Skład i właściwości oleju mineralnego: opisujemy szczegółowo

Ropa to minerał mający ogromne znaczenie w działalności gospodarczej człowieka. Jego głównym przeznaczeniem jest produkcja paliw i smarów, jednak na bazie oleju i jego składników powstaje ogromna liczba różnych pozycji. Ze względu na swój ciemny kolor i duże znaczenie w gospodarce światowej ropa ta została nazwana „czarnym złotem”.

Olej, pochodzenie, właściwości i skład

Olej to minerał pochodzenia organicznego, naturalna oleista ciecz palna o specyficznym zapachu, składająca się głównie ze złożonej mieszaniny węglowodorów o różnej masie cząsteczkowej oraz niektórych innych związków chemicznych.

Klasyfikacja olejów według gęstości. Lekki olej. Średni olej. Ciężki olej.

Pochodzenie i powstawanie ropy (teorie i hipotezy)

Właściwości fizyczne oleju

Skład chemiczny (składnik, węglowodór i pierwiastek)

Inne paliwa: biodiesel, biopaliwo, olej napędowy, łupki bitumiczne, benzyna ciężka, olej opałowy, olej, gaz towarzyszący, gaz ziemny, gaz wysypiskowy, olej łupkowy, gaz łupkowy, gaz syntezowy

CO TO JEST OLEJ?

Olej to minerał, który jest oleistą cieczą. Jest to substancja łatwopalna, często w kolorze czarnym, chociaż kolory oleju różnią się w zależności od regionu. Może być brązowy, wiśniowy, zielony, żółty, a nawet przezroczysty. Z chemicznego punktu widzenia ropa to złożona mieszanina węglowodorów z domieszką różnych związków, na przykład siarki, azotu i innych. Jego zapach może być również inny, ponieważ zależy od obecności w jego składzie węglowodorów aromatycznych i związków siarki.

Węglowodory tworzące olej to związki chemiczne składające się z atomów węgla (C) i wodoru (H). Ogólnie rzecz biorąc, wzór węglowodorowy to CxHy. Najprostszy węglowodór, metan, ma jeden atom węgla i cztery atomy wodoru, jego wzór to CH4 (pokazany schematycznie po prawej). Metan jest lekkim węglowodorem i jest zawsze obecny w oleju.

W zależności od stosunku ilościowego różnych węglowodorów tworzących olej, jego właściwości również się różnią. Olej jest klarowny i płynny jak woda. I może być czarny i tak lepki i nieaktywny, że nie wypływa z naczynia, nawet jeśli jest odwrócony.

Z chemicznego punktu widzenia olej konwencjonalny (tradycyjny) składa się z następujących elementów:

• Węgiel – 84%
• Wodór – 14%
• Siarka – 1-3% (w postaci siarczków, disiarczków, siarkowodoru i siarki jako takiej)
• Azot – mniej niż 1%
• Tlen – mniej niż 1%
• Metale – poniżej 1% (żelazo, nikiel, wanad, miedź, chrom, kobalt, molibden itp.)
• Sole – poniżej 1% (chlorek wapnia, chlorek magnezu, chlorek sodu itp.)

Ropa (i towarzyszący jej gaz węglowodorowy) występuje na głębokościach od kilkudziesięciu metrów do 5-6 kilometrów. Jednocześnie tylko gaz znajduje się na głębokości 6 km i poniżej, a tylko ropa znajduje się na głębokości 1 km i powyżej. Większość zbiorników znajduje się na głębokościach od 1 do 6 km, gdzie ropa i gaz występują w różnych kombinacjach.

Ropa osadza się w skałach zwanych zbiornikami wodnymi. Zbiornik to skała zdolna do przechowywania płynów, tj. substancje mobilne (może to być olej, gaz, woda). Upraszczając, zbiornik można przedstawić jako bardzo twardą i gęstą gąbkę, w której porach znajduje się olej.

Pole naftowe

Ropa jest surowcem nieodnawialnym. Złoża tego minerału są klasyfikowane na różne sposoby: w zależności od położenia geograficznego, od poszukiwań i rozpoznania, od kształtu i wielkości złóż.

Ciągle trwają prace nad zagospodarowaniem nowych złóż. Według BP Statistical Review of World Energy, Wenezuela i Kanada są pod tym względem bardzo obiecujące. Eksperci uważają, że przy obecnym tempie rozwoju przemysłu ropa w samych tylko tych dwóch krajach wystarczy na cały świat na 110 lat.

