Мұнай – минерал. Мұнай кен орындары. Мұнай өндіру

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Мұнай – әлемдегі ең маңызды минералдардың бірі (көмірсутекті отын). Ол жанар-жағармай және басқа да материалдарды өндіруге арналған шикізат болып табылады. Мұнай (минералды зат) өзіне тән қою түсі және әлемдік экономика үшін маңыздылығы үшін қара алтын деп аталды.

Жалпы ақпарат

Көрсетілген зат белгілі бір тереңдікте (негізінен 1, 2-ден 2 км-ге дейін) газ тәрізді көмірсутектермен бірге түзіледі.

Мұнай кен орындарының максималды саны 1-ден 3 км-ге дейінгі тереңдікте орналасқан. Жер бетіне жақын жерде бұл зат қалың мальтаға, жартылай қатты асфальтқа және басқа материалдарға (мысалы, шайырлы құмды) айналады.

Шығу тегі және химиялық құрамы бойынша фотосуреті мақалада берілген мұнай табиғи жанғыш газдарға, сонымен қатар озокерит пен асфальтқа ұқсас. Кейде осы қазба отындарының барлығы бір атаумен біріктіріледі - бензиниттер. Оларды кеңірек топқа – каустобиолиттерге де жатқызады. Олар жанғыш биогенді минералдар.

Бұл топқа сонымен қатар шымтезек, тақтатас, қара және қоңыр көмір,антрацит. Органикалық түрдегі сұйықтықтарда (хлороформ, күкіртті көміртегі, спирт-бензол қоспасы) еріту қабілеті бойынша мұнай, басқа да петролиттер сияқты, сондай-ақ шымтезектен, көмірден немесе олардың өнімдерінен осы еріткіштермен алынатын заттарға жатады. битум ретінде.

Қолдану

Қазіргі таңда планетада тұтынылатын энергияның 48% мұнайдан (минералды) келеді. Бұл дәлелденген факт.

Мұнай (минералды) әртүрлі өнеркәсіп салаларында жанар-жағармай, полимерлі талшықтар, бояғыштар, еріткіштер және басқа материалдар өндірісінде қолданылатын көптеген химиялық заттардың көзі болып табылады.

Мұнай тұтынудың өсуі оның бағасының көтерілуіне және минералдық ресурстардың біртіндеп сарқылуына әкелді. Бұл бізді баламалы қуат көздеріне ауысу туралы ойлануға мәжбүр етеді.

Физикалық қасиеттердің сипаттамасы

Май – ашық қоңырдан қою қоңырға дейін (қара дерлік) сұйықтық. Кейде изумруд жасыл үлгілері бар. Мұнайдың молекулалық массасы 220-300 г/моль. Кейде бұл параметр 450-ден 470 г/мольге дейін болады. Оның тығыздық индексі 0,65–1,05 (негізінен 0,82–0,95) г/см³ аймағында анықталады. Осыған байланысты мұнай бірнеше түрге бөлінеді. Атап айтқанда:

• Оңай. Тығыздығы 0,83 г/см³-ден аз.
• Орташа. Бұл жағдайда тығыздық индексі аймақта 0,831-ден 0,860 г/см³ аралығында.
• Ауыр. Тығыздығы – 0,860 г/см³ жоғары.

Бұлзаттың құрамында әртүрлі органикалық заттардың айтарлықтай саны бар. Нәтижесінде табиғи мұнай өзінің қайнау температурасымен емес, сұйық көмірсутектер үшін бұл көрсеткіштің бастапқы деңгейімен сипатталады. Негізінде ол >28 °C, ал кейде ≧100 °С (ауыр мұнай жағдайында).

