Dầu là một khoáng chất. Dầu mỏ. Sản xuất dầu

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Dầu là một trong những khoáng chất quan trọng nhất trên thế giới (nhiên liệu hydrocacbon). Nó là một nguyên liệu thô để sản xuất nhiên liệu, chất bôi trơn và các vật liệu khác. Vì màu tối đặc trưng và tầm quan trọng to lớn đối với nền kinh tế toàn cầu, dầu mỏ (một loại khoáng chất) được đặt biệt danh là vàng đen.

Thông tin chung

Chất xác định được hình thành cùng với hydrocacbon ở thể khí ở độ sâu nhất định (chủ yếu từ 1, 2 đến 2 km).

Số lượng cặn dầu tối đa nằm ở độ sâu từ 1 đến 3 km. Gần bề mặt trái đất, chất này trở thành m alta dày, nhựa đường nửa cứng và các vật liệu khác (ví dụ: cát hắc ín).

Về tính nguyên bản của nguồn gốc và thành phần hóa học, dầu, bức ảnh được trình bày trong bài báo, tương tự như các loại khí dễ cháy tự nhiên, cũng như ozocerit và nhựa đường. Đôi khi tất cả các loại nhiên liệu hóa thạch này được kết hợp dưới một tên gọi - dầu hỏa. Họ cũng được đề cập đến một nhóm rộng hơn - caustobioliths. Chúng là các khoáng chất sinh học dễ cháy.

Nhóm này cũng bao gồm các hóa thạch như than bùn, đá phiến, than đen và nâu,than antraxit. Theo khả năng hòa tan trong chất lỏng của một loại hữu cơ (cloroform, cacbon disunfua, hỗn hợp cồn-benzen), dầu, giống như các loại xăng khác, cũng như các chất được chiết xuất bằng các dung môi này từ than bùn, than đá hoặc các sản phẩm của chúng, được gọi là thành bitum.

Sử dụng

Hiện tại, 48% năng lượng tiêu thụ trên hành tinh đến từ dầu mỏ (khoáng sản). Đây là một thực tế đã được chứng minh.

Dầu (khoáng) là nguồn cung cấp nhiều hóa chất được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau trong sản xuất nhiên liệu, chất bôi trơn, sợi polyme, thuốc nhuộm, dung môi và các vật liệu khác.

Tăng trưởng tiêu thụ dầu đã dẫn đến giá dầu cao hơn và tài nguyên khoáng sản dần dần cạn kiệt. Điều này khiến chúng tôi nghĩ đến việc chuyển sang các nguồn năng lượng thay thế.

Mô tả tính chất vật lý

Dầu là chất lỏng màu nâu nhạt đến nâu sẫm (gần như đen). Đôi khi có những mẫu vật màu xanh lục bảo. Khối lượng phân tử của dầu là từ 220 đến 300 g / mol. Đôi khi thông số này dao động từ 450 đến 470 g / mol. Chỉ số mật độ của nó được xác định trong vùng 0,65–1,05 (chủ yếu là 0,82–0,95) g / cm³. Về vấn đề này, dầu được chia thành nhiều loại. Cụ thể:

• Dễ dàng. Mật độ nhỏ hơn 0,83 g / cm³.
• Trung bình. Chỉ số mật độ trong trường hợp này nằm trong vùng từ 0,831 đến 0,860 g / cm³.
• Nặng. Mật độ - trên 0,860 g / cm³.

Cái nàychất chứa một số lượng đáng kể các chất hữu cơ khác nhau. Kết quả là, dầu tự nhiên được đặc trưng không phải bởi điểm sôi riêng của nó, mà bởi mức ban đầu của chỉ thị này đối với hydrocacbon lỏng. Về cơ bản, nó là >28 ° C, và đôi khi là ≧ 100 ° С (trong trường hợp dầu nặng).

