Склад і властивості горючих копалин

Щоб зрозуміти що собою являють горючі корисні копалини, то треба знати з чого вони складаються і які їхні властивості.

Отже нафта

– це густа, в’язка масляниста рідина, зазвичай темно-коричневого або чорного кольору, але також бувають і світло-коричневі, червонуваті, жовті й навіть білі нафти. Переважно вона є легко текучою, рідше – малорухомою. Має різкий запах гасу, легша за воду, густина коливається від 750 кг/м3 до 950 кг/м3 на поверхні води утворює тонку жирну плівку. При 00С не замерзає, а в’язне. Розрізняють динамічну і кінематичну в¢язкість. Динамічною в’язкістю називається внутрішній опір окремих часток рідини руху загального потоку. У легкій нафті в’язкість менше, ніж у важкій. При видобутку і подальшому транспортуванні важкі нафти підігрівають. Кінематичною в’язкістю називається відношення динамічної в'язкості до щільності середовища. Велике значення має сила поверхневого натягу нафти. При зіткненні її з водою між ними виникає поверхня типу пружної мембрани. Також при її видобутку використовують капілярні явища. Сили взаємодії води з гірською породою більші, ніж у нафти, тому вода здатна витиснути її з дрібних тріщин у більш великі. Для збільшення нафтовіддачі шарів використовуються спеціальні поверхнево активні речовини. Всі нафти мають неоднакові оптичні властивості. Під дією ультрафіолетових променів вони здатні світитися. При цьому легші світяться блакитним світлом, важкі – бурим та жовто-бурим. Це використовується при пошуку нафти. Також вона є діелектриком і має високий питомий опір. На цьому засновані електрометричні методи встановлення в розрізі, розкритому свердловиною, нафтоносних шарів. І саме головне, в чому полягає основна цінність нафти – це її теплотвірна здатність, до 10000 калорій або 41МДж/кг, а в продуктів перегонки ще більша, що робить її основним енергоносієм у світі. 1т нафти = 1,3т антрациту = 3т бурого вугілля = 3,3т торфу = 7т горючих сланців.

Крім того нафта не є індивідуальною речовиною. Її неможна записати однією якоюсь хімічною формулою. Вона складається з близько 1000 різних речовин і хімічних елементів. Основні з них: вуглець – 82 .87% мас.; водень – 11 .15% мас.; сірка – 0,1 .2,0% мас.; азот – до 2,2% мас.; кисень – до 1,5%мас. Також нафта – це складна суміш вуглеводнів(парафінів, нафтенів, аренів). Кисень, сірка та азот містяться у вигляді кисне-, сірко- та азотовмісних сполук, які називають гетеро-атомними. Я розгляну більш детально групи вуглеводнів, які входять до складу нафти і нафтопродуктів.

Парафінові вуглеводні. Нижчі парафінові вуглеводні (С1 – С4) – це гази. Вони можуть бути розчинені у нафті в невеликих кількостях. Парафіни С5 – С16 – це рідини, вони присутні у бензинових, гасових, дизельних, а також у оливних фракціях нафти. Парафінові вуглеводні нафти можуть мати нормальну або ізо-будову. Ізо-парафіни є бажаними компонентами бензинів, а нормальні парафіни негативно впливають на роботу карбюраторних двигунів. Водночас останні є бажаними складниками реактивного та дизельного палив, а також змащувальних олив, однак при надто високому їх вмісті у цих нафтопродуктів погіршуються низькотемпературні властивості останніх.

Ненасичені вуглеводні можуть знаходитись у деяких нафтах в незначних кількостях. Вони утворюються в результаті вторинних процесів переробки нафти.

Нафтенові вуглеводні, або циклоалкани, можуть бути присутні в нафті в кількості від 25 до 75% мас. Нафтени – це бажані компоненти автомобільних бензинів, реактивних та дизельних палив, а також нафтових олив.

Ароматичні вуглеводні входять до складу всіх нафт. Відповідно до цього розрізняють 4 групи ароматичних вуглеводнів. Вміст аренів в бензинах, реактивних паливах обмежуються, хоча вони мають високе октанове число.

Також у нафтах присутні асфальтено-смолисті речовини та не-вуглеводневі сполуки. Вони є небажаними компонентами усіх нафтових фракцій. І тільки асфальтено-смолисті речовини виділяють з нафтових залишків для одержання бітумів.

Природний газ –

це безбарвна речовина, яка немає запаху, легша за повітря, газувата за звичайних умов. Пояснюється це тим, що вуглеводні, які містяться в ньому, мають малі відносні молекулярні маси. Теплота згоряння – така ж сама, як і в нафті. При горінні світиться синім полум’ям, даючи мало світла і кіптяви, тому він вигідний для використання в побуті. Коли природний газ транспортують на кораблях або в балонах, то його зріджують, оскільки так він займає менше місця, та додають сполуку меркаптан, яка дає гострий запах – для розпізнавання його, при витіканні. Що ж до хімічного складу природного газу – то основну частину в ньому становить метан від 85% до 95% маси, решта – гомологи метану – етан, пропан, бутан та інші гази. Крім вуглеводнів до складу природного газу часто входять незначні кількості сірководню, азоту, гелію, аргону тощо.

Інші цікаві матеріали

Особливості розміщення продуктивних сил Закарпаття
Закарпаття – мальовничий куточок України, має унікальне геополітичне та географічне положення. Розташоване на крайньому південному заході України, займає південно-західну частину Українських Карпат і Придунайську низови ...

Складання проекту відведення земельної ділянки для будівництва торгової точки
Метою курсової роботи з основ земельного кадастру є закріплення отриманих знань та їх застосування на практиці при виготовленні технічної документації землекористувачам різних форм власності з використанням кадастр ...

Ґрунти Українських Карпат
Ґрунт - це особливе природно-історичне тіло, складна поліфункціональна чотирифазна структурна система у поверхневій частині кори вивітрювання гірських порід, яка є комплексною функцією гірської породи, організмів, кліма ...