Бұл заттың тұтқырлығы кең ауқымда өзгереді (1,98-ден 265,9 мм²/с дейін). Бұл мұнайдың фракциялық құрамымен және оның температурасымен анықталады. Температура және жеңіл фракциялардың саны неғұрлым жоғары болса, майдың тұтқырлығы соғұрлым төмен болады. Бұл сонымен қатар шайырлы-асфальтты түрдегі заттардың болуына байланысты. Яғни, олар неғұрлым көп болса, майдың тұтқырлығы соғұрлым жоғары болады.

Бұл заттың меншікті жылу сыйымдылығы 1,7-2,1 кДж/(кг∙К). Меншікті жану жылуының параметрі салыстырмалы түрде төмен - 43,7-ден 46,2 МДж/кг-ға дейін. Мұнайдың диэлектрлік өтімділігі 2-ден 2,5-ке дейін, ал электр өткізгіштігі 2∙10-10-нан 0,3∙10−18 Ом-1∙см-1-ге дейін.

Фотосуреті мақалада берілген май - жанғыш сұйықтық. Ол -35-тен +120 ° C-қа дейінгі температурада жыпылықтайды. Бұл оның фракциялық құрамына және еріген газдардың құрамына байланысты.

Қалыпты жағдайда май (отын) суда ерімейді. Дегенмен, ол сұйықтықпен тұрақты эмульсиялар түзуге қабілетті. Мұнай белгілі бір заттармен ерітіледі. Бұл органикалық еріткіштердің көмегімен жасалады. Мұнайдан су мен тұзды айыру үшін белгілі бір әрекеттер жүргізіледі. Олар технологиялық процесте өте маңызды. Бұл тұзсыздандыру және сусыздандыру.

Химиялық құрамның сипаттамасы

Бұл тақырыпты ашқан кезде қарастырылып отырған заттың барлық ерекшеліктерін ескеру қажет. Бұл мұнайдың жалпы, көмірсутекті және элементтік құрамы. Әрі қарай олардың әрқайсысын толығырақ қарастырыңыз.

Жалпы құрам

Табиғи қазбалы мұнай – әртүрлі табиғаттағы 1000-ға жуық заттардың қоспасы. Негізгі компоненттер келесідей:

• Сұйық көмірсутектер. Ол салмағы бойынша 80-90% құрайды.
• Органикалық гетероатомды қосылыстар (4-5%). Олардың ішінде күкірт, оттегі және азот басым.
• Органометалл қосылыстары (негізінен никель және ванадий).
• Ерітілген көмірсутекті газдар (C1-C4, оннан 4 пайызға дейін).
• Су (іздерден 10%-ға дейін).
• Минералды тұздар. Көбінесе хлоридтер. 0,1-4000 мг/л және одан жоғары.
• Тұздардың, органикалық қышқылдардың және механикалық қоспалардың ерітінділері (саз, әктас, құм бөлшектері).

Көмірсутек құрамы

Көбінесе мұнайдың құрамында парафин (әдетте 30-35, сирек – жалпы көлемнің 40-50%) және нафтендік (25-75%) қосылыстар болады. Ароматты қосылыстар аз мөлшерде болады. Олар 10-20%, ал сирек - 35% алады. Бұл майдың сапасына әсер етеді. Сондай-ақ, қарастырылатын зат аралас немесе гибридті құрылымның қосылыстарын қамтиды. Мысалы, нафтино-ароматты және парафин.

Гетероатомды компоненттер және мұнайдың элементтік құрамының сипаттамасы

Көмірсутектермен бірге өнімде қоспа атомдары бар заттар бар(меркаптандар, ди- және моносульфидтер, тиофандар мен тиофендер, сондай-ақ полициклді және сол сияқтылар). Олар майдың сапасына айтарлықтай әсер етеді.

Сонымен қатар майдың құрамында азот бар заттар бар. Бұл негізінен индол, пиридин, хинолин, пиррол, карбазол, порфириттер гомологтары. Олар негізінен қалдықтар мен ауыр фракцияларда шоғырланған.

