Файл: Кожевников А.В. Химия нефти учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.07.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Соотношение между разведанными и предполагаемыми запасами и добычей нефти всегда и до самого последнего времени было в значи­ тельной мере пессимистичным. Некоторые специалисты предсказы­ вают «нефтяной голод» уже в течение нескольких поколений. Этот го­ лод пока еще не наступил. Скорее можно сказать, что в последние годы он резко отступил в результате массового современного, местами глу­ бокого, бурения на нефть и открытия больших новых месторождений. Однако динамику соотношения разведанных запасов и добычи нефти

интересно проследить за несколько десятилетий

(табл. 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а - 3

Динамика

мировой нефтедобычи

 

 

 

 

Год

1892

1905

1923

1932

1933

1935

1935

1937

Запасы нефти, млн. т ...............

100

128

495

830

1090

1570

1780

3525

Суммарная добыча нефти, начи­

100

392

690

1000

1156

1210

1280

ная-с 1820 г., млн. т . . . .

Из табл. 3 видим, что цифра реально добытой нефти довольно часто перекрывала цифру запасов ближайших предыдущих лет. Еще недавно прогнозные запасы нефти на нашей планете определялись порядком

около ІО10 т. е.

не более 100

млрд. т.

Теперь эту цифру вместе с га­

зом составляют

уже только

разведанные запасы. Например, разве­

данные запасы

на

Ближнем

Востоке и в районе Персидского зали­

ва оцениваются в

44 млрд,

т, в США разведано 6 млрд, т,

в Запад­

ной Европе оценивают разведанные

запасы нефти, в 0,3

млрд, т.

В настоящее время применяют коэффициент — отношение разведанных запасов к объему_ годового потребления нефти. Этот коэффициент растет, за последние 20 лет он возрос с 25 : 1 до 42 : 1.

Нефтеносные площади Советского Союза составляют 30% от миро­ вых, а прогнозные ресурсы природного газа — 25—30%, что выводит нашу родину на первое место в мире по запасам природного газа.

Открытием века называют недавно открытую Западно-Сибирскую нефтяную провинцию, расположенную главным образом в Тюменской области. Здесь обнаружено пять нефтяных месторождений первой мировой величины. Там же, на севере Тюменской области, открыто огромное месторождение природных газов. Сделаны новые открытия больших нефтяных и' газовых месторождений на полуострове Ман­ гышлак, в Туркмении, в Белоруссии, на Украине, в Коми АССР и Чечено-Ингушской АССР.

Динамика роста отечественной добычи природного газа такова,

что в 1950 году было добыто 5,8 млрд, м3, в

1960

году — 45,3, а в

1970 году — 197,9. Химическая переработка

газа

составляет более

7% от добычи. Стремительный рост наблюдается и в отечественной добыче нефти. Так в год образования СССР .(1922) было добыто

4,7 млн. т, в 1950 — 37,9, в 1960 — 148, в 1970 — 352,6, а в 1972 — 395 млн. т.

8



Мировая добыча нефти приближается к 2,5 млрд, т в год. На уровне 1970 года общая картина нефтедобычи представляется цифрами (в млн. пі в год), приведенными в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Добыча нефти отдельными странами за 1970 год

 

Страна

 

млн. т

С С С Р ......................................

 

Европы: ...

 

352,6

Другие страны

 

13,3

Румыния ...........................

 

 

Ф Р Г

..................................

 

 

7,5

Ю го сл ави я .......................

 

2,9

Австрия...............................

 

 

2,8

Франция ...........................

 

 

2,3

Венгрия ..............................

 

.

1,9

И т а л и я .......................

...

1,4

Албания ...........................

 

 

1,4

Польша ..............................

 

 

0,4

Болгария ...........................

 

 

0,3

прочие

...............................

 

 

1,9

Ближний Восток:

 

190,0

И р а н ..................................

 

Аравия . .

.

Саудовская

175,5

К у в е й т ..............................

 

 

138,0

И р а к ..................................

■ ■

 

 

75,6

ОАЭ

 

.

32,8

Кувейт

(нейтр. зона) .

27,0

К атар ..................................

 

 

 

17,0

О м а н ..................................

 

 

 

16,4

Сирия ..................................

