Свойства нефти
Свойства нефти
(составлено по литературным данным А.А.
Зубайдуллиным)
Нефть (тур. neft, от перс. нефть), горючая, маслянистая жидкость,
распространенная в осадочной оболочке Земли, важнейшее полезное ископаемое.
Сложная смесь алканов, некоторых цикланов и аренов, а также кислородных,
сернистых и азотистых соединений. В ее составе обнаруживается свыше 1000
индивидуальных органических веществ, содержащих 83-87% углерода, 12-14%
водорода, 0,5-6,0% серы, 0,02-1,7% азота и 0,005-3,6% кислорода и незначительную
примесь минеральных соединений; зольность нефти не превышает 0,1 %. Различают
легкую (0,65-0,87 г/см3), среднюю (0,871-0,910 г/см3) и тяжелую (0,910-1,05
г/см3) нефть. Теплота сгорания 43,7-46,2 МДж/кг (10400-11000 ккал/кг).
В
составе нефти выделяют легкие фракции (начало кипения 200° С), где преобладают
метановые углеводороды (алканы). Содержание легких фракций в нефтях разных
месторождений и даже разных продуктивных горизонтов одного и того же
месторождения сильно изменяются. Существенное значение в составе нефтей имеют
циклоалканы и ароматические углеводороды (арены - СnНm).
Ароматические
углеводороды - наиболее токсичные компоненты нефти (Mitchell et al, 1972).0ни
являются хроническими токсикантами (Baker, 1971). В частности, к очень активным
и быстродействующим токсикантам относятся низкокипящие арены - бензол, ксилол,
толуол и др. Многие ароматические углеводороды характеризуются ярко выраженной
мутагенвостью и канцерогенностью (Исмаилов, 1990). Наиболее опасна группа
полиароматических углеводородов (Ильницкий, 1975, Шабад, 1973). Содержание
одного из наиболее токсичных соединений - 3,4 бензпирена в нефтях колеблется от
250 до 8050 млрд-1 (Алексеева, Теплицкая, 1981).
Одним из значительных
компонентов нефти являются твердые метановые углеводороды (парафины), содержание
которых может достигать 15-20%. Парафины содержатся практически во всех нефтях.
По содержанию парафинов выделяются три группы нефтей: малопарафиновые (парафина
- до 1,5%), парафиновые (1,5-6,0%), высокопарафиновые (более 6%) (Требин и др.,
1980).
В нефтях идентифицированы фенантрены, хризены, пирены, бензпирены,
тетрафены (Алексеева, Теплицкая, 1981).
К неуглеводородным компонентам
нефти относятся смолы и асфальтены, играющие очень важную роль в химической
активности нефти. Их содержание колеблется от 1-2 до 6-40% (Панов и др., 1986).
С этими группами соединений связана основная часть микроэлементов нефти.
Наиболее высоки концентрации V и Ni, а на отдельных месторождениях в нефтях и
углеводородных газах довольно много Hg и As (Озерова, Пиковский и др., 1979;
Озерова, Пиковский, 1982,1985).
Основные характеристики нефти
представлены в таблице.
Таблица. Характеристика
состава и свойств нефти (по Стокеру и Сигеру)
| Фракция |
Массовая доля в сырой нефти,
% |
Диапазон температур кипения,
0С |
Растворимость в дистиллированной
воде х 104, % (по массе) |
| Парафины: |
| С6- С12
|
0,1 - 20 |
69 - 230 |
9,5 - 0,1 |
| С13 - С25 |
0 - 10 |
230 - 450 |
0,01 - 0,004 |
| Циклопарафины: |
| С6 - С12 |
5 - 30 |
70 - 230 |
55 - 1,0 |
| С13(С23 |
5 -
30 |
230 - 405 |
1,0 - 0 |
| Ароматические
углеводороды: |
| моно- и дициклические
С6 - С11 |
0 -
5 |
80 - 240 |
1780 - 0 |
| полициклические С12 -
С18 |
0 - 5 |
240 - 400 |
12,5 - 0 |
| Нафтено-ароматические
углеводороды |
| С9 - С25 |
5 - 30 |
180
- 400 |
1,0
- 0 |
| Остатки |
10 - 70 |
400 |
0 |
Важными с экологических
позиций компонентами нефти являются присутствующие в ней соединения серы
(элементарная, сероводородная, сульфидная, меркаптановая). В России нефть
классифицируют по содержанию серы на три класса: малосернистая (до 0,5 %),
сер-нистая (0,5-2 %) и высокосернистая (св. 2 %).
Еще один
неуглеводородный компонент сырой нефти - минерализованные пластовые воды. Состав
пластовых вод, которые извлекаются вместе с нефтью, концентрации в них солей и
соотношения ионов, а соответственно, и степень их экологической опасности
раз-нообразны. Основные группы вод - хлоридно-натриевые (преобладающие) и
хлоридно-кальциевые. Все воды нефтяных месторождений высоко минерализованы.
Выделяются рас-солы (выше 100 г/л) и соленые воды (10-50 г/л). Для нефтяных вод
характерно повышенное содержание галогенов (Cl, Br, J), а также бора, бария,
стронция, а в ряде случаев -двухвалентного железа и сероводорода.
Для территории России все пластовые воды по степени
вредности объединены в пять групп: 1) хлоридно-натриевые с минерилизацией (свыше
100 г/л), 2) хлоридно-кальциевые (свыше 100 г/л), 3) хлоридно-натриевые (100-50
г/л), 4) хлоридно-натриевые (50-10 г/л), 5) хлоридно-натриевые (10-1 г/л)
(Батоян, 1983). При этом даже в пределах одного бассейна состав пластовых вод
достаточно разнообразен. Пластовые воды, отделяющиеся от добы-ваемой нефти в
процессе ее первичной подготовки, составляют основные объемы сточных вод
промыслов - около 82-84% (Панов и др., 1986). По мере увеличения срока
эксплуатации промыслов объем сточных вод непрерывно растет, а их минерализация
падает. Человек использует нефть издавна (с 6-го тыс. до н.э.). Путем перегонки
из нефти по-лучают бензин, реактивное топливо, мазут. Мировые запасы нефти
составляют около 141 млрд. т (2000 г.). Наибольшие запасы нефти сосредоточены в
Саудовской Аравии (35,5 млрд.т), Ираке (15,4), Кувейте (12,9), ОАЭ (12,6), Иране
(12,2), Венесуэле (10,5), и России (6,6).
|
