Сырьевая нефть. Нефть - полезное ископаемое. Залежи нефти. Добыча нефти
Горное масло из . Думаете о продукте питания, или косметическом средстве? Житель Поднебесной подумал бы о другом.
Горным маслом в КНР называют нефть . Ши йоу, — примерно так звучит ее название в оригинале. В 21-ом веке нефть добывают повсюду.
Но, Китай – первая страна, где пробурили скважину. Произошло это еще в 347-ом году. Для бурения применили стволы бамбука.
Запасы нефти использовали в качестве топлива для выпаривания морской воды. Из нее китайцы получали .
Нефтью, так же, снабжали армию Поднебесной. наливали топливо в керамические горшки, поджигали и бросали во врагов.
Как видно, еще в начале нашей эры народ Китая знал и ценил свойства нефти. Но, китайцы затруднялись ответить, чем она является. К 21-му веку ученые детально разобрались в этом вопросе.
Что такое нефть
Нефть – черное золото . Известная всем фраза подчеркивает важность жидкости, ее весомую роль в истории.
Однако, более нефть с ничего не объединяет. Природа драгоценного металла неорганическая.
Же – полезное ископаемое предположительно органического происхождения.
От 80-ти до 90 процентов его состава приходятся на углеводороды. Еще около 9-18-ти процентов занимает простой водород.
На кислород, , и прочие неорганические составляющие приходиться не более 10%.
Однако, углеводороды, считающиеся следствием разложения органики, то есть остатков растений и , могут иметь и неорганическое происхождение.
С этим связаны теории, как нефть образуется . Их три. Подробности в отдельной главе. Пока же, продолжим рассмотрение топлива.
Оно жидкое и, действительно, маслянистое. В зависимости от состава, нефть и нефтепродукты бывают , бурыми, зеленоватыми, желтоватыми.
Встречается даже полностью прозрачное топливо. Такое имеется, к примеру, на Кавказе.
С экономической точки зрения нефть сегодня – это товар сырьевого , от цены которого зависит стоимость другой продукции.
Этому вопросу, так же, будет посвящена отдельная глава. С политической же точки зрения, жидкий энергоноситель – причина масштабных войн и локальных конфликтов.
Все хотят контролировать месторождения нефти, но не у всех они есть. Наличие залежей – еще не гарантия успеха и экономического благополучия.
Формула нефти может быть разная, а значит, будут разниться и свойства. От них зависит эффективность топлива, его качественные параметры, «запросы» на доработку.
Свойства нефти
Есть месторождения нефти текучей, словно вода, и смолистой. Дело в плотности энергоносителя.
Показатель тем выше, чем больше асфальтосмолистых веществ. Это высокомолекулярная органика на основе серы, водорода, кислорода и углерода.
Наличие асфальтосмол способствует образованию водонефтяных эмульсий, то есть смесей взаимнонерастворимых компонентов.
Промышленникам приходиться очищать углеводороды от воды, что увеличивает стоимость переработки. Вывод: смолистая нефть считается низкокачественной.
В смолистых углеводородах повышено содержание серы. Это еще один риск. Сера ускоряет коррозию аппаратуры, а она в нефтепроизводстве, как известно, не из дешевых.
Плотность нефти варьируется в пределах от 8-ми до 9,98 граммов на кубический сантиметр.
Нижняя планка – энергоносители, богатые светлыми фракциями. Именно из них получают бензиновые и дизельные дистилляты.
Получается, менее плотная, светлая нефть ценнее темной, маслянистой. Однако, пользу можно извлечь из обоих типов. Об этом поговорим в главе «Применение».
Светлые фракции нефти выкипают при температуре до 350-ти градусов Цельсия. Желательно 60-процентное присутствие легких компонентов.
Такова норма, к примеру, для производства дизельного топлива. Если содержание светлой фракции меньше, значит, много парафинов. Они негативно влияют на качество топлива.
На свойства нефти влияет и концентрация хлористых . Их наличие в составе – следствие загрязнения сырья при его добыче.
Приходиться проводить обессоливание. В противном случае, как и при избытке серы, увеличивается коррозия оборудования.
Она проявляется особенно «ярко», если ведется переработка нефти , насыщенной водой.
При высокой температуре она растворяет хлористые соли, а значит, образуется хлористый водород. Он-то и разъедает поверхности.
Вода часто входит в состав эмульсий нефти, — тех самых, что в избытке встречаются в смолистых сортах.
Но, встречается и энергоноситель, в котором влага содержится в чистом виде, отдельно.
Вода, кстати, является постоянной спутницей нефти. Если не входит в ее состав, то располагается рядом.
Образование нефти
Наличие рядом с нефтью воды – одно из свидетельств ее органического происхождения. Его, так же, называют биогенным.
Считается, что, энергоресурс формировался в водоемах. Необходимые условия – стоячая вода, ее высокая температура, обилие жизни, а значит, и смерти.
Отмирая, водоросли, рыбы, планктон, опускались на дно, где перегнивали. В стоячей воде мало кислорода, поэтому, процесс не завершался полностью.
При распаде органики выделялись газы. Меж биогенных материалов затесывались песок, вода.
Если водоем располагался среди песчаников и прочих пористых пород, илистые массы со дна просачивались сквозь них.
Встречая на пути непроницаемые , массы останавливались, растекаясь между контрастными по структуре слоями земной коры.
Теперь оставалось закрыть нефть непроницаемым слоем и сверху. Водоем со временем исчезал.
Подвижки литосферных плит, выветривание и прочих камней, содержащих , приводили к наносу и над нефтяными озерами.
Так сырье попадало в ловушку. Снизу и сверху – пласты , по бокам – вода.
Она ведь тоже просачивалась сквозь породы, почти не смешивалась с углеводородами, отходя в стороны от них.
Нефть залегает в ловушках антиклиналях. Они служат свидетельством тектонических процессов, которым местность когда-то подверглась.
Антиклинали – пласты пород, выгнутые вверх. Отложение земной коры формируются горизонтально.
Если появляются волны, значит, что-то давило снизу, а это – магма, прорывающаяся между литосферными плитами при их растрескивании, столкновении.
Получается, нефть стоит искать там, где некогда были моря, озера, и тектоническая активность.
Согласно биогенной теории происхождения энергоносителя, на его формирование требуются миллионы лет.
Некоторые ученые даже считают, что нефть – стадия преобразования антрацита, то есть, .
На его образование уходит примерно 400 000 000 лет. Что уж тогда говорить о жидких углеводорода.
В общем, если придерживаться органической теории, нефть – невосполнимый продукт, поскольку тратиться быстрее, чем образуется.
Вторая теория происхождения жидкого топлива – неорганическая, или минеральная.
Выдвинута в 1805-ом, а к 1877-му ее поддержал даже – приверженец биогенных взглядов на рождение нефти.
Суть гипотезы в формировании сырья на больших глубинах, где «царят» высокие температуры.
Если здесь есть вода и карбиды металлов, они вступят в реакцию. Так и образуется нефть .
К 2016 -му году проведена масса успешных экспериментов по неорганическому синтезу углеводородов.
Первые опыты состоялись в 1870-ых. Пример реакции: 2FeC + 3H 2 O = Fe 2 O 3 + H2COCOCH 4 .
Согласно минеральной теории, нефть может быстро восполняться, и человечество зря бьет в набаты по поводу ее дефицита.
Нужно лишь искать вновьобразовавшиеся месторождения. Со временем, тектонические подвижки, давление, проталкивают их ближе к поверхности.
Биогенная и минеральные теории образования нефти – соперники. Но, есть и третья гипотеза, стоящая особняком, мало кем поддерживаемая.
Выдвинута в конце 19-го века, может считаться подвидом неорганической. Говорится, что нефть сформировалась все из тех же минеральных веществ, но еще на начальном этапе жизни планеты.
На такую мысль натолкнуло наличие углеводородов в хвостах комет, . Сначала углеводороды находились в газовой оболочке Земли.
Но, она остывала, формировались горные породы. Они поглощали углеводороды, накапливали.
Если это правда, то нефть, как и в случае биогенного происхождения – ресурс невосполняемый.
Добыча нефти
Какая нефть в антиклиналях? Конечно, неочищенная. Углеводороды смешаны с газами, водой.
От их количества, температуры в слоях месторождения, зависит давление, образующееся в ловушке.
Оно может быть слабым. В этом случае, промышленникам приходиться устанавливать специальные насосы, чтобы выкачивать жидкость на поверхность.
