Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Химия и технология нефти и газа

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 079600.14.01
К покупке доступен более свежий выпуск Перейти
В учебном пособии рассмотрены вопросы химического состава нефтей и газов, механизмы основных химических реакций их переработки, теоретические основы технологических процессов, типичные технологические схемы, оборудование и методики его технологического расчета и подбора. Даны понятия о проектировании установок, рассказано о применении информационных технологий при расчетах и проектировании, об общезаводских хозяйствах нефтеперерабатывающих заводов. Пособие предназначено для учащихся средних специальных учебных заведений, изучающих дисциплину «Химия и технология нефти и газа», также может быть полезно бакалаврам, обучающимся по направлению «Химическая технология», и специалистам, работающим в области нефтепереработки.
7
59
Вержичинская, С. В. Химия и технология нефти и газа : учебное пособие / С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2022. — 416 с. — (Среднее профессиональное образование). - ISBN 978-5-00091-512-7. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/1851657 (дата обращения: 21.06.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ХИМИЯ 
И ТЕХНОЛОГИЯ НЕФТИ 
И ГАЗА

С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин

3-е издание, исправленное и дополненное

Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации 
в качестве учебного пособия для студентов образовательных учреждений 
среднего профессионального образования

Москва                                        2022

ИНФРА-М

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ


Вержичинская С.В.
В31 
 
Химия и технология нефти и газа : учебное пособие / С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : 
ФОРУМ : ИНФРА-М, 2022. — 416 с. — (Среднее профессиональное 
образование).

ISBN 978-5-91134-512-7-0 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-013576-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102368-6 (ИНФРА-М, online)

В учебном пособии рассмотрены вопросы химического состава нефтей 
и газов, механизмы основных химических реакций их переработки, теоретические основы технологических процессов, типичные технологические 
схемы, оборудование и методики его технологического расчета и подбора. 
Даны понятия о проектировании установок, рассказано о применении информационных технологий при расчетах и проектировании, об общезаводских хозяйствах нефтеперерабатывающих заводов.
Пособие предназначено для учащихся средних специальных учебных 
заведений, изучающих дисциплину «Химия и технология нефти и газа», 
также может быть полезно бакалаврам, обучающимся по направлению 
«Химическая технология», и специалистам, работающим в области нефтепереработки.

УДК 54(075.32)
ББК 24я723

ISBN 978-5-91134-512-7-0 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-013576-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102368-6 (ИНФРА-М, online)

© Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., 
Синицин С.А., 2007, 2009, 2014
© ФОРУМ, 2007, 2009, 2014

УДК 54(075.32)
ББК 24я723
 
В31

Р е ц е н з е н т ы:
Ю.П. Сучков — доцент кафедры «Химическая технология основного органического и нефтехимического синтеза» Российского химикотехнологического университета имени Д.И. Менделеева; 
Б.П. Туманян — профессор кафедры «Технология переработки 
нефти» Российского государственного университета нефти и газа имени 
И.М. Губкина

Îò àâòîðîâ

Îáðàçîâàíèå ñîâðåìåííîãî õèìèêà-òåõíîëîãà â îáëàñòè íåôòåïåðåðàáîòêè äîëæíî áàçèðîâàòüñÿ íà çíàíèÿõ õèìèçìà è ìåõàíèçìîâ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ïðåâðàùåíèé âåùåñòâ, âõîäÿùèõ â
ñîñòàâ íåôòåé è ãàçîâ, õèìè÷åñêîé òåðìîäèíàìèêè è êèíåòèêè
ýòèõ ïðîöåññîâ, ôèçè÷åñêèõ îñíîâ ïðîöåññîâ ìàññî- è òåïëîîáìåíà, ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ è ðàñ÷åòà àïïàðàòîâ íåôòåïåðåðàáîòêè, ñîâðåìåííûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ñõåì; íà ïîíÿòèè
î ïðîåêòèðîâàíèè íåôòåïåðåðàáàòûâàþùèõ ïðåäïðèÿòèé è ïðèìåíåíèè äëÿ ýòîãî ñîâðåìåííûõ èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé.
Ó÷åáíîå ïîñîáèå íàïèñàíî ñîòðóäíèêàìè Ðîññèéñêîãî õèìèêî-òåõíîëîãè÷åñêîãî óíèâåðñèòåòà èì. Ä.È. Ìåíäåëååâà ñ ó÷åòîì
îïûòà êóðñîâ, ÷èòàåìûõ áàêàëàâðàì è èíæåíåðàì ïî ñïåöèàëüíîñòè «Õèìè÷åñêàÿ òåõíîëîãèÿ ïðèðîäíûõ ýíåðãîíîñèòåëåé è
óãëåðîäíûõ ìàòåðèàëîâ».

