параграф о нефти

Глава 1
1.ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ
Слово “нефть” появилось в русском языке в XVII веке и происходит от
арабского “нафата”, что означает “извергать”. Так назвали в IV–III тыс. до
н.э. жители Двуречья – древнего очага цивилизации – маслянистую через
легковоспламеняющуюся
жидкость,
которая
действительно
иногда
извергается на поверхность земли в виде фонтанов. Сейчас на его
территории располагаются крупнейшие нефтеперерабатывающие страны
Ирак и Кувейт.
Происхождение нефти
Карбидная (неорганическая)
теория. От взаимодействия
железа уголь должен давать
углеродистое железо, и оно
должно сохраниться
накопленным внутри Земли.
От действия воды, особенно
соленой, углеродистое железо
и может дать нефть.
Космическая теория.
Органическое происхождение.
Нефть возникла из
сапропелевого вещества (это ил
образованный планктоном)
И. М. Губкин
Нефть
произошла
из
углеводородов,
содержащихся в газовой
оболочке
Земли,
при
формировании
её
как
планеты.
В. Д. Соколов
Д. И. Менделеев
Миллионы лет назад растения и животные, обитавшие в древних морях,
после смерти
оседали на дно, разлагались и заносились илом.
Постепенно ил превратился в твердые породы, которые под действием
тепла, идущего из недр Земли, за миллионы лет превратились в нефть.
Основным исходным веществом нефти является
планктон,
обеспечивающий
накопление
осадков
МЕНДЕЛЕЕВ
Дмитрий Иванович
(1834-1907),
сапропелевого типа, характеризующегося высоким
русский
содержанием водорода. Пластовая нефть, находящаяся
разносторонний
в залежах на различной глубине, в различной степени
ученый,
педагог.
Заложил
основы
насыщена газообразными углеводородами.
теории
химик,
растворов,
предложил
промышленный
способ
фракционного
разделения нефти.
2
2.География мировых ресурсов.
В начале XIX века нефть добывалась в 19 странах, в
основном с помощью колодцев.
Главными районами нефтедобычи были Баку в Российской империи, Пенсильвания в США и
Индонезия. В настоящее время насчитывается свыше 8о нефтедобывающих стран во всех
частях света кроме Антарктиды.
Больше всего нефти сосредоточено в Азии, на Ближнем и Среднем Востоке, в Западной
Сибири и Казахстане. Крупнейшее месторождения есть также в Северной и Южной Америке
и Северном море у берегов Европы.
Главная
особенность
географии
мировых
ресурсов
нефти
заключается в том, что большая часть из них приходиться на
развивающиеся страны, в первую очередь Ближнего востока. Ведущее
же место по добыче нефти занимают США, Саудовская Аравия, Россия.
Растет добыча нефти в КНР. В США добыча нефти ведется на ге, а в
И.М.
последние годы на шельфе Аляски.
ГУБКИН
Иван
Нефть - основное природное богатство Ближнего востока, при этом в
Михайлович
Саудовской Аравии находится около четверти мировых запасов нефти.
1939),
российский
геолог,
основатель
В число ведущих поставщиков нефти входят также Ирак, Иран, Кувейт,
Оман, Катар, Бахрейн и Объединенные Арабские Эмираты.
Нефтедобыча на территории России достигла своего максимума в
1987г. - тогда наша страна находилась на первом месте в мире.
(1871-
отечественной
нефтяной
геологии,
академик АН СССР
(1929),
вице-
президент АН СССР
(1936-39). Основные
Около 2/3 российской нефти добывается в Среднем Приобье, в
труды
основном на территории Ханты-мансийского автономного округа,
нефти»
частично в Ямало-ненецком округе
и в Томской области. Второй
крупный район нефтедобычи - Волго-уральский. Здесь нефть начала
добываться с 50-х гг. Остальные районы нефтедобычи в совокупности
«Учение
о
(1932).
Обосновал
возможность
создания
«Второго
Баку».
дают менее 10% и не определяют ситуацию в целом. Однако нефтедобыча в них оказывает
воздействие на развитие самих этих регионов. Перспективными районами добычи в России
считаются шельф побережья Баренцева моря и Охотского моря. Интенсивная нефтеразведка
3
ведется в Нижнем Поволжье. Возможно, что большие запасы хранит в себе полуостров
Таймыр.