Độ nhớt của chất này rất khác nhau (từ 1,98 đến 265,9 mm² / s). Điều này được xác định bởi thành phần phân đoạn dầu và nhiệt độ của nó. Nhiệt độ và số lượng ánh sáng càng cao thì độ nhớt của dầu càng giảm. Điều này cũng là do sự hiện diện của các chất thuộc loại nhựa đường. Tức là, càng nhiều chúng thì độ nhớt của dầu càng cao.

Nhiệt dung riêng của chất này là 1,7-2,1 kJ / (kg ∙ K). Thông số nhiệt dung riêng của quá trình cháy tương đối thấp - từ 43,7 đến 46,2 MJ / kg. Hằng số điện môi của dầu là từ 2 đến 2,5 và độ dẫn điện của dầu là từ 2 ∙ 10-10 đến 0,3 ∙ 10−18 Ohm-1 ∙ cm-1.

Dầu, ảnh được giới thiệu trong bài báo, là một chất lỏng dễ cháy. Nó nhấp nháy ở nhiệt độ từ -35 đến +120 ° C. Nó phụ thuộc vào thành phần phân đoạn và hàm lượng khí hòa tan của nó.

Dầu (nhiên liệu) ở điều kiện bình thường không tan trong nước. Tuy nhiên, nó có khả năng tạo nhũ tương ổn định với chất lỏng. Dầu được hòa tan bởi một số chất. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng dung môi hữu cơ. Để tách nước và muối khỏi dầu, người ta phải thực hiện một số thao tác nhất định. Chúng rất quan trọng trong quy trình công nghệ. Đây là quá trình khử muối và mất nước.

Mô tả thành phần hóa học

Khi tiết lộ chủ đề này, tất cả các đặc điểm của chất được đề cập phải được tính đến. Đây là các thành phần tổng quát, hydrocacbon và nguyên tố của dầu. Tiếp theo, hãy xem xét từng chi tiết hơn.

Tổng đội hình

Dầu hóa thạch tự nhiên là hỗn hợp của khoảng 1000 chất có bản chất khác nhau. Các thành phần chính như sau:

• Hydrocacbon lỏng. Nó bằng 80-90% trọng lượng.
• Hợp chất hữu cơ dị nguyên tử (4-5%). Trong số này, lưu huỳnh, oxy và nitơ chiếm ưu thế.
• Hợp chất cơ kim (chủ yếu là niken và vanadi).
• Khí loại hydrocacbon hòa tan (C1-C4, phần mười đến 4 phần trăm).
• Nước (từ vết đến 10%).
• Muối khoáng. Chủ yếu là clorua. 0,1-4000mg / L trở lên.
• Dung dịch muối, axit hữu cơ và tạp chất cơ học (các hạt đất sét, đá vôi, cát).

Thành phần hydrocacbon

Chủ yếu là dầu có parafin (thường là 30-35, hiếm khi - 40-50% tổng khối lượng) và các hợp chất naphthenic (25-75%). Các hợp chất thơm có mặt ở mức độ thấp hơn. Chúng chiếm 10-20% và ít thường xuyên hơn - 35%. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng của dầu. Ngoài ra, chất đang được xem xét bao gồm các hợp chất có cấu trúc hỗn hợp hoặc hỗn hợp. Ví dụ, naphtheno-aroma và parafin.

Thành phần dị nguyên tử và mô tả thành phần nguyên tố của dầu

Cùng với hydrocacbon, sản phẩm chứa các chất có nguyên tử tạp chất(mercaptan, di- và monosulfua, thiophanes và thiophenes, cũng như đa vòng và tương tự). Chúng ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng của dầu.

Ngoài ra, dầu có chứa các chất chứa nitơ. Đây chủ yếu là các chất đồng đẳng của indole, pyridine, quinoline, pyrrole, carbazole, porphyrit. Chúng tập trung chủ yếu ở dạng cặn và các phân đoạn nặng.

Thành phần của dầu bao gồm các chất có chứa oxy (axit naphthenic, axit hắc ín, nhựa đường, phenol và các chất khác). Chúng thường được tìm thấy trong các phân đoạn loại sôi cao.