Ââåäåíèå

Ñ äàâíèõ âðåìåí ÷åëîâåê äîáûâàë èç íåäð Çåìëè ïðèðîäíûå
ãîðþ÷èå èñêîïàåìûå (óãîëü, íåôòü, ãàç). Ñ ðàçâèòèåì õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè, ýíåðãåòèêè, òðàíñïîðòà îñîáîå çíà÷åíèå
ïðèîáðåëè äîáû÷à è ïåðåðàáîòêà íåôòè è ãàçà ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ ìíîãèõ âåùåñòâ, íåîáõîäèìûõ â íàðîäíîì õîçÿéñòâå.
Ìåñòîðîæäåíèÿ íåôòè è ãàçà ðàñïîëîæåíû ïðàêòè÷åñêè íà
âñåé òåððèòîðèè íàøåé ñòðàíû, íî áîëåå âñåãî èìè áîãàòà Çàïàäíàÿ Ñèáèðü. Îñíîâíûå ñàìûå èíôîðìàòèâíûå ìåòîäû ðàçâåäêè
íåôòÿíûõ ìåñòîðîæäåíèé — ãåîëîãè÷åñêèå, ãåîôèçè÷åñêèå è ãåîõèìè÷åñêèå, îñíîâàííûå íà èçó÷åíèè ñòðóêòóðû è õàðàêòåðà çàëåãàíèÿ ãîðíûõ ïîðîä, èõ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè è ìàãíèòíûõ
ñâîéñòâ, õèìè÷åñêîì è ìèêðîáèîëîãè÷åñêîì àíàëèçàõ ïðîá ïîäçåìíûõ âîä è ãðóíòîâ. Äîáû÷ó íåôòè îñóùåñòâëÿþò èç íåôòÿíûõ
ïëàñòîâ ñ ãëóáèíû äî 7000 ì è áîëåå, âñêðûòûõ ïðè ïîìîùè áóðîâûõ ñòàíêîâ. Ïðè ïðîâåäåíèè áóðîâûõ ðàáîò øèðîêî ïðèìåíÿåòñÿ äâóõñòâîëüíîå áóðåíèå, ò. å. áóðåíèå îäíîâðåìåííî äâóõ ñêâàæèí ñ îäíîé áóðîâîé âûøêè. Èç ñêâàæèíû íåôòü ïîñòóïàåò íà
ñòàáèëèçàöèþ, ãäå èç íåå âûäåëÿåòñÿ ãàç, êîòîðûé ïîäàåòñÿ íà ãàçîïåðåðàáàòûâàþùèé çàâîä. Ýêñïëóàòàöèÿ ãàçîâûõ ñêâàæèí ïî
òåõíîëîãèè ðàçðàáîòêè àíàëîãè÷íà ôîíòàííîìó ñïîñîáó íåôòåäîáû÷è. Ïðèðîäíûé ãàç è ãàçû ãàçîêîíäåíñàòíûõ ìåñòîðîæäåíèé
ïîñëå äîáû÷è ïîäàþòñÿ íà ãàçîïåðåðàáàòûâàþùèé çàâîä. Íåôòü è
ãàçîâûé êîíäåíñàò ãàçîêîíäåíñàòíûõ ìåñòîðîæäåíèé ïîñòóïàþò
íà íåôòåïåðåðàáàòûâàþùèé çàâîä.
Áàçèðóåòñÿ õèìè÷åñêàÿ òåõíîëîãèÿ íåôòè è ãàçà íà ïðîöåññàõ ôèçè÷åñêîãî ðàçäåëåíèÿ êîìïîíåíòîâ íåôòè è ãàçà, èõ õèìè÷åñêèõ ïðåâðàùåíèÿõ. Ïåðâûì ýòàïîì ðàáîòû ñ íåôòüþ ÿâëÿåòñÿ
åå ïîäãîòîâêà, çàêëþ÷àþùàÿñÿ â îáåçâîæèâàíèè è îáåññîëèâàíèè, ò. å. óäàëåíèè âîäû è ðàçëè÷íûõ ñîëåé. Äàëåå ñëåäóåò åå
ðàçäåëåíèå íà ôðàêöèè. Âíà÷àëå âûäåëÿþò áåíçèíîâóþ ôðàêöèþ, çàòåì ñâåòëûå äèñòèëëÿòû (êåðîñèí, äèçåëüíîå òîïëèâî) è
ìàçóò. Ìàçóò ðàçäåëÿþò íà ôðàêöèè ïîä âàêóóìîì íà âàêóóìíûå
ôðàêöèè: âàêóóìíûé ãàçîéëü è ãóäðîí. Ðàçäåëåíèå íåôòè íà

