Растворимость газов в воде и других растворителях
(см3/1000см3 растворителя) при t=20°С, Р=1 атм.
|
Газы | Растворитель | ||||
| вода | этиловый спирт | бензол | гексан | ацетон | |
| Метан | 33 | 46 | 49 | 59 | |
| Этан | 47 | 220 | 340 | ||
| Пропан | 37 | 800 | 1450 | ||
| Бутан | 36 | 1800 | 3000 | ||
| Этен | 13 | 270 | 290 | 300 | 2400 |
| Пропен | 22 | 1200 | |||
| Ацетилен | 103 | 680 | 400 | 3100 | |
16. Упругость паров углеводородов. Наибольшей упругостью паров обладает метан. Чем тяжелее углеводороды, тем меньше упругость и разность упругости паров при различных температурах.
17. Сорбция нефтей и газов – способность поглощаться различными адсорбентами. В качестве сорбента чаще всего применяется уголь, силикагель. На способности адсорбентов поглощать углеводороды основаны хроматографические методы разделения нефтей и газов на фракции.
18. Газонасыщенность (газовый фактор) нефти определяется количеством газа, растворенного в нефти в условиях залежи. Измеряется в м3 на 1 м3 нефти.
19. Конденсатный фактор газов – количество растворенной нефти в 1 м3 газа в условиях залежи. Выражается в кубических сантиметрах на 1 м3 газа.
II.4. Классификация нефтей и газов по их химическим и физическим свойствам
В природе наблюдается огромное разнообразие нефтей и газов. Классификация их производится по каждому признаку (свойству) отдельно и на количественной основе. По этим признакам выделяются марки нефтей.
|
|
|
1. По химическому составу различаются три класса нефтей:
1. Метановые, нафтен-метановые
2. Нафтеновые,метан-нафтеновые
3. Нафтен-ароматические.
К первой группе относятся нефти, добываемые в Волго-Уральской провинции, в Западной Сибири, Чечено-Ингушетии, Дагестане, Западной Украине и др. Нефти второй группы добываются в Западно-Предкавказской провинции (Кубань), в Апшерон-Нижнекуринской провинции (Баку), в Туркмении, на Эмбе, на Сахалине. Нефти третьего типа встречаются редко: на Кубани, Эмбе, Ухте и др.
2. По содержанию серы различаются нефти трех типов:
I. малосернистые (S<0,5%)
II. сернистые (S - 0,5 – 2%)
III. высокосернистые (S>2,0%)
3. По содержанию легких фракций (выкипающих при температуре до 350 С) выделяются три типа нефтей
Т1>45%
Т2- 30 – 45%
Т3<30%
4. По содержанию базовых масел выделяются четыре класса нефтей:
М1>25%
М2- 20 – 25%
М3- 15 – 20%
М4<15%
5. По содержанию парафина различаются нефти трех типов:
П1 – малопарафиновые (<1,5%)
П2 –парафиновые (1,5 – 6%)
П3 – высокопарафиновые (>6%)
6. По степени вязкости выделяются три типа нефтей:
И1– 1–5мПа×с
И2- 5-25мПа×с
И3>25мПа×с
7. По удельному весу различаются нефти пяти классов:
1. очень легкие – 700 – 750 кг/м3
|
|
|
2. легкие – 750 – 830 кг/м3
3. нормальные – 830 – 860 кг/м3
4. тяжелые – 860 – 900 кг/м3
5. очень тяжелые – 900 – 1000 кг/м3
По этим признакам составляется шифр нефти. Например IТ2М3И1П3 – нефть малосернистая, со средним содержанием легких фракций, малосмолистая, маловязкая, высокопарафинистая. Такую характеристику имеет нефть Жетыбайского месторождения (п-ов Мангышлак). В России особо легкие нефти добываются в Калининградской, Саратовской, Новосибирской областях, на Северном Кавказе, в Эвенкии (Восточная Сибирь). Наиболее тяжелые нефти добываются в Пезенской, Ульяновской областях, в Удмуртии, Краснодарском крае. Тяжелые нефти извлекаются на севере Волго-Уральской провинции, в Астраханской, Сахалинской областях. В остальных районах добывается нормальная нефть плотностью 830 – 870 кг/м3.
