- операции по отделению попутных  компонентов и примесей;

     - операции, необходимые для облегчения  транспортировки и хранения товарного  продукта;

     - другие операции, имеющие целью получение товарного продукта, при условии, что они не изменяют основного характера добытого полезного ископаемого.

      По  определению Д.И. Менделеева, топливом называется горючее вещество, умышленно  сжигаемое для получения теплоты. Топливо должно отвечать следующим основным требованиям: при сгорании выделять возможно большее количество теплоты, сравнительно легко загораться и развивать высокую температуру, быть широко распространенным в природе, доступным для разработки, дешевым при использовании, сохранять свои свойства во время хранения.

      Этим  требованиям наиболее полно отвечают вещества органического происхождения: нефть, природные газы, ископаемые угли, дрова, горючие сланцы, торф. В таблице  дана общая классификация топлив.

Общая классификация топлив

 Тенденции перспективного развития энергетики страны не могут  рассматриваться в отрыве от энергетических тенденций в мире. Это обстоятельство делает необходимым хотя бы кратко рассмотреть основные глобальные предпосылки  развития энергетического сектора мира и России в период до 2030 г. в их взаимоувязке и взаимовлиянии.

      Роль  энергетических ресурсов на планете  со временем неуклонно возрастает. Связано это с увеличением  спроса на топливо и энергию, так  как технологическое совершенствование  производительных сил и коммунально-бытовой сферы в мире базируется на их использовании. Потребление  энергоресурсов  на Земле стремительно увеличивается. Однако полезное использование первичных  энергоресурсов  при применении наиболее распространенных преобразованных энергоносителей составляет в настоящее время  в   мире  по электроэнергии в среднем порядка 35...40%, по тепловой энергии — 60...70%, а при использовании механической энергии — 25%.

      В то же время мировая  и  российская экономики могут успешно развиваться только тогда, когда темпы увеличения энергопотребления будут существенно ниже темпов экономического роста. В противном случае человечество рано или поздно окажется в энергетическом тупике своего развития независимо от имеющегося природного  и  инновационного энергетического ресурсного потенциала. Даже в условиях настоящего времени, когда темпы роста энергопотребления  в   мире  почти вдвое ниже, чем темпы экономического развития (в  России  в период после 2000 г. это соотношение еще больше), спрос на  энергоресурсы  быстро возрастает,  и  за последние 60 лет их потребление было примерно адекватным суммарному энергопотреблению за всю историю развития человечества. С начала XX в. энергопотребление возросло в 12 раз при росте населения в 3.9 раза  и  составило более 15 млрд. т у. т.  энергоресурсов   и  19 млрд. кВт ч электроэнергии. В то же время, по данным Мирового Энергетического Совета, современные разведанные запасы первичных  энергоресурсов   в   мире  составляют примерно 1700 млрд. т у. т.

      Если  предположить, что мировая экономика будет развиваться в среднем темпом около 4% в год, а увеличение энергопотребления будет составлять порядка 2% в год, то в ближайшее столетие потребуется увеличение затрат  энергоресурсов   в   мире  более чем в 7 раз, то есть до 100 млрд. т у. т. в год с соответствующим негативным влиянием на окружающую среду, которая уже сегодня перегружена последствиями техногенной деятельности.

      Такие размеры ежегодного потребления   энергоресурсов  соответствуют почти 6% разведанных мировых запасов не возобновляемых  энергоресурсов  планеты,  и  даже при удвоении впоследствии разведанных запасов (с учетом имеющихся прогнозных оценок) они были бы израсходованы всего за 30 лет. Такого кризисного положения, естественно, не допустит сама эволюция цивилизации  и  можно априорно прогнозировать неминуемость инновационного прорыва в сфере использования  и   производства  как традиционных, так  и  новых  энергоресурсов. Однако сегодня трудно уверенно утверждать, случится ли этот прорыв до наступления кризисного энергетического взрыва или он будет следствием такого энергетического катаклизма цивилизации.

ЧАСТЬ 2

Характеристика  нефти как энергоносителя. Технология разработки нефтяных месторождений.

     Нефть – природная смесь (жидкое полезное ископаемое), состоящая преимущественно из углеводородных соединений метановой, нафтеновой и ароматической групп, которая в пластовых и стандартных условиях (0,1013 МПа при 200 С) находится в жидкой фазе. (Битум и сланцы).¹

     Трудно  представить современную мировую экономику без энергии, транспорта, света, связи, радио, телевидения, вычислительной техники, средств автоматизации, космической техники и т. д., основой развития которых является топливно-энергетический комплекс (ТЭК). Уровень развития ТЭК отражает социальный и научно-технический прогресс и часто определяет политику государства.

     Экономически  наиболее значимой составной частью ТЭК ныне является НГК. НГК включает нефтегазодобывающую, нефтегазоперерабатывающую, нефтегазохимическую отрасли промышленности, а также различные отрасли транспорта (трубопроводный, ж.-д., водный, морской и др.) нефти и продуктов их переработки.

     Нефть и газ — уникальные и исключительно  полезные ископаемые. Продукты их переработки. применяют практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетике, в быту и т. д. Из нефти и газа вырабатывают разнообразные хим. материалы, такие как пластмассы, синтетические волокна, каучуки, лаки, краски, дорожные и строительные битумы, моющие средства и мн. др.