ôðàêöèè (ðåêòèôèêàöèÿ) ÿâëÿåòñÿ ôèçè÷åñêèì ýòàïîì ïåðåðàáîòêè íåôòè.
Äàëåå íà÷èíàåòñÿ ñîáñòâåííî õèìè÷åñêàÿ ïåðåðàáîòêà íåôòè. Ñëåäîâàòåëüíî, íà ïåðâûé ïëàí âûõîäÿò ïðåäñòàâëåíèÿ î õèìè÷åñêîé ïðèðîäå è ñîñòàâå íåôòè è ãàçà, èõ ïîâåäåíèå ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ è äàâëåíèè. Ýòîìó â ïîñîáèè ïîñâÿùåíî íåñêîëüêî ãëàâ.
Ñîâðåìåííûå ïðîöåññû ïåðåðàáîòêè íàïðàâëåíû íà èñïîëüçîâàíèå áîãàòåéøåãî õèìè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà íåôòè, îáóñëîâëåííîãî øèðîêèì ãðóïïîâûì ñîñòàâîì óãëåâîäîðîäîâ è ãåòåðîàòîìíûõ ñîåäèíåíèé. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ íóæíûõ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, ïîâûøåíèÿ êà÷åñòâà ìîòîðíûõ òîïëèâ è èõ î÷èñòêè îò
âðåäíûõ ïðèìåñåé â ïðîìûøëåííîñòè íåôòÿíûå ôðàêöèè è èíäèâèäóàëüíûå óãëåâîäîðîäû ïîäâåðãàþò òåðìè÷åñêîìó (òåðìè÷åñêèé êðåêèíã, ïèðîëèç, êîêñîâàíèå), òåðìîêàòàëèòè÷åñêîìó
(êàòàëèòè÷åñêèé êðåêèíã, êàòàëèòè÷åñêèé ðèôîðìèíã, èçîìåðèçàöèÿ, àëêèëèðîâàíèå) âîçäåéñòâèþ è ãèäðîãåíèçàöèè (ãèäðîêðåêèíã, ãèäðîî÷èñòêà).
×àùå âñåãî ïðÿìîãîííûå íåôòÿíûå ôðàêöèè (òîïëèâíûå
ôðàêöèè) íåëüçÿ ñðàçó èñïîëüçîâàòü íà òðàíñïîðòå, òàê êàê îíè
ÿâëÿþòñÿ íèçêîêà÷åñòâåííûìè, ñ áîëüøèì ÷èñëîì âðåäíûõ (íàïðèìåð, ñåðíèñòûõ) ñîåäèíåíèé. Êðîìå òîãî, ïðÿìîãîííûå íåôòÿíûå ôðàêöèè îáëàäàþò íèçêèì îêòàíîâûì ÷èñëîì. Ïîýòîìó
ïîñëå ðåêòèôèêàöèè áåíçèíîâûå ôðàêöèè ïîñòóïàþò íà ðèôîðìèíã, ãäå ïðîèñõîäèò ïðåâðàùåíèå ïàðàôèíîâûõ è íàôòåíîâûõ óãëåâîäîðîäîâ â àðîìàòè÷åñêèå. Êåðîñèíîâóþ è äèçåëüíóþ
ôðàêöèè ïîäâåðãàþò ãèäðîî÷èñòêå îò ãåòåðîàòîìíûõ ñîåäèíåíèé
(îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, ñêåëåò ìîëåêóëû êîòîðûõ, ïîìèìî
àòîìîâ óãëåðîäà, ÷àùå âñåãî ñîäåðæèò àòîìû O, N è S). Âàêóóìíûé ãàçîéëü, ãóäðîí è ìàçóò, ñîäåðæàùèå çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ, ïîñòóïàþò íà óñòàíîâêè êàòàëèòè÷åñêîãî êðåêèíãà, ãèäðîêðåêèíãà è êîêñîâàíèÿ.  ðåçóëüòàòå
ïîëó÷àåòñÿ íåêîòîðîå êîëè÷åñòâî ñâåòëûõ íåôòåïðîäóêòîâ è ãàçîâ, à òàêæå ìîæåò îáðàçîâûâàòüñÿ òâåðäûé ìàòåðèàë, íàçûâàåìûé êîêñîì.
Èçîìåðèçàöèÿ è àëêèëèðîâàíèå ñëóæàò äëÿ ïåðåðàáîòêè ãàçîâ è íèçêîìîëåêóëÿðíûõ æèäêèõ óãëåâîäîðîäîâ äëÿ ïîëó÷åíèÿ
âûñîêîîêòàíîâûõ òîïëèâ è èõ êîìïîíåíòîâ.
 íåôòåïåðåðàáîòêå ñóùåñòâóþò òðè îñíîâíûõ ñïîñîáà ïåðåðàáîòêè íåôòè: ïî òîïëèâíîìó, ìàñëÿíîìó è íåôòåõèìè÷åñêîìó
âàðèàíòó.  ïåðâîì ñëó÷àå îñíîâíûì ïðîäóêòîì ÿâëÿåòñÿ òîïëè
Ââåäåíèå
5