 

 

 

4,5

Бахрейн . . . . . . . .

 

3,8

Турция ...............................

 

 

3,5

прочие

...............................

 

 

4,2

 

Страна

мли. т

Америка:

534,0

 

С Ш А ...................................

 

Венесуэла ...........................

193,0

 

Канада ...............................

69,5

 

Мексика ...........................

22,0

 

Аргентина .......................

20,0

 

Колумбия ...........................

11,0

 

Бразилия ...........................

8,3'

 

ТринМдатн Тобаго . . .

7,0

 

П е р у ..................................

2,8

 

Ч и л и ..................................

1,6

 

Боливия ...........................

1,5

 

Эквадор ...............................

0,2

А в с т р а л и я ...............................

8,3

Дальний Восток:

45,0

 

Индонезия .......................

 

К итай..................................

19,0

 

И н д и я ...............................

6,8

 

Бирма ...............................

1,0

 

Япония ...............................

0,8

 

п р о ч и е ............... ...

7,4

Африка:

159,0

 

Ливия ..............................

 

Н и ге р и я ............................

53,0

 

Алжир ...............................

46,0

'

Е г и п е т ...............................

23,5

Габон ..................................

5,3

А н г о л а ...............................

4,3

 

Тунис ..................................

4,1

Т а б л и ц а 5

Структура добычи топлива в СССР

*Топливо, % к итогу

Год

уголь

ііефть

газ

торф

сланцы

дрова

 

природный

 

 

 

н попутный

 

 

 

I960

53 ,9

30,5

7

,9

2 ,9

0 ,7

4,1

1965

42,7

35,8

15,5

1,7

0,8

3,5

1969

36,8

40,2

18,4

1,5

0,7

2 ,4

1970

2 5

,0

___

1970— 75

 

 

35,2

 

 

 

(запланировано)

9


Больше половины (55%) мировой нефти добывают четыре страны:

СССР, США, Венесуэла и Иран.

Удельное значение газа и нефти в топливном балансе нашей страны растет с каждым годом (табл. 5).

спнгп+гп

Рис. 1. Схема использования в нефтехимии углеводоро­ дов различных гомологических рядов

J — метан; 2 — олефины C 2— Ct ; 3 — ацетилен; 4 — дивинил и изопрен; 5 — бензол, толуол и ксилолы; 6 — нафталин; 7 —

легкий парафинистый бензин (окисление в уксусную; кислоту) 5 — «мягкий» парафин (окисление в спирты и кислоты, пиролиз в а-олефнны); 9 — высшие разветвленные олефины, димеры и соднмеры олефинов С2—С5, в первую очередь а-олефины; 10 — цнклогексен; И — циклогексадиен, циклопентадиен, несо­ пряженные диены Си; 12 — несопряженные днены С7; 13 — виннлциклогексен, дивиннлцнклобутан, циклооктаднен — 1,5; 14 — адамантаны Сю —С 1а; 15 — ароматические углеводороды Со—Сю (псевдокумол, дурол); 16 — циклододекатрнен — 1,5, 9

Вместе нефть и природный газ составляют две трети современного топливного баланса нашей страны. Во всем мире доля нефтехимиче­ ского сырья составляет 32,8% общего объема производства химиче­ ской промышленности, в том числе 26,5% органических и 6,3% не­

органических химических продуктов.

1

За восьмую пятилетку (с 1965 по 1970 г.) объем нефтехимического производства у нас в стране увеличился в 1,5 раза по сравнению с уровнем 1965 г.

В последнее десятилетие введено в строй 220 новых заводов и круп­ ных производств на действующих предприятиях нефтехимической

10

промышленности. Среди них такие гиганты нефтепереработки, как Омский, Ново-Уфимский, Ново-Куйбышевский, Ново-Ярославский, Полоцкиң и Киришский заводы.

XXIV съезд КПСС поставил новые рубежи, которых должна до­ стигнуть нефтехимия в девятой пятилетке (1971— 1975 годы).

Задачей первостепенной важности должно быть укрупнение мощ­ ности агрегатов и снижение капитальных затрат на единицу выпус­ каемой продукции. Так при увеличении мощности этиленовых уста­ новок от 20 до 250 тыс. т в год себестоимость снижается в 4 раза, удельные капитальные вложения — в 2—3 раза, а производительность труда повышается в 2,5—3 раза.