Tổng cộng, hơn 50 nguyên tố đã được tìm thấy trong dầu. Cùng với các chất đã đề cập, V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (từ vết đến 2 ∙ 10-2%), v.v. có trong sản phẩm này. Hàm lượng của các tạp chất và hợp chất này trong nguyên liệu thô của các loại cặn khác nhau rất khác nhau. Do đó, chỉ có điều kiện để nói về thành phần hóa học trung bình của dầu.

Chất xác định được phân loại như thế nào theo thành phần của hydrocacbon?

Có một số tiêu chí nhất định trong kế hoạch này. Phân biệt các loại dầu theo loại hydrocacbon. Chúng không được nhiều hơn 50%. Nếu một trong các loại hydrocacbon có ít nhất 25%, thì các loại dầu hỗn hợp được phân biệt - naphthene-methane, methane-naphthenic, naphthene-aroma, aroma-naphthenic, methane-aroma và aroma-methane. Chúng chứa hơn 25% thành phần đầu tiên và hơn 50% thành phần thứ hai.

Dầu thô không bôi. Để có được các sản phẩm có giá trị kỹ thuật (chủ yếu là nhiên liệu động cơ, nguyên liệu thô chocông nghiệp hóa chất, dung môi) nó được tái chế.

Phương pháp nghiên cứu sản phẩm

Chất lượng của chất được chỉ định được đánh giá để chọn chính xác các sơ đồ hợp lý nhất cho quá trình xử lý chất đó. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng phức hợp các phương pháp: hóa học, vật lý và đặc biệt.

Đặc điểm chung của dầu - độ nhớt, tỷ trọng, điểm đông đặc và các thông số vật lý và hóa học khác, cũng như thành phần của các khí hòa tan và tỷ lệ nhựa đường, parafin rắn và các chất nhựa đường.

Nguyên tắc chính của quá trình nghiên cứu từng giai đoạn của dầu là kết hợp các phương pháp phân tách dầu thành các thành phần nhất định với việc đơn giản hóa thành phần của một số phân đoạn. Sau đó chúng được phân tích bằng nhiều phương pháp hóa lý khác nhau. Các phương pháp phổ biến nhất để xác định thành phần dầu phân đoạn chính là các loại chưng cất (chưng cất) và chỉnh lưu khác nhau.

Theo kết quả của việc lựa chọn phân số hẹp (sôi đi trong vùng 10-20 ° С) và rộng (50-100 ° С), một đường cong (ITC) của các điểm sôi thực sự của một chất đã cho được cấu tạo. Sau đó, tiềm năng hàm lượng của các nguyên tố riêng lẻ, các sản phẩm dầu mỏ và các thành phần của chúng (dầu hỏa-khí, xăng, sản phẩm chưng cất dầu, diesel, cũng như tars và dầu nhiên liệu), thành phần hydrocacbon, cũng như các đặc tính thương mại và vật lý và hóa học khác là xác định.

Chưng cất được thực hiện trên thiết bị chưng cất thông thường. Chúng được trang bị các cột chưng cất. Trong trường hợp nàykhả năng tách tương ứng với 20-22 miếng đĩa lý thuyết.

Các phân đoạn được phân lập do quá trình chưng cất lại được chia thành các thành phần. Sau đó, sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, nội dung của chúng được xác định và các thuộc tính được thiết lập. Theo các cách thể hiện thành phần và các phân đoạn của dầu, các phân tích nhóm, cá thể, nhóm cấu trúc và nguyên tố của nó được phân biệt.

Trong phân tích nhóm, hàm lượng của hydrocacbon naphthenic, parafinic, hỗn hợp và thơm được xác định riêng biệt.

Trong phân tích nhóm cấu trúc, thành phần hydrocacbon của các phân đoạn dầu được xác định là hàm lượng trung bình của naphthenic, thơm và các cấu trúc mạch vòng khác trong chúng, cũng như chuỗi các nguyên tố parafin. Trong trường hợp này, một hành động nữa được thực hiện - tính toán lượng hydrocacbon tương đối trong naphthenes, parafin và isnes.