2.Физические свойства нефти.
Нефть – маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета, с характерным запахом.
Она немного легче воды и практически в ней не растворяется. Так как нефть – смесь
различных углеводородов, то у неё нет определенной температуры кипения.
3.Применение нефтепродуктов.
Нефть – не топливо,
«
топить можно и
ассигнациями»
Д. И. Менделеев
Нефтяная промышленность зародилась в середине ХIХ века. Из нефти получали
осветительное масло, названое в России “фотогеном”, а в Америке – “керосином”.
Добывалась нефть в небольших количествах в основном из неглубоких колодцев.
Промышленная революция и широкое использование паровых машин потребовали более
качественного горючего для освещения фабрик, а также смазочных веществ. В практику
вошли буровые скважины. Нефть являются основой топливно–энергетического комплекса
(ТЭК - 48% в перспективе эта доля будет
уменьшаться вследствие возрастания применения
атомной и иных видов энергии, а также увеличения
стоимости добычи.), это еще и основа сырья для
органического синтеза.
В связи с быстрым развитием в мире химической и
нефтехимической промышленности потребность в
4
нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как
источника
ценного
сырья
для
производства
синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ,
моющих
средств,
пластификаторов,
присадок,
красителей и др. (более 8 % от объема мировой
добычи). Среди получаемых из нефти исходных
веществ
для
этих
производств
наибольшее
применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны,
гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые;
ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и
диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Истощение ресурсов нефти, рост
цен на нее и др причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.
4.Нефть и политика.
В XX веке ни один другой вид первичных энергоресурсов не оказал столь большого
влияния на экономическое и социальное развитие как нефть. Она определяет политику
государств, особенно тех, которые природа обделила нефтяными местонахождениями.
Нефть добывают в 80 странах мира. Но географию этой отрасли определяют страны
“первой десятки”, для большинства из которых нефтяная промышленность стала важной, а
иногда и единственной отраслью международной специализации (Ирак, ОАЭ, Катар).Одна
из особенностей географии мировой нефтяной промышленности заключается в том, что
более 4/5 запасов
добычи нефти приходится на развивающиеся страны. Эти страны, в
особенности страны – члены ОПЕК, выступают и в качестве ее главных экспортеров:
ОПЕК: Алжир, Венесуэла, Габон, Индонезия, Ирак, Ирак, Катар, Кувейт, Ливия,
Нигерия, ОАЭ, Оман, Саудовская Аравия. В международную торговлю поступает 40 % всей
добываемой нефти.
Страны ОПЕК устанавливают квоту на добычу. Ни больше, ни меньше, для
поддержания уровня мировых цен на сырую нефть в зависимости от качества. Поднимать
добычу нельзя – цены поползут вниз, снижать – значит, лишится доход
5
Проблемы.
 Энергетическая проблема является
одной из самых острых. Бурно
развивающаяся экономика в ХХI
веке
требует
все
больше
энергозатрат.
 Наука
предупреждает,
что
современных
при
объемах
энергопотребления
разведанных
запасов органического топлива на
Земле хватит примерно на 150 лет, в том числе
нефти – на 35, газа – на 50.
 Таким образом, ограниченность природных
запасов углеводородного сырья составляет
сегодня
главный
стержень
глобальной
энергопроблемы.
 Наступает
период
энергосберегающих
технологий и всемирной экономии энергии.
Пути энергосбережения:

выпуск более экономичных автомашин;

усовершенствование в коммунальном хозяйстве;

структурные изменения в экономике (рост доли менее энергоемких отраслей);

развитие атомной энергетики;

использование неисчерпаемых природных ресурсов (солнечная радиация, тепло
Земли).
Высокие мировые цены на нефть способствовали быстрому росту разведки и добычи ее в
странах, не входящих, в ОПЕК. Поэтому долгосрочное прогнозирование энергетики в
значительной степени зависит от прогнозов цен на нефть на мировом рынке.
6
Перспективы
В течение ближайших 30–40 лет, возможно, произойдут следующие изменения:
o
стабилизируется рост потребления;
o
увеличится доля новых технологий для производства энергии;
o
увеличатся масштаб и стоимость транспортировки;
o
возрастет эффективность использования;
o
все большее значение будут приобретать трансконтинентальные газопроводы общей
протяжностью 26 тыс.км;
o
увеличится доля альтернативных источников энергии (атомная), нетрадиционных
ресурсов (солнечная энергия, энергия ветра).