Olej jest minerałem

krótki opis

Więcej informacji: Paliwo

Olej

Główny artykuł: Olej

Olej to naturalna oleista ciecz palna, składająca się ze złożonej mieszaniny węglowodorów i niektórych innych związków organicznych. Kolor oleju jest czerwono-brązowy, czasami prawie czarny, chociaż czasami występuje również słabo zabarwiony żółto-zielony, a nawet bezbarwny; ma specyficzny zapach, jest powszechny w skałach osadowych Ziemi. Ropa była znana ludzkości od czasów starożytnych. Jednak dziś ropa jest jednym z najważniejszych minerałów dla ludzkości.

Węgiel

Węgiel to rodzaj paliwa kopalnego powstającego z części starożytnych roślin pod ziemią bez tlenu. Międzynarodowa nazwa węgla pochodzi od łac. carbō („węgiel”). Węgiel był pierwszym paliwem kopalnym używanym przez ludzi. Dopuścił do rewolucji przemysłowej, która z kolei przyczyniła się do rozwoju przemysłu węglowego, wyposażając go w bardziej nowoczesną technologię. Węgiel, podobnie jak ropa i gaz, jest materią organiczną, która ulegała powolnemu rozkładowi w procesach biologicznych i geologicznych. Podstawą powstawania węgla są pozostałości roślinne. W zależności od stopnia przemiany i określonej ilości węgla w węglu wyróżnia się cztery rodzaje węgla:

W krajach zachodnich istnieje nieco inna klasyfikacja – odpowiednio lignity, węgle podbitumiczne, węgle bitumiczne, antracyty i grafity.

Łupek naftowy

Łupek bitumiczny to minerał z grupy stałych kaustobiolitów, który podczas suchej destylacji daje znaczną ilość żywicy (zbliżoną składem do ropy). Łupki powstały głównie 450 milionów lat temu na dnie morza ze szczątków roślin i zwierząt. Łupek naftowy składa się z dominującego minerału (kalcyt, dolomit, hydromica, montmorylonit, kaolinit, skalenie, kwarc, piryt i inne) oraz części organicznej (kerogen), który stanowi 10-30% masy skały i tylko w Łupki najwyższej jakości sięgają 50-70%. Część organiczna to bio- i geochemicznie przekształcona substancja z najprostszych alg, która zachowała strukturę komórkową ( talomoalginit ) lub ją utraciła ( koloalginit)); zmienione pozostałości roślin wyższych (witrynit, fusenit, lipoidynit) są obecne w części organicznej jako zanieczyszczenie.

Gazu ziemnego

Gaz ziemny to mieszanina gazów powstających w jelitach ziemi podczas beztlenowego rozkładu materii organicznej. Odnosi się do minerałów. Gaz ziemny w warunkach złożowych (warunki występowania we wnętrzu ziemi) znajduje się w stanie gazowym – w postaci oddzielnych nagromadzeń (złóż gazu) lub w postaci czopa gazowego złóż ropy naftowej i gazu ziemnego lub w stanie rozpuszczonym w olej lub wodę. W normalnych warunkach (101,325 kPa i 20 ° C) gaz ziemny jest tylko w stanie gazowym. Gaz ziemny może być również w stanie krystalicznym w postaci hydratów gazu ziemnego.

Wodziany gazów

Hydraty gazów to związki krystaliczne powstające w określonych warunkach temperatury i ciśnienia z wody i gazu. Nazwę „clathrates” (od łacińskiego clathratus – „sadzić w klatce”) nadał Powell w 1948 roku. Hydraty gazowe należą do związków niestechiometrycznych, czyli związków o zmiennym składzie.

Gaz łupkowy

Gaz łupkowy to gaz ziemny wytwarzany z łupków naftowych i składa się głównie z metanu.

Główny artykuł: Torf

Torf jest minerałem palnym; powstały w wyniku nagromadzenia szczątków roślinnych, które uległy niepełnemu rozkładowi w warunkach bagiennych. Zawiera 50-60% węgla. Ciepło spalania (maksymalne) – 24 MJ / kg. Jest stosowany w sposób zintegrowany jako paliwo, nawóz, materiał termoizolacyjny i tak dalej. Bagno charakteryzuje się odkładaniem na powierzchni gleby niecałkowicie rozłożonej materii organicznej, która później zamienia się w torf. Warstwa torfu na bagnach wynosi co najmniej 30 cm (jeśli jest mniejsza, to są to tereny podmokłe).

Wydobycie i rafinacja ropy naftowej

Produkcja ropy to bardzo złożony proces, który składa się z wielu etapów.

Istnieją trzy sposoby produkcji ropy:

• Pierwotny – sam olej wytryskuje pod naturalnym naciskiem górnych warstw. Aby olej wypłynął na powierzchnię, stosuje się pompy głębinowe i jednostki pompujące. W ten sposób wydobywa się do 15% światowej ropy.

