Нефть

Pumpjack качает нефтяную скважину недалеко от Лаббока, штат Техас .

Нефтеперерабатывающий завод в Мина-аль-Ахмади , Кувейт .

Нефть ( / р ə т т oʊ л я ə м / ), также известные как сырая нефть и нефть , является естественным , желтовато-черной жидкостью , найденной в геологических формациях под земную поверхность. Обычно его перерабатывают в различные виды топлива . Компоненты нефти разделяются с использованием метода, называемого фракционной перегонкой , то есть разделение жидкой смеси на фракции, различающиеся по температуре кипения, посредством перегонки, обычно с использованиемколонна фракционирования . Он состоит из встречающихся в природе углеводородов с различным молекулярным весом и может содержать различные органические соединения . ^[1] Название « нефть» охватывает как природную необработанную сырую нефть, так и нефтепродукты , состоящие из очищенной сырой нефти. Ископаемое топливо , нефть образуется , когда большое количество мертвых организмов, в основном , зоопланктон и водоросли , захоронены под осадочной горной породой и подвергают как интенсивному теплу и давлению.

Нефть в основном добывается при бурении нефтяных скважин . Бурение проводится после изучения структурной геологии, анализа осадочного бассейна и характеристики коллектора. Недавние усовершенствования технологий также привели к эксплуатации других нетрадиционных запасов, таких как нефтеносные пески и горючие сланцы . После извлечения нефть очищается и разделяется, наиболее легко путем дистилляции , на многочисленные продукты для непосредственного использования или использования в производстве, такие как бензин (бензин), дизельное топливо и керосин для асфальта и химические реагенты, используемые для производства пластмасс , пестицидов.и фармацевтические препараты . Нефть используется для производства самых разных материалов ^[2], и по оценкам, в мире ежедневно потребляется около 100 миллионов баррелей . Добыча нефти может быть чрезвычайно прибыльной и сыграла важную роль в экономическом развитии в 20 веке, когда некоторые страны, так называемые « нефтяные государства », приобрели значительную экономическую и международную мощь благодаря своему контролю над добычей нефти.

Добыча нефти имеет серьезные негативные экологические и социальные последствия. Наиболее важно то, что потребление (например, переработка и сжигание ) нефтяного топлива приводит к высвобождению большого количества парниковых газов , а нефть является одним из основных факторов изменения климата , и некоторые отрасли нефтяной промышленности активно подавляли науку и политику , направленные на предотвращение изменения климата. кризис . Другие негативные воздействия на окружающую среду включают воздействие на окружающую среду разведки и эксплуатации нефтяных запасов, например разливы нефти., а также загрязнение воздуха и воды в местах утилизации. Все эти воздействия на окружающую среду имеют прямые последствия для здоровья человека. Умеренно, масло также является источником конфликтов , ведущих к обеим государственным Светодиодным войнам и другим видам конфликтов (например, доходы от продажи нефти финансируемых за Исламское государство Ирака и Левант ). Ожидается, что добыча нефти достигнет пика к 2040 году, поскольку мировая экономика снизит зависимость от нефти в рамках смягчения последствий изменения климата и перехода к возобновляемым источникам энергии и электрификации . ^[3]Ожидается, что это будет иметь значительные экономические последствия, которые, по мнению заинтересованных сторон, следует ожидать за счет справедливого перехода и решения проблем, связанных с неэффективными активами нефтяной промышленности.

Этимология [ править ]

Слово нефть происходит от средневекового латинского petroleum (буквально «каменная нефть»), которое происходит от латинского petra , «камень» (от древнегреческого : πέτρα , латинизировано :  petra , «камень») и латинского oleum , «нефть», ( с древнегреческого : ἔλαιον , латинизировано :  élaion , «масло»). ^{[4] [5]}

Этот термин использовался в трактате De Natura Fossilium , опубликованном в 1546 году немецким минералогом Георгом Бауэром , также известным как Георгиус Агрикола. ^[6] В 19 веке термин " нефть" часто использовался для обозначения минеральных масел, полученных путем дистилляции из добытых органических твердых веществ, таких как каменный уголь (а позже и горючий сланец ), и очищенных масел, полученных из них; в Соединенном Королевстве хранение (а позднее и транспортировка) этих масел регулировалось рядом законов о нефти, начиная с Закона о нефти 1863 года.

История [ править ]

Ранний [ править ]

Нефть, в той или иной форме, использовалась с древних времен и сейчас имеет важное значение для всего общества, в том числе в экономике, политике и технологиях. Повышение важности было связано с изобретением двигателя внутреннего сгорания , ростом коммерческой авиации и важностью нефти для промышленной органической химии, особенно в синтезе пластмасс, удобрений, растворителей, адгезивов и пестицидов.

Более 4000 лет назад, согласно Геродоту и Диодору Сицилийскому , асфальт использовался при строительстве стен и башен Вавилона ; около Ардерикки (близ Вавилона) были нефтяные карьеры, а на Закинфе - водяной источник . ^{[7] В} больших количествах он был найден на берегу реки Исс , одного из притоков Евфрата . Древние персидские таблички указывают на использование нефти в медицине и освещении в высших слоях общества.

Использование нефти в древнем Китае началось более 2000 лет назад. В « И Цзин» в одном из самых ранних китайских писаний упоминается, что нефть в сыром виде, без очистки, была впервые обнаружена, извлечена и использована в Китае в первом веке до нашей эры. Кроме того, китайцы были первыми, кто зарегистрировал использование нефти в качестве топлива еще в четвертом веке до нашей эры. ^{[8] [9] [10]} К 347 году н.э. нефть добывали из бамбуковых скважин в Китае. ^{[11] [12]}

Сырая нефть часто перегонялась персидскими химиками с четкими описаниями, приведенными в арабских справочниках, таких как Мухаммад ибн Закария Рази (Разес). ^[13] Улицы Багдада были вымощены смолой , полученной из нефти, которая стала доступной с природных полей в регионе. В 9 веке нефтяные месторождения разрабатывались в районе современного Баку , Азербайджан . Эти поля были описаны арабским географом Абу аль-Хасаном Али аль-Масуди в 10 веке и Марко Поло.в 13 веке, который описал добычу из этих колодцев как сотни кораблей. ^[14] Арабские и персидские химики также перегоняли сырую нефть для производства горючих продуктов для военных целей. Через исламскую Испанию дистилляция стала доступной в Западной Европе к XII веку. ^[15] Он также присутствует в Румынии с 13 века и записывается как păcură. ^[16]

Сложные ямы нефти, от 15 до 20 футов, были вырыты в Сенека Люди и другие Iroqouis в Западной Пенсильвании еще в 1415-1450. Французский генерал Луи-Жозеф де Монкальм столкнулся с Сенекой, использующей нефть для церемониальных костров и в качестве лечебного лосьона во время посещения форта Дюкен в 1750 году ^[17].

Первые британские исследователи в Мьянме задокументировали процветающую нефтедобывающую промышленность, базирующуюся в Йенанъяуне , в которой в 1795 году были добыты сотни скважин, вырытых вручную. ^[18]

Печельбронн (смолистый фонтан) считается первым в Европе местом, где были разведаны и использованы нефть. До сих пор действующий Erdpechquelle, источник, в котором нефть смешивается с водой, используется с 1498 года, в частности, в медицинских целях. Нефтяные пески добывают с 18 века. ^[19]

В Витце в Нижней Саксонии природный асфальт / битум исследовали с 18 века. ^[20] Как в Печельброне, так и в Витце угольная промышленность доминировала в нефтяных технологиях. ^[21]

Современный [ править ]

Химик Джеймс Янг заметил естественную утечку нефти в шахте Риддингс в Альфретоне , Дербишир, из которой он перегонял легкое жидкое масло, подходящее для использования в качестве лампового масла, в то же время получая более вязкое масло, подходящее для смазки машин. В 1848 году Янг основал небольшой бизнес по переработке сырой нефти. ^[22]

В конечном итоге Янг преуспел в перегонке канального угля при слабом нагревании в жидкости, напоминающей нефть, которая при обработке так же, как и просачивающаяся нефть, давала аналогичные продукты. Янг обнаружил, что путем медленной дистилляции он может получить из него ряд полезных жидкостей, одну из которых он назвал «парафиновым маслом», потому что при низких температурах оно превращалось в вещество, напоминающее парафиновый воск. ^[22]

