Природные источники углеводородов.

Для синтеза углеводородов используются природные источники: природный газ, нефть, попутный газ, каменный уголь. В России добывается нефти около 17 %, газа 25 %, каменного угля 15 % всего объема этих ископаемых, добываемых в мире. Запасы природных источников углеводородов позволяют сохранять уровень добычи на протяжении сотен лет, но при условии освоении передовых технологий.

Зимой 1947 года буровое оборудование подвезли и к деревне Тимяшево.Пробурив свыше 1000 метров летом 1948 года здесь забил фонтан нефтиРомашкинского месторождения. Ромашкинское месторождение Лениногорского района стало аграрной лабораторией ускоренных приемов разведки недр, проходки скважин, осуществления проектов обустройства промыслов. Нефтяная промышленность Татарии развивалась невиданно быстрыми темпами. Открытие Ромашкинского месторождения нефти дало мощный толчок развитию промышленного производства. Уже в 1956 году объединение «Татнефть» по уровню добычи нефти опередило Баку и Башкирию и вышло на первое место в стране. В 1970 году в Татарии добыто 100 млн.т. нефти. За прошедшие годы коллективом ОАО «Татнефть» добыто 2, 5 млрд.т. нефти, а НГДУ «Лениногорскнефть» - более 370 млн.т. нефти.

Химический состав и свойства нефти.

По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые ученые полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктон и др.), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образовываться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

Первые наиболее общие положения о составе нефтей различных месторождений были высказаны в 1860-х гг. французскими химиками Ж. Пелузом и А. Кагуром, а также немецким ученым К. Шорлеммером, которые нашли, что пенсильванская нефть (США) состоит из парафиновых углеводородов общей формулы СnН2n+2.

Детальное исследование нефти начал в 1880 г. В.В. Марковников. Он выяснил индивидуальный химический состав огромного источника углеводородов и подошел к решению волновавшего уже тогда вопроса о происхождении нефти.

Нефть – это маслянистая жидкость с характерным специфическим запахом, обнаруживаемым при наличии даже очень малых ее количеств. Свойства нефти исключительно разнообразны. Цвет нефти изменяется от черного и бурого до желтого и белого. Чаще всего встречается зелено-бурого и черного цвета. Это зависит от наличия различных примесей смолистого характера. Темный цвет нефти обуславливается содержанием тяжелых фракций – смолистых и асфальтеновых веществ.

Нефть обладает весьма важным свойством светопоглащения. В разных пластах даже одного месторождения коэффициент светопоглащения бывает разным, что используется в настоящее время для контроля движения нефти по пласту в процессе разработки месторождения.

Интересным свойством является ее способность к поверхностному натяжению. Достаточного маленькой капли нефти упасть в воду, сейчас же на поверхности образуются большие плавающие пятна нефтяной пленки, играющие на солнце всеми цветами радуги.

Нефть нерастворима в воде, но легко растворяется в бензине, бензоле, хлороформе и ряде других органических растворителей. Нефть очень сложная по химическому составу вещество и не возможно описать ее общей формулой. Но основные составляющие нефти – это углерод и водород. Нефть содержит 85% углерода, 12-14% водорода и в небольшом количестве кислород, серу, азот и другие элементы. Разберем химический состав нефти нашего региона -Ромашкинского месторождения.

РОМАШКИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ НЕФТИ

Попутный нефтяной газ.

Попутный нефтяной газ находится в залежах вместе с нефтью - он растворен в ней и находится над нефтью образуя газовую шапку. Под давлением этого газа нефть поднимается на поверхность земли по скважине. Вследствие резкого падения давления газ затем легко отделяется от жидкой нефти. Прежде попутный газ не находил применения и тут же на промысле сжигался. В настоящее время его улавливают, так как он представляет собой хорошее топливо и ценное химическое сырьё. Возможности использования попутного газа даже значительно шире, чем природного, так как наряду с метаном в нём содержатся значительные количества других углеводородов: этана, пропана, бутана, пентана. Поэтому путём химической переработки попутного газа можно получить большее количество веществ, чем из природного газа.

Далее для сравнения предлагаем химический состав попутного газа Оренбургского и Ромашкинского месторождения.