âî, âî âòîðîì — ìàñëà è ñìàçî÷íûå ìàòåðèàëû, â òðåòüåì — ñûðüå äëÿ íåôòåõèìè÷åñêîãî ñèíòåçà. Ïðîèçâîäñòâî ìàñåë è ïàðàôèíîâ èìååòñÿ íå íà êàæäîì çàâîäå, ÷òî îáóñëîâëåíî êà÷åñòâîì
ïåðåðàáàòûâàåìîé íåôòè. ×òîáû ïîëó÷èòü âûñîêîêà÷åñòâåííûå
ìàñëà, íåîáõîäèìî âàêóóìíûå ôðàêöèè íåôòè íàïðàâèòü íà óñòàíîâêè ýêñòðàêöèè è äåïàðàôèíèçàöèè äëÿ âûäåëåíèÿ áàçîâûõ
ìàñåë, êîòîðûå çàòåì ñìåøèâàþò ñ ïðèñàäêàìè, ïîëó÷àÿ òîâàðíûå ñìàçî÷íûå ìàñëà.
Âñå õèìè÷åñêèå ïðîöåññû ïåðåðàáîòêè íåôòè ñâÿçàíû ñ ïåðåðàñïðåäåëåíèåì âîäîðîäà ìåæäó ìîëåêóëàìè óãëåâîäîðîäîâ.
Ýòî ìîæåò áûòü âûðàæåíî ñîîòíîøåíèåì Í/Ñ â ìîëåêóëàõ óãëåâîäîðîäîâ. Ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðà èëè áåç íåãî óãëåâîäîðîäû ðàñïàäàþòñÿ íà ñîñòàâëÿþùèå. Îäíà ÷àñòü èç íèõ îáîãàùåíà âîäîðîäîì, äðóãàÿ îáåäíåíà
èì. Òàêèì îáðàçîì, ïðè òåðìè÷åñêîé èëè òåðìîêàòàëèòè÷åñêîé
ïåðåðàáîòêå ñûðüÿ ïîëó÷àþòñÿ óãëåâîäîðîäû ñ ðàçëè÷íûì ñîîòíîøåíèåì Í/Ñ. Ðåàêöèè óãëåâîäîðîäîâ ñ âîäîðîäîì ïðèâîäÿò ê
ðîñòó ñîîòíîøåíèÿ Í/Ñ â ïðîäóêòàõ èõ ïåðåðàáîòêè. Ñëåäîâàòåëüíî, åñëè â ðåàêöèîííóþ çîíó ââîäèòü âîäîðîä, òî ìîæíî èç
òâåðäûõ âåùåñòâ, áîãàòûõ àðîìàòè÷åñêèìè ñîåäèíåíèÿìè (óãîëü,
êîêñ è ïð.), ïîëó÷èòü íàáîð óãëåâîäîðîäîâ, ïî ñâîåìó ñîñòàâó
áëèçêèé ê ñîñòàâó èñõîäíîé íåôòè èëè íåôòÿíûõ ôðàêöèé. Òàê,
îïåðèðóÿ îòíîøåíèåì Í/Ñ äîâîëüíî ëåãêî âûáðàòü ïóòè ïåðåðàáîòêè ñûðüÿ è ïîíÿòü ñóòü ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ íà íåôòåïåðåðàáàòûâàþùåì çàâîäå.
Êîëè÷åñòâåííîå îïèñàíèå òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ íàøëî
ñâîå îòðàæåíèå â ãëàâàõ ïîñîáèÿ, ïîñâÿùåííûõ ïðîåêòèðîâàíèþ
è ðàñ÷åòó íåôòåõèìè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ (ìàññî- è òåïëîîáìåííûå àïïàðàòû, ïå÷è, ðåàêòîðû è ïð.).
Çíàíèå òàêèõ ðàçäåëîâ íàóêè, êàê âûñøàÿ ìàòåìàòèêà, ïðîöåññû è àïïàðàòû, êîëëîèäíàÿ, îðãàíè÷åñêàÿ è íåîðãàíè÷åñêàÿ
õèìèÿ ïîìîæåò ÷èòàòåëþ ëó÷øå ïîíÿòü èçëàãàåìûé ìàòåðèàë.