Производство этих масел и твердого парафинового воска из угля было предметом его патента от 17 октября 1850 года. В 1850 году Янг и Мелдрам и Эдвард Уильям Бинни заключили партнерство под названием EW Binney & Co. в Батгейте в Западном Лотиане и Э. .. Meldrum & Co. в Глазго; их работы в Батгейте были завершены в 1851 году и стали первым по-настоящему коммерческим нефтеперерабатывающим заводом в мире с первым современным нефтеперерабатывающим заводом. ^[23]

Первый в мире нефтеперерабатывающий завод был построен в 1856 году Игнацием Лукасевичем . ^[24] Его достижения также включали открытие того, как перегонять керосин из просачиваемого масла, изобретение современной керосиновой лампы (1853 г.), введение первого современного уличного фонаря в Европе (1853 г.) и строительство первого в мире современная нефтяная скважина (1854 г.). ^[25]

Спрос на нефть в качестве топлива для освещения в Северной Америке и во всем мире быстро рос. ^[26] Эдвин Дрейк «s +1859 хорошо рядом Титузвилля, штат Пенсильвания, в народе считается первым современным хорошо. Уже в 1858 году Георг Христиан Конрад Хунэус обнаружил значительное количество нефти во время бурения бурого угля в 1858 году в Витце , Германия. Позднее Витце обеспечивал около 80% потребления в Германии в эпоху Вильгельма. ^[27] Производство остановлено в 1963 году, но с 1970 года в Витце открыт Музей нефти. ^[28]

Колодец Дрейка, вероятно, выделен потому, что он был пробурен, а не вырыт; потому что он использовал паровой двигатель; потому что с ним была связана компания; и потому что это вызвало большой бум. ^[29] Однако в середине 19 века до Дрейка в различных частях мира велась активная деятельность. Группа под руководством майора Алексеева из Бакинского корпуса горных инженеров пробурила вручную скважину в бакинском районе Биби-Хейбат в 1846 году ^[30]. В Западной Вирджинии в том же году были пробурены скважины с механическим бурением. ^[31] Первая коммерческая скважина была выкопана вручную в Польше в 1853 году, а другая в соседней Румынии в 1857 году. Примерно в то же время был открыт первый в мире небольшой нефтеперерабатывающий завод вJasło в Польше, а вскоре после этого открылся более крупный в Плоешти в Румынии. Румыния - первая страна в мире, в которой годовая добыча сырой нефти официально зафиксирована в международной статистике: 275 тонн за 1857 г. ^{[32] [33]}

Первый коммерческий нефтяной скважины в Канаде был введен в эксплуатацию в 1858 году в нефтяной - Спрингс, Онтарио (тогда Канада West ). ^[34] Бизнесмен Джеймс Миллер Уильямс выкопал несколько скважин между 1855 и 1858 годами, прежде чем обнаружил богатые запасы нефти на глубине четырех метров под землей. ^{[35] [ указать ]} Уильямс добыл 1,5 миллиона литров сырой нефти к 1860 году, переработав большую часть ее в масло для керосиновых ламп. Скважина Williams стала коммерчески выгодной за год до операции Drake в Пенсильвании, и ее можно было назвать первой коммерческой нефтяной скважиной в Северной Америке. ^[36] Открытие Ойл Спрингс вызвало нефтяной бумкоторый привел в этот район сотни спекулянтов и рабочих. Успехи в бурении продолжались в 1862 году, когда местный бурильщик Шоу достиг глубины 62 метра, используя метод бурения с пружинным стержнем. ^[37] 16 января 1862 года после взрыва природного газа в Канаде был запущен первый нефтяной фонтан, который стрелял в воздух с зарегистрированной скоростью 3000 баррелей в день. ^[38] К концу 19 века Российская Империя, особенно компания Бранобель в Азербайджане , стала лидером в производстве. ^[39]

Доступ к нефти был и остается основным фактором в нескольких военных конфликтах двадцатого века, включая Вторую мировую войну , во время которой нефтяные объекты были важным стратегическим активом и подвергались обширным бомбардировкам . ^[40] немецкого вторжения Советского Союза включала цель захватить нефтяные месторождения Баку , так как это обеспечит столь необходимые нефтяные запасы для немецких военных , которая страдает от блокады. ^[41] Разведка нефти в Северной Америке в начале 20-го века позже привела к тому, что к середине века США стали ведущим производителем. Однако, когда добыча нефти в США достигла пика в 1960-х годах, Соединенные Штаты обогнали Саудовская Аравия и Советский Союз.^{[42] [43] [44]}

В 1973 году Саудовская Аравия и другие арабские страны ввели нефтяное эмбарго против Соединенных Штатов, Соединенного Королевства, Японии и других западных стран, которые поддержали Израиль в войне Судного дня в октябре 1973 года. ^[45] Эмбарго вызвало нефтяной кризис, многие из которых были недолгими. - и долгосрочное влияние на мировую политику и мировую экономику. ^[46]

Сегодня около 90 процентов автомобильного топлива удовлетворяется за счет нефти. Нефть также составляет 40 процентов от общего потребления энергии в Соединенных Штатах, но на нее приходится только 1 процент производства электроэнергии. ^[47] Нефть как портативный, плотный источник энергии, питающий подавляющее большинство транспортных средств, и как база для многих промышленных химикатов, делает ее одним из самых важных мировых товаров . Жизнеспособность нефтяного товара определяется несколькими ключевыми параметрами: количеством транспортных средств в мире, конкурирующих за топливо; количество нефти, экспортируемой на мировой рынок ( Export Land Model ); чистый выигрыш в энергии (предоставленная экономически полезная энергия за вычетом потребленной энергии); политическая стабильность стран-экспортеров нефти; и способность защищать линии подачи нефти.^{[ необходима цитата ]}

В тройку крупнейших нефтедобывающих стран входят Россия , Саудовская Аравия и США . ^[48] В 2018 году, отчасти благодаря развитию технологий гидроразрыва пласта и горизонтального бурения , Соединенные Штаты стали крупнейшим производителем в мире. ^{[49] [50]} Около 80 процентов легкодоступных мировых запасов находится на Ближнем Востоке, из них 62,5 процента поступают из арабских стран 5: Саудовской Аравии , Объединенных Арабских Эмиратов , Ирака , Катара и Кувейта . Большая часть мировых запасов нефти существует в виде нетрадиционных источников, таких какбитум в нефтеносных песках Атабаски и сверхтяжелая нефть в поясе Ориноко . Несмотря на то, что значительные объемы нефти добываются из нефтеносных песков, особенно в Канаде, сохраняются логистические и технические препятствия, поскольку для добычи нефти требуется большое количество тепла и воды, что делает ее чистую энергоемкость довольно низкой по сравнению с обычной сырой нефтью. Таким образом, ожидается, что в обозримом будущем нефтеносные пески Канады будут давать не более нескольких миллионов баррелей в день. ^{[51] [52] [53]}

Состав [ править ]

Нефть включает не только сырую нефть, но и все жидкие, газообразные и твердые углеводороды . В условиях поверхностного давления и температуры более легкие углеводороды метан , этан , пропан и бутан существуют в виде газов, в то время как пентан и более тяжелые углеводороды находятся в форме жидкостей или твердых веществ. Однако в подземном нефтяном пласте соотношение газа, жидкости и твердого вещества зависит от геологических условий и от фазовой диаграммы нефтяной смеси. ^[54]

Из нефтяной скважины добывается преимущественно сырая нефть, в которой растворено некоторое количество природного газа . Поскольку давление на поверхности ниже, чем под землей, часть газа выйдет из раствора и будет извлечена (или сожжена) как попутный газ или растворенный газ . Газовая скважина производит преимущественно природный газ . Однако, поскольку подземная температура выше, чем на поверхности, газ может содержать более тяжелые углеводороды, такие как пентан, гексан и гептан, в газообразном состоянии . В условиях поверхности они будут конденсироваться из газа с образованием "конденсат природного газа », часто сокращенно до конденсата. Конденсат напоминает бензин по внешнему виду и по составу похож на некоторые летучие легкие сырой нефти . ^{[55] [56]}

Доля легких углеводородов в нефтяной смеси сильно различается между различными месторождениями нефти : от 97 процентов по массе в более легких нефтях до всего лишь 50 процентов в более тяжелых нефтях и битумах . ^{[ необходима цитата ]}

Углеводороды в сырой нефти в основном представляют собой алканы , циклоалканы и различные ароматические углеводороды , в то время как другие органические соединения содержат азот , кислород и серу , а также следовые количества металлов, таких как железо, никель, медь и ванадий . Многие нефтяные резервуары содержат живые бактерии. ^[57] Точный молекулярный состав сырой нефти широко варьируется от пласта к пласту, но пропорция химических элементов варьируется в довольно узких пределах следующим образом: ^[58]