Состав попутного газа

Чтобы использование попутного газа было рациональным, его разделяют на смеси более узкого состава. Смесь пентана, гексана и других углеводородов, жидких при обычных условиях (они частично улетучиваются из нефти с газами), образует так называемый газовый бензин, который применяется как высококалорийное топливо. Далее отделяется смесь пропана с бутаном. После выделения газового бензина и пропан - бутановой смеси остаётся так называемый сухой газ, состоящий преимущественно из метана и этана. Сухой газ, по составу сходный с природным используется для получения ацетилена, водорода и других веществ, а также в качестве топлива.

Газ нефтяной попутный - является ценным сырьём для нефтехимической промышленности. В республике ежегодно добывается около 858млн.м. куб. попутного газа. За 2005г ОАО «Татнефть» добыла 737млн.м. куб. попутного газа. Этого количества вполне достаточно чтобы обеспечить сырьём ОА«Нижнекамскнефтехим» и АО«Оргсинтез».В Татарстане создано производство по переработке попутных газов, которое можно представить в виде следующей схемы..

Метан → водород

→ растворители

Попутные Этан → Этилен → пласстмассы

газы → этиловый спирт

Пропан → пропен → пласстмассы

→ синтетический каучук

Бутан → бутены → бутадиены

→ растворители

Природный газ.

Природный газ – одно из важнейших ископаемых, занимающие ключе вые позиции в топливно-энергитических балансах многих государств, важное сырье для химической промышленности. Почти на 90% он состоит из углеводородов, главным образом из метана CH₄. Содержит более тяжелые углеводороды – этан, пропан, бутан, а также меркантаны и сероводород, азот и углекислый газ. Природный газ содержит по объему в процентах: 80-97% метан (СН₄);

0, 5-4, 0% этан (С₂Н₆); 0, 2-1, 5% пропан (С₃Н₈); 0, 1-1, 0% бутан (С₄Н₁₀), 0-1% пентан (С₅Н₁₂), 2-13% азота (N₂). Выходы природного газа из естественных источников использовались человеком с незапамятных времен. Позже он нашел применение природного газа, получаемый из колодцев и скважин. Использование природного газа, добываемого из случайно открытых залежей, продолжается на протяжении многих столетий. Середину IXX века относят к применению природного газа, как технологическое топливо. В 30-х гг. благодаря развитию техники бурения скважин и переходу на большие глубины был открыт новый тип залежи – газоконденсатный; разработка этих залежей потребовала создания новой технологии. Конец 40-х гг. характеризовался интенсивным развитием отечественной газовой промышленности и внедрением в практику научных методов разработки газовых месторождений. С конца 60-х гг. в СССР впервые в мировой практике пробурены сверх мощные скважины с диаметром 8-12 дюймов. Разработка газоконденсатных месторождений осуществляется тремя основными способами:

1) широко применяемый в США, состоит в том, что в пласте посредством обратной закачки в него газа из которого на поверхности выделены тяжелые углеводороды, поддерживается достаточно высокое давление, благодаря этому конденсат не выпадает в пласте и подается на поверхность в газообразном состоянии.

2)способ состоит в том, что для поддержания пластового давления в газоносные пласты закачивается вода. Это позволяет использовать извлекаемый газ.

3)конденсатные месторождения разрабатываются, как чисто газовые. Этот способ используется, когда содержание конденсата в газе невелико, если общие запасы газа в месторождениях малы. Прежде чем транспортировать природный газ к местам потребления, их подвергают переработке, с целью удаления из природного газа механических примесей, вредных компонентов, тяжелых углеводородных газов и вредных паров. Переход к комплексному проектированию разработки газовых месторождений, интенсификация притока газа к скважинам, автоматизация установок на газовых промыслах позволили значительно увеличить рабочие дебиты скважин, улучшить подготовку газа к транспортировке и снизить себестоимость природного газа.

растворители

Ацетилен синтетический каучук

мочевина

Природный газ Водород→ NH₃ НNО₃

S соли аммония

Н₂S

Н₂SО₄

Синтез - газ→ кислородосодержащие органические

вещества