     Мировые извлекаемые запасы нефти оцениваются в 141,3 млрд т. Этих запасов при нынешних объемах добычи нефти хватит на 42 года. Из них 66,4 % расположено в странах Ближнего и Ср. Востока. Для этого региона характерно не только наличие огромных запасов нефти, но и концентрация их преимуществ на уникальных (более 1 млрд т) и гигантских (от 300 млн до 1 млрд т) месторождениях с исключительно высокой продуктивностью скважин. Среди стран этого региона первое место в мире по этому показателю занимает Саудовская Аравия, где сосредоточено более четверти мир. запасов нефти. Огромными запасами нефти в этом регионе обладают Ирак, Иран, Кувейт и Абу-Даби — арабские страны, каждая из которых владеет почти десятой частью ее мировых запасов.²

     Второе место среди регионов мира занимает Американский континент — 14,5 % мир. извлекаемых запасов нефти. Наиболее крупными запасами нефти обладают Венесуэла, Мексика, США, Аргентина и Бразилия. Извлекаемые запасы нефти в Африке составляют 6,9 %, в т. ч. в Ливии — 2,9, Нигерии —2,3 и Алжире — 0,9 %.

     В Зап. Европе крупные месторождения нефти и газа расположены в акватории Северного моря, гл. обр. в британских (0,5 млрд т) и норвежских (1,5 млрд т) территориях.

     В Азиатско-Тихоокеанском регионе  промышленные запасами нефти обладают Китай (2,35 %), Индонезия (0,5 %), Индия, Малайзия и Австралия (в сумме 1 % от мир.).

     Восточно-Европейские бывшие социалистические страны и бывшего СССР владеют 5,8 % извлекаемых запасов нефти, в т. ч. бывший СССР — 5,6, Россия — 4,76 %, т. е. 6,64 млрд т.

     Нефтяные  и нефтегазовые месторождения — это скопления углеводородов в земной коре, приуроченные к одной или нескольким локализованным геологическим структурам, т. е. структурам, находящимся вблизи одного и того же географического пункта. Залежи углеводородов, входящие в месторождения, обычно находятся в пластах или массивах горных пород, имеющих различное распространение под землей, часто — различные геолого-физические свойства. Во многих случаях отдельные нефтегазоносные пласты разделены значительными толщами непроницаемых пород или находятся только на отдельных участках месторождения.

     Такие обособленные или отличающиеся по свойствам  пласты разрабатывают различными группами скважин, иногда при этом используют различную технологию.

     Как известно из курса химии нефти, нефть — сложная многокомпонентная взаиморастворимая смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов различного химического строения с числом углеродных атомов до 100 и более с примесью ГОС серы, азота, кислорода и некоторых металлов.

     По  химическому составу нефти месторождения весьма разнообразны. Эти различия обусловливаются:³

     l) геологическими и биохимический условиями нефтеобразования;

     2) возрастом нефти;

     3) термобарическими условиями в пласте, глубиной залегания пласта;

     4) воздействием на нефть микроорганизмов и др. факторов.

     В этой связи речь можно вести лишь о составе, молекулярном строении и свойствах «средней-статистической» нефти. Менее всего колеблется элементный состав нефтей: 82–87 % углерода, 12–16,2 % водорода; 0,04–0,35 %, редко до 0,7 % кислорода, до 0,6 % азота и до 5 и редко до 10 % серы. Кроме названных, в нефтях обнаружены в небольших количествах очень мн. элементы, в т. ч. металлы (Са, Mg, Fe, Al, Si, V, Ni, Na и др.).

     Поскольку нефть представляет собой многокомпонентную непрерывную смесь углеводородов и гетероатомных соединений, то обычными методами перегонки не удается разделить их на индивидуальные соединения со строго определенными физическими константами, в частности t кипения при данном давлении.

     Принято разделять нефть и нефтепродукты путем перегонки на отдельные компоненты, каждый из которых является менее сложной смесью. Такие компоненты называют фракциями или дистиллятами. В условиях лабораторной или промышленной перегонки отдельные нефтяные фракции отгоняются при постоянно повышающейся t кипения. Следовательно, нефть и ее фракции характеризуются не t кипения, а температурными пределами.

     При исследовании качества новых нефтей (т. е. составлении техн. паспорта), их физический состав определяют на стандартных перегонных аппаратах, снабженных РК (напр., на АРН–2 по ГОСТ 11011–85). Это позволяет значительно улучшить четкость погоно-разделения и построить по результатам перегонки так называемую кривую ИТК в координатах t — выход фракций в % мас., (или % об.).

     Кривая  ИТК показывает потенциальное содержание в нефти отдельных (узких) фракций, являющихся основой для последующей их переработке и получения товарных нефтепродуктов (АБ, реактивных, дизельных и энергетических топлив, СМ и др.).

     Нефти различных месторождений значительно различаются по физическому составу и, следовательно, по потенциальному содержанию дистиллятов МТ и СМ. Большинство нефтей содержит 10–30 % бензиновых фракций, выкипающих до 200 % и 40–65% керосино-газойлевых фракций, перегоняющихся до 350 °С. Известны месторождения легких нефтей с высоким содержанием светлых (до 350 °С). Так, Самотлорская нефть содержит 58 % светлых. Добываются также очень тяжелые нефти, состоящие в основном из высококипящих фракций (напр., нефть Ярегского м-ния, добываемая шахтным способом).

Нефтепродукты и их использование. Общая схема переработки  нефти. Классификация  вторичных процессов  переработки нефти.

     Технологические процессы НПЗ принято классифицировать на следующие две группы: физические и химические.

1. Физические (массообменными) процессами достигается разделение нефти на составляющие компоненты (топливные и масляные фракции) без химических превращений и удаление (извлечение) из фракций нефти, остатков, масляных фракций и газов нежелательных компонентов (полициклических аренов, асфальтенов, тугоплавких парафинов), неуглеводородных соединений.⁴