В сырой нефти встречаются четыре различных типа углеводородных молекул. Относительное процентное содержание каждого из них варьируется от масла к маслу, определяя свойства каждого масла. ^[54]

Внешний вид сырой нефти сильно различается в зависимости от ее состава. Обычно он черный или темно-коричневый (хотя может быть желтоватым, красноватым или даже зеленоватым). В пласте он обычно находится в сочетании с природным газом, который, будучи более легким, образует «газовую шапку» над нефтью, и соленой водой, которая, будучи тяжелее большинства форм сырой нефти, обычно опускается под нее. Сырая нефть также может быть найдена в полутвердой форме, смешанной с песком и водой, как в нефтеносных песках Атабаски в Канаде, где ее обычно называют сырым битумом . В Канаде битум считается липкой, черной, смолоподобной формой сырой нефти, которая настолько густая и тяжелая, что ее необходимо нагреть или разбавить, прежде чем она потечет. ^[60]Венесуэла также имеет большое количество нефти в нефтеносных песках Ориноко , хотя углеводороды, захваченные в них, более текучие, чем в Канаде, и их обычно называют сверхтяжелой нефтью . Эти ресурсы нефтеносных песков называются нетрадиционной нефтью, чтобы отличить их от нефти, которую можно добыть с использованием традиционных методов добычи нефти из скважин. Между ними Канада и Венесуэла содержат примерно 3,6 триллиона баррелей (570 × 10 ⁹  м ³ ) битума и сверхтяжелой нефти, что примерно вдвое превышает объем мировых запасов традиционной нефти. ^[61]^

Нефть в больших объемах используется в основном для переработки в мазут и бензин, которые являются важными источниками « первичной энергии » . 84 процента по объему углеводородов, присутствующих в нефти, преобразуется в энергоемкое топливо (топливо на основе нефти), включая бензин, дизельное топливо, реактивное топливо, отопительное и другое жидкое топливо, а также сжиженный нефтяной газ . ^[62] Более легкие сорта сырой нефти дают лучший выход этих продуктов, но по мере того, как мировые запасы легкой и средней нефти истощаются, нефтеперерабатывающие заводывсе чаще приходится перерабатывать тяжелую нефть и битум и использовать более сложные и дорогие методы для производства необходимых продуктов. Поскольку более тяжелая сырая нефть содержит слишком много углерода и недостаточно водорода, эти процессы обычно включают удаление углерода из молекул или добавление водорода к молекулам, а также использование каталитического крекинга в псевдоожиженном слое для преобразования более длинных и сложных молекул в нефти в более короткие и простые молекулы. топливо. ^{[ необходима цитата ]}

Благодаря высокой плотности энергии , легкой транспортировке и относительному распространению нефть стала самым важным источником энергии в мире с середины 1950-х годов. Нефть также является сырьем для многих химических продуктов, включая фармацевтические препараты , растворители , удобрения , пестициды и пластмассы; 16 процентов, не используемых для производства энергии, превращаются в эти другие материалы. Нефть содержится в пористых горных породах в верхних слоях некоторых участков земной коры . Также нефть содержится в нефтеносных песках (битуминозных песках) . Известензапасы нефти обычно оцениваются примерно в 190 км ³ (1,2 триллиона (короткомасштабных) баррелей ) без нефтяных песков ^[63] или 595 км ³ (3,74 триллиона баррелей) с нефтяными песками. ^[64] Потребление в настоящее время составляет около 84 миллионов баррелей (13,4 × 10 ⁶  м ³ ) в день, или 4,9 км ³ в год, что дает оставшееся предложение нефти только около 120 лет, если текущий спрос останется неизменным. ^{[65] Однако} более поздние исследования показывают, что это число составляет около 50 лет. ^{[66] [67]}^

Химия [ править ]

Нефть - это смесь очень большого количества различных углеводородов ; наиболее часто встречающимися молекулами являются алканы (парафины), циклоалканы ( нафтены ), ароматические углеводороды или более сложные химические вещества, такие как асфальтены . Каждая разновидность нефти имеет уникальное сочетание молекул , которые определяют ее физические и химические свойства, такие как цвет и вязкость .

В алканах , также известные как парафины , являются насыщенными углеводородами с прямой или разветвленной цепью , которые содержат только углерод и водород , и имеют общую формулу C _п H _{2n + 2} . Обычно они содержат от 5 до 40 атомов углерода на молекулу, хотя в смеси могут присутствовать следовые количества более коротких или более длинных молекул.

Алканы от пентана (C ₅ H ₁₂ ) до октана (C ₈ H ₁₈ ) перерабатываются в бензин, а алканы от нонана (C ₉ H ₂₀ ) до гексадекана (C ₁₆ H ₃₄ ) - в дизельное топливо , керосин и реактивное топливо . Алканы с более чем 16 атомами углерода могут быть переработаны в жидкое топливо и смазочное масло . В более тяжелом диапазоне парафиновый воскпредставляет собой алкан с приблизительно 25 атомами углерода, в то время как асфальт имеет 35 и выше, хотя они обычно расщепляются на современных нефтеперерабатывающих заводах в более ценные продукты. Самые короткие молекулы, содержащие четыре или меньше атомов углерода, находятся в газообразном состоянии при комнатной температуре. Это нефтяные газы. В зависимости от спроса и стоимости извлечения эти газы либо сжигаются , либо продаются как сжиженный углеводородный газ под давлением, либо используются для питания собственных горелок НПЗ. Зимой бутан (C ₄ H ₁₀), смешивается с бензином с высокой скоростью, потому что его высокое давление паров способствует холодному запуску. Сжиженный под давлением немного выше атмосферного, он наиболее известен для питания зажигалок, но он также является основным источником топлива для многих развивающихся стран. Пропан можно сжижать при умеренном давлении, и он расходуется практически для всех применений, в которых используется нефть для получения энергии, от приготовления пищи до отопления и транспортировки.

В циклоалкано , также известном как нафтенах , являются насыщенными углеводородами , которые имеют один или более углеродные кольца , к которым атомы водорода , присоединенные в соответствии с формулой C _п H _2n . Циклоалканы обладают свойствами, аналогичными алканам, но имеют более высокие температуры кипения.

В ароматические углеводороды являются ненасыщенные углеводороды , которые имеют один или более плоских шести углеродных колец , называемые бензольные кольца , к которому атомы водорода присоединены с формулой C _п H _2n-6 . Они имеют тенденцию гореть сажистым пламенем, и многие из них имеют сладкий аромат. Некоторые из них канцерогены .

Эти различные молекулы разделяются фракционной перегонкой на нефтеперерабатывающем заводе для производства бензина, реактивного топлива, керосина и других углеводородов. Например, 2,2,4-триметилпентан (изооктан), широко используемый в бензине , имеет химическую формулу C ₈ H ₁₈ и вступает в реакцию с кислородом экзотермически : ^[68]

2  С
₈ЧАС
_{18( l )} + 25  O
_{2( г )} → 16  СО
_{2( г )} + 18  часов
₂O _{( г )} (ΔH = -5,51 МДж / моль октана)

Количество различных молекул в пробе масла можно определить с помощью лабораторного анализа. Молекулы обычно экстрагируют растворителем , затем разделяют на газовом хроматографе и, наконец, определяют с помощью подходящего детектора , такого как пламенно-ионизационный детектор или масс-спектрометр . ^[69] Из-за большого количества совместно элюированных углеводородов в нефти, многие из них не могут быть разделены с помощью традиционной газовой хроматографии и обычно появляются в виде горба на хроматограмме. Эта неразрешенная сложная смесь(UCM) углеводородов особенно проявляется при анализе выветрившихся масел и экстрактов из тканей организмов, подвергшихся воздействию нефти. Некоторые компоненты масла будут смешиваться с водой: фракция масла, связанная с водой .

Неполное сгорание нефти или бензина приводит к образованию токсичных побочных продуктов. Слишком мало кислорода во время горения приводит к образованию окиси углерода . Из-за высоких температур и высокого давления выхлопные газы от сгорания бензина в автомобильных двигателях обычно содержат оксиды азота, которые ответственны за создание фотохимического смога .