Но, давление может и зашкаливать. Тогда, сырье самостоятельно устремляется к еще необорудованным скважинам, что создает проблемы.
Движение жидкости к скважине – первый этап добычи. Курс нефти от забоя до устья – вторая стадия.
Сбор сырья и его разделение на фракции – предфинальная стадия. Остается очистить нефть и транспортировать ее к переработчикам.
Применение нефти
При переработке нефти выделяется газ. Но, его не используют из-за несоответствия гостам.
Требуется затратить много сил и средств, чтобы ресурс можно было пускать по трубам.
Начни подавать газ из нефти в необработанном виде, это, в лучшем случае, закончиться копотью в помещениях с газовыми плитами.
Теперь, об используемых углеводородах нефти. Россия , как и другие страны, потребляет около 5-ти основных фракций.
Наиболее легкая – газолиновая. Она идет на производство бензинов, как авиационных, так и автомобильных.
Вторая фракция – лигроиновая, нужна для тракторного топлива. Керосиновые углеводороды закупают для пуска ракет и реактивных самолетов.
Дизельное топливо – это четвертая фракция, называемая газойлем. По сравнению с легкой фракцией, ее температура кипения вырастает минимум в 3,5 раза.
Пятая фракция нефти – мазут. Это самая тяжелая составляющая, состоящая из углеводородов с большим числом атомов.
Отделенный от них баррель нефти – ходовой товар. Но, польза есть и в мазуте. Из него получают соляровые и смазочные масла, вазелин и парафины.
Не стоит забывать, что нефть служит сырьем для производства многих синтетических тканей, резин, пластиков.
В общем, углеводородов в жизни человека гораздо больше, чем имеется в баке личного автомобиля.
Цена на нефть
Эталоном энергоносителя считается нефть «Брент» . Она добывается в Северном море, то есть, является российской.
Продукт – ни один вид топлива, а смесь нескольких. На 22-е июня 2016-го года стоимость нефти марки «Брент» составляет почти 51 рубль.
Для отечественной экономики это лучше установленных среднегодовых прогнозов в 40 рублей за баррель, то есть, примерно за 160 литров.
От цены на нефть, во многом, зависит иностранных валют и стоимость продукции, почти всей.
Даже то, что производится внутри страны, часто содержит импортные комплектующие, составляющие. Так что, «Брент» — главный России и ее главная надежда на светлое будущее.
Нефть - ископаемое вещество, представляющее собой маслянистую горючую жидкость. Залежи нефти находят на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. Максимальное количество залежей располагается на глубине 2-3 километра. Нефть остается главным топливным сырьем в мире. Ее доля в мировом энергобалансе - 46%.
Характеристики и виды нефти
По химическому составу нефть - смесь около 1000 веществ. Главный "ингредиент" - углеводороды с различной молекулярной массой. В составе нефти их около 80-85%. Различают три вида углеводородов: парафиновые (метановые), нафтеновые и ароматические. Последние - самые токсичные.
Около 4-5% в составе нефти занимают органические соединения - сернистые, азотистые и кислородные. Остальные компоненты: углеводородные газы, вода, минеральные соли, металлы, механические примеси (песок, глина, известняк).
Цвет нефти разнится: от светло-желтого до темно-коричневого. Встречается и черная нефть, и насыщенно-зеленая и даже бесцветная. Запах тоже может быть разным: от легкого и приятного до тяжелого. Все зависит от содержания в нефти серы, кислорода и азота.
Самый важный показатель качества нефти - ее плотность. Чем она легче, тем выше ценится. Выделяют: легкую нефть (800— 870 кг/м ³), среднюю (870-910 кг/м ³) и тяжелую (свыше 910 кг/м ³). Показатели зависят от состава нефти, от температуры, давления и количества содержания газов. Плотность нефти измеряют ареометром.
Другие параметры, по которым определяется качество нефти: вязкость, температура кристаллизации, горения и вспышки, электрическая проводимость и теплоемкость.
Месторождение нефти
Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Месторождения этого полезного ископаемого классифицируют по-разному: в зависимости от географического месторасположения, от разведанности и изученности, от форм и размеров залежей.
Самая богатая нефтью страна - Саудовская Аравия (36 млрд. тонн). Далее следуют Канада (28 млрд. тонн), Иран (19 млрд. тонн) и Ливия (15 млрд. тонн). Россия в этом списке на 8-ом месте (13 млрд. тонн).
Супергигантские месторождения нефти, запасы которых превышают отметку 5 млрд. тонн: Румайла в Ираке, Кантарел в Мексике, Тенгиз в Казахстане, Аль-Гавар в Саудовской Аравии, Самотлорское в России, Бурган в Кувейте и Дацин в Китае.
Постоянно ведутся работы по разработке новых месторождений. По оценочным данным BP Statistical review of world energy, весьма перспективны в этом отношении Венесуэла и Канада. Специалисты считают, что при нынешних темпах развития промышленности, нефти только в этих двух странах хватит всему миру на 110 лет.
Добыча и переработка нефти
Добыча нефти - весьма сложный процесс, состоящий из множества этапов.
Выделяют три способа нефтедобычи:
Первичный - нефть сама под естественным давлением верхних пластов фонтанирует. Чтобы нефть поднялась на поверхность, используют погружные насосы и станки-качалки. Таким образом добывают до 15% нефти во всем мире.
Вторичный способ. Когда естественного давления уже не хватает, в пласт для усиления давления закачивают пресную воду, углекислый газ или воздух. Коэффициент извлечения нефти в этом случае составляет 45%.
Третичный метод применяют, когда вторичный становится уже не актуальным. В этом случае либо закачивают водяной пар, либо разжижают нефть, нагревая ее до определенной температуры. Таким образом из месторождения можно выкачать еще процентов 15 нефти.
Переработка нефти - многоступенчатый цикл операций, который проводят с целью получения нефтепродуктов из сырья. Вначале нефть очищают от газов, воды, различных примесей, затем транспортируют на нефтеперерабатывающие заводы, где путем сложных операций получают промышленные продукты.
Применение нефти
Люди стали использовать нефть задолго до нашей эры. Так, например, при строительстве стен Вавилона использовали асфальт и битум. Царь Навуходоносор топил нефтью огромную печь. А древнегреческий историк Геродот описывал способ добычи нефти, которым пользовались древние греки. А в Древней Индии нефть вовсю применяли в строительстве.
В настоящее время перечень продуктов, получаемых из нефти, исчисляется тысячами. Достаточно упомянуть, что продукты из нефти используют практически во всех видах промышленности: энергетической, тяжелой и легкой, химической и пищевой. Нефтепродукты нашли применение в автомобилестроении, медицине, в ракетостроении, сельском хозяйстве и строительстве.
Владимир Хомутко
Время на чтение: 4 минуты
А А
Состав и свойства полезного ископаемого нефть
В настоящее время нефть, также, как и природный газ, является одним из самых важных для мировой экономики полезных ископаемых. Она служит сырьем для производства целого ряда необходимых продуктов, выпускаемых предприятиями нефтепереработки и нефтехимии. Поскольку большинство нефтей имеют темный цвет, а также за важность этого ресурса для всей планеты нефть называют «черным золотом».
Краткое описание
Это полезное ископаемое залегает в виде смеси жидких веществ и газа в толще земных пород на значительной глубине (чаще всего от одного до трех километров, но бывает и глубже).
По мере своего приближение к земной поверхности это вещество может превращаться в густую мальту, полутвердый асфальт и в прочие природные материалы (например, в битуминозный песок).
По своему химическому составу и способу происхождения нефть похожа на такие вещества, как природные горючие газы, озокериты и асфальты.
Специалисты называют все полезные ископаемые, обладающие способностью к горению, одним термином – петролиты.
Петролиты, в свою очередь, входят в более широкую группу, называемую каустобиолитами, которые представляют собой горючие биогенные минералы. К каустобилитам, кроме петролитов, относятся также сланцы, торф, бурый и каменный уголь и залежи антрацитового угля.
Значимость нефти
В настоящие время 48 процентов энергоресурсов, потребляемых в мировой экономике, приходится на нефть – полезное ископаемое углеводородной структуры.
Этот факт доказан специалистами и не вызывает никаких сомнений. Нефть является источником множества необходимых продуктов и химических веществ, которые используются в самых разных отраслях промышленности.
Из нефти делают моторные и котельные топлива, смазочные материалы, полимерные волокна, пластмассы, растворители, красители и много другое.