Малосернистые (S<0,6%) нефти добываются на юге Волго-Уральской провинции, на Северном Кавказе, в Калининградской, Новосибирской областях, сернистые – в Среднеобской области Западной Сибири. Высокосернистые (S>1,8%) нефти извлекаются в Центральных и Северных частях Волго-Уральской провинции, на юге Тюменской области.
Конденсаты представляют легкую нефть светлого, желтого, оранжевого цветов. Это – готовое топливо для машин и ценнейшее химическое сырье. Выход бензиновой фракции из них составляет 44-85%. Плотность их колеблется от 698 до 840 кг/м3. Вязкость низкая – от 0,5 до 1,5 мПа·с. Химический состав их: преобладают алканы – 55-70%, содержание нафтенов – 20-30%, аренов – 8-20%. В природных (пластовых) условиях конденсат находится в растворенном в газе (парообразном) состоянии, выделяется в свободную фазу в виде жидкости при снижении давления, например, при разработке газоконденсатных месторождений и залежей.
|
|
|
Конденсатный фактор природных газов возрастает с глубиной. Например, на Уренгойском месторождении на глубине 2340м он составляет 110 см3/м3, на глубине 3000 м – 400 см3/м3.
Классификация углеводородных газов производится по содержанию гомологов метана и по количеству растворенного в них конденсата. К гомологам метана относятся этан, пропан, бутан, пентан. Среди гомологов метана обычно преобладает этан – 6-20%. Природный газ в основном (на 98-99%) состоит из метана. Такой газ называется сухим. Газ, богатый гомологами метана и конденсатом, называется жирным. Жирность газов возрастает по мере увеличения глубины залегания и пластового давления. Газы малых глубин (до 1,5 км) сухие, тощие, средних глубин (1,5-4 км) – полужирные, жирные, больших глубин (>4 км)– жирные.
|
|
|
Таблица 5
Классификация природных газов по содержанию гомологов метана и растворенного конденсата.
| Типы газов | Содержание гомологов метана,% | Конденсатный фактор, см3/м3 | |
| 1 | Сухой (метановый) | <5 | <10 |
| 2 | Тощий | 5-10 | 10-100 |
| 3 | Полужирный | 10-20 | 100-200 |
| 4 | Жирный | 20-50 | >200 |
Попутный газ – газ, добываемый при разработке нефтяных месторождений. В пластовых условиях этот газ находится в растворенном в нефти состоянии, а при снижении давления выделяется в свободную фазу. По химическому составу обычно он относится к классу жирных газов.
Сжижение газов. В промышленности сжижение газов осуществляется с помощью компрессора, где газ сжимается под давлением, а потом охлаждается холодильным россолом. В качестве хладоагента при сжижении метана используется жидкий азот. Различаются две группы сжиженных газов:
1. пропан-бутановые и пропилен-бутановые газы. Они сжижаются при обычных температурах и сравнительно невысоких давлениях, хранятся в стальных баллонах, рассчитанных на давление 16 кг/см2
2. Метановый газ. Сжижается при низких температурах (-161,3ºС), хранится в специальных хладостойких баллонах, расчитанных на 10кг/см2.
Сжиженный газ используется в качестве топлива в быту и в газобаллонных автомобилях. В Алжире, Ливии, Канаде построены заводы по сжижению и транспортировке его в Японию, Великобританию. Температура горения природного газа в воздухе составляет 195°С, в кислороде – 278°С.
Газокогидраты – полутвердые и твердые вещества в виде льда и снега, содержащие растворенный газ, выделяющийся в свободную фазу в процессе их растаивания. Плотность метановых газогидратов 920 кг/м3, этановых – 1000 кг/м3. В кубическом метре газогидрата содержится до 200 м3 метана. Залежи газогидрата выявлены в вечно мерзлых горных породах и на дне мирового океана, где господствуют низкие температуры (ноль - минус 2°С). Здесь под действием высокого давления и низкой температуры образовались триллионы тонн газогидрата – энергоемкого минерала, который кристаллизовался из газонасыщенной воды.