6
Ââåäåíèå

1. ÕÈÌÈß ÍÅÔÒÈ È ÏÐÈÐÎÄÍÎÃÎ ÃÀÇÀ

Íåôòü è ãàç — ýòî ïðèðîäíûå ãîðþ÷èå èñêîïàåìûå. Ê ïðèðîäíûì ãîðþ÷èì èñêîïàåìûì îòíîñÿòñÿ âñå íàõîäÿùèåñÿ â çåìíîé êîðå îðãàíè÷åñêèå ìàòåðèàëû, êîòîðûå ìîãóò ñëóæèòü èñòî÷íèêîì òåïëîâîé ýíåðãèè.
Ðàññìîòðèì ñîîòíîøåíèå ðàçëè÷íûõ ïðèðîäíûõ ãîðþ÷èõ èñêîïàåìûõ â çåìíîé êîðå (â % ìàñ.):

Óãëè è ñëàíöû . . . . . . . . . . . . . . . 95,8
Òîðô . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,4
Íåôòü. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,7
Ãàç ïðèðîäíûé . . . . . . . . . . . . . . . 0,1

Èç ïðèâåäåííûõ äàííûõ ñòàíîâèòñÿ î÷åâèäíûì, ÷òî íåôòè
íà Çåìëå çíà÷èòåëüíî ìåíüøå, ÷åì óãëåé. Ñëåäîâàòåëüíî, óñëîâèÿ, áëàãîïðèÿòíûå äëÿ îáðàçîâàíèÿ íåôòè è ãàçà, âîçíèêàëè â
ïðèðîäå ãîðàçäî ðåæå, ÷åì äëÿ îáðàçîâàíèÿ óãëåé.

1.1. Òåîðèÿ ïðîèñõîæäåíèÿ íåôòè

Íåôòü — ïðèðîäíàÿ äèñïåðñíàÿ ñèñòåìà æèäêèõ óãëåâîäîðîäîâ, â êîòîðîé ðàñòâîðåíû ãàçîîáðàçíûå è òâåðäûå âåùåñòâà.
Íàðÿäó ñ óãëåâîäîðîäàìè, â íåôòè ïðèñóòñòâóþò ãåòåðîîðãàíè÷åñêèå ãåòåðîàòîìíûå ñîåäèíåíèÿ, ñîäåðæàùèå, ïîìèìî óãëåðîäà è âîäîðîäà, àçîò, ñåðó, êèñëîðîä è äðóãèå ýëåìåíòû.
Èíûìè ñëîâàìè, íåôòü — ýòî øèðîêèé êîìïëåêñ ãàçîîáðàçíûõ, æèäêèõ è òâåðäûõ óãëåâîäîðîäíûõ ñîåäèíåíèé.
Îñíîâíîé òðóäíîñòüþ, ñòîÿùåé ïåðåä èññëåäîâàòåëÿìè ïðîèñõîæäåíèÿ «ïðèðîäíîé íåôòè», ÿâëÿåòñÿ íåäîñòàòîê ïðÿìûõ è
óáåäèòåëüíûõ ôàêòîâ åå îáðàçîâàíèÿ — îòñóòñòâèå â íåé ñàìîé
îñòàòêîâ èñõîäíîé îðãàíè÷åñêîé òêàíè. Èññëåäîâàòåëü ìîæåò
ëèøü îïåðèðîâàòü ïðåäïîëîæåíèÿìè è êîñâåííûìè ôàêòàìè,
÷òî äîïóñêàåò èõ ðàçëè÷íîå òîëêîâàíèå. Áîëüøèíñòâî ãåîëîãîâ