Эмпирические уравнения тепловых свойств [ править ]

Теплота сгорания [ править ]

При постоянном объеме теплота сгорания нефтепродукта может быть приблизительно выражена следующим образом:

${\ displaystyle Q_ {v} = 12 {,} 400-2 {,} 100d ^ {2}}$,

где измеряется в калориях на грамм, а - удельный вес при 60 ° F (16 ° C).${\ displaystyle Q_ {v}}$${\ displaystyle d}$

Теплопроводность [ править ]

Теплопроводность нефтепродуктов на основе жидкостей может быть смоделирована следующим образом : ^[70]

${\ displaystyle K = {\ frac {1.62} {API}} [1-0,0003 (t-32)]}$

где измеряется в БТЕ  · ° F ⁻¹ час ⁻¹ фут ⁻¹  , измеряется в ° F и является градусами плотности в градусах API.${\ displaystyle K}$${\ displaystyle t}$${\ displaystyle API}$

Удельная теплоемкость [ править ]

Удельную теплоемкость нефтяных масел можно моделировать следующим образом: ^[71]

${\ displaystyle c = {\ frac {1} {d}} [0,388 + 0,00046t]}$,

где измеряется в БТЕ / (фунт ° F), - температура в градусах Фаренгейта, а - удельный вес при 60 ° F (16 ° C).${\ displaystyle c}$${\ displaystyle t}$${\ displaystyle d}$

В единицах ккал / (кг · ° C) формула:

${\ displaystyle c = {\ frac {1} {d}} [0,4024 + 0,00081t]}$,

где температура в градусах Цельсия, а - удельный вес при 15 ° C.${\ displaystyle t}$${\ displaystyle d}$

Скрытая теплота испарения [ править ]

Скрытая теплота парообразования может быть смоделирована в атмосферных условиях следующим образом:

${\ displaystyle L = {\ frac {1} {d}} [110,9–0,09 т]}$,

где измеряется в БТЕ / фунт, измеряется в ° F и представляет собой удельный вес при 60 ° F (16 ° C).${\ displaystyle L}$${\ displaystyle t}$${\ displaystyle d}$

В единицах ккал / кг формула выглядит так:

${\ displaystyle L = {\ frac {1} {d}} [194,4–0,162 т]}$,

где температура в градусах Цельсия, а - удельный вес при 15 ° C. ^[72]${\ displaystyle t}$${\ displaystyle d}$

Формирование [ править ]

Ископаемая нефть [ править ]

Нефть - это ископаемое топливо, получаемое из древних ископаемых органических материалов , таких как зоопланктон и водоросли . ^{[75] [76]} Огромное количество этих останков осело на дне морей или озер, где они были покрыты стоячей водой (водой без растворенного кислорода ) или отложениями, такими как ил и ил, быстрее, чем они могли разложиться в аэробных условиях . Примерно на 1 м ниже этого осадка концентрация кислорода в воде была низкой, ниже 0,1 мг / л, и условия были бескислородными.существовал. Температура также оставалась постоянной. ^[76]

По мере того, как последующие слои оседали на море или на дне озера, в нижних областях нарастали сильная жара и давление. Этот процесс заставил органическое вещество превратиться сначала в воскообразный материал, известный как кероген , обнаруживаемый в различных горючих сланцах по всему миру, а затем с большим количеством тепла в жидкие и газообразные углеводороды посредством процесса, известного как катагенез . Образование нефти происходит в результате пиролиза углеводородов в различных, в основном, эндотермических реакциях при высокой температуре или давлении, или в обоих случаях. ^{[76] [77]} Эти этапы подробно описаны ниже.

Анаэробный распад

В отсутствие большого количества кислорода аэробные бактерии не могли разлагать органическое вещество после того, как оно было захоронено под слоем осадка или воды. Однако анаэробные бактерии смогли восстановить сульфаты и нитраты в веществе до H 2 S и N 2 соответственно, используя вещество в качестве источника для других реагентов. Из-за таких анаэробных бактерий сначала это вещество начало распадаться в основном за счет гидролиза : полисахариды и белки гидролизовались до простых сахаров и аминокислот.соответственно. В дальнейшем они подвергались анаэробному окислению с ускоренной скоростью ферментами бактерий: например, аминокислоты прошли окислительное дезаминирование до иминокислоты , которые, в свою очередь, далее вступили в реакцию с аммиаком и α-кетокислотами . Моносахариды, в свою очередь, в конечном итоге разложились до CO 2 и метана . Продукты анаэробного распада аминокислот, моносахаридов, фенолов и альдегидов объединяются в фульвокислоты . Жиры и воскине подвергались экстенсивному гидролизу в этих мягких условиях. ^[76]

Образование керогена

Некоторые фенольные соединения, полученные в результате предыдущих реакций, работали как бактерициды, а бактерии отряда актиномицетов также производили соединения антибиотиков (например, стрептомицин ). Таким образом, действие анаэробных бактерий прекратилось примерно на 10 м ниже уровня воды или осадка. Смесь на этой глубине содержала фульвокислоты, непрореагировавшие и частично прореагировавшие жиры и воски, слегка модифицированный лигнин , смолы и другие углеводороды. ^[76] По мере того, как все больше слоев органического вещества оседало на дне моря или озера, в нижних регионах нарастали интенсивная жара и давление. ^[77] Как следствие, соединения этой смеси начали плохо изученными способами объединяться в кероген.. Комбинация происходила аналогично тому, как молекулы фенола и формальдегида реагируют на карбамидоформальдегидные смолы , но образование керогена происходило более сложным образом из-за большего разнообразия реагентов. Полный процесс образования керогена с начала анаэробного распада называется диагенезом , словом, обозначающим преобразование материалов путем растворения и рекомбинации их составляющих. ^[76]

Превращение керогена в ископаемое топливо

Образование Кероген продолжалось до глубины около 1 км от поверхности Земли , где температура может достигать около 50 ° C . Образование керогена представляет собой промежуточную точку между органическим веществом и ископаемым топливом: кероген может подвергаться воздействию кислорода, окисляться и, таким образом, теряться, или он может быть погребен глубже в земной коре и подвергаться условиям, которые позволяют ему медленно превращаться в ископаемое топливо, такое как нефть. Последнее произошло в результате катагенеза, в котором реакции были в основном радикальными перестройками.керогена. Эти реакции длились от тысяч до миллионов лет без участия внешних реагентов. Из-за радикального характера этих реакций кероген реагировал с двумя классами продуктов: с продуктами с низким отношением H / C ( антрацен или подобные ему продукты) и с продуктами с высоким отношением H / C ( метан или подобные ему продукты); т.е. продукты, богатые углеродом или водородом. Поскольку катагенез был закрыт от внешних реагентов, полученный состав топливной смеси зависел от состава керогена через стехиометрию реакции . Существуют 3 основных типа керогена: тип I (водоросль), II (липтиновый) и III (гуминовый), которые образовались в основном из водорослей , планктона и древесных растений.(этот термин включает деревья , кустарники и лианы ) соответственно. ^[76]

Катагенез был пиролитическим, несмотря на то, что он происходил при относительно низких температурах (по сравнению с коммерческими пиролизными установками) от 60 до нескольких сотен ° C. Пиролиз стал возможен из-за длительного времени реакции. Тепло для катагенеза пришло из разложения радиоактивных материалов земной коры, особенно 40 K , 232 Th , 235 U и 238 U . Жара изменялась в зависимости от геотермального градиента и обычно составляла 10–30 ° C на км глубины от поверхности Земли. Однако необычные интрузии магмы могли вызвать более сильное локальное нагревание. ^[76]

Геологи часто называют температурный диапазон, в котором образуется нефть, «нефтяным окном». ^{[78] [76]} Ниже минимальной температуры нефть остается захваченной в виде керогена. Выше максимальной температуры масло превращается в природный газ в процессе термического крекинга . Иногда нефть, образовавшаяся на очень большой глубине, может мигрировать и задерживаться на гораздо более мелком уровне. В Атабаска Oil Sands являются одним из примеров этого. ^[76]

Абиогенная нефть [ править ]

Механизм, альтернативный описанному выше, был предложен русскими учеными в середине 1850-х гг., Гипотеза абиогенного происхождения нефти (нефть, образованная неорганическими способами), но это опровергается геологическими и геохимическими данными. ^[79] Абиогенные источники нефти были обнаружены, но никогда в коммерчески выгодных количествах. «Споры не касаются существования абиогенных запасов нефти», - сказал Ларри Нейшн из Американской ассоциации геологов-нефтяников. «Споры ведутся по поводу того, сколько они вносят в общие запасы Земли и сколько времени и усилий геологи должны посвятить их поиску». ^[80]

Резервуары [ править ]

Для образования нефтяных резервуаров должны соблюдаться три условия:

• источник порода богата углеводородный материал похоронен достаточно глубоко для подземного тепла , чтобы готовить его в масло,
• пористой и проницаемой породы пласта , где он может накапливаться,
• кэпрок (уплотнение) или другой механизм , чтобы предотвратить утечку масла к поверхности. Внутри этих резервуаров флюиды обычно организуются как трехслойная корка со слоем воды под слоем нефти и слоем газа над ним, хотя разные слои различаются по размеру в разных пластах. Поскольку большинство углеводородов менее плотны, чем порода или вода , они часто мигрируют вверх через соседние слои породы, пока не достигнут поверхности или не окажутся в пористых породах (известных как резервуары).) водонепроницаемыми породами выше. Однако на этот процесс влияют потоки подземных вод, в результате чего нефть мигрирует на сотни километров по горизонтали или даже на короткие расстояния вниз, прежде чем попасть в резервуар. Когда углеводороды концентрируются в ловушке, образуется нефтяное месторождение , из которого жидкость может быть извлечена путем бурения и откачки .