Мұнайдың құрамына оттегі бар заттар (нафтен қышқылдары, шайыр-асфальтин қышқылдары, фенолдар және басқа заттар) кіреді. Олар әдетте жоғары қайнайтын фракцияларда кездеседі.

Мұнайда барлығы 50-ден астам элемент табылған. Бұл өнімде аталған заттармен бірге V (10-5 - 10-2%), Ni (10-4-10-3%), Cl (іздерден 2∙10-2%) және т.б.. Әртүрлі кен орындарының шикізаттарындағы бұл қоспалар мен қосылыстардың мөлшері әр түрлі болады. Нәтижесінде мұнайдың орташа химиялық құрамы туралы айту шартты ғана.

Көрсетілген зат көмірсутектердің құрамына қарай қалай жіктеледі?

Бұл жоспарда белгілі бір критерийлер бар. Көмірсутектер класы бойынша мұнай түрлерін ажыратыңыз. Олар 50% аспауы керек. Егер көмірсутектердің бір класы кемінде 25% болса, онда мұнайдың аралас түрлері бөлінеді - нафтен-метан, метан-нафтендік, нафтен-ароматты, ароматты-нафтендік, метан-ароматты және ароматты-метан. Олардың құрамында бірінші компоненттің 25%-дан астамы, ал екіншісінің 50%-дан астамы бар.

Шикі мұнай қолданылмайды. Техникалық құнды өнім алу үшін (негізінен мотор отыны, шикізатхимия өнеркәсібі, еріткіштер) қайта өңделеді.

Өнімді зерттеу әдістері

Көрсетілген заттың сапасы оны өңдеудің ең ұтымды схемаларын дұрыс таңдау үшін бағаланады. Бұл әдістер кешенін қолдану арқылы жасалады: химиялық, физикалық және арнайы.

Мұнайдың жалпы сипаттамасы – тұтқырлығы, тығыздығы, құйылатын температурасы және басқа да физикалық-химиялық көрсеткіштері, сондай-ақ еріген газдардың құрамы және шайырлы, қатты парафиндер мен шайырлы-асфальтті заттардың пайызы.

Мұнайды кезең-кезеңімен зерттеудің негізгі принципі – кейбір фракциялардың құрамын ықтиярсыз жеңілдете отырып, оны белгілі бір компоненттерге бөлу әдістерін біріктіру. Содан кейін олар әртүрлі физика-химиялық әдістермен талданады. Мұнайдың бастапқы фракциялық құрамын анықтаудың ең көп тараған әдістері әр түрлі дистилляция (ректиляция) және ректификация болып табылады.

Тар (10-20 °С аймағында қайнайтын) және кең (50-100 °С) фракциялар үшін іріктеу нәтижелеріне сәйкес, шын қайнау нүктелерінің қисығы (ITC) берілген зат құрастырылады. Содан кейін жекелеген элементтердің, мұнай өнімдерінің және олардың құрамдас бөліктерінің (керосин-газойль, бензин, мұнай дистилляты, дизель, сондай-ақ гудрондар мен мазуттар), көмірсутек құрамының, сондай-ақ басқа да тауарлық және физикалық-химиялық сипаттамаларының мазмұндық әлеуеті анықталады. анықталды.

Дистилляция әдеттегі айдау аппаратында жүзеге асырылады. Олар дистилляциялық колонналармен жабдықталған. Бұл жағдайдабөлу сыйымдылығы теориялық пластиналардың 20-22 данасына сәйкес келеді.

Дистилляция нәтижесінде бөлінген фракциялар одан әрі компоненттерге бөлінеді. Содан кейін әртүрлі әдістерді қолдана отырып, олардың мазмұны анықталып, қасиеттері бекітіледі. Мұнай құрамы мен фракцияларын өрнектеу тәсілдері бойынша оның топтық, жеке, құрылымдық-топтық және элементтік талдаулары ажыратылады.

Топтық талдауда нафтендік, парафиндік, аралас және ароматты көмірсутектердің құрамы бөлек анықталады.

