Uleiul este

Uleiul(din turcă neft, din persanăneft[1] ) este un lichid combustibil uleios natural, constând dintr-un amestec complex de hidrocarburi și alți compuși organici. După culoare, uleiul este roșu-brun, uneori aproape negru, deși uneori este și ușor colorat galben-verde și chiar ulei incolor; are un miros specific, comun în rocile sedimentare ale Pământului. Astăzi, uleiul este unul dintre cele mai importante minerale pentru umanitate.

Conţinut

Informații generale

Petrolul se găsește împreună cu hidrocarburile gazoase la adâncimi de la zeci de metri până la 5–6 km. Cu toate acestea, la adâncimi de peste 4,5–5 km, depunerile de gaz și condensat de gaz predomină cu o cantitate nesemnificativă de fracțiuni ușoare. Numărul maxim de zăcăminte de petrol este situat la o adâncime de 1–3 km. La adâncimi mici și la scurgerile naturale de la suprafața pământului, petrolul este transformat în maltă groasă, asfalt semidur și alte formațiuni - de exemplu, nisipuri bituminoase și bitum.

În ceea ce privește compoziția chimică și originea, petrolul este aproape de gazele naturale combustibile, ozocherita și asfaltul. Aceste fosile sunt denumite colectiv petroliți. Petroliții aparțin unui grup și mai mare de așa-numitele caustobioliți - minerale combustibile de origine biogenă, care includ și combustibilii solizi fosili [2] .

Informații istorice despre petrol

Uleiul este cunoscut omenirii din cele mai vechi timpuri, ceea ce este ilustrat de următoarele date:

În Evul Mediu, interesul pentru petrol se baza în principal pe capacitatea acestuia de a arde. Din secolul al VII-lea d.Hr. bizantinii foloseau așa-numitul foc grecesc (un amestec de ulei și var nestins), care se aprindea când era umezit. Folosit împotrivanavele inamice: ungeau vârfuri de săgeți cu el sau făceau grenade primitive [4] . S-au păstrat informații despre „apa combustibilă - groasă”, adusă de la Ukhta la Moscova sub Boris Godunov. Până la începutul secolului al XVIII-lea, uleiul era folosit mai ales în forma sa naturală, adică neprelucrată și nerafinată. O mare atenție a fost acordată petrolului ca resursă minerală numai după:

în România, practica de fabrică a fraților Dubinin (din 1823),
în America de chimistul B. Silliman (1855),

s-a dovedit că kerosenul, un ulei iluminant asemănător fotogenului, deja la acea vreme era produs din anumite tipuri de cărbune și șist și era utilizat pe scară largă, putea fi izolat de acesta. Utilizarea predominantă a uleiului procesat a început abia în a 2-a jumătate a secolului al XIX-lea, ceea ce a fost facilitat de noua metodă de producere a petrolului care a apărut la acea vreme folosind foraje în locul puțurilor. Prima producție de petrol din lume dintr-un foraj a avut loc în 1848 la câmpul Bibi-Heybat de lângă Baku. [5]

Origine

Uleiul este rezultatul litogenezei. Este o fază lichidă (practic) hidrofobă a produselor de fosilizare (îngropare) a materiei organice (kerogen) în depozitele hidro-sedimentare.

Formarea uleiului este un proces în etape, foarte lung (de obicei 50–350 de milioane de ani) [6], care începe chiar și în materia vie. Există o serie de etape:

Acumularea zăcămintelor- în timpul căreia rămășițele organismelor vii cad pe fundul bazinelor de apă;
biochimic- procese de compactare, deshidratare și procese biochimice în condiții de acces limitat la oxigen;
protocatogeneza— tasarea unui strat de reziduuri organice la o adâncime de până la1,5-2 km, cu o creștere lentă a temperaturii și presiunii;
mezocatogenezasaufaza principală de formare a uleiului (MFP)- coborârea stratului de reziduuri organice la o adâncime de 3-4 km, cu o creștere a temperaturii la 150 ° C. În acest caz, substanțele organice suferă o distrugere catalitică termică, în urma căreia se formează substanțe bituminoase, care alcătuiesc cea mai mare parte a microulei. În plus, uleiul este distilat din cauza căderii de presiune și a emigrării micro-ulei în rezervoare nisipoase și de-a lungul acestora în capcane;
Apocatogeneza kerogenezeisauFaza principală de formare a gazului (GPG)— tasarea unui strat de reziduuri organice la o adâncime mai mare de 4,5 km, când temperatura crește la 180-250 °C . În acest caz, materia organică își pierde potențialul generator de petrol și își realizează potențialul generator de metan.
I. M. Gubkin a evidențiat și etapaa distrugerii zăcămintelor de petrol.