Thành phần hydrocacbon cá nhân được xác định dành riêng cho xăng và các phân đoạn khí. Trong phân tích nguyên tố, thành phần dầu được biểu thị bằng lượng (tính bằng phần trăm) của C, O, S, H, N và các nguyên tố vi lượng.

Phương pháp chính để tách hydrocacbon thơm từ hydrocacbon naphthenic và parafinic và tách cácnes thành những chất đa vòng và đơn vòng là sắc ký hấp phụ lỏng. Thông thường, trong trường hợp này, một phần tử nhất định đóng vai trò là chất hấp thụ - chất hấp thụ kép.

Thành phần của hỗn hợp đa thành phần dầu hydrocacbon có phạm vi rộng và hẹp thường được giải mã bằng cách sử dụng kết hợpsắc ký (trong pha lỏng hoặc khí), hấp phụ và các phương pháp tách khác với các phương pháp nghiên cứu phổ và khối phổ.

Vì trên thế giới có xu hướng đào sâu hơn nữa quá trình như phát triển dầu, nên việc phân tích chi tiết của nó trở nên cần thiết (đặc biệt là các phần có độ sôi cao và các sản phẩm còn lại - tars và dầu nhiên liệu).

Các mỏ dầu chính ở Nga

Có một lượng đáng kể chất này được lắng đọng trên lãnh thổ của Liên bang Nga. Dầu mỏ (khoáng sản) là tài sản quốc gia của Nga. Nó là một trong những sản phẩm xuất khẩu chính. Sản xuất và lọc dầu là một nguồn thu thuế đáng kể cho ngân sách Nga.

Sự phát triển của dầu mỏ trên quy mô công nghiệp bắt đầu vào cuối thế kỷ 19. Hiện nay, có các khu vực sản xuất dầu lớn đang hoạt động ở Nga. Họ nằm ở nhiều vùng khác nhau của đất nước.

Tên trường	Ngày khai trương	Có thể thu hồi cổ phiếu	Khu vực sản xuất dầu
Tuyệt	2013	300 triệu t	Vùng Astrakhan
Samotlor	1965	2,7 tỷ tấn	Okrug Tự trị Khanty-Mansi
Romashkinskoe	1948	2,3 tỷ tấn	Cộng hòa Tatarstan
Priobskoe	1982g.	2,7 tỷ tấn	Okrug Tự trị Khanty-Mansi
Arlanian	1966	500 triệu t	Cộng hòa Bashkortostan
Lyantorskoe	1965	2 tỷ tấn	Okrug Tự trị Khanty-Mansi
Vankorskoe	1988	490 triệu t	Lãnh thổ Krasnoyarsk
Fedorovskoe	1971	1,5 tỷ tấn	Okrug Tự trị Khanty-Mansi
Nga	1968	410 triệu t	Yamalo-Nenets Autonomous Okrug
Voi ma mút	1965	1 tỷ tấn	Okrug Tự trị Khanty-Mansi
Tuymazinskoe	1937	300 triệu t	Cộng hòa Bashkortostan

Dầu đá phiến của Mỹ

Những thay đổi nghiêm trọng đã diễn ra trên thị trường nhiên liệu hydrocacbon trong những năm gần đây. Việc phát hiện ra khí đá phiến và sự phát triển của công nghệ khai thác nó trong một thời gian ngắn đã khiến Hoa Kỳ trở thành một trong những nhà sản xuất lớn của chất này. Hiện tượng này được các chuyên gia mô tả là “cuộc cách mạng đá phiến sét”. Hiện tại, thế giới đang đứng trước một sự kiện hoành tráng không kém. Chúng ta đang nói về sự phát triển ồ ạt của các mỏ đá phiến dầu. Nếu các chuyên gia trước đó dự đoán về sự kết thúc sắp xảy ra của kỷ nguyên dầu mỏ, thì giờ đây, nó có thể kéo dài vô thời hạn. Vì vậy, nói về năng lượng thay thế trở nên không còn thích hợp.