Реакции, в результате которых образуется нефть и природный газ, часто моделируются как реакции разложения первого порядка, когда углеводороды расщепляются на нефть и природный газ посредством набора параллельных реакций, а нефть в конечном итоге распадается на природный газ посредством другого набора реакций. Последний комплект регулярно используется на нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводах .

Нефть в основном добывается путем бурения нефтяных скважин (природные источники нефти встречаются редко). Бурение выполняется после изучения структурной геологии (в масштабе коллектора), анализа осадочного бассейна и определения характеристик коллектора (в основном с точки зрения пористости и проницаемости геологических структур коллектора). ^{[81] [82]} Недавние усовершенствования технологий также привели к эксплуатации других нетрадиционных запасов, таких как нефтеносные пески и горючие сланцы.. В нефтяных пластах бурятся скважины для добычи сырой нефти. Методы добычи с «естественным подъемом», основанные на естественном пластовом давлении для выталкивания нефти на поверхность, обычно достаточны в течение некоторого времени после первого вскрытия пластов. В некоторых водохранилищах, например на Ближнем Востоке, естественного давления достаточно в течение длительного времени. Однако естественное давление в большинстве резервуаров со временем исчезает. Затем масло необходимо извлечь с помощью средств « искусственного лифта ». Со временем эти «первичные» методы становятся менее эффективными, и могут использоваться «вторичные» методы производства. Распространенный вторичный метод - заводнение.или закачка воды в пласт для повышения давления и нагнетания нефти в пробуренный ствол или «ствол скважины». Со временем можно использовать «третичные» или «усиленные» методы добычи нефти для увеличения характеристик потока нефти путем нагнетания пара, диоксида углерода и других газов или химикатов в пласт. В Соединенных Штатах на методы первичной добычи приходится менее 40 процентов добываемой ежедневно нефти, на вторичные методы приходится около половины, а на третичные методы добычи - оставшиеся 10 процентов. Для извлечения нефти (или «битума») из залежей нефтеносного / битуминозного песка и горючего сланца требуется добыча песка или сланца и нагревание его в емкости или реторте, либо использование методов «на месте» для закачки нагретых жидкостей в залежь с последующей перекачкой жидкость обратно пропитанная маслом.

Нетрадиционные месторождения нефти [ править ]

Маслоедные бактерии разлагают масло, которое вырвалось на поверхность. Нефтяные пески - это резервуары частично биоразложенной нефти, все еще находящейся в процессе выхода и биоразложения, но они содержат так много мигрирующей нефти, что, хотя большая часть ее ускользнула, все еще присутствуют огромные количества - больше, чем можно найти в обычных нефтяных резервуарах. Более легкие фракции сырой нефти разрушаются первыми, в результате чего образуются резервуары, содержащие чрезвычайно тяжелую форму сырой нефти, называемую сырым битумом в Канаде, или сверхтяжелой сырой нефтью в Венесуэле . Эти две страны обладают крупнейшими в мире месторождениями нефтеносных песков. ^{[ необходима цитата ]}

С другой стороны, горючие сланцы - это нефтематеринские породы, которые не подвергались воздействию тепла или давления достаточно долго, чтобы преобразовать захваченные ими углеводороды в сырую нефть. Технически говоря, горючие сланцы не всегда являются сланцами и не содержат нефти, а представляют собой мелкозернистые осадочные породы, содержащие нерастворимое органическое твердое вещество, называемое керогеном . Кероген в породе можно превратить в сырую нефть с помощью тепла и давления для моделирования естественных процессов. Этот метод известен веками и был запатентован в 1694 году в соответствии с патентом Британской короны № 330, который гласил: «Способ извлечения и производства больших количеств смолы, смолы и масла из камня». Хотя горючие сланцы встречаются во многих странах, Соединенные Штаты обладают крупнейшими в мире месторождениями. ^[83]

Классификация [ править ]

Нефтяной промышленности в целом классифицирует сырой нефти по географическому положению она производится в (например, West Texas Intermediate , Brent , или Оман ), его плотность в градусах АНИ (нефтяной отрасли показатель плотности), а также содержание серы. Сырая нефть может считаться легкой, если она имеет низкую плотность, тяжелой, если она имеет высокую плотность, или средней, если ее плотность находится между легкой и тяжелой . ^[84] Кроме того, он может называться сладким, если он содержит относительно мало серы, или кислого.если он содержит значительное количество серы. ^[85]

Географическое положение важно, поскольку оно влияет на транспортные расходы на нефтеперерабатывающий завод. Легкая сырая нефть более желательна, чем тяжелая нефть, поскольку она дает более высокий выход бензина, в то время как сладкая нефть требует более высокой цены, чем кислая нефть, потому что она имеет меньше экологических проблем и требует меньшей переработки для соответствия стандартам серы, установленным для топлива в странах-потребителях. Каждая сырая нефть имеет уникальные молекулярные характеристики, которые выявляются с помощью анализов сырой нефти в нефтяных лабораториях. ^[86]

Баррели из района, в котором были определены молекулярные характеристики сырой нефти и классифицирована нефть, используются в качестве справочных цен во всем мире. Вот некоторые из стандартных эталонных сортов нефти: ^{[ необходима ссылка ]}

• West Texas Intermediate (WTI), очень высококачественная сладкая легкая нефть, поставляемая в Кушинг, штат Оклахома, для добычи североамериканской нефти.
• Брент смесь , состоящая из 15 масел из полей в Brent и Ниниан систем в Восточном Шетландских бассейне в Северном море . Нефть выгружается на терминале Sullom Voe на Шетландских островах . Добыча нефти из Европы, Африки и ближневосточной нефти, идущей на Запад, как правило, не в цене этой нефти, что является эталоном.
• Дубай-Оман , используемый в качестве эталона для ближневосточной высокосернистой нефти, поступающей в Азиатско-Тихоокеанский регион.
• Tapis (из Малайзии , используется в качестве эталона для легкой дальневосточной нефти)
• Минас (из Индонезии , используется в качестве эталона для тяжелой дальневосточной нефти)
• OPEC Reference Basket , взвешенное среднее нефтяных смесей из различных ОПЕК (Организация стран - экспортеров нефти) страны
• Midway Sunset Heavy, по которой оценивается тяжелая нефть в Калифорнии ^{[87] [ неудавшаяся проверка ]}
• Western Canadian Выберите эталонную нефть для новых видов тяжелой нефти с высоким TAN (кислой). ^[88]

Количество этих эталонных масел, производимых каждый год, уменьшается, поэтому чаще всего поставляются другие масла. В то время как справочная цена может быть для West Texas Intermediate, поставляемой в Кушинг, фактическая торгуемая нефть может быть канадской тяжелой нефтью со скидкой - Western Canadian Select - поставляемой в Hardisty , Альберта , а для Brent Blend, поставляемой на Шетландские острова, она может быть российская экспортная смесь со скидкой доставлена ​​в порт Приморск . ^[89]

После извлечения масла рафинированное и отделяет, наиболее легко с помощью перегонки , в многочисленные продукты для непосредственного использования или использования в производстве, такие как бензин (бензин), дизельное топливо и керосин в асфальт и химические реагенты ( этилен , пропилен , бутены , ^[90] акриловая кислота , ^{[91] [92] [93]} пара-ксилол ^[94] ), используемая для производства пластмасс , пестицидов и фармацевтических препаратов . ^[95]