• Metoda wtórna. Kiedy naturalne ciśnienie nie jest już wystarczające, do zbiornika pompowana jest świeża woda, dwutlenek węgla lub powietrze, aby zwiększyć ciśnienie. Współczynnik odzysku oleju w tym przypadku wynosi 45%.

• Metodę trzeciorzędną stosuje się, gdy metoda drugorzędna nie ma już zastosowania. W takim przypadku albo wtryskiwana jest para wodna, albo olej jest skraplany przez podgrzanie go do określonej temperatury. W ten sposób kolejne 15 procent ropy można wypompować z pola.

Rafinacja ropy naftowej to wieloetapowy cykl operacji, który ma na celu pozyskiwanie produktów naftowych z surowców. Najpierw ropa jest oczyszczana z gazów, wody, różnych zanieczyszczeń, a następnie transportowana do rafinerii, gdzie w wyniku skomplikowanych operacji uzyskuje się produkty przemysłowe.

Czego się nauczyliśmy?

Studiując temat „Ropa” w programie nauczania dla 3-4 klas świata zewnętrznego, dowiedzieliśmy się, czym jest ropa i jakie ma cechy. Dowiedzieliśmy się, jak pozyskuje się to paliwo kopalne, jakie są obszary jego zastosowania.

Klasyfikacja olejów według gęstości. Lekki olej. Średni olej. Ciężki olej

W zależności od gęstości olej dzieli się na typy:

Olej o gęstości poniżej 0,83 g / cm3 nazywany jest olejem lekkim .

Olej o gęstości 0,831-0,86 g / cm3 jest olejem przeciętnym .

A o gęstości większej niż 0,86 g / cm3 – olej ciężki .

Wskaźniki zużycia

Węgiel był pierwszym paliwem kopalnym używanym przez ludzi. Dopuścił do rewolucji przemysłowej, która z kolei przyczyniła się do rozwoju przemysłu węglowego, wyposażając go w bardziej nowoczesną technologię.

W XVIII w. Ilość wydobywanego węgla wzrosła o 4 000%, do 1900 r. Wydobywano 700 mln ton węgla rocznie, wtedy przyszła kolej na ropę. Zużycie ropy rośnie od około 150 lat i osiąga plateau na początku trzeciego tysiąclecia. Obecnie świat produkuje ponad 87 milionów baryłek dziennie, czyli około 5 miliardów ton rocznie.

Rezerwy do odzyskania (rezerwy)

Globalna emisja węgla z paliw kopalnych według paliw, 1800-2007 Uwaga: węgiel stanowi jedynie 27% masy CO2

Według opublikowanych obliczeń szacowane zasoby węgla to około 500 miliardów ton, a ilość możliwej do odzyskania ropy na Ziemi to około dwa biliony baryłek. Zgodnie z teorią Hubberta, ze względu na to, że ropa jest surowcem nieodnawialnym, prędzej czy później jej światowa produkcja osiągnie swój szczyt (termin Peak Oil oznacza maksymalną światową produkcję ropy, która została lub zostanie osiągnięta). Produkcja ropy w USA osiągnęła szczyt w 1971 roku i od tamtej pory spada. Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) w swoim World Energy Outlook 2004 zauważyła w szczególności: „Paliwa kopalne stanowią obecnie większość światowego zużycia energii i będą to robić w dającej się przewidzieć przyszłości. Chociaż rezerwy są obecnie duże, nie są one trwałe ”.

Potwierdzone rezerwy na podstawie danych z lat 2005-2006:

Wydobycie paliw kopalnych od 2006 r .:

Udowodnione rezerwy (lata produkcji przy obecnym tempie) pozostające na Ziemi (2006):

• węgiel kopalny: 148 lat
• olej: 43 lata
• gaz ziemny: 61 lat

Wartość

Większość paliw kopalnych jest spalana w celu wytworzenia energii elektrycznej, ogrzewania wody i ogrzewania mieszkań. Od dawna ludzie używają węgla kopalnego, torfu, łupków bitumicznych w działalności gospodarczej. Gaz ziemny był uważany za produkt uboczny wydobycia ropy naftowej, ale obecnie staje się bardzo cennym kopalnym zasobem naturalnym. Ponadto we współczesnym świecie paliwa kopalne są wykorzystywane jako paliwo silnikowe, smary i surowce do syntezy organicznej.