Tuy nhiên, thông tin về kinh tếcác khía cạnh của sự phát triển của các mỏ đá phiến dầu còn rất nhiều tranh cãi. Theo ấn phẩm "Tuy nhiên", dầu đá phiến được sản xuất tại Mỹ (Texas) có giá xấp xỉ 15 USD / thùng. Đồng thời, có vẻ khá thực tế khi giảm một nửa chi phí của quy trình.

Nước đứng đầu thế giới về sản xuất dầu “cổ điển” - Ả Rập Xê Út - có triển vọng tốt trong ngành công nghiệp đá phiến sét: giá một thùng ở đây chỉ có 7 đô la. Nga đang thua về mặt này. Ở Nga, 1 thùng dầu đá phiến sẽ có giá khoảng 20 đô la.

Theo công bố nói trên, dầu đá phiến có thể được sản xuất ở tất cả các khu vực trên thế giới. Mỗi quốc gia đều có trữ lượng đáng kể. Tuy nhiên, độ tin cậy của thông tin được đưa ra còn nhiều nghi vấn, vì vẫn chưa có thông tin về chi phí sản xuất dầu đá phiến cụ thể.

Nhà phân tích G. Birg đưa ra dữ liệu ngược lại. Theo ông, giá một thùng dầu đá phiến là 70-90 đô la.

Theo nhà phân tích D. Borisov của Ngân hàng Moscow, chi phí sản xuất dầu ở Vịnh Mexico và Guinea lên tới 80 USD. Giá này xấp xỉ với giá thị trường hiện tại.

G. Birg cũng tuyên bố rằng các mỏ dầu (đá phiến) phân bố không đồng đều trên khắp hành tinh. Hơn hai phần ba tổng lượng tập trung ở Hoa Kỳ. Nga chỉ chiếm 7%.

Để sản xuất sản phẩm được đề cập, phải xử lý khối lượng lớn đá. Việc tiến hành một quá trình như chiết xuất dầu đá phiến được thực hiện theo phương pháp lộ thiên. Điều này đang làm tổn hại nghiêm trọng đến thiên nhiên.

Theo Birg, sự phức tạp của một quy trình như chiết xuất dầu đá phiến được bù đắp bởi sự phong phú của chất này trên Trái đất.

Nếu chúng ta giả định rằng công nghệ sản xuất dầu đá phiến đạt đến mức đủ, thì giá dầu thế giới có thể sẽ sụp đổ. Nhưng cho đến nay, không có thay đổi cơ bản nào trong lĩnh vực này được quan sát thấy.

Với các công nghệ hiện có, sản xuất dầu đá phiến có thể mang lại lợi nhuận trong một số trường hợp nhất định - chỉ khi giá dầu ở mức 150 USD / thùng trở lên.

Nga, theo Birg, cái gọi là cuộc cách mạng đá phiến sét sẽ không gây tổn hại. Thực tế là cả hai kịch bản đều có lợi cho quốc gia này. Bí quyết rất đơn giản: giá dầu cao mang lại lợi nhuận lớn và bước đột phá trong sản xuất đá phiến sẽ làm tăng xuất khẩu thông qua phát triển các lĩnh vực liên quan.

D. Borisov không quá lạc quan trong vấn đề này. Theo ông, sự phát triển của sản xuất dầu đá phiến hứa hẹn sự sụt giảm giá trên thị trường dầu và giảm mạnh thu nhập xuất khẩu của Nga. Đúng, trong ngắn hạn, điều này không nên lo sợ, vì quá trình phát triển đá phiến vẫn còn nhiều vấn đề.

Kết

Tài nguyên khoáng sản - dầu, khí đốt và các chất tương tự - là tài sản của mỗi bang mà chúng được khai thác. Bạn có thể xác minh điều này bằng cách đọc bài viết được trình bày ở trên.