Промышленность [ править ]

Транспорт [ править ]

В 1950-х годах стоимость доставки составляла 33 процента от стоимости нефти, транспортируемой из Персидского залива в Соединенные Штаты ^[100], но из-за разработки супертанкеров в 1970-х годах стоимость транспортировки упала до 5 процентов от стоимости. цена на персидскую нефть в США. ^[100] В связи с увеличением стоимости сырой нефти за последние 30 лет доля стоимости доставки в конечной стоимости доставленного товара составила менее 3% в 2010 году. Например, в 2010 году стоимость доставки из Персидского залива в США находилась в диапазоне 20 долларов за тонну, а стоимость доставленной сырой нефти около 800 долларов за тонну. ^{[ необходима цитата ]}

Цена [ править ]

Этот раздел представляет собой отрывок из книги « Цена на нефть» [ править ]

Эта статья может нуждаться в реорганизации, чтобы соответствовать рекомендациям Википедии . Пожалуйста, помогите, отредактировав статью, чтобы внести улучшения в общую структуру. ( Октябрь 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Номинальная цена на нефть с 1861 по 2020 год из нашего мира в данных

Цены на нефть , или цены на нефть, как правило , относятся к спотовой цене в виде бочки с эталонной нефтью -a базовой цены для покупателей и продавцов нефти , таких как West Texas Intermediate (WTI), Brent Crude , Dubai Crude , ОПЕК Reference Basket , Tapis crude , Bonny Light , Urals oil , Isthmus и Western Canadian Select (WCS). ^{[101] [102]} Существует разница в цене за баррель нефти в зависимости от его качества, определяемого такими факторами, как удельный вес илиПлотность в градусах API и содержание серы в нем - и его местоположение - например, его близость к приливным водам и нефтеперерабатывающим заводам. Более тяжелая, высокосернистая нефть, не имеющая доступа к приливным водам, такая как Western Canadian Select, дешевле, чем более легкая, более сладкая нефть, такая как WTI.

Цена на нефть резко выросла с 50 долларов США в начале 2007 года до пика в 147 долларов США в июле 2008 года, а затем упала до 34 долларов США в декабре 2008 года, когда разразился финансовый кризис 2007–2008 годов . ^{[103] : 46}

Согласно отчету EIA за январь 2020 года, средняя цена на нефть марки Brent в 2019 году составила 64 доллара за баррель по сравнению с 71 долларом за баррель в 2018 году. Средняя цена на нефть марки WTI составила 57 долларов за баррель в 2019 году по сравнению с 64 долларами в 2018 году. ^{[104 ]}

20 апреля фьючерсные контракты на нефть WTI впервые в истории упали ниже 0 долларов ^[105], а на следующий день цена на нефть марки Brent упала ниже 20 долларов за баррель. Существенное снижение цен на нефть было вызвано двумя основными факторами: ценовой войной между Россией и Саудовской Аравией в 2020 году ^[106] и пандемией COVID-19 , которая снизила спрос на нефть из-за ограничений по всему миру. ^[106] Осенью 2020 года на фоне возобновляющейся пандемии Управление энергетической информации США (EIA) сообщило, что мировые запасы нефти оставались «довольно высокими», в то время как спрос на бензин, особенно в Соединенных Штатах, был «особенно тревожным. . " ^[107]К середине октября цена на нефть составляла около 40 долларов США. ^[108]

Использует [ редактировать ]

Химическая структура нефти неоднородна , состоит из углеводородных цепочек разной длины. Из-за этого нефть может поступать на нефтеперерабатывающие заводы, а углеводородные химические вещества отделяются дистилляцией и обрабатываются другими химическими процессами для использования в различных целях. Общая стоимость одного растения составляет около 9 миллиардов долларов.

Топливо [ править ]

Наиболее распространенные фракции перегонки нефти - это топливо . К видам топлива относятся (за счет увеличения диапазона температур кипения): ^[58]

Классификация нефти по химическому составу. ^[109]

Другие производные [ править ]

Определенные типы образующихся углеводородов могут быть смешаны с другими неуглеводородными углеводородами для создания других конечных продуктов:

• Алкены (олефины), из которых можно производить пластмассы или другие соединения.
• Смазочные материалы (производит легкие машинные масла, моторные масла и смазки , при необходимости добавляя стабилизаторы вязкости )
• Воск , используемый в упаковке замороженных продуктов , среди прочего ,
• Сера или серная кислота . Это полезные промышленные материалы. Серную кислоту обычно получают в виде олеума- предшественника кислоты , побочного продукта удаления серы из топлива.
• Массовая смола
• Асфальт
• Нефтяной кокс , используемый в специальных углеродных продуктах или в качестве твердого топлива
• Парафиновая свеча
• Ароматические продукты нефтехимии для использования в качестве прекурсоров в другом химическом производстве

Сельское хозяйство [ править ]

С 1940-х годов производительность сельского хозяйства резко возросла, во многом благодаря более широкому использованию энергоемкой механизации , удобрений и пестицидов .

Использование по стране [ править ]

Статистика потребления [ править ]

• Глобальные выбросы ископаемого углерода, индикатор потребления, с 1800 г.

    Общий

    Масло
• Уровень мирового потребления энергии в год с 1970 года. ^[110]

• Суточный расход масла с 1980 по 2006 гг.

• Потребление нефти в процентах от общего количества по регионам с 1980 по 2006 год:

    нас

    Европа

    Азия и Океания

  .
• Потребление нефти с 1980 по 2007 гг. По регионам.

Потребление [ править ]

По оценке Управления энергетической информации США (EIA) на 2017 год, в мире ежедневно потребляется 98,8 миллиона баррелей нефти. ^[111]

В этой таблице указано количество потребляемой нефти в 2011 году в тысячах баррелей (1000 баррелей) в день и в тысячах кубических метров (1000 м ³ ) в день: ^{[112] [113]}

Источник: Управление энергетической информации США.

Данные о населении: ^[114]

¹ пик добычи нефти уже пройден в этом состоянии

² Эта страна не является крупным производителем нефти

Производство [ править ]

Говоря языком нефтяной промышленности, производство относится к количеству нефти, извлеченной из запасов, а не к буквальному созданию продукта.

	Страна	Добыча нефти ( барр. / День, 2016) [116]
1	Россия	10 551 497
2	Саудовская Аравия ( ОПЕК )	10 460 710
3	Соединенные Штаты	8 875 817
4	Ирак ( ОПЕК )	4 451 516
5	Иран ( ОПЕК )	3 990 956
6	Китай, Народная Республика	3 980 650
7	Канада	3,662,694
8	Объединенные Арабские Эмираты ( ОПЕК )	3,106,077
9	Кувейт ( ОПЕК )	2 923 825
10	Бразилия	2 515 459
11	Венесуэла ( ОПЕК )	2,276,967
12	Мексика	2 186 877
13	Нигерия ( ОПЕК )	1 999 885
14	Ангола ( ОПЕК )	1,769,615
15	Норвегия	1,647,975
16	Казахстан	1,595,199
17	Катар ( ОПЕК )	1 522 902
18	Алжир ( ОПЕК )	1 348 361
19	Оман	1 006 841
20	объединенное Королевство	939 760

Экспорт [ править ]

Для чистого экспорта в 2011, 2009 и 2006 в тысячах баррелей / d и тыс.м ³ / сут:

Источник: Управление энергетической информации США.

¹ пик добычи уже пройден в этом состоянии

² Канадская статистика усложняется тем фактом, что она одновременно импортирует и экспортирует сырую нефть и перерабатывает большие объемы нефти для рынка США. Это главный источник импорта нефти и нефтепродуктов в США, который в августе 2007 года составлял в среднем 2 500 000 баррелей в сутки (400 000 м ³ / сут) ^[117].

Общее мировое производство / потребление (по состоянию на 2005 год) составляет примерно 84 миллиона баррелей в день (13 400 000 м ³ / день).

Импорт [ править ]

Для чистого импорта в 2011, 2009 и 2006 в тысячах баррелей / d и тыс.м ³ / сут:

Источник: Управление энергетической информации США.

Непроизводящие потребители [ править ]

Страны, в которых добыча нефти составляет 10% или менее от их потребления.

Источник: CIA World Factbook ^{[ неудачная проверка ]}

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Поскольку нефть является естественным веществом, ее присутствие в окружающей среде не обязательно является результатом антропогенных причин, таких как несчастные случаи и повседневная деятельность ( сейсмические исследования, бурение , добыча, переработка и сжигание). Такие явления, как просачивание ^[119] и ямы с дегтем, являются примерами областей, на которые нефть влияет без участия человека. Независимо от источника воздействие нефти при попадании в окружающую среду схоже.