Wpływ na środowisko

Emisje CO2

Spalanie paliw kopalnych prowadzi do emisji dwutlenku węgla (CO2), gazu cieplarnianego, który utrzymuje się w atmosferze przez wieki i najbardziej przyczynia się do globalnego ocieplenia. Badania klimatyczne w wiarygodny sposób wykazały bliską liniową zależność między wielkością globalnego ocieplenia a ilością dwutlenku węgla CO2 zgromadzonego w atmosferze. Aby ograniczyć globalne ocieplenie do 2 ° C z przypisaną szansą powodzenia, należy ustalić pułap dla przyszłych skumulowanych emisji CO2, które w ten sposób stanowią ostateczne globalne całkowite zasoby. Budżet emisji CO2, określony w celu zapobiegania niedopuszczalnemu globalnemu ociepleniu, oznacza, że ​​60 – 80% rezerw paliw kopalnych musi pozostać nienaruszone,

Jednocześnie światowe rynki finansowe w dużej mierze ignorują potrzebę ograniczania emisji CO2. Wydobycie paliw kopalnych jest nadal subsydiowane przez rządy w wielu krajach, a duże fundusze są nadal wydawane na poszukiwanie nowych złóż. Inwestorzy są skłonni wierzyć, że wszystkie rezerwy węgla można wydobywać i wykorzystywać komercyjnie.

Od 2012 roku szereg grup ekologicznych prowadzi globalną kampanię bojkotu inwestycji w paliwa kopalne, której logikę jej inicjatorzy formułują następująco: „Jeśli źle jest niszczyć klimat, to źle jest czerpać korzyści z tej destrukcji. ” Skala kampanii szybko się rozszerza, oficjalnie wspiera ją ONZ. Kilku międzynarodowych inwestorów (na przykład największa francuska firma ubezpieczeniowa AXA) ogłosiło całkowitą dezinwestycję swoich funduszy wydobywczych.

Rola emisji gazu ziemnego

Gaz ziemny, w większości metan, jest również gazem cieplarnianym. Efekt cieplarniany jednej cząsteczki metanu jest około 20-25 razy silniejszy niż cząsteczki CO2, dlatego z klimatycznego punktu widzenia spalanie gazu ziemnego jest lepsze niż jego wprowadzanie do atmosfery.

Inne skutki

Inne paliwa:

– powiązany gaz ropopochodny,

Mapa witryny

skład tabeli i podstawowe właściwości fizyko-chemiczne 4 klasy ropy naftowej na świecie dookoła pracy i produkty naftowe
wskazują inne użyteczne właściwości ropy złożowej krótko abstrakcyjna tabela
jakie są właściwości fizyczne składników ropopochodnych
właściwości frakcji ropopochodnych
historia problemu współczesne trzy główne teorie hipotezy pochodzenie ropy naftowej streszczenie węglowodorów
jakie organiczne minerały naturalne biogeniczne abiogeniczne przestrzeń nieorganiczne pochodzenie ropy krótko prezentacja zdjęcia przekaz
organiczny nieorganiczny biogenny węglik przestrzeń abiogeniczna teoria pochodzenia ropy raport Mendelejewa
ropa pochodzenie słowa
jaka jest gęstość ropy i produktów ropopochodnych to g cm3 kg m3 kg lw tonach przy 20 stopniach
GOST 3900 85 wyznaczanie gęstości ropy naftowej i produktów ropopochodnych
metody wyznaczania gęstości ropy naftowej i produktów ropopochodnych
określanie sposobu określania obliczanie względnej średniej właściwej gęstości dynamicznej złoża ropy naftowej wzór ciężki lekki
kalkulator pomiarowy tabela obliczeniowa gęstości oleju w warunkach złożowych
jaki jest główny chemiczny mineralny elementarny składnik węglowodorowy elementarna fizyczna grupa frakcyjna skład handlowej frakcji naturalnej ropy naftowej i produktów ropopochodnych formuła chemia klasa 10 krótko tabela streszczenie prezentacja
węglowodory w składzie ropy naftowej
w składzie ropy naftowej jako zanieczyszczenia obejmują

Ograniczenia i alternatywy

Zasada podaży i popytu zakłada, że ​​wraz ze spadkiem zasobów (i spadkiem produkcji) węglowodorów, ceny paliw kopalnych będą rosły. Dlatego nieuchronny wzrost cen paliw doprowadzi do wzrostu alternatywnych, odnawialnych źródeł energii, a także podaży paliw wcześniej nierentownych, które staną się dostępne, jeśli zostaną inteligentnie wykorzystane. Sztuczna benzyna i inne odnawialne źródła energii wymagają obecnie surowców, a także drogich technologii produkcji i przetwarzania w porównaniu z kosztem konwencjonalnego wydobycia złóż ropy naftowej, ale mogą stać się ekonomicznie opłacalne w rozwoju energetyki w najbliższej przyszłości. Tak więc różne alternatywne źródła energii obejmują energię jądrową (jądrową i termojądrową), hydroelektryczną, słoneczną,