Однако, это полезное ископаемое (впрочем, как и природный газ) – так называемый невозобновляемый ресурс, и рост мирового нефтепотребления, вызывающий повышение цены наряду с истощением существующих месторождений заставляет мировое сообщество искать альтернативные источники энергии. Запасы этого сырья вырабатываются быстро, а на их создание у природы уходят миллионы лет.
Нефть выглядит как жидкое вещество, цвет которого варьируется от светлого (почти прозрачного) до темно-коричневого (почти черного). Бывает желтая и зеленая нефть.
Среднее значение молекулярной массы этого вещества находится в пределах от 220-ти до 300 грамм/моль, хотя у некоторых видов нефтей это показатель достигает значения от 450-ти до 470-ти грамм/моль.
Если говорить о таком важном физическом параметре, как плотность, то она у этого вещества находится в диапазоне от 0,65-ти до 1,05 грамм на кубический сантиметр. Большая часть этого углеводорода имеет плотность на уровне от 0,82-х до 0,95-ти грамм/см³.
По значению этого параметра нефти делятся на:
- легкие (плотность – меньше 0,83 грамм/см³;
- средние (от 0,831 до 0,86 грамм/см³;
- тяжелые (более 0,86-ти грамм на кубический сантиметр).
В этом полезном ископаемом содержится широкий спектр разных веществ (в основном – соединений углерода и водорода), вследствие чего нефть характеризуется не по значению собственной температуры кипения, а по начальному значению этого показателя у входящих в её состав углеводородов. Для легких марок нефти это значение обычно составляет чуть более 28-ми градусов Цельсия, а у тяжелых может быть больше 100 градусов.
Если говорить о , то она варьируется в достаточно широком диапазоне – от 1,98-ми до 265,9 мм²/с. Этот параметр зависит от фракционного состава и температуры этого вещества. Зависимость такова – чем больше в нефти легких углеводородов и чем выше температура, тем ниже значение её вязкости. Кроме того, большое влияние на этот показатель оказывает содержание в нефти смолисто-асфальтеновых компонентов. Чем их больше – тем вязкость выше.
Удельная теплоемкость этой углеводородной смеси находится в пределах от 1,7 до 2,1 кДж/(кг∙К). Удельная теплота сгорания – достаточно невелика – 43,7 – 46,2 МДж/килограмм. Диэлектрическая проницаемость находится в диапазоне от двух до двух с половиной.
Нефть – это легковоспламеняющаяся жидкость.
Она может вспыхивать при температурах от минус 35-ти до плюс 120-ти градусов Цельсия. Это показатель напрямую зависит от газонасыщенности сырья и от его фракционного состава.
Нефть в естественных условиях в воде не растворяется, но может образовывать с ней достаточно стойкие эмульсии.
Растворителями нефти являются определенные вещества, которые относятся к органическим растворителям.
Чтобы разделить водонефтяную эмульсию на воду и собственно нефть, используются специальные отстойники и другие технологические процессы. Кроме того, добытое сырье на промыслах подвергают обессоливанию и, в случае необходимости, обессериванию.
Нефть – это природный ресурс, который является углеводородной смесью с различными примесями, к которым относятся сера, азот, кислородные соединения и менее одного процента металлов. Углеводородные соединения занимают от 80-ти до 90 процентов общей массы этого продукта.
Сернистые соединения – в среднем от 0,1 до 6-ти процентов. Соединения на основе азото и на основе кислорода обычно занимают менее одного процента. Металлы – в основном никель и ванадий. Кроме того, в сырой нефти содержится вода и растворенные в ней газы.
Если рассматривать углеводородную структуру этого вещества, то в ней преобладают парафины (как правило, от 30 до 35 процентов, хотя бывает и 50) нафтены (от 25-ти до 75-ти процентов). Углеводороды ароматической группы занимают от 10-ти до 20-ти процентов, в редких случаях – до 35-ти.
Химический состав этого полезного ископаемого сильно влияет на качественные характеристики нефтяного сырья. К примеру, высокое содержание легких фракций значительно облегчает процесс переработки, а наличие тяжелых фракций, наоборот, затрудняет этот процесс.
Кроме того, чем больше в нефти серы, тем она хуже. Помимо того, что сера и её соединения крайне негативно воздействую на экологию окружающей среды, так они ещё и обладают повышенной коррозионной агрессивностью, что отрицательно влияет на срок службы металлических изделий (например, поршней автомобильного двигателя).
Также этот природный энергоноситель делится по критерию преимущественного класса содержащихся в нем углеводородных соединений.
Если один из таких классов представлен в составе продукта долей более 25-ти процентов, то говорят о смешанных нефтях, классификация которых такова:
- нафтено-метановая нефть;
- метано-нафтеновая;
- нафтено-ароматическая;
- ароматическо-нафтеновая;
- метано-ароматическая;
- ароматическо-метановая.
Такая классификация говорит о том, что содержание первого компонента составляет больше 25-ти процентов, а второго – более половины.
Для практического использования сырая нефть непригодна. Чтобы получить практически применимые продукты, нефть разделяется на фракции (прямая перегонка в ректификационных атмосферных или вакуумных установках), а затем доводят полученные продукты до необходимых товарных кондиций (вторичная нефтепереработка путем крекинга, риформинга и других каталитических процессов). Кроме того, получаемые с помощью переработки нефтепродукты служат сырьем для нефтяной химической промышленности.
Нефть - это важное полезное ископаемое. Она имеет осадочное происхождение и добывается по всему миру. На ней в буквальном смысле этого слова держится вся мировая экономика.
Добыча
Ведётся добыча нефти в тех местах, где геологи обнаруживают её месторождение. В таких местах строятся специальные нефтедобывающие сооружения. Они могут находиться не только на земле, но и на воде. Ведь очень часто залежи нефти обнаруживают, когда обследуют прибрежный шельф.
Это ископаемое топливо называют также «чёрным золотом» , потому что без неё не может существовать ни одна развитая страна. Россия - один из главных поставщиков нефти во всём мире. Богатые месторождения есть в Сибири, на Урале и на Дальнем Востоке, на Северном Кавказе, а также в некоторых других районах.
Но самые большие запасы обнаружены в арабских странах: Иране, Ираке, Саудовской Аравии. Экономика в них почти целиком построена на том, что они продают нефть в другие страны мира. Почему же «чёрное золото»?
Использование
Только что добытая (сырая) нефть обычно не используется. Зато её переработка позволяет получить многие виды топлива, например бензин, керосин. Из нефти получают мазут, из неё же делают пластик и другие материалы. Благодаря этому, не прекращается движение транспорта по всей планете. Большая часть привычных предметов тоже делается из материалов на основе нефти. Это буквально все атрибуты современной жизни, начиная от пакетов и пластиковых окон и заканчивая корпусами для новейших компьютеров.
Разные нефтепродукты делаются по разным технологиям. Цена у них тоже разная. Например, бензин очищается от примесей, и чем он чище, тем дороже он стоит. Однако есть и отрицательные свойства у такого ценнейшего сырья, как нефть. Её добыча и переработка наносят вред окружающей среде. А при сгорании топлива, пластика и других искусственных материалов в атмосферу попадают вещества, ядовитые для всего живого. Если же терпит крушение корабль-танкер с грузом нефти на борту, то это становится экологической катастрофой.
Запасы
Как и , добываемая нефть рано или поздно закончится. Через несколько десятилетий она начнёт заканчиваться, и придётся искать новые виды топлива, производить новые материалы. Сейчас уже разработаны и опробованы двигатели, которым не нужны ни бензин, ни керосин.
Но пока это всё только эксперименты. Поэтому мировая экономика по-прежнему целиком зависит от нефти. Многие вещи в мире стоят от того, сколько стоит её баррель (основная единица измерения, равняется 159 литрам). Задача людей состоит в том, чтобы перестать целиком зависеть от нефти. Многие аналитики считают, что тогда в мире станет гораздо меньше войн, а экономика станет гораздо стабильнее.
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
МКОУ Нижне-Иленская СОШ
Учебно-исследовательский проект
"Нефть – основа цивилизации"
Втехина Н., Бахтина К.
Боровикова А., Докучаева И.
Руководитель:
д. Н-Иленка
Актуальность темы
Данный проект является очень значимым не только для нас, одиннадцатиклассников, но и для каждого жителя Земли. Всегда существовала проблема защиты окружающей среды, выбор экологически “безвредных”, экономически выгодных источников энергии. И надо, чтобы каждый человек задумался над этим, так как эта проблема волнует многих (слайд№2).