По итогам проведенного анализа можно сделать следующие
выводы.
1. Ситуация на мировом нефтяном рынке и реальные интересы его основных
участников позволяют прогнозировать стабильно высокий уровень на нефть в
ближайшей перспективе. Поэтому ожидается благоприятная конъюнктура для
производителей и экспортеров нефти, в том числе, в регионах с более высокими
издержками добычи, к которым относится и Казахстан.
2. Нефть в период до 2020 года будет доминирующим источником энергии.
Однако, в связи с ужесточением экологических требований, развитием научнотехнического прогресса и другими факторами, ожидается постепенная замена
нефти в качестве основного источника энергии на, так называемые,
нетрадиционные источники.
3. Для избежания монопольной зависимости мировой экономики от нефти ОПЕК
часть государств будет стремиться к диверсификации источников нефтеснабжения,
что
в
свою
очередь
обусловит
возможность
освоения
относительно
труднодоступных месторождений, альтернативных нефти ОПЕК. В этом плане
можно ожидать усиление внимания к Каспийскому региону.
7
4. 4.Увеличение экспорта нефти из каспийского региона в будущем приведет к более
острой конкуренции на мировом рынке нефти за рынки сбыта.

Особенно конкурентная борьба вероятна со странами ОПЕК,
имеющими существенные конкурентные преимуществ
Пожалуй,
первая, которая
всколыхнула
мир, произошла
в
1967
г.
У
берегов
Западной
Европы
потерпел
аварию
супертанкер
„Торри Каньон",
в море попало
120 тыс.т нефти.
Огромное
нефтяное пятно
обезобразило
Анализ графика 4 показывает, что основными
рынками потребления нефти на протяжении ряда лет
остаются США, АТР и Европа. В дальнейшем эта
ситуация скорее всего сохранится.
прибрежные
воды и берега
Франции
и
Англии. Погибло
50
5.Влияние нефти и нефтепродуктов на
окружающую среду.
тыс.
водоплавающих
птиц, т.е. 90 %
морских
птиц
этих районов.

8
 Аварии нефтепроводов;
 гибель танкеров;
 промывка цистерн
танкеров и сброса этой
воды;
 отбросы нефтехимических
заводов;
 аварии морских буровых.
Встает угрожающий вопрос: что делать с этими „черными
океанами"? Как спасти их обитателей от гибели?
Нефтяная промышленность зародилась в середине ХIХ века. Из нефти получали
осветительное масло, названое в России “фотогеном”, а в Америке – “керосином”.
Добывалась нефть в небольших количествах в основном из неглубоких колодцев.
Промышленная революция и широкое использование паровых машин потребовали более
качественного горючего для освещения
фабрик, а также смазочных веществ.
В
практику
скважины.
Нефть
вошли
буровые
являются
основой
топливно–энергетического
комплекса
(ТЭК), это еще и основа сырья для
органического синтеза.
Нефтяная плёнка нарушает обмен теплом,
влагой
и
газами
между
средой
и
9
атмосферой, в результате нарушается биологическое равновесие водоёма. Установлено, что
нефтяное загрязнение на 60% уменьшает испарение воды с её поверхности. При этом
усиливается нагрев водной поверхности и соприкасающихся с ней воздушных масс и, как
следствие, уменьшается содержание в них водяных паров. Проходя над континентами, такие
воздушные массы дадут меньше осадков, а перепад температур будет способствовать
возникновению частых циклонов. Пары нефти и нефтепродуктов вызывают у человека
заболевание органов дыхания и центральной нервной системы, повышая утомляемость.
Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т
нефти.
Аэрофотосъемкой
со спутников зафиксировано, что
уже почти
30%
поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды
Средиземного моря. Атлантического океана и их берега. Литр нефти лишает
кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс.л морской воды. Тонна нефти
загрязняет 12 км2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в
приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При
концентрации ее в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают
за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100
млн. личинок рыб, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить,
достаточно вылить 1 л нефти. В водоёмах процесс самоочищения протекает
при наличии достаточного количества кислорода и только в тёплое время года.
На помощь природе должен прийти человек.