ïîääåðæèâàþò ãèïîòåçó îá îáðàçîâàíèè íåôòè èç æèâîé ìàòåðèè.  çàùèòó ãèïîòåçû íåîðãàíè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ íåôòè
òàêæå ìîæíî ïðèâåñòè âåñêèå ñîîáðàæåíèÿ êàê ãåîëîãè÷åñêîãî,
òàê è õèìè÷åñêîãî õàðàêòåðà.
 ñîâðåìåííîì íàó÷íîì ìèðå ñóùåñòâóþò äâå îñíîâíûå ãèïîòåçû î ïðîèñõîæäåíèè íåôòè. Ðàññìîòðèì êàæäóþ èç íèõ â
îòäåëüíîñòè.
Ñóùíîñòü áèîãåííîé (îðãàíè÷åñêîé) òåîðèè çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì. Âñå ãîðþ÷èå óãëåðîäèñòûå èñêîïàåìûå (íåôòü, ãàç,
óãîëü, ãîðþ÷èå ñëàíöû) ÿâëÿþòñÿ ãåíåòè÷åñêè ðîäñòâåííûìè îáðàçîâàíèÿìè. Âñå îíè âîçíèêëè èç îòìåðøèõ îñòàòêîâ æèâûõ îðãàíèçìîâ, îáèòàâøèõ íà Çåìëå â ðàçíûå ãåîëîãè÷åñêèå ýïîõè. Èñòî÷íèêîì îáðàçîâàíèÿ íåôòè ÿâëÿþòñÿ îðãàíè÷åñêèå îñòàòêè
ïðåèìóùåñòâåííî íèçøèõ ðàñòèòåëüíûõ (ïëàíêòîí, âîäîðîñëè
è äð.) è æèâîòíûõ îðãàíèçìîâ (ðà÷êè, áàêòåðèè è äð.), îáèòàâøèõ
â òîëùå âîäû è íà äíå âîäîåìîâ. Ïîä äåéñòâèåì îêðóæàþùåé ñðåäû âîäîåìîâ ïðîèñõîäèëî ðàçëîæåíèå îòìåðøèõ îðãàíèçìîâ.
 ðåçóëüòàòå íåôòü ñîäåðæèò ñîåäèíåíèÿ ñ óíàñëåäîâàííîé ñòðóêòóðîé èñõîäíîãî ðàñòèòåëüíîãî ìàòåðèàëà è ñîåäèíåíèÿ, ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå åãî äàëüíåéøèõ ïðåâðàùåíèé.
Âïåðâûå ãèïîòåçà îá îðãàíè÷åñêîì ïðîèñõîæäåíèè íåôòè
áûëà âûñêàçàíà Ì. Â. Ëîìîíîñîâûì åùå â 1763 ã. Ïî ìíåíèþ
Ì. Â. Ëîìîíîñîâà, íåôòü îáðàçîâàëàñü ïîä âîçäåéñòâèåì «ïîäçåìíîãî îãíÿ íà îêàìåíåëûå óãîëüÿ», â ðåçóëüòàòå ÷åãî âîçíèêëè
àñôàëüòû, íåôòè è «êàìåííûå ìàñëà».
Ïîçæå áûëî ïðîâåäåíî ìíîæåñòâî ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîò
â ïîäòâåðæäåíèå ýòîé ãèïîòåçû.  1932 ã. È. Ì. Ãóáêèí, êàçàëîñü áû, îêîí÷àòåëüíî ñôîðìóëèðîâàë ïîëîæåíèÿ î áèîãåííîì
ïðîèñõîæäåíèè íåôòè.  êà÷åñòâå èñõîäíîãî âåùåñòâà äëÿ îáðàçîâàíèÿ íåôòè îí ðàññìàòðèâàë ñàïðîïåëü. Ñàïðîïåëü — îðãàíè÷åñêèå èëû, ñîñòîÿùèå èç ðàçëîæèâøèõñÿ îñòàòêîâ ïðåèìóùåñòâåííî íèçøèõ âîäîðîñëåé è ìèêðîîðãàíèçìîâ âîäîåìîâ. Ïî
ìåðå ïîãðóæåíèÿ ñàïðîïåëåâîãî ïëàñòà, îáîãàùåííîãî îðãàíè÷åñêèìè îñòàòêàìè, â ãëóáèíó çåìíûõ íåäð â íåì âîçðàñòàþò äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû.  ðåçóëüòàòå òåðìîêàòàëèòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî ïðåâðàùàëîñü â íåôòü.
È. Ì. Ãóáêèí ñ÷èòàë ïðîöåññ íåôòåîáðàçîâàíèÿ äëèòåëüíûì,
íåïðåðûâíûì è ïîñòàäèéíûì. Îí âûäåëÿë ñëåäóþùèå ýòàïû îáðàçîâàíèÿ íåôòè è ãàçà: íàêîïëåíèå îðãàíè÷åñêîãî ìàòåðèàëà â
îñàäêàõ, îáðàçîâàíèå ðàññåÿííîé íåôòè, âûòåñíåíèå ýòîé íåôòè
èç ìàòåðèíñêèõ îòëîæåíèé â ïîðèñòûå ïîðîäû (ïåñêè, ïåñ÷àíè
8
1. Õèìèÿ íåôòè è ïðèðîäíîãî ãàçà