Темой нашего исследования стала нефть. Почему мы взяли для исследования именно эту тему? Почему нефть называют «черным золотом» и « основой цивилизации?»
Во – первых, этот геологический ресурс является самым важным на нашей планете. Это главная «стратегическая жидкость» наших дней. Нефть дает огромное количество сырья для производства топлива, различных пластмасс, лаков, красок, т. е. того, без чего невозможно представить жизнь современного человека.
Во – вторых, нефть добывают в 80 странах мира. Для большинства нефтяная промышленность стала главной, а иногда и единственной отраслью специализации. Нефть – это деньги, процветание страны, это жизнь. Мировая экономика полностью зависит от нефти.
И, наконец, на примере добычи, использования этого бесценного ресурса можно проследить варварское отношение не только к ней, но и всей остальной природе. Человек пытается выкачать из земли всё, что она может дать, не задумываясь о том, что природные запасы земли не бесконечны. Нефтяные запасы не смогут пополниться, ведь на это уйдут тысячи лет. В конце концов, человечество может статься без нефти. Для того, чтобы это не произошло, нужно знать о том, как нефть зарождалась, в каких условиях это происходило, как правильно её добывать, использовать и перерабатывать.
Кроме того, добыча и потребление нефти – важнейший показатель промышленного развития государств; организация её переработки отражает уровень химической науки и технологии.
Обеспечение учебного проекта :
2.Создать презентацию своей деятельности в виде стенда «Нефть» для более продуктивного изучения темы (слайд№3).
Характеристика проекта.
6.Составление плана и содержания исследовательского проекта на основе добытой информации.
А) Выступление с результатами исследовательской работы о влиянии нефтяного загрязнения на жизнедеятельность живых организмов (используя СМИ).
Б) Видеоролики“Техногенные катастрофы” (пожары и взрывы на нефтяных и газовых месторождениях, в шахтах и домах; из СМИ).
7. Оформление результатов исследований с помощью презентации и стенда «Нефть».
В процессе изучения темы, которая нас заинтересовала, у нас возникли вопросы, которые мы систематизировали и решили по ним провести исследовательскую работу.
Что такое нефть?
Сколько нефти на планете?
Почему нефть называют «черным золотом»?
Как рационально использовать нефть?
Что эффективнее: использовать нефть как источник энергии или как ресурс для нефтехимической промышленности?
1.Из истории нефти и нефтепродуктов………………………………………….6
2. Загадка происхождения нефти………………………………………………. 8
3. Нефтеобразование……………………………………………………………..8
3. 1. Распространение нефтяных месторождений…………………………..9
4. Месторождения в России…………………………………………………….10
5. Динамика запасов…………………………………………………………….10
6. Нефтедобыча………………………………………………………………….11
6.1. Нефтяной промысел…………………………………………………….12
6.2. Этапы развития нефтедобычи………………………………………….13
7. Нефтехимия…………………………………………………………………...13
7. 1. Нефтехимические процессы…………………………………………...14
8. Влияние нефти на окружающую среду……………………………………..15
8.1. Опасный промысел……………………………………………………..19
8.2. Вредное производство………………………………………………….20
8.3. Только факты…………………………………………………………...21
9.Насколько хватит нефти?................................................................................21
10.Положительное влияние нефтедобычи на окружающую среду………...24
11.Выводы………………………………………………………………………27
12.Список основных используемых источников информации………………………………………………………………………28
1. Из истории нефти и нефтепродуктов.
Нефть известна человечеству с древнейших времён, что иллюстрируется следующими данными:
Привычно называя нефть «чёрным золотом», мы не всегда задумываемся над тем, насколько верно это определение. А между тем нефть и в самом деле важнейшее полезное ископаемое . Это настоящая кладовая природы, главная «стратегическая жидкость» наших дней, на протяжении всего ХХ в. нередко ссорившая и мирившая целые государства. Знакомство человека с ней состоялось несколько тысячелетий назад.
Упоминания о сочащейся коричневой либо тёмно-бурой маслянистой жидкости со специфическим запахом встречаются в трудах древних историков и географов – Геродота, Плутарха, Страбона, Плиния Старшего.
Уже в те давние времена люди научились использовать «каменное масло» (лат. petroleum ) , как называл нефть Агрикола. Наиболее широкое применение в древности нашли тяжёлые нефти – твёрдые либо вязкие вещества, которые сейчас называют асфальтами либо битумами.
Асфальт издавна использовался при мощении дорог, для промазывания стенок водных резервуаров и днищ кораблей. Вавилоняне смешивали его с песком и волокнистыми материалами и применяли при сооружении зданий.
Жидкая нефть в Египте и Вавилоне употреблялась в виде дезинфицирующей мази, а также как бальзамирующее вещество. Народы Ближнего Востока использовали её в светильниках вместо масла. А византийцы обстреливали вражеские корабли горшками, наполненные смесью нефти и серы, как зажигательными снарядами. Этот грозное оружие вошло в историю под названием «греческий огонь».
Однако лишь в ХХ столетии нефть стала основным сырьём для производства топлива и множества органических соединений.
«Нефть не топливо. Топить можно и ассигнациями» - эти слова стали хрестоматийными, но справедливы она лишь отчасти. В начале ХХ в. ещё при жизни, начался перевод военно-морского флота крупнейших держав с угольного топлива на нефтяное. К 1914 г. к началу первой мировой войны, он практически завершился в большинстве стран, в том числе и в России. Это увеличило мощность силовых установок на одну треть без строительства новых кораблей.
В наши дни в промышленно-развитых странах вся добываемая и получаемая нефть идёт на переработку. Но при этом 90% всей массе нефтепродуктов – топлива и масла, и лишь 10% - сырьё для нефтехимии.
Таким образом, нефть не только топливо, но и основа многих совершенно необходимых человеку топлив. И потребность в них продолжает расти.
В 1896 г. в мире было несколько автомобилей. Через 15 лет их количество исчислялось миллионами. В годы второй мировой войны в эксплуатации находилось 40 миллионов автомобилей и тягачей, свыше 200 тысяч самолётов, почти 150 тысяч танков. Для работы всей этой техники требовались сотни миллионов тонн моторных и смазочных материалов.
Коротко о важнейших нефтепродуктах.
Бензин. Правильнее – бензины. Сложная смесь легких углеводородов нефти, применяемая главным образом как топливо для карбюраторных двигателей. Температура кипения не выше 205 градусов, но 10% массы должно перегоняться пори температуре 68 – 79 градусов. Это так называемая пусковая фракция, от ее характеристик зависит легкость запуска двигателя. Бензины получают как при прямой перегонке нефти, так и в процессах ее вторичной переработки. Часть производимого бензина используется в химической промышленности как растворитель.
Керосин – это смесь углеводородов, выкипающих при температуре 180 – 320 градусов, но некоторые керосины, например из суруханской и грозненской нефти, начинают кипеть при более низкой температуре. Сто лет назад керосин назывался иначе – фотогеном, что в переводе с греческого означает «рождающий свет». В то время керосин был лишь топливом светильных ламп. Однако позже он стал и моторным топливом: сначала для тракторов, а затем и для реактивных самолетов. Используют керосин и как горючее в жидком ракетном топливе.
Дизельное топливо. На этом топливе работает дизель – двигатель внутреннего сгорания. Это средние и от части тяжелые фракции нефти.
Минеральные масла: моторные, индустриальные, приборные, трансмиссионные, турбинные, компрессорные и др. Это все смазочные масла, а есть ещё и несмазочные: трансформаторные, кабельные, поглотительные.
Среди нефтепродуктов есть и медицинские препараты, например вазелиновое масло и просто вазелин. Всё это достаточно тяжелые фракции нефти, подвергнутые специальной очистке.
Парафин, церезины – твердые углеводороды и их смеси с маслами. В состав парафина входят насыщенные углеводороды от С19Н40 до С35Н72 с температурами плавления 50 – 70 градусов. Смесь высших твердых насыщенных углеводородов мелкокристаллического строения состава С37Н76 – С53Н108 называется церезином. Больше всего парафина употребляет спичечная промышленность – им пропитывают древесину, чтобы она горела ровнее. В химической промышленности парафин используют для производства карбоновых кислот спиртов, моющих средств , поверхностно – активных веществ.