Строятся различные планы:
Во Франции создана специальная центрифуга марки „Циклонет". Она устанавливается на
самоходной портовой барже вместе с группой насосов, которые собирают с поверхности
воду
вместе с пленкой нефти. Попадая затем во вращающиеся
барабаны устройства, смесь быстро разделяется, производительность
200 M/ч;
 Шведские и английские специалисты для очистки
морских вод от нефти предлагают использовать старые
газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это
измельчается на тонкие полосы длиной 3 мм. Брошенные на
10
воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с
собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием.
 Хорошие результаты дает применение диспергаторов - особых веществ,
связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с
последующим собиранием „опилок" магнитом.
 Большие
лабораториях
надежды
фирмы
возлагаются
„Дженерал
на
электрик"
биологическую
(США)
создан
защиту:
в
супермикроб,
способный расщеплять молекулы УВ.
 Русские ученые установили, что некоторые жители морей вовсе не
страдают от нефтяного загрязнения. В Каспии, например, живет моллюск кардиум. Это крошечное существо, получившее свое название за сердцевидную
форму раковинки, играет важную роль в очистке морской воды, добывая себе
таким образом и пищу, и кислород для дыхания.
11
Лабораторный практикум.
Лабораторный опыт № 1.
“Исследование физических
Ход работы
свойств нефти».
Наблюдения
Выводы
1. Рассмотрите образец сырой
нефти в пробирке. Отметьте
цвет.
Взболтайте.
Снова
отметьте цвет. Осторожно
понюхайте.
2.
Отберите
палочкой
стеклянной
пробу
нефти
и
разотрите её между пальцами.
Отметьте
цвет
Пальцы
и
запах.
вытирайте
фильтровальной бумагой.
3. Перенесите пробу нефти в
кристаллизатор
с
водой.
Запишите наблюдения.
4.
Посмотрите
демонстрационный
опыт,
который покажет учитель, и
запишите
связанные
наблюдения,
с
горючестью
нефти.
12
Инструкционная карточка
Экологический опыт:
«Влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы».
Цель: исследовать влияние нефти и нефтепродуктов
на живые
организмы.
Оборудование: четыре химических стакана, водные растения и
организмы, нефть, солярка, керосин.
Возьмите четыре химических стакана одинакового объёма.
1. Наполните их водой одного объёма.
2. Опустите в них одинаковые виды водных растений и животных (улитки).
3. Первый стакан – контрольный; во второй –нефть, в третий – керосин, последний –
солярка.
4. Следите за происходящими изменениями и отмечайте их каждые три дня.
5. Сравните стаканы и живые организмы в них между собой. Как повлияла нефть на
организмы? Сделайте выводы.
13
Инструктивная карточка.
Лабораторный опыт:
Моделирование промышленных процессов
очистки
газовых
выбросов (получение и адсорбция оксида серы (IV)).
Цель: Смоделировать один из способов очистки
отходящих газов путём адсорбции.
Оборудование: Прибор для получения газа, пробирки с веществами: растворы
щелочей, аммиака, перманганата калия, вода с лакмусом, кристаллогидрат сульфита натрия.
Ознакомьтесь с ходом работы по инструктивной карточке.
1. В прибор для получения газа поместите 1 г кристаллогидрата сульфита натрия.
2. Сразу прилейте 5 мл концентрированной серной кислоты.
3. Опустите газоотводную трубку в пробирки с веществами: гидроксид калия, известковое
молоко, гидроксид аммония, перманганат калия, воду с лакмусом. Засеките время
прохождения химических реакций.
РИСУНОК 1
KMnO4
NH3.H2O
Ca(OH)2
NaOH
4. Запишите уравнения химических реакций.
5. Отметьте, с какими веществами реакция шла лучше. Можно ли эти вещества
использовать в промышленности?
14
Отчет о работе.
Лабораторный опыт №2
Моделирование промышленных процессов
очистки газовых выбросов (получение и
адсорбция оксида серы (IV)).
Вещества
Исходное состояние
Конечный результат
Время
реакции
(секунды)
35
NH3.H2O
25
NaOH
10
Ca( OH)2
30
KMnO4
80
H2O с лакмусом
Вывод: оксид серы(IV) поступает в воздух в результате сжигания топлива. Его считают
одной из основных действующих частей токсических туманов и одним из активных
компонентов формирования смога. Взаимодействуя с атмосферной влагой оксид серы(IV)
образует кислотные осадки.