Dovezi convingătoare ale naturii biogene a materialului sursă au fost obținute ca urmare a unui studiu detaliat al evoluției compoziției moleculare a hidrocarburilor și a precursorilor lor biochimici (progenitori) în organismele originale, în materia organică a sedimentelor și a rocilor și în diferite uleiuri din zăcăminte. De importanță a fost descoperirea în compoziția petroluluichemofosilele- structuri moleculare foarte ciudate, adesea construite complex, de natură clar biogenă, adică moștenite (întregi sau sub formă de fragmente) din materia organică. Studiul distribuției izotopilor stabili de carbon ( 12 C, 13 C) în petrol, materia organică a rocilor și în organisme (A.P. Vinogradov, E.M. Galimov) [7] a confirmat, de asemenea, invaliditatea ipotezelor anorganice.

Totuși, și în prezent unii savanți (în principal din România)apără ipotezele anorganice despre originea petrolului. În special, se susține că uleiul anorganic este adăugat constant uleiului format în antichitate prin mijloace organice. Dacă acest lucru este adevărat, atunci aceasta înseamnă inepuizabilitatea practică a rezervelor de petrol [8] .

Proprietățile uleiului

Proprietăți fizice

Uleiul este un lichid de culoare de la maro deschis (aproape incolor) la maro închis (aproape negru) (deși există chiar și mostre de ulei verde smarald). Greutatea moleculară medie este de 220-300 g/mol (rar 450-470). Densitate 0,65-1,05 (de obicei 0,82-0,95) g/cm³; uleiul a cărui densitate este sub 0,83 se numeșteușor, 0,831-0,860 -mediu, peste 0,860 -greu. Densitatea uleiului, ca și alte hidrocarburi, este foarte dependentă de temperatură și presiune [9] . Conține un număr mare de substanțe organice diferite și, prin urmare, se caracterizează nu prin punctul de fierbere, ci prin punctul inițial de fierbere al hidrocarburilor lichide (de obicei> 28 ° C, mai rar ≥ 100 ° C în cazul uleiurilor grele) și compoziție fracționată - randamentul fracțiilor individuale, distilate mai întâi la presiunea atmosferică și apoi sub vid, în anumite limite de temperatură, de obicei până la 450-500 ° C (fierbe

Uleiul este un lichid inflamabil; punctul de aprindere de la -35 [10] la +121 °C (în funcție de compoziția fracționată și de conținutul de gaze dizolvate în ea). Uleiul este solubil în solvenți organici, în condiții normale este insolubil în apă, dar poate forma emulsii stabile cu el. În tehnologie, pentru a separa apa de ulei și sare dizolvată în ea, se efectuează deshidratarea și desalinizarea.

Compoziție chimică

Compoziția generală

Uleiul este un amestec de aproximativ 1000 de substanțe individuale, dintre care majoritatea sunt lichidehidrocarburi (> 500 de substanțe sau de obicei 80-90% din masă) și compuși organici heteroatomi (4-5%), în principal sulfuroși (aproximativ 250 de substanțe), azotați (> 30 de substanțe) și oxigenați (aproximativ 85 de substanțe), precum și organometalici compuși (în principal vanadiu și nichel); componentele rămase sunt gaze de hidrocarburi dizolvate (C1-C4, de la zecimi la 4%), apă (de la urme la 10%), săruri minerale (în principal cloruri, 0,1-4000 mg/l și mai mult), soluții de săruri organice acizi, etc., impurități mecanice.

Compoziția hidrocarburilor

Practic, uleiul conține parafină (de obicei 30-35, mai rar 40-50% în volum) și naftenic (25-75%). Într-o măsură mai mică - compuși din seria aromatică (10-20, mai rar 35%) și structură mixtă sau hibridă (de exemplu, parafină-naftenic, naftenic-aromatic).

Compoziția elementară a uleiului și a componentelor heteroatomice

Alături de hidrocarburi, uleiul conține substanțe care conțin atomi de impurități. Conținând sulf -H2S, mercaptani, mono- și disulfuri, tiofeni și tiofani, precum și policiclici etc. (70-90% este concentrat în produse reziduale - păcură și gudron); cu conținut de azot - în principal omologi ai piridinei, chinolinei, indolului, carbazolului, pirolului, precum și porfirinelor (concentrate în cea mai mare parte în fracțiuni grele și reziduuri); care conțin oxigen - acizi naftenici, fenoli, rășino-asfaltene și alte substanțe (concentrate de obicei în fracțiuni cu punct de fierbere ridicat). Compoziție elementară (%): 82-87 C; 11-14,5 N; 0,01-6 S (rar până la 8); 0,001-1,8N; 0,005-0,35 O (rar până la 1,2), etc. În total, au fost găsite peste 50 de elemente în ulei. Deci, alături de cele menționate, uleiul conține V (10 -5 - 10 -2%), Ni (10 -4 -10 -3%), Cl (de la urme la 2 10 -2%) etc. Conținutul de celcompușii și impuritățile din materiile prime din diferite domenii variază foarte mult, prin urmare, este posibil să vorbim despre compoziția chimică medie a petrolului doar condiționat.