Кроме того, в процессах нефтепереработки получают битумы и нефтяной кокс (из самых тяжелых фракций), сажу, важнейшие растворители – бензол и толуол .
Нефтяные технические битумы имеют широкое применение в народном хозяйстве: дорожные, строительные битумы и др.
2. Загадка происхождения нефти.
Нефть (греч. ναφθα, или через тур. neft , от персидск. нефт ; восходит к аккад. напатум - вспыхивать, воспламеняться) - природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.
3.Нефтеобразование
Проблема происхождения нефти – одна из самых загадочных страниц науки о Земле.
В познании природы нефти и условий её образования можно выделить несколько периодов.
Первый из них – (донаучный) продолжался до средних веков. Так в 1546 г. Агрикола писал, что нефть и каменные угли имеют неорганическое происхождение, последние образуются путём сгущения и затвердения нефти.
Второй период – (научных догадок) – связан с датой опубликования труда «О слоях земных» (1763 г.), где была высказана теория о дистилляционном происхождении нефти, из того же органического вещества, которое даёт начало каменным углям. Эти идеи Ломоносова далеко опередили научную мысль того времени, искавшую источники нефти среди неживой природы.
Третий период в эволюции знаний о происхождении нефти связан с возникновением и развитием нефтяной промышленности. В этот период были предложены разнообразные гипотезы неорганического (минерального) происхождения нефти. В 1866 г. французский химик М. Бертло высказал предположение, что нефть образуется в недрах земли при воздействии углекислоты на щелочные металлы. В 1871 г. французский химик Г. Биассон выступил с идеей о происхождении нефти путём взаимодействия воды, СО2 , Н2 S с раскалённым железом. В 1877 г. предложил минеральную (карбидную) гипотезу, согласно которой возникновение нефти связано с проникновением воды в глубь земли по разломам, где под воздействием её на «углеродистые металлы» карбиды – образуются водороды и окись железа.
Преобразование органических осадков представляет собой сложный химических процесс. Запасы нефти конечны, как конечны запасы органического вещества в породах.
3.1. Распространение нефтяных месторождений.
Нефтяные месторождения образуются там, где при отложении осадков существуют благоприятные условия для накопления в них исходного органического материала.
Карта добычи нефти в мире
4. Месторождения в России.
По запасам нефти Россия занимает 2 место в мире.
Основная база страны – Западная Сибирь (70% добычи нефти). Крупнейшие месторождения – Самотлор, Сургут, Мегион. Вторая по величине база – Волго-Уральская. Разрабатывается уже 50 лет, поэтому запасы сильно истощены. Из крупнейших месторождений следует, отметить– Ромашкинское, Туймазинское, Ишимбаевское.
В перспективе возможна разработка новых месторождений на шельфе Каспийского, а так же Баренцево, Карского и Охотского морей.
Часть нефти перерабатывается, однако большинство нефтеперерабатывающих заводов находится на европейской территории России.
5. Динамика запасов.
Начиная с 1992 г. из – за сокращения объемов геолого – разведочных работ прирост запасов не компенсировал добычи нефти. Среднегодовой прирост запасов в 1992 г. – 2000 г. составил 245 против 1105 млн. т в 1985 – 91. (снижение в 4,5 раза. В результате разведанные запасы нефти к 2001 г. уменьшилось в целом по стране на 13%. Основной их прирост ожидается прежде всего в Западной Сибири, а также в менее изучаемых районах, таких как Восточная Сибирь, Дальний Восток, континентальный шельф Баренцева моря. В этих регионах есть геологические перспективы.
В настоящее время в отрасли происходят положительные изменения, связанные с развитием облагораживающих процессов и увеличением глубины переработки нефти, которая возросла с 65% в 1990г. до 70% в 2000 году.
6. Нефтедобыча.
Нефтедобыча – отрасль нефтяной промышленности, осуществляющая извлечение нефти и сопровождающего её газа из недр с помощью буровых скважин или шахт и других горных выработок. Задачами нефтедобычи являются: рациональная разработка нефтяных залежей наиболее совершенными способами, обеспечивающими максимальное извлечение подземных запасов нефти в заданные сроки, с минимальными затратами энергии и труда; организация сбора и предварительной обработки (очистки) добытой продукции с наименьшими потерями нефти и газа. Почти вся добываемая в мире нефть извлекается из нефтяных скважин, проходимых бурением земной поверхности или со дна морских водоёмов. Лишь незначительная часть нефти добывается через мелкие скважины. Применительно к неглубоким истощенным залежам, эксплуатация которых с помощью скважин малоэффективна, начинает в единичных случаях использоваться способ открытой разработки нефтяных месторождений (слайд№4,5).
6.1. Нефтяной промысел.
Нефтяным промыслом называется предприятие, осуществляющее добычу нефти и газа, их сбор и учёт, предварительную обработку нефти для удаления из неё воды, а иногда и летучих составляющих, хранение нефти и газа и последующую транспортировку по промысловым нефтепроводам и газопроводам, а также ремонт скважин и оборудования. В зависимости от размеров нефтяного месторождения в нём организуются один или несколько промыслов. Территориально промысел может занимать участок нефтеносной площади весьма различной величины – нередко менее 100 га и до 40 – 50 км2. Число нефтяных скважин на промысле иногда достигает 500 и более.
6.2. Этапы развития нефтедобычи.
Добыча нефти существует с древнейших времён (слайд№6). Нефть, собиравшаяся на выходе нефтяных пластов на поверхность земли, использовалась для смазки колес, для светильников и факелов, а также для лечебных целей. Нефть упоминается в вавилонских рукописях и санскритских письменах (начало нашей эры). проходил со своими войсками по южному побережью Каспийского моря, в его палатку были внесены светильники, наполненные маслянистой жидкостью; это была нефть, добывавшаяся на Апшеронском полуострове.
Колодезная добыча нефти существовала ещё в глубокой древности в Месопотамии, Китае и других областях Востока. Черпалась нефть с помощью кожаных вёдер и сливалась в ямы. Из ям нефть разливалась по бурдюкам и развозилась на продажу.
До конца XIX века основными способами добычи нефти были фонтанный и поршневой. Первый мощный нефтяной фонтан ударил в России в 1873 г. в Балканах из скважины глубиной всего 15 метров. Вначале нефть из фонтанов била струёй прямо в атмосферу и разлеталась на всей ближней территории, при такой добыче много нефти терялось.
7. Нефтехимия.
Нефтехимия, нефтехимический синтез – отрасль химической промышленности, производящая химические продукты из нефти, попутных и природных газов и отдельных компонентов. На долю нефтехимии приходится свыше четверти всей химической продукции мира. Ориентация экономики развитых стран на нефтяное сырьё позволила нефтехимии совершить в середине ХХ века качественный скачок и стать одной из важных отраслей тяжёлой промышленности (слайд№7).
Обычно, рассказывая об истории возникновения нефтехимии, за точку отсчёта берут 1918 г., когда в США было основано первое в мире производство изопропилового спирта из крекинг газов. Спирты и сейчас достаточно широко применяют в промышленности (главным образом, для производства ацетона). Но, наверное, главными продуктами нефтехимии стали материалы, первоначально не имевшие к ней ни какого отношения.
Это были каучуки и эластомеры. Первые наши каучуки делались исключительно из спирта, который получали из пищевого сырья. Сейчас все каучуки синтезируются из нефтехимического сырья. Получаемая из каучука резина идёт в основном на шины для автомобилей, самолётов, тракторов.
Из нефтяного сырья производят и многие другие вещества, технология изготовление которых первоначально основывалась на химической переработке пищевых продуктов. Достаточно вспомнить о жирных кислотах и моющих средствах. Нефтехимия экономит не только пищевые продукты, но и значительные средства.
Один из важных мономеров для каучуков – дивинил – при производстве из бутана обходится примерно вдвое дешевле, чем при его получении его из пищевого спирта.
Пять первых представителей насыщенных углеводородов метанового ряда – метан СН4 , этан С2 Н6 ,пропан С3 Н8 бутан C4Н10, пентан С5Н12 – стали важнейшим нефтехимическим сырьём, хотя каждого из них, в том числе и метана, преобладающего в составе природного газа, в нефти немного. В реакции присоединения насыщенные углеводороды не вступают, поэтому для нефтехимии чрезвычайно важны реакции замещения: хлорирование, фторирование, сульфохлорирование, нитрование, а также неполное окисление. Все эти способы химического воздействия на предельные углеводороды позволяют получить более реакционноспособные соединения.