Құрылымдық-топтық талдауда мұнай фракцияларының көмірсутектік құрамы олардағы нафтендік, ароматты және басқа циклдік құрылымдардың, сондай-ақ парафиндік элементтердің тізбектерінің орташа мөлшері ретінде анықталады. Бұл жағдайда тағы бір әрекет орындалады – нафтендер, парафиндер және арендердегі көмірсутектердің салыстырмалы мөлшерін есептеу.

Көмірсутектердің жеке құрамы тек бензин және газ фракциялары үшін анықталады. Элементтік талдауда май құрамы C, O, S, H, N және микроэлементтердің мөлшерімен (пайызбен) көрсетіледі.

Ароматты көмірсутектерді нафтенді және парафинді көмірсутектерден бөлудің және арендерді поли- және моноциклділерге бөлудің негізгі әдісі сұйық адсорбциялық хроматография болып табылады. Әдетте, бұл жағдайда белгілі бір элемент сіңіргіш ретінде қызмет етеді - қос сорбент.

Кең және тар диапазондағы көмірсутекті мұнай көпкомпонентті қоспаларының құрамы әдетте комбинацияны пайдалана отырып шешіледі.спектрлік және масс-спектрометриялық зерттеу әдістерімен хроматографиялық (сұйық немесе газ фазасында), адсорбциялық және басқа бөлу әдістері.

Әлемде мұнайды игеру сияқты процесті одан әрі тереңдету тенденциялары бар болғандықтан, оның егжей-тегжейлі талдауы (әсіресе жоғары қайнайтын фракциялар мен қалдық өнімдер – шайырлар мен мазуттар) маңызды болып табылады.

Ресейдегі негізгі мұнай кен орындары

Ресей Федерациясының аумағында бұл заттың айтарлықтай мөлшері бар. Мұнай (минералды) Ресейдің ұлттық байлығы болып табылады. Бұл негізгі экспорттық өнімдердің бірі. Мұнай өндіру және өңдеу Ресей бюджетіне қомақты салық түсімдерінің көзі болып табылады.

Мұнайдың өнеркәсіптік ауқымда дамуы 19 ғасырдың аяғында басталды. Қазіргі уақытта Ресейде ірі мұнай өндіру аймақтары жұмыс істейді. Олар елдің әртүрлі аймақтарында орналасқан.

Аты өріс	Ашу күні	Алуға болады акциялар	Мұнай өндіру аймақтары
Тамаша	2013	300 млн т	Астрахан облысы
Самотлор	1965	2,7 млрд тонна	Ханты-Манси автономиялық округі
Ромашкинское	1948	2,3 млрд тонна	Татарстан Республикасы
Приобское	1982g.	2,7 млрд тонна	Ханты-Манси автономиялық округі
арландық	1966	500 млн т	Башқұртстан Республикасы
Лянторское	1965	2 млрд тонна	Ханты-Манси автономиялық округі
Ванкорское	1988	490 млн т	Красноярск өлкесі
Федоровское	1971	1,5 млрд тонна	Ханты-Манси автономиялық округі
Орыс	1968	410 млн т	Ямало-Ненецк автономиялық округі
Мамонт	1965	1 млрд тонна	Ханты-Манси автономиялық округі
Туймазинское	1937	300 млн т	Башқұртстан Республикасы

АҚШ тақтатас майы

Соңғы жылдары көмірсутекті отын нарығында елеулі өзгерістер орын алды. Қысқа уақыт ішінде тақтатас газының ашылуы және оны өндіру технологиясының дамуы АҚШ-ты осы заттың негізгі өндірушілерінің біріне айналдырды. Бұл құбылысты мамандар «сланец төңкерісі» деп сипаттады. Дәл қазір әлем бірдей ұлы оқиғаның қарсаңында тұр. Әңгіме сланецтер кен орындарын жаппай игеру туралы болып отыр. Бұрын сарапшылар мұнай дәуірінің жақын арада аяқталатынын болжаса, енді ол шексіз созылуы мүмкін. Осылайша, баламалы энергия туралы әңгіме орынсыз болады.

