами.
Эти различные молекулы разделены дробной перегонки при нефтеперерабатывающего завода для производства бензина, реактивного топлива, керосина и других углеводородов. Например, 2,2,4-триметилпентана (изооктана), широко используется в бензин, имеет химическую формулу C8H18 и она вступает в реакцию с кислородом экзотермически:
2 C8H18 (л) + 25 O2 (г) → 16 CO2 (г) + 18 H2O (г) + 10,86 МДж / моль (октанового)
Количество различных молекул в образце масла можно определить в лаборатории. Молекул, как правило, добывается в растворителе, затем отделяется в газовый хроматограф, и, наконец, определяется с подходящим детектором, такие, как пламенно-ионизационным детектором или масс-спектрометра. Из-за большого количества совместно элюируется углеводородов в нефти, многие не могут быть решены традиционными газовой хроматографии и обычно появляются как горб на хроматограмме. Это сложная смесь нерешенных (ЦСМ) углеводородов особенно очевидно при анализе выветривания масел и экстрактов из тканей организма воздействию масел.
Неполное сгорание нефти или бензина результатов в производстве токсичных побочных продуктов. Слишком мало результатов кислорода в окиси углерода. Из-за высоких температур и высокого давления участие, выхлопные газы от сгорания бензина в автомобильных двигателях обычно включают оксиды азота, которые отвечают за создание фотохимический смог.