Пиролизом насыщенных углеводородов можно получить этилен, ацетилен и др. ненасыщенные углеводороды, на основе которых синтезируются многие органические соединения. Особо ценен этилен. Он нужен для получения синтетического спирта, винилхлора, стирола, полиэтилена и т. д. В конце50 – гг. на базе нефтехимического сырья в нашей стране изготавливалось лишь 15% пластмасс и синтетических смол, сейчас – больше 75%.
Нефтехимия производит также ароматические соединения, органические кислоты, гликоли, сырьё для производства химических волокон, удобрения. В последние десятилетия на базе нефтехимии родилась группа биотехнологических производств.
7.1. Нефтехимические процессы.
Перегонка (из истории).
Перегонкой нефти занимались уже в Средние века в Закавказье, на Западной Украине, в Малой Азии. Первую в мире заводскую нефтеперегонную установку сооружили в начале ХVII века. Однако широко использоваться такой способ перегонки нефти стал лишь в ХIХ в., когда появилась необходимость в горючем для бытовых керосиновых ламп. Первое время в них просто заливали нефть.
В 1823 г. на Северном Кавказе, в районе города Моздока была сооружена промышленная установка для перегонки нефти. В Англии подобный процесс начали осваивать лишь с 1848 г.
В конце ХХ в. Для перегонки нефти используются специальные устройства – ректификационные колонны. Внутри каждой из них находится набор тарелок – перегородок с отверстиями, через которые, постепенно охлаждаясь, поднимаются пары нефти. При этом высококипящие фракции, сжижаясь при охлаждении, остаются на нижних тарелках, а летучие пары поднимаются вверх.
Низкокипящие фракции долго считались бесполезными, а из высококипящих получали парафин, который шел на производство свечей и ваксы (густой черной краски). Самым ценным продуктом перегонки до конца ХХ в. был керосин.
Одну из высококипящих фракций нефти – мазут стали использовать как топливо в парафиновых котлах в середине ХIХ в., когда изобрели механизм для впрыскивания жидкого топлива в горящую печь. Также из высококипящих фракций научились делать смазочные масла.
Вещества, оставшиеся после перегонки – битумы, или асфальты, с которых начиналась история использования нефти. Они по – прежнему широко применяются при строительстве дорог, в производстве кровельных материалов и полиграфических красок.
8. Влияние нефти на окружающую среду.
Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа, человек, сам того не подозревая, выпустил джина из бутылки. Поначалу казалось, что нефть приносит людям только выгоду, но постепенно выяснилось, что использование ее имеет и обратную сторону. Чего же больше приносит нефть, пользы или вреда? Каковы последствия ее применения? Не окажутся ли они роковыми для человечества? (слайд№8)
Атмосфера
Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т. д. От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд. т., а израсходовано более 300 млрд. т. кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера потеряла около 0,02% кислорода, а приобрела до 12% углекислого газа. В настоящее время ежегодно человечество сжигает 7 млрд. т топлива, на что потребляется более 10 млрд. т. кислорода, а прибавка диоксида углерода в атмосфере доходит до 14 млрд. т. В ближайшие же годы эти цифры буду расти в связи с общим увеличением добычи горючих полезных ископаемых и их сжиганием. По мнению, к 2020г. В атмосфере исчезнет около 12 000 млрд. т. кислорода (0,77%). Таким образом, через 100 лет состав атмосферы существенно изменится и, надо полагать не в лучшую сторону (слайд№9).
Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют коротковолновому солнечному излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает так называемый «парниковый эффект», и среднепланетная температура повышается. Предполагают, что потепление с 1880 г. по 1940 г. в значительной степени следует отнести за этот счет. Казалось бы, в дальнейшем потепление должно прогрессивно нарастать. Однако другое воздействие человека на атмосферу нейтрализует «парниковый эффект».
Человечество выделяет огромное количество пыли и других микрочастиц, экранирующих солнечные лучи и сводящих на нет нагревательное действие углекислого газа. По сведениям американского специалиста К. Фрейзера, над Вашингтоном помутнение атмосферы с 1905 г. по 1964 г. составило 57%, а над одним из швейцарских городов – 88%. Над Тихим океаном прозрачность атмосферы снизилось на 30% всего за десять лет 0 с 1957 г. по 1967 г.
Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность – оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли.
Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолетам, машинам, заводам и фабрикам. Чтобы пересечь Атлантический океан, современный реактивный лайнер поглощает 35 т. кислорода и оставляет инверсионные следы, увеличивающие облачность. Значительно загрязняют атмосферу автомашины, которых уже сейчас насчитывается более 500 млн. По подсчетам специалистов машины «размножаются» в 7 раз быстрее людей. В США каждый год от заболеваний, вызванных загрязнением воздуха, умирает 15 тыс. человек. Американцев это не на шутку тревожит. Появляются проекты автомобилей, работающих на другом виде топлива. Электромобили уже не новость, во многих странах мира есть опытные образцы, но пока их широкое внедрение в жизнь сдерживается из – за малой мощности аккумуляторов.
В последнее время появилась новая идея – автомобиль с инерционным двигателем. К сооружению его приступили американские компании «Лир моторе» и «Ю. Флайвис». Он будет снабжен двумя тяжелыми маховиками, работающими в вакууме . Для их раскручивания перед выездом предусмотрен электромотор, питающийся от бытовой сети. Запасенная кинетическая энергия маховиков через коробку передач поступать на ведущие колеса. Одной зарядки хватит на 80 км пробега со скоростью 96 км/ч. Максимальная скорость такого автомобиля достигает 160 км/ч. Автомобиль, которому не нужен ни бензин, ни другое горючее и который не производит выхлопных газов скоро будет внедряться в жизнь.
Не малый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло - и электростанции. Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрита, который, соединяясь с водой, тотчас же дает сернистую кислоту. Для примера, тепловая электростанция компании «Электрисите де Франс» ежедневно выбрасывает в атмосферу из своих труб 33 т серного ангидрита, который может превратиться в 50 т серной кислоты. Кислотный дождь охватывает территорию около этой станции в радиусе до 5 км. Такие дожди обладают большой химической активностью, они разъедают цемент, известняк, мрамор.
Гидросфера.
Безрассудно загрязняет человек и водные бассейны планеты. Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега (слайд№10).
Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км 2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации её в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется на поверхности нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 л нефти.
Источников поступления нефти в моря и океаны довольно много. Это аварии танкеров и буровых платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками.
В настоящее время 7 – 8 т нефти из каждых 10 т, добываемых в море, доставляются к местам потребления морским транспортом. На некоторых участках Мирового океана происходит буквально столпотворение. Например, через пролив Ла – Манш, ширина которого 29 км, ежесуточно проходит более 1000 судов. Количество танкерных катастроф в этом месте велико.
Встает угрожающий вопрос: что делать с этими «черными океанами»? Как спасти их обитателей от гибели?
Строят различные планы. Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на полосы длинной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя – кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием. Такие полоски бумаги, помещенные в большие нейлоновые «авоськи », предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров.
Русские ученые установили, что некоторые жители морей не страдают от нефтяного загрязнения. В Каспии, например, живет моллюск – кардиум. Это крошечное существо, получившее своё название за сердцевидную форму раковинки, играет важную роль в очистке воды, добывая таким образом и пищу, и кислород для дыхания. Природа «планировала» необходимость очистки морей и океанов, ведь известно и естественное поступление нефти в эти водоёмы. Проникновение ее из – под земли зафиксировано, например, у берегов Калифорнии, Австралии, Канады, Мексики, Венесуэлы в Персидском заливе. На одном из участков дна Калифорнийского залива, в проливе Санта – Барбара, зафиксирована естественная утечка нефти из недр дебитом от 350 до 500 м в сутки. Предполагается, что этот процесс протекает здесь уже десятки тысяч лет, а впервые был зарегистрирован в 1793 г. английским мореплавателем Д. Ванкуром. По оценкам ученых США, годовое поступление нефти в Мировой океан при естественном просачивании составляет от 200 тыс. т до 2 млн. т. Первый предел наиболее вероятен, он составляет всего около 6% от общего объема нефти, поступающий в моря и океаны планеты их антропогенных источников. Достаточно того, что при упоминающейся аварии танкера «Тори Каньон» в океан вылилось столько же нефти, сколько просачивается в воду из калифорнийских месторождений за 28 лет. Такие количества не под силу живым санитарам моря, человек же пока существенной помощи им оказать не в состоянии.