Алайда, экономикалық ақпаратсланецті кен орындарын игеру аспектілері өте даулы. «Алайда» басылымының мәліметінше, АҚШ-та (Техас штатында) өндірілген тақтатас мұнайының барреліне шамамен 15 доллар тұрады. Сонымен бірге процестің құнын одан әрі екі есе азайту әбден мүмкін сияқты.

«Классикалық» мұнай өндіру бойынша әлемдік көшбасшы – Сауд Арабиясының тақтатас өнеркәсібінде болашағы зор: мұнда бір баррельдің құны небәрі 7 долларды құрайды. Бұл жағынан Ресей ұтылып жатыр. Ресейде тақтатас мұнайының 1 баррелі шамамен $20 тұрады.

Жоғарыда аталған басылымға сәйкес, тақтатас мұнайын әлемнің барлық аймақтарында өндіруге болады. Әр елде оның қомақты қоры бар. Дегенмен, берілген ақпараттың сенімділігі күмәнді, өйткені тақтатас мұнайын өндірудің нақты құны туралы әлі ақпарат жоқ.

Аналитик Г. Бирг қарама-қарсы деректерді береді. Оның айтуынша, тақтатас мұнайының баррелінің құны 70-90 долларды құрайды.

Мәскеу банкінің сарапшысы Д. Борисовтың айтуынша, Мексика шығанағы мен Гвинеядағы мұнай өндіру құны 80 долларға жетеді. Бұл шамамен ағымдағы нарықтық бағаға тең.

Г. Бирг сонымен қатар мұнай (сланец) кен орындары планетада біркелкі таралмағанын мәлімдейді. Жалпы көлемнің үштен екі бөлігінен астамы Америка Құрама Штаттарында шоғырланған. Ресей небәрі 7 пайызды құрайды.

Қарастырылған өнімді өндіру үшін үлкен көлемдегі тау жыныстарын өңдеу керек. Сланец мұнайын алу сияқты процесті жүргізу ашық әдіспен жүзеге асырылады. Бұл табиғатқа айтарлықтай зиян келтіруде.

Биргтің айтуынша, тақтатас мұнайын алу сияқты процестің күрделілігі осы заттың Жердегі көптігімен өтеледі.

Егер тақтатас мұнайын өндіру технологиялары жеткілікті деңгейге жетеді деп есептесек, мұнайдың әлемдік бағасы жай ғана құлдырауы мүмкін. Бірақ әзірге бұл салада түбегейлі өзгерістер байқалмады.

Қолданыстағы технологиялармен тақтатас мұнайын өндіру белгілі бір жағдайда – мұнай бағасы барреліне $150 және одан жоғары болғанда ғана тиімді болуы мүмкін.

Ресей, Birg пікірінше, тақтатас төңкерісі деп аталатын нәрсе зиян тигізбейді. Өйткені, екі сценарий де бұл ел үшін тиімді. Мұның сыры қарапайым: мұнайдың жоғары бағасы үлкен пайда әкеледі, ал тақтатас өндірісіндегі серпіліс тиісті кен орындарын игеру арқылы экспортты арттырады.

D. Борисов бұл тұрғыда онша оптимистік емес. Сланецті мұнай өндіруді дамыту, оның пікірінше, мұнай нарығындағы бағаның құлдырауын және Ресейдің экспорттық кірісінің күрт төмендеуін уәде етеді. Рас, қысқа мерзімді перспективада бұл қорықпау керек, өйткені тақтатастарды игеру әлі де проблемалы.

Қорытынды

Пайдалы қазбалар – мұнай, газ және соған ұқсас заттар – олар өндірілетін әрбір мемлекеттің меншігі. Мұны жоғарыда келтірілген мақаланы оқу арқылы растауға болады.