Изменение климата [ править ]

По состоянию на 2018 год ^{[Обновить]}около четверти годовых глобальных выбросов парниковых газов приходится на углекислый газ от сжигания нефти (плюс утечки метана из отрасли). ^{[120] [121] [примечание 1]} Наряду со сжиганием угля, сжигание нефти вносит наибольший вклад в увеличение содержания CO ₂ в атмосфере . ^{[122] [123]} СО _{2 в} атмосфере вырос за последние 150 лет до нынешних уровней более 415  ppmv , ^[124] с 180–300 ppmv предшествующих 800 тысяч лет . ^{[125] [126] [127]} Это повышение температуры привело к снижению минимальногоПлощадь арктического льда составляет 4 320 000 км ² (1 670 000 кв. Миль), что составляет почти половину потери с момента начала спутниковых измерений в 1979 году. ^{[128] [129]}

Подкисление океана - это повышение кислотности океанов Земли, вызванное поглощением диоксида углерода ( CO
2) из атмосферы . Это повышение кислотности подавляет всю морскую жизнь, оказывая большее влияние на более мелкие организмы, а также на организмы, подвергшиеся ракушке (см. Гребешки ). ^[130]

Извлечение [ править ]

Добыча нефти - это просто удаление нефти из пласта (нефтяной залежи). Нефть часто извлекается в виде эмульсии вода-в-масле, а для отделения нефти от воды используются специальные химические вещества, называемые деэмульгаторами . Добыча нефти требует больших затрат и часто наносит ущерб окружающей среде. Морские разведки и добыча нефти нарушают окружающую морскую среду. ^[131]

Разливы нефти [ править ]

Разливы сырой нефти и очищенного топлива в результате аварий танкеров нанесли ущерб природным экосистемам и источникам средств к существованию на Аляске , в Мексиканском заливе , на Галапагосских островах , во Франции и во многих других местах .

Количество разлитой нефти во время аварий колеблется от нескольких сотен тонн до нескольких сотен тысяч тонн (например, разлив нефти Deepwater Horizon , SS Atlantic Empress , Amoco Cadiz ). Более мелкие разливы, как, например, разлив нефти Exxon Valdez , уже оказали большое влияние на экосистемы .

Разливы нефти в море обычно наносят гораздо больший ущерб, чем разливы на суше, поскольку они могут распространяться на сотни морских миль в тонком нефтяном пятне, которое может покрывать пляжи тонким слоем нефти. Это может убить морских птиц, млекопитающих, моллюсков и другие организмы, которые покрывает. Разливы нефти на суше легче локализовать, если импровизированная земляная плотина может быть быстро снесена бульдозером вокруг места разлива до того, как большая часть нефти вытечет, и наземные животные смогут легче избежать попадания нефти.

Борьба с разливами нефти сложна, требует специальных методов и часто требует большого количества рабочей силы. Сбрасывание бомб и зажигательных устройств с самолетов на обломки SS  Torrey Canyon дало плохие результаты; ^[132] современные методы включают откачку нефти из места крушения, как в случае разлива нефти « Престиж» или разлива нефти на Эрике . ^[133]

Хотя сырая нефть преимущественно состоит из различных углеводородов, определенные азотные гетероциклические соединения, такие как пиридин , пиколин и хинолин, упоминаются как загрязнители, связанные с сырой нефтью, а также предприятиями по переработке горючего сланца или угля, а также были обнаружены в старых лесах участки лечения . Эти соединения обладают очень высокой растворимостью в воде и, следовательно, имеют тенденцию растворяться и перемещаться с водой. Было показано, что некоторые природные бактерии, такие как Micrococcus , Arthrobacter и Rhodococcus , разлагают эти загрязнители. ^[134]

Tarballs [ править ]

Тарболл - это капля сырой нефти (не путать с дегтем , который представляет собой искусственный продукт, полученный из сосен или очищенный из нефти), который выветрился после плавания в океане. Тарболлы являются водным загрязнителем в большинстве сред, хотя они могут встречаться в природе, например, в проливе Санта-Барбара в Калифорнии ^{[135] [136]} или в Мексиканском заливе у побережья Техаса. ^[137] Их концентрация и характеристики были использованы для оценки масштабов разливов нефти . Их состав может быть использован для определения их источников происхождения ^{[138] [139],} а сами тарболлы могут разноситься на большие расстояния глубоководными течениями. ^[136]Они медленно разлагаются бактериями, включая Chromobacterium vioaceum , Cladosporium resinae , Bacillus submarinus , Micrococcus varians , Pseudomonas aeruginosa , Candida marina и Saccharomyces estuari . ^[135]

Киты [ править ]

Джеймс С. Роббинс утверждал, что появление керосина, очищенного от нефти, спасло некоторые виды больших китов от вымирания , предоставив недорогую замену китовому маслу , тем самым устранив экономическую необходимость китобойного промысла в открытых лодках . ^[140]

Альтернативы [ править ]

В США в 2007 году около 70 процентов нефти использовалось для транспорта (например, бензин, дизельное топливо, реактивное топливо), 24 процента - в промышленности (например, производство пластмасс), 5 процентов - для бытового и коммерческого использования и 2 процента - для производства электроэнергии. . ^[141] За пределами США большая часть нефти используется для производства электроэнергии. ^[142]

Автомобильные топлива [ править ]

Топливо для транспортных средств на нефтяной основе может быть заменено либо альтернативным топливом, либо другими методами движения, такими как электрический или ядерный .

Транспортные средства, работающие на альтернативном топливе, относятся к:

• Транспортные средства, использующие альтернативные виды топлива , используемые в стандартных или модифицированных двигателях внутреннего сгорания , таких как природный газ транспортных средства , аккуратные транспортные средства этанола , гибкие топливные транспортные средства , биодизельные Приведено транспортные средства, пропан автогаз, и водородных транспортные средства .
• Транспортные средства с передовыми двигательных систем , которые уменьшают или замены нефти , таких как использование аккумуляторных электромобилей , гибридных электромобилей , гибридных электрических транспортных средств , а также водород автомобилей на топливных элементах .

Индустриальные масла [ править ]

Биологическое сырье действительно существует для промышленного использования, такого как производство биопластов . ^[143]

Электричество [ править ]

В нефтедобывающих странах с небольшими нефтеперерабатывающими мощностями нефть иногда сжигают для производства электроэнергии. Используются технологии возобновляемых источников энергии, такие как солнечная энергия , энергия ветра , микрогидроэнергетика , биомасса и биотопливо , но основными альтернативами остаются крупномасштабная гидроэлектроэнергия , ядерная и угольная генерация. ^{[ необходима цитата ]}

Международные отношения [ править ]

Контроль над добычей нефти был важной движущей силой международных отношений на протяжении большей части 20-го и 21-го веков. ^[144] Такие организации, как ОПЕК, сыграли огромную роль в международной политике. Некоторые историки и комментаторы назвали это « веком нефти » ^[144]. С развитием возобновляемых источников энергии и проблемами изменения климата некоторые комментаторы ожидают перераспределения международной власти в сторону от нефтегазовых государств .

Конфликт [ править ]

Добыча нефти тесно связана с конфликтом ^[145], будь то прямая агрессия, такая как вторжение США в Ирак, торговые войны, такие как ценовая война между Россией и Саудовской Аравией в 2020 году , или разжигание конфликта в регионах, например финансирование Исламского Государства Ирак. и Левант в сирийской гражданской войне .

ОПЕК [ править ]

Будущее производство [ править ]

Потребление в двадцатом и двадцать первом веках в значительной степени стимулировалось ростом автомобильного сектора. Перенасыщение 1985-2003 масло даже подпитывается продажи автомобилей с низким Экономия топлива в ОЭСР странах. Экономический кризис 2008 года, похоже, оказал некоторое влияние на продажи таких автомобилей; Тем не менее, в 2008 году потребление масла немного увеличилось.