êè, èçâåñòíÿêè). Ïîä ìàòåðèíñêèìè îòëîæåíèÿìè È. Ì. Ãóáêèí
ïîíèìàë ïîðîäû, êîòîðûå ïåðâîíà÷àëüíî áûëè îáîãàùåíû îðãàíè÷åñêèìè âåùåñòâàìè, à â äàëüíåéøåì ïîñëóæèëè èñòî÷íèêîì
íåôòè è ãàçà. Òàêèìè ïîðîäàìè ìîãóò áûòü ãëèíèñòûå èëè èçâåñòíÿêîâûå òîëùè. Îáîñíîâàííîñòü äàííîé ãèïîòåçû î ïðîèñõîæäåíèè íåôòè ïîäòâåðæäàåòñÿ ðàñïîëîæåíèåì ïðèðîäíûõ ìåñòîðîæäåíèé íåôòè, êîòîðûå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïëàñòû ïðîíèöàåìûõ ïîðîä (ïåñêè, ïåñ÷àíèêè, èçâåñòíÿêè), çàêëþ÷åííûå
ìåæäó ñëîÿìè íåïðîíèöàåìûõ ïîðîä (íàïðèìåð, ãëèí).
Âçãëÿäû È. Ì. Ãóáêèíà íà îáðàçîâàíèå íåôòè ëåæàò â îñíîâå
ñîâðåìåííîé îðãàíè÷åñêîé òåîðèè ñ òîé ëèøü ðàçíèöåé, ÷òî â
êà÷åñòâå èñõîäíîãî âåùåñòâà òåïåðü ðàññìàòðèâàþò íå òîëüêî
ñàïðîïåëèòîâûå, íî è ñàïðîïåëèòî-ãóìóñîâûå âåùåñòâà. Ãóìóñîâûå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ â ðåçóëüòàòå ðàçëîæåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ
îñòàòêîâ ïðåèìóùåñòâåííî âûñøèõ (íàçåìíûõ) ðàñòåíèé.
Àêàäåìèê È. Ì. Òðîôèìóê, äîïîëíèâ è óòî÷íèâ îñíîâîïîëàãàþùèå âçãëÿäû àêàäåìèêà È. Ì. Ãóáêèíà, ïðåäëîæèë âûäåëèòü
ïÿòü îñíîâíûõ ñòàäèé îáðàçîâàíèÿ íåôòè.
Ïåðâàÿ ñòàäèÿ — îñàäêîíàêîïëåíèå: ïîñëå îòìèðàíèÿ îñòàòêè
ðàñòèòåëüíûõ è æèâîòíûõ îðãàíèçìîâ âûïàäàþò íà äíî ìîðñêèõ
èëè îçåðíûõ áàññåéíîâ è íàêàïëèâàþòñÿ â èëàõ, ðàññåèâàÿñü
ñðåäè ïðèâíåñåííûõ èëè îáðàçóåìûõ íà ìåñòå ìèíåðàëüíûõ
îñàäêîâ.
Âòîðàÿ ñòàäèÿ — áèîõèìè÷åñêàÿ: íàêîïëåííûé íà äíå áàññåéíîâ îðãàíè÷åñêèé îñàäîê ìåäëåííî ïðåîáðàçóåòñÿ, óïëîòíÿåòñÿ,
÷àñòè÷íî îáåçâîæèâàåòñÿ çà ñ÷åò ïðîòåêàíèÿ áèîõèìè÷åñêèõ
ïðîöåññîâ â óñëîâèÿõ îãðàíè÷åííîãî äîñòóïà êèñëîðîäà.
Òðåòüÿ ñòàäèÿ — ïðîòîêàòàãåíåç: ïëàñò îðãàíè÷åñêèõ îñàäêîâ ìåäëåííî îïóñêàåòñÿ íà ãëóáèíó, ïîêðûâàÿñü ñâåðõó ñëîåì
íîâûõ ìîëîäûõ îñàäêîâ. Ïî ìåðå ïîãðóæåíèÿ â ïëàñòå ìåäëåííî
ïîâûøàþòñÿ äàâëåíèå è òåìïåðàòóðà. Áèîõèìè÷åñêèå ïðîöåññû
âñëåäñòâèå ãèáåëè ìèêðîîðãàíèçìîâ ïîëíîñòüþ çàòóõàþò.
×åòâåðòàÿ ñòàäèÿ — ìåçîêàòàãåíåç: îñàäîê ïîãðóæàåòñÿ íà ãëóáèíó 3—4 êì, òåìïåðàòóðà âîçðàñòàåò äî 150 °C. Îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî ïîäâåðãàåòñÿ àêòèâíîé òåðìîêàòàëèòè÷åñêîé äåñòðóêöèè
ñ îáðàçîâàíèåì çíà÷èòåëüíîãî êîëè÷åñòâà ïîäâèæíûõ áèòóìèíîçíûõ âåùåñòâ (íåôòè è íåôòåïðîäóêòîâ), ñîäåðæàùèõ ïðàêòè÷åñêè âåñü êîìïëåêñ óãëåâîäîðîäîâ íåôòÿíîãî ðÿäà. Ïðè äàëüíåéøåì ïîãðóæåíèè îñàäî÷íûõ ïîðîä ïðîöåññ ãåíåðàöèè óãëåâîäîðîäîâ çàòèõàåò.