Кроме нефти, в моря и океаны выносится много других продуктов жизнедеятельности человека, загрязняющих эти водоёмы. По данным Ж.-И. Кусто, верхнем слое океанов до глубины 300 м содержится свинец, ртуть, кадмий, которые убивают рыбу и даже людей. По сведению ученых Калифорнийского университета, только в северной акватории Тихого океана на начало 80-х гг. плавало около 5 млн. старой резиновой обуви, 35млн. пустых пластмассовых бутылок и около 70 млн. стеклянных. Ж.-И. Кусто пишет: «Море стало сточной ямой, куда стекаются все загрязняющие вещества, выносимые отравленными реками; все загрязняющие вещества, которые ветер и дождь собирают в нашей отравленной атмосфере; все те загрязняющие вещества, которые сбрасывают танкеры. Поэтому не следует удивляться, если мало – помалу из этой сточной ямы уходит жизнь».
Варварское отношение к природе при освоении нефтяных месторождений проявляется и в нашей стране. По различным причинам при добыче и транспорте «черного золота» часть сырья выливается на земную поверхность и в водоемы . Только за 1988 г. при прорыве нефтепроводов на Самотлорском месторождении в одноименное озеро попало около 110 тыс. т нефти. Известны случаи слива мазута и сырой нефти в реку Обь и другие водные артерии страны.
В тоже время реки – эти естественные резервуары проточной пресной воды – часто используются как транспорт для промышленных отходов. Ежегодно реки выбрасывают в моря и океаны 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца, 6,5 млн. т фосфора. Количество железа, которое выносится реками в моря, равно половине мировой продукции стали (слайд№11).
8.1. Опасный промысел (слайд№12)
Нефтяной промысел всегда был и остается делом рискованным, а добыча на континентальном шельфе – опасна вдвойне. Иногда добывающие платформы тонут: какой бы ни была тяжелой и устойчивой конструкция, на нее всегда найдется свой «девятый вал». Другая причина – взрыв газа, и как следствие – пожар. И хотя крупные аварии редки, в среднем раз в десятилетие (сказываются более жесткие по сравнению с сухопутной добычей меры безопасности и дисциплина), но от этого они ещё более трагичны. С пылающего или тонущего стального острова людям попросту некуда деться – вокруг море, а помощь не всегда приходит вовремя. Особенно на Севере. Одна из крупнейших аварий произошла 15 февраля 1982 году в 315 км от берегов Ньюфаундленда. Построенная в Японии «Оушен Рейнджнр» была самой большой полупогруженной платформой того времени, благодаря своим большим размерам она слыла непотопляемой, а потому её использовали для работы в самых тяжелых условиях В канадских водах «Оушен Рейнджнр» стояла уже два года, и люди не ожидали сюрпризов. Вдруг начался сильный шторм, огромные волны заливали палубу, срывали оборудование. Вода проникла в балластные цистерны, накренив платформу. Усилия команды по спасению платформы были тщетны – она тонула. Некоторые люди прыгали за борт, не думая о том, что продержаться в ледяной воде без спецкостюмов им удастся лишь несколько минут. Спасательные вертолеты не смогли вылететь из-за шторма, а команда пришедшего на помощь судна безуспешно пыталась снять нефтяников с единственной шлюпки. Не помогли ни верёвка, ни плот, ни длинные шесты крюками – так высоки были волны. Все 84 человека погибли.
Авария в Мексиканском заливе – человек или природа?
Авария в Мексиканском заливе, где после взрыва и затопления буровой платформы на воде образовалось огромное нефтяное пятно, стала первой подобной катастрофой в истории человечества. Для ее ликвидации, как отмечают эксперты, возможно, придется применить экстраординарные средства, а последствия ЧП могут заставить пересмотреть планы развития нефтедобычи на морском шельфе.
Управляемая компанией BP нефтяная платформа в Мексиканском заливе затонула 22 апреля после 36-часового пожара, последовавшего вслед за мощным взрывом. Нефть на этой платформе добывалась с рекордной глубины в 1,5 тысячи метров. Сейчас нефтяное пятно достигло побережья штата Луизиана и приближается к берегам двух других штатов США – Флориды и Алабамы. Специалисты опасаются, что пострадают животные и птицы национального заповедника в Луизиане и окрестных национальных парках. Под угрозой биологические ресурсы залива (слайд№13).
Береговая охрана и Служба управления минеральными ресурсами США ведут расследование причин взрыва буровой платформы.
Кто виноват?
О причинах аварии и методах ее решения российские эксперты говорили на пресс-конференции в РИА Новости «Экологическая ситуация в Мексиканском заливе: как не допустить подобного в России?» (видеоролик).
Причиной аварии мог стать внезапный выброс нефти из-за подвижки платформ земной коры, считает ведущий научный сотрудник лаборатории углеродистых веществ биосферы географического факультета МГУ Юрий Пиковский.
По мнению эксперта, в данной ситуации целиком на человеческий и технологический факторы опираться нельзя – основной причиной аварии могло стать воздействие всех недропользователей на земную кору в этом районе, что могло привести к внезапному выбросу нефти под высоким давлением (видеоролик).
Совсем недавняя трагедия на море вызвана ураганом «Катрина» и «Рита», бушевавшими в августе - сентябре 2005 года на восточном побережье США.
Стихия прошлась по Мексиканскому заливу, где работают 4 000 добывающих платформ. В итоге было уничтожено 115 сооружений, 52 повреждено и нарушено 535 сегментов трубопроводов, что полностью парализовало добычу на заливе. К счастью, обошлось без человеческих жертв, но это самый большой урон, когда – либо нанесенный нефтегазовой отрасли этого района (слайд№14).
8.2. Вредное производство.
Нефтегазовая добыча недаром считается одним из самых грязных производств. Урон окружающей среде наносится на каждом этапе, начиная с разведки месторождений. Казалось бы, морю в этом отношении повезло больше, чем суше. К масштабной разработке шельфов компании приступили не так давно, уже имея на руках отработанные технологии, и при активном вмешательстве «зелёных» организаций. Проблема, однако, в том, что загрязнители распространяются в воде гораздо быстрее, из - за жизнь морских обитателей может быть нарушена малейшим вмешательством извне. Проблема грунта, разведочное бурение, обустройство платформы, прокладка трубопровода – всё это повреждает дно и негативно отражается на донных экосистемах. Очень вредны буровые растворы и другие химические вещества, используемые при проходке скважин, включая обычную воду. Поэтому в отрасль начиная с конца 80-х годов ХХ века ввели стандарт «нулевого сброса», который запрещает сбрасывать в море любые использованные на буровой жидкости.
8.3. Только факты.
· Количество открытых на шельфе мирового океана месторождений углеводородов превышает 2 000.
· На шельфе установлено более 6 000 платформ, из низ 4 000 в Мексиканском заливе.
· Самое крупное месторождение нефти Сафания - Хафджи находится в Персидском заливе. Его запасы – 4,3 млрд. тонн.
· На арктическом шельфе открыто более 120 месторождений, из них 20% - гигантские и крупные.
· В пределах России открыто более 1 000 месторождений нефти, 830 из них разрабатывают.
Самая глубокая скважина в мире находится в России на Кольском полуострове, - она располагается на глубине 12,3 километров, но правда относится к разряду научных. Научные скважины используются в основном для изучения геолого-химического состава пластов земли.
9.Насколько хватит нефти ?
А не кажется ли странным тот факт, что всего лишь, через сто лет после начала массовой добычи нефти человечество находится на стадии исчерпания этого нужного ресурса. Да, действительно, необычно - всего сто с небольшим лет добычи и ресурсам, которые образовывались миллионы лет, конец. Но всё спорно в нашем мире.
Сравним две простые средние цифры мирового объёма добычи нефти: объём добытой нефти к 1920г равен 95 млн. тонн, к 1970г равен 2300 млн. тонн. На данный момент специалисты оценивают общий мировой объём запасов нефти в 220-250 млрд. тонн. Конечно, данная цифра приводится с учётом неразведанных запасов, которые составляют примерно 25% от вышеуказанной цифры. И всё-таки давайте попробуем вместе посчитать, на - сколько хватит нефти нашей планете исходя из разведанного мирового запаса нефти и среднего ежегодного мирового спроса:
● Разведанные запасы нефти 200 млрд. тонн
● Ежегодный спрос на нефть 4.6 млрд. тонн.