В 2016 году Goldman Sachs предсказал снижение спроса на нефть из-за опасений стран с развивающейся экономикой, особенно Китая. ^[153] Страны БРИКС (Бразилия, Россия, Индия, Китай, Южная Африка) также могут вступить в строй, поскольку Китай ненадолго стал первым автомобильным рынком в декабре 2009 года. ^[154] Ближайшие перспективы по-прежнему указывают на рост. ^{[ необходима цитата ]} В долгосрочной перспективе неопределенность сохраняется; ОПЕК считает , что страны ОЭСР будут добиваться низких политики потребления в какой - то момент в будущем; когда это произойдет, это определенно приведет к сокращению продаж нефти, а ОПЕК и Управление энергетической информации (EIA) продолжали снижать свои оценки потребления в 2020 году в течение последних пяти лет.^[155] Подробный обзорнефтяных прогнозов Международного энергетического агентства показал, что пересмотр мировой добычи нефти, цен и инвестиций был мотивирован сочетанием факторов спроса и предложения. ^[156] В целом, обычные прогнозы, не входящие в ОПЕК, были довольно стабильными в течение последних 15 лет, в то время как пересмотр в сторону понижения в основном относился к ОПЕК. Недавние пересмотры в сторону повышения в основном связаны с нефтью плотных пород США.

Производство также столкнется со все более сложной ситуацией; в то время как страны ОПЕК по-прежнему обладают большими запасами при низких ценах на добычу, вновь обнаруженные резервуары часто приводят к повышению цен; такие офшорные гиганты, как Tupi , Guara и Tiber, требуют больших инвестиций и постоянно растущих технологических возможностей. Подсолевые резервуары, такие как Тупи, были неизвестны в двадцатом веке, главным образом потому, что промышленность не могла их исследовать. Методы повышения нефтеотдачи (EOR) (пример: DaQing , Китай ^[157] ) будут продолжать играть важную роль в увеличении извлекаемой нефти в мире.

Ожидаемая доступность нефтяных ресурсов всегда составляла около 35 лет или даже меньше с момента начала современной разведки. Постоянное масло , инсайдер каламбур в немецкой промышленности, относится к такому эффекту. ^[158]

Растущее число кампаний по изъятию капиталовложений из крупных фондов, продвигаемых новыми поколениями, которые ставят под сомнение устойчивость нефти, может препятствовать финансированию будущих разведок и добычи нефти. ^[159]

Пиковая нефть [ править ]

Пиковая нефть - это термин, применяемый к прогнозу, согласно которому будущая добыча нефти (будь то отдельные нефтяные скважины, целые нефтяные месторождения, целые страны или мировая добыча) в конечном итоге достигнет пика, а затем снизится с той же скоростью, что и скорость увеличения до пика, как эти резервы исчерпаны. Пик открытий нефти пришелся на 1965 год, и ежегодная добыча нефти превышала объем открытий нефти каждый год с 1980 года. ^[160] Однако это не означает, что потенциальная добыча нефти превысила спрос на нефть.

Трудно предсказать нефтяной пик в каком-либо конкретном регионе из-за отсутствия знаний и / или прозрачности в учете мировых запасов нефти. ^[161] Основываясь на имеющихся данных о производстве, сторонники ранее предсказывали, что пик в мире будет в 1989, 1995 или 1995–2000 годах. Некоторые из этих прогнозов относятся к периоду, предшествовавшему рецессии в начале 1980-х годов и последующему сокращению глобального потребления, в результате которого дата любого пика была отложена на несколько лет. Точно так же, как пик добычи нефти в США в 1971 году был четко определен только постфактум, будет трудно определить пик мировой добычи до тех пор, пока добыча явно не упадет. ^[162]Пик также является движущейся целью, поскольку теперь он измеряется как «жидкость», которая включает синтетическое топливо, а не просто обычное масло. ^[163]

В 2020 году, согласно отчету BP Energy Outlook 2020 , пик добычи нефти был достигнут из-за изменения энергетического ландшафта в сочетании с экономическими последствиями пандемии COVID-19 .

Хотя исторически много внимания уделялось пиковым поставкам нефти, акцент все больше смещается на пиковое потребление, поскольку все больше стран стремятся перейти на возобновляемые источники энергии. Индекс геополитических прибылей и убытков GeGaLo оценивает, как геополитическое положение 156 стран может измениться, если мир полностью перейдет на возобновляемые источники энергии. Ожидается, что бывшие экспортеры нефти потеряют власть, в то время как позиции бывших импортеров нефти и стран, богатых возобновляемыми энергоресурсами, должны укрепиться. ^[164]

Нетрадиционная нефть [ править ]

Нетрадиционная нефть - это нефть, добываемая или добываемая с использованием технологий, отличных от традиционных. ^{[165] [166]} Расчет пиковой нефти изменился с введением нетрадиционных методов добычи. В частности, сочетание горизонтального бурения и гидроразрыва привело к значительному увеличению добычи на ранее нерентабельных месторождениях. ^[167] Аналитики ожидали, что в 2015 году на дальнейшую разработку месторождений плотной нефти в Северной Америке будет потрачено 150 миллиардов долларов. Значительное увеличение добычи плотной нефти является одной из причин падения цен в конце 2014 года. ^[168] Определенные пласты горных пород.содержат углеводороды, но имеют низкую проницаемость и не являются толстыми с вертикальной точки зрения. Обычные вертикальные скважины не смогли бы экономично извлекать эти углеводороды. Горизонтальное бурение, проходящее горизонтально через пласты, позволяет скважине получить доступ к гораздо большему объему пласта. Гидравлический разрыв пласта создает большую проницаемость и увеличивает поток углеводородов в ствол скважины.

См. Также [ править ]

Примечания [ править ]

Сноски [ править ]

Ссылки [ править ]

• Акинер, Ширин; Алдис, Энн, ред. (2004). Каспий: политика, энергия и безопасность . Нью-Йорк: Рутледж. ISBN 978-0-7007-0501-6.
• Бауэр Георг, Хоккей с мячом Марк Чанс (тр.), Хоккей с мячом Жан А. (Тр.) (1546). De Natura Fossilium . vi (на латыни).CS1 maint: multiple names: authors list (link) переведено 1955
• Хайн, Норман Дж. (2001). Нетехническое руководство по нефтяной геологии, разведке, бурению и добыче . PennWell Corporation. ISBN 978-0-87814-823-3.
• Мабро, Роберт; Организация стран-экспортеров нефти (2006 г.). Нефть в 21 веке: проблемы, вызовы и возможности . Oxford Press. ISBN 978-0-19-920738-1.
• Маугери, Леонардо (2005). Эпоха нефти: что они не хотят, чтобы вы знали о самом противоречивом ресурсе в мире . Гилфорд, Коннектикут: Globe Pequot. п. 15. ISBN 978-1-59921-118-3.
• Спейт, Джеймс Г. (1999). Химия и технология нефти . Марсель Деккер. ISBN 978-0-8247-0217-5.
• Спейт, Джеймс Джи; Анчейта, Хорхе, ред. (2007). Гидроочистка тяжелых масел и остатков . CRC Press. ISBN 978-0-8493-7419-7.
• Василиу, Мариус (2018). Исторический словарь нефтяной промышленности, 2-е издание . Роуман и Литтлфилд. ISBN 978-1-5381-1159-8.
• Мирбабаев М.Ф. (2017). Краткая история первой пробуренной нефтяной скважины и вовлеченные лица. - «История нефтяной промышленности» (США), т.18, №1, с. 25-34.

Дальнейшее чтение [ править ]

• Юхас, Антония , «Конец НЕФТЬ ?: Пандемия нанесла удар по и без того находящейся в тяжелом положении нефтяной отрасли. Выживет ли она, зависит от нас», Sierra Magazine , vol. 105, нет. 5 (сентябрь / октябрь 2020 г.), стр. 36–40, 51.
• Кенни, Дж., Кутчеров, В., Бенделиани, Н., Алексеев, В. (2002). «Эволюция многокомпонентных систем при высоких давлениях: VI. Термодинамическая стабильность системы водород – углерод: генезис углеводородов и происхождение нефти» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (17): 10976–10981. arXiv : физика / 0505003 . Bibcode : 2002PNAS ... 9910976K . DOI : 10.1073 / pnas.172376899 . PMC  123195 . PMID  12177438 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме нефти .

В Wikisource есть текст статьи " Нефть " из Новой Международной энциклопедии 1905 года .

• Глобальный трекер инфраструктуры ископаемых
• API - торговая ассоциация нефтяной промышленности США. ( Американский институт нефти )
• Управление энергетической информации США
  • Министерство энергетики США EIA - Мировые поставки и потребление
• Инициатива по данным совместных организаций | Прозрачность данных в нефтегазовой отрасли
• Национальная медицинская библиотека США: банк данных по опасным веществам - сырая нефть
• «Нефть»  . Американская циклопедия . 1879 г.