1.1. Òåîðèÿ ïðîèñõîæäåíèÿ íåôòè
9

Ïÿòàÿ ñòàäèÿ — àïîêàòàãåíåç — ïðîòåêàåò íà ãëóáèíå áîëåå
4,5 êì, ãäå òåìïåðàòóðà 180—250 °C. Ñ ðîñòîì ãëóáèíû îñàäî÷íûõ ïîðîä íåôòü ñòàíîâèòñÿ áîëåå ëåãêîé ñ ïðåîáëàäàíèåì äîëè
àëêàíîâ, îáîãàùàåòñÿ íèçêîêèïÿùèìè óãëåâîäîðîäàìè. Çàëåæè
íåôòè ïîñòåïåííî çàìåùàþòñÿ ñíà÷àëà ãàçîâûìè êîíäåíñàòàìè — ñìåñüþ ëåãêîêèïÿùèõ íåôòÿíûõ óãëåâîäîðîäîâ, íàõîäÿùèõñÿ â çåìíûõ íåäðàõ â ãàçîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè, à ïðè îõëàæäåíèè è ñíèæåíèè äàâëåíèÿ äî àòìîñôåðíîãî ðàñïàäàþùèõñÿ íà
æèäêóþ (êîíäåíñàò) è ãàçîâóþ ñîñòàâëÿþùèå. Çàòåì ãàçîêîíäåíñàòû ñìåíÿþòñÿ ïðèðîäíûì ãàçîì, ñîñòîÿùèì ïðåèìóùåñòâåííî
èç ìåòàíà.
 ïðîöåññå îáðàçîâàíèÿ íåôòü ñïîñîáíà ïåðåìåùàòüñÿ â
çåìíîé êîðå ïî ïðîíèöàåìûì ïîðîäàì íå òîëüêî â ãëóáèíó. Ïðè
ýìèãðàöèè ê ïîâåðõíîñòè íåôòü òåðÿåò ëåãêèå ôðàêöèè, îêèñëÿåòñÿ è óòÿæåëÿåòñÿ. Îíà õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîâûøåííîé ïëîòíîñòüþ, íèçêèì ñîäåðæàíèåì áåíçèíîâûõ ôðàêöèé è âûñîêèì ñîäåðæàíèåì òÿæåëûõ âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ âåùåñòâ.
 ñâåòå íîâåéøèõ ìèðîâûõ äîñòèæåíèé íàóêè î íåôòè ãèïîòåçà àêàäåìèêà È. Ì. Òðîôèìóêà î ïðîèñõîæäåíèè íåôòè êàæåòñÿ íàèáîëåå ïðàâäîïîäîáíîé.
Íàðàâíå ñ áèîãåííîé òåîðèåé ðàçâèâàëàñü è àáèîãåííàÿ (íåîðãàíè÷åñêàÿ) òåîðèÿ ïðîèñõîæäåíèÿ íåôòè.
Ãèïîòåçó
àáèîãåííîãî
ïðîèñõîæäåíèÿ
íåôòè
âûñêàçàë
Ä. È. Ìåíäåëååâ â 1877 ã. Â îñíîâå ýòîé òåîðèè ëåæèò âîçìîæíîñòü îáðàçîâàíèÿ óãëåâîäîðîäîâ ïðè âçàèìîäåéñòâèè ðàñïëàâëåííûõ êàðáèäîâ ìåòàëëîâ ñ âîäîé.

ÑàÑ2 2Í2Î Ñ2Í2 Ñà(ÎÍ)2.

Ê ñîæàëåíèþ, ýòà ãèïîòåçà íå îáúÿñíÿëà ïðè÷èí ìíîãîîáðàçèÿ ñîñòàâà íåôòåé äàæå â îäíîì ìåñòîðîæäåíèè, à òàêæå òîãî,
÷òî íåôòü îáíàðóæèâàþò â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, ñîäåðæàùèõ îñòàòêè æèâûõ îðãàíèçìîâ.
 1892 ã. Â. Ä. Ñîêîëîâ ïðåäëîæèë «êîñìè÷åñêóþ» ãèïîòåçó
íåîðãàíè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ íåôòè. Ñîãëàñíî ýòîé ãèïîòåçå
íåôòü îáðàçîâàëàñü èç ïåðâè÷íûõ óãëåâîäîðîäîâ êîñìîñà, ïîïàâøèõ íà Çåìëþ âìåñòå ñ äðóãèìè ôîðìàìè êîñìè÷åñêîé ìàòåðèè â
ýïîõó ôîðìèðîâàíèÿ Çåìëè è äðóãèõ ïëàíåò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû.
Ýòî ïðåäïîëîæåíèå íå ëèøåíî ñìûñëà, ïîñêîëüêó â õâîñòàõ êîìåò çàìå÷åíî ïðèñóòñòâèå óãëåâîäîðîäíûõ ãàçîâ è àòîìîâ óãëåðîäà, à âîäîðîä äîâîëüíî øèðîêî ðàñïðîñòðàíåí â êîñìîñå.

10
1. Õèìèÿ íåôòè è ïðèðîäíîãî ãàçà

К покупке доступен более свежий выпуск Перейти