Необходимо развитие комплексности химического

производства,

т. е. практически безостаточной переработки сырья,

без отходов.

Важно создание замкнутой системы использования производствен­ ных вод нефтехимических заводов.

Необходима научная разработка процессов, позволяющих, с од­ ной стороны, использовать в переработке попутные продукты нефте­ химии (например, переработка пропилена и бутиленов, получаемых при пиролизе нефтяного сырья на этилен); с другой стороны, получать новые мономеры в соответствии с требованиями синтеза новых струк­ тур органических соединений.

Необходимо внедрить в производство систему управления произ­ водственными процессами с управляющими вычислительными маши­ нами (УВМ).

Теоретической базой для решения проблемы комплексной автома­ тизации является моделирование и оптимизация технологических про­ цессов, требующие, в свою очередь, дальнейшего исследования кине­ тики и динамики, а также механизма протекающих химических ре­ акций.

Чтобы читатель смог хорошо представить размеры современного потребления углеводородов нефти в нефтехимических процессах, приводится диаграмма наиболее часто) применяемых углеводородов и указывается интенсивность их применения (рис. 1).

Углеводороды 1—6 интенсивно используют в настоящее время; 7,8 используют незначительно, главным образом в смесях; 9—16 — можно ожидать интенсивного использования в ближайшие годы.

Таким образом, самыми многотоннажными исходными продуктами нефтехимического синтеза остаются: метан; простейшие олефины — этилен, пропилен и бутилены; ацетилен; дивинил и изопрен; простей­ шие ароматические — бензол, толуол и ксилолы, а также нафталин.


Глава

вторая

НЕФТЬ КАК ПРИРОДНЫЙ МИНЕРАЛ. ГЕОГРАФИЯ И ГЕОХИМИЯ НЕФТИ

Нефть представляет собой взаимный сопряженный раствор угле­

водородов и гетероатомных органических соединений.

Надо подчер­

кнуть,'что нефть — это не смесь веществ,

а раствор

углеводородов

и гетероатомных органических соединений.

Это означает, что при

изучении нефти следует к ней подходить как к раствору.

Нефть —

не просто растворенное вещество в 'растворителе, а взаимный

рас­

твор ближайших гомологов и иных соединений друг в друге.

Наконец,

сопряженным раствор назван в том смысле,

что, растворяясь друг в

друге, ближайшие по строению структуры образуют систему,

пред­

ставляющую нефть в целом. Если нарушается сопряженное взаим­ ное растворение ближайших компонентов, то может частично раз­ рушиться и система нефти. Например, если разгонкой убрать из нефти средние фракции, то при соединении головных фракций легкого бен­ зина с остаточными тяжелыми фракциями может и не произойти рас­ творения, а часть смолистых веществ выпадет в осадок — система со­ пряженного взаимного растворения будет нарушена. Собственно нефть представляет собой жидкий ископаемый минерал, залегающий в по­ ристых осадочных породах земной коры, в трещинах, расселинах и других пустотах материнских горных пород (гранитов, гнейсов, ба­ зальтов и т. п.).

Наиболее известные промышленные месторождения нефти обра­ зуют большие скопления в осадочных породах (пески и карбонаты), обладающих достаточной пористостью и другими условиями для скоп­ ления больших количеств нефти. Обычно подстилающим слоем для нефтеносного горизонта служит слой плотной глины. Месторождение нефти может состоять из нескольких горизонтов, расположенных друг над другом в вертикальном направлении. Эти 'горизонты разобщены плотными слоями осадочных пород, и нефть различных горизонтов одного и того же месторождения может отличаться по свойствам. Счи­ тается, что нефть способна к некоторому перемещению под землей, называемому миграцией. Залеганию нефти обычно сопутствуют неф­ тяные воды и попутные газы, а так как их плотность значительно различается, то залегают эти вещества слоями: жидкая нефть рас­ полагается на водном слое, а газы находятся сверху, над нефтью. На рис. 2 представлена принципиальная схема обычного нефтяного месторождения. Поиск нефти базируется на знании геологических структур, анализе признаков нефт^ в земных породах, применении

12