Оксид серы(IV) может
нарушать углеводный и белковый обмен, способствует
образованию метгемоглобина, способствует возникновению бронхитов, респираторных
заболеваний, снижению иммунозащитных свойств организма.
15
Поглощение газа растворами щелочей
для лаборатории приемлемы, однако в
промышленных масштабах они нерентабельны, так как производство щелочей обходится
достаточно дорого, а в случае использования известкового молока образующийся сульфит
кальция, как правило, идёт в отвалы, занимая большие территории выводя серу из её
круговорота.
К наиболее эффективным методам утилизации оксида серы(IV) можно отнести
аммиачный
SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3;
(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3;
2NH4HSO3 + (NH4)2SO3 = 2(NH4)2SO4 + S +
H2O
(NH4)2SO4 – сульфат аммония - используется как минеральное удобрение.
16
Лабораторный опыт. «Проблемы нефтяных загрязнений».
Цель работы: ликвидация последствий аварии (очистка поверхность от нефти, спасение
природных объектов).
Оборудование: ёмкость, имитирующая океан; «танкер» с нефтью; объекты для очистки от
нефти; материалы для сбора нефти (ложки, ватные тампоны, древесные опилки) и очистки от
неё (стиральный порошок, шампунь, сода).
Ход работы:
1.
«Заселите» океан.
2.
Спустите «танкер» с нефтью на воду.
3.
Нефтяная авария (предложите свой вариант катастрофы)
4.
Создайте штормовые условия (с помощью оборудования вентилятором (феном) или
раскачивания ёмкости)
5.
Приступите к ликвидации аварии, чётко распределив между собой обязанности:
А) попытайтесь собрать нефть с помощью ложек, древесных опилок, ватных тампонов;
Б) очистите природные объекты от нефти с помощью стирального порошка, соды,
шампуня (для этого используйте тарелки с ватными тампонами)
6. Заполните карту эффективности
Способ очистки
Его эффективность
Ответьте на вопросы:
А) какой способ вы считаете наиболее эффективным при ликвидации нефтяного пятна;
Б) какие ещё способы очистки вы можете предложить;
В) кто, по вашему мнению, должен быть ответственным за ликвидацию аварий?
7. Уберите рабочее место.
17
Проблемные вопросы
1. . В России, США, Канаде, главные магистральные трубопроводы большей
частью связывают регионы добычи нефти и газа с районами их
потребления, в Западной Европе – морские порты с районами потребления,
а в развивающих странах, напротив, районы добычи – с морскими портами.
Объяснить эти различия.
2.Известно, что отрасли ТЭК относятся к “грязным” производствам, но развитие
мирового хозяйства обусловливает рост потребности в них.
Следовательно,
добыча нефти и газа будут расти. Однако условия добычи ухудшаются. Как решить эти
противоречия?
Ваша точка зрения?
Как и большинство других полезных ископаемых, нефть распределена на Земле
неравномерно. Она встречается обычно в виде больших месторождений. Кроме того, далеко
не всегда распределение запасов по регионам совпадает с распределением спроса на нее.
Поэтому различные страны заключают между собой торговые соглашения, договоры об
экспорте и импорте.
Рис.1 Распределение запасов нефти
Африка
Африка
30%
35%
30%
25%
Азия и
Тихоокеанск
ий регион
20%
15%
10%
Центральная
, Южная
Америка
5%
0%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
Восточная
Европа и СНГ
Рис.3
нефти.
Потребление
Ближний
Восток
Азия и
Тихоокеанск
ий регион
Центральная,
Южная
Америка
Восточная
Европа и СНГ
Ближний
Восток
1.Сраните площадь территории, запасы нефти и потребление нефти в Северной Америке и на
Ближнем Востоке. Какие выводы можно сделать из этого сопоставления?
2.Запасы нефти на Земле ограниченны, а мировое потребление нефти увеличивается, то как
это должно отразиться на отношениях стран-потребителей нефти с другими странами.
Подкрепите вашу точку зрения аргументами.
18
Список использованной литературы:
1. Учебники географии 9, 10 класс.
2. Периодическая печать.
3. Детская энциклопедия «Я познаю мир»
4. Интернет.
5. «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия»
6. Современная
гуманитарная
академия
«Школьный
химический
эксперимент».
19