Здесь хотелось бы ещё раз подчеркнуть, что 43,5 года это средняя цифра. Точной цифры, т. е. количества лет, на которое хватит нефти не может получить ни один специалист, ввиду того, что постоянно:
♦ изменяется объём мирового спроса на нефть
♦ изменяются данные по запасам нефти в каждой стране
♦ развиваются технологии добычи нефти
♦ развиваются технологии энергопроизводства.
Так же в расчётах не принимают участия неразведанные запасы.
Как быть?
Одним из наиболее перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти. В нашей стране такая система впервые была создана в 70-х гг. и применена в районах Западной Сибири. Потребовалось создать новую унифицированную технологию добычи нефти. Раньше, например, на промыслах не умели транспортировать нефть и природный газ совместно по одной системе трубопроводов. С этой целью сооружались специальные нефтяные и газовые коммуникации с большим количеством объектов, рассредоточенных на больших территориях. Промыслы состояли из сотен объектов, причем в каждом нефтяном районе их строили по – своему, это не позволяло связать их единой системой телеуправления. Естественно, что при такой технологии добычи и транспорта много продукта терялось за счет испарения и утечки. Специалистам удалось, используя энергию недр и глубинных насосов, обеспечить подачу нефти от скважины к центральным нефтесборным пунктам без промежуточных технологических операций. Число промысловых объектов сократилось враз.
По пути герметизации систем сбора, транспорта и подготовки нефти идут и другие крупные страны земного шара. В США, например, некоторые промыслы, расположенные в густонаселенных районах, искусно скрыты в домах. В прибрежной зоне курортного города Лонг – Бич построено четыре искусственных острова, где производится разработка морских площадей. С материком эти своеобразные промыслы связаны сетью трубопроводов длинной свыше 40 км. и электрокабелем протяженностью 16,5 км. Площадь каждого острова 40 тыс. м2 , здесь можно разместить до 200 эксплутационных скважин с комплектом необходимого оборудования. Все технологические объекты декорированы – они спрятаны в башни из цветного материала, вокруг которых размещены искусственные пальмы, скалы и водопады . Вечером и ночью вся эта бутафория подсвечивается цветными прожекторами, что создает весьма красочное экзотическое зрелище, поражающие воображение отдыхающих и туристов.
Итак, можно сказать, что нефть – это друг, с которым надо держать ухо востро. Небрежное отношение с «черным золотом» может обернуться большой бедой.
В настоящее время человечество переживает углеводородную эру. Нефтяная отрасль является главной для мировой экономики. В нашей стране эта зависимость особенно высока. К сожалению, российская нефтяная промышленность находится сейчас в состоянии глубокого кризиса. Было перечислено немало ее проблем. Каковы же перспективы развития отрасли? Если продолжать хищническую эксплуатацию месторождений вкупе с большими потерями при транспортировке и нерациональной нефтепереработкой, то будущее нефтяной промышленности представляется весьма мрачным. Уже сегодня сокращение темпов производства составляет в среднем 12 – 15% в год, что чревато полным развалом стратегически важной для державы отрасли. Например, большие объемы нефти Восточной Сибири труднодоступны из – за сложного геологического строения, требуют огромных инвестиций в добычу. А следовательно разработки будут идти слабо. Эффект от геологоразведки выше в Западной Сибири, однако в этом регионе высокопродуктивные месторождения уже значительно истощены.
По этим и многим другим причинам России необходимо реформировать нефтяную промышленность. Для этого в первую очередь нужно:
· Установить высокие штрафы за нерациональное использование природных богатств и нарушение экологии.
· Менее жестко регулировать цены внутри страны, поддерживая их несколько ниже мирового уровня. Экспорт же нефти за рубеж вести только по мировым ценам .
· Частично восстановить централизованное управление отраслью. Это приведёт к рациональной системе нефтепроводов.
· Найти продуманную программу инвестиций в нефтяную промышленность.
· Более рационально использовать нефть.
· Проводить планово геологоразведочные работы с целью восполнения запасов нефти и газа.
Принятие и осуществление этих мер на практике способствует значительному улучшению экономики нашей страны, и более долговечному использованию этого важного природного ресурса.
Общеизвестно, что нефтедобыча приносит огромный вред окружающей среде. Сточные воды и буровые растворы при их неполной очистке могут сделать водоемы, куда они сбрасываются, полностью непригодными для обитания флоры и фауны и даже для технических целей. Значительный ущерб экологии наносят и выбросы в атмосферу. В последнее время Росприроднадзор активно проверяет деятельность нефтегазовых компаний под углом зрения сохранения окружающей среды и направляет свои заключения об отзыве лицензий у тех фирм, которые нарушают экологию на территориях своей деятельности. Эти нарушения, к сожалению, многообразны. В последнем опубликованном на сегодня Государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году» отмечается, что наибольший суммарный объем выбросов в атмосферу зафиксирован для предприятий по добыче сырой нефти и нефтяного (попутного) газа – 4,1 млн. т (пятая часть общего выброса от стационарных источников по России в целом). Добывающими предприятиями суммарно используется около 2000 млн. куб. м свежей воды, в том числе при добыче сырой нефти и природного газа – 701,5 млн. куб. м.
10.Положительное влияние нефтедобычи на окружающую среду
В то же время последними исследованиями установлено, что это негативное воздействие нефтедобычи при некоторых условиях можно смягчить.
Начнем с того, что химико-физические свойства нефти по-разному (и не только негативно) воздействуют на экологию. Дело в том, что нефть отличается высокой температурой замерзания и вязкостью. Чтобы нефть текла по трубопроводам с необходимой скоростью, ее подогревают. Для этого трубы изолируют, так как в противном случае из-за больших тепловых потерь придется слишком часто строить пункты подогрева. Кроме того, высокая теплоотдача приводит к протаиванию верхнего слоя вечномерзлых грунтов, что ведет к увеличению вегетационного периода у растений и благоприятно сказывается на численности животных (особенно в годы с экстремальными условиями) (слайд№15).
Изменение состояния вечной мерзлоты приводит к изменению газового состояния атмосферы. Увеличение глубины протаивания меняет соотношение между аэробной зоной почвы, расположенной выше уровня грунтовых вод, и зоной, находящейся ниже анаэробной (безкислородной). Аэробная зона – источник выделения углекислого газа, образующегося при разложении органики в кислородной среде, а анаэробная зона продуцирует метан. Парниковый эффект метана превышает действие равного количества углекислого газа примерно в 20 раз. Таким образом, разрушение верхнего слоя вечномерзлых пород ведет к уменьшению метана в атмосфере, что стабилизирует климат на планете. Выделение углекислого газа, содержащегося в верхних слоях вечномерзлых пород и поглощаемого при таянии мерзлоты растительностью и планктоном, намного снижает эффект глобального потепления климата, возникающего при поступлении в атмосферу газа, не усваиваемого биотой, – метана.
Положительный (хотя и не столь значительный) экологический эффект, возникающий при нефтедобыче, необходимо учитывать при составлении планов оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). По мнению, при эксплуатации объектов нефтеструктуры следует использовать тепловые потери от нефтепроводов и повышенную обводненность территорий, прилегающих к насыпям. Для эффективного использования тепловых потерь в притундровых редколесьях и в зонах луговой растительности вдоль трубопроводов следует выбирать места с более высокой концентрацией животных и растений. В этих зонах можно уменьшить теплоизоляцию труб, чтобы тепловые потоки достигали земной поверхности и повышали температуру воздуха, увеличивая вегетационный период. Сброс теплых вод в водоемы и водотоки в холодный период года может способствовать образованию квазистационарных полыней, которые при определенных обстоятельствах могут обеспечить существование околоводных птиц.
11. ВЫВОДЫ:
Итак, в результате своего исследовательского проекта, мы рассмотрели нефть, ее основные характеристики и, самое главное, влияние на окружающую среду и значение для человека. Мы доказали, что нефть является основой цивилизации, «черным золотом». Мы - новое поколение, и от нас зависит будущее страны. И если каждый из нас будет осознанно относиться к той информации, которую мы получаем, мир изменится к лучшему.
12. Список используемых источников информации
1. http: // cnit. *****/ organics/ index. Htm
2. http: // festival: 1 *****/ / inde
3. Википедия свободная энциклопедия Интернет.
4. www. *****///Влияние нефтяной промышленности на окружающую среду.