Рынок нефти. На мировом рынке различаются несколько сортов нефти. Сортность нефти определяется по их химическому составу. Наиболее высоко ценятся ароматические нефти, но их в природе мало. Содержание серы ухудшает товарные качества нефти. В нефтях сорта "брент" содержание серы в среднем составляет 0,5%, в сортах "дубай", "уралс" 1–1,5%. Основная часть мировой нефти относится к сорту "дубай", покупается по более низким ценам, чем сорт "брент". Российская нефть на мировом рынке в основном относится к сорту "уралс" – (уральская), по химическому составу близка к сорту "дубай". Цены на нефть определяются странами ОПЕК, куда входят страны-экспортеры нефти: Венесуэла, Эквадор, Ливия, Габон, Нигерия, Индонезия, Алжир, Арабские Эмираты, Саудовская Аравия, Катар, Кувейт, Иран, Ирак. Основными покупателем нефти являются США – 300 млн.т в году, Япония, Китай, Западная Европа. В 1987 году цена нефти составляла 18 долларов за баррель*, в 1990 – 14 долларов. В 1988 году цены на нефть были рекордно низкие: от 9,5 до 12 долларов, в 2000 году – рекордно высокие – 29 долларов за баррель. Мировые цены на сырую нефть в 2002 году составляли ( баррель/доллар) по сортам "брент" – 25,02, "дубай" – 23,85, "уралс" – 23,73, "опек" – 24,34. Цены на конденсат вдвое дороже нефти.
II.5. Природные битумы.
Природные битумы – это твердые или густые полужидкие углеводородные соединения, растворяющиеся в органических растворителях. Источником их образования является нефть. Превращение нефтей в битумы происходит при их окислении на месте выхода нефтяных пластов на дневную поверхность. Процесс сопровождается потерей легких фракций, растворенного газа. В мире известны крупные месторождения нефтяных битумов. В Восточно-Венесуэльском поясе содержится 636 млн.т. тяжелой нефти. В Канаде известно месторождение Атабаска, в котором содержится 48 млрд.т. тяжелой нефти и битума.
В классе нефтяных битумов различают четыре подкласса.
1. Битумы, являющиеся продуктами изменения нафтеновых нефтей. К ним относятся мальты, асфальты, асфальтиты и кериты. Мальты – это густовязкие черные нефти, богатые кислородом и серой. Плотность около 1 г/см3. Асфальты – твердые аморфные вещества черного, буровато-черного цвета. Плотность 1,07-1,09 г/см3. Плавятся при температуре 90-100ºС. Полностью растворяются в бензине. Асфальтиты – твердые хрупкие битумы, имеют более высокую плотность. Кериты – нефтяные угли, продукты высокого метаморфизма нефти, по внешнему виду похожи на каменный уголь. Отличаются почти полной нерастворимостью в органических растворителях и неплавкостью.
2. Битумы, образующиеся в результате гипергенного изменения мальт и асфальтов. К ним относятся оксикериты и гуминокериты. Они практически не растворяются в органических растворителях.
3. Битумы, образующиеся при изменении метановых нефтей. Это битумы парафинового ряда, твердые и полужидкие вещества, состоящие из высших алкановых углеводородов (парафинов) с примесью масел и асфальтовых компонентов. К ним относятся озокериты ("горный воск") – воскообразные вещества с ароматическим и нефтяным запахом.
4. Битумы, образующиеся при выветривании озокеритов.
5. Дисперсные битумы. Кроме проявлений и месторождений битумов, нефтегазовая геология изучает рассеянные (дисперсные) битумы в осадочных горных породах. Они образовались из рассеянного органического вещества (РОВ), захороненного при осадконакоплении вместе с илами. Рассеянный битум извлекается из измельченной породы органическими растворителями и кислотной обработкой. Для его обозначения применяется термин "битумоид". Состав битумоида зависит от типа растворителя, применяемого для его извлечения. В практике в качестве растворителя часто применяется хлороформ. Экстракт, получаемый при этом, называется хлороформенным битумоидом.
В нефтегазоносных бассейнах встречаются слои и пачки сильно битуминозных глин, содержание дисперсного битума в которых составляет несколько процентов по весу. Вдоль южного побережья Финского залива известны силурийские битуминозные (горючие) сланцы. В Волго-Уральской провинции известны силурийские битуминозные мергели доминиковской свиты девона, а в Западно-Сибирской провинции – битуминозные глины баженовской свиты позднеюрского возраста.
Битум и асфальт могут быть переработаны в нефть. В мире известны крупные месторождения асфальта. Например, крупнейшее месторождение асфальта Атабаска в Канаде может дать 40 млрд. тонн нефти.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!