природные_источники_углеводородов

1.

Углеводороды: суть и
происхождение
Углеводороды представляют собой органические соединения,
состоящие исключительно из атомов водорода и углерода,
являющиеся основой ископаемого топлива. Их формирование
началось миллионы лет назад из останков древних организмов, таких
как планктон и растения, которые накапливались на дне морей и
океанов. Под воздействием высокого давления и температуры в
земной коре, эти органические вещества подверглись сложным
геохимическим преобразованиям, медленно превращаясь в нефть,
природный газ и уголь. Этот процесс, известный как диагенез и
катагенез, требует специфических геологических условий и огромных
временных интервалов, что делает углеводороды невозобновляемым
природным ресурсом.

2.

Образование из органики
Накопление
Диагенез
Древние организмы,
преимущественно планктон и
водоросли, оседали на дне
водоемов, формируя
органические осадки.
Под воздействием давления и
температуры органический
материал уплотнялся,
превращаясь в кероген.
Катагенез
Миграция
Дальнейшее повышение
температуры и давления
приводило к распаду керогена
на нефть и газ.
Нефть и газ перемещались по
пористым породам,
скапливаясь в ловушках.

3.

Нефть – жидкое золото
Состав
Применение
Нефть представляет собой сложную смесь различных
углеводородов, главным образом алканов,
циклоалканов и ароматических соединений, с
небольшими примесями серы, азота и кислорода.
Соотношение этих компонентов определяет свойства
нефти, такие как плотность, вязкость и цвет, варьируясь
от легких, светлых сортов до тяжелых, темных.
Химическая структура углеводородов в нефти обычно
включает цепи от пяти до пятидесяти атомов углерода.
Нефть служит основой для производства широкого
спектра продуктов: от топлива (бензин, дизель, керосин)
до сырья для нефтехимии, включая пластмассы,
синтетические волокна, удобрения и фармацевтические
препараты. Переработка нефти включает фракционную
перегонку, крекинг и риформинг, позволяя получать
разнообразные ценные компоненты.
Свойства
Плотность нефти обычно колеблется в пределах 710–
960 кг/м³, а температура кипения зависит от состава,
начинаясь от 40°C для легких фракций и заканчиваясь
выше 350°C для тяжелых. Нефть нерастворима в воде,
но хорошо смешивается с органическими
растворителями, демонстрируя гидрофобные свойства.
Ее воспламеняемость обусловлена наличием
низкомолекулярных углеводородов, что делает ее
ценным источником энергии.

4.

Газ – энергия будущего
Типы газа
Преимущества
Основным компонентом природного газа является метан
(CH₄), но он также может содержать этан, пропан, бутан и
более тяжелые углеводороды. Кроме того, в состав газа
входят негорючие примеси, такие как азот, углекислый газ
и сероводород. Вариации в составе определяют его
теплотворную способность и области применения.
Природный газ считается одним из самых чистых
ископаемых видов топлива, так как при его сгорании
выделяется значительно меньше парниковых газов и
загрязняющих веществ по сравнению с углем и нефтью.
Его высокая теплотворная способность и относительная
легкость транспортировки делают его привлекательным
источником энергии для промышленности и бытового
потребления.

5.

Уголь – топливо прошлого
Виды угля
Формирование
Уголь образуется из остатков
древних растений,
накапливавшихся в болотистых
условиях. Процесс его
формирования длился миллионы
лет под действием давления и
температуры.
Различают бурый уголь, каменный
уголь и антрацит, которые
отличаются по степени
углефикации, теплоте сгорания и
содержанию примесей.
Применение
Исторически уголь был основным
источником энергии для
промышленности, производства
электроэнергии и отопления, хотя
его использование снижается изза экологических проблем.
Сжигание угля приводит к выбросу значительного количества CO₂, SO₂ и оксидов азота, что вызывает кислотные дожди
и глобальное потепление.

6.

Поиск месторождений
1
2
3
Геофизические методы
Сейсморазведка, гравиметрия и магнитометрия помогают выявлять структуры, потенциально содержащие
углеводороды, анализируя отраженные и преломленные волны.
Геохимические методы
Анализ состава поверхностных отложений и газов позволяет обнаружить аномалии, указывающие на близость залежей
углеводородов.
Бурение
Разведочное бурение является финальным этапом, подтверждающим наличие и объемы промышленных запасов
углеводородов.

7.

Добыча: методы и риски
Методы добычи
Первичные методы включают использование пластового давления для вытеснения нефти и газа к
скважине. Вторичные методы, такие как закачка воды или газа, поддерживают давление. Третичные
методы (EOR), включая тепловое воздействие или химические реагенты, применяются для извлечения
остаточных запасов, когда первичные и вторичные методы становятся неэффективными.
Риски
Процесс добычи сопряжен с рисками разливов нефти, загрязнением грунтовых вод, выбросами метана, а
также геологическими опасностями, такими как обрушение пород и сейсмическая активность. Безопасность
персонала и минимизация воздействия на окружающую среду являются критически важными аспектами
при планировании и осуществлении добычи.

8.

Переработка углеводородов
Нефть
Газ
Уголь
Нефть перерабатывается путем
фракционной дистилляции,
крекинга и риформинга для
получения бензина, керосина,
дизельного топлива и мазута.
Природный газ очищается от
примесей и может подвергаться
переработке для выделения
ценных компонентов, таких как
этан и пропан.
Уголь используется для
производства синтез-газа,
кокса, а также в качестве
топлива для электростанций.

9.

Экологические аспекты
1
2
3
Выбросы
Сжигание углеводородов приводит к выбросам CO₂, SO₂, NOx,
способствуя изменению климата и загрязнению воздуха.
Разливы
Аварии при транспортировке и добыче нефти вызывают
серьезное загрязнение морских и наземных экосистем.
Утилизация
Проблемы утилизации отходов нефтепереработки и старого
оборудования требуют разработки эффективных решений.

10.

Альтернативные
источники
В ответ на экологические проблемы и исчерпаемость ископаемых
ресурсов активно развиваются альтернативные источники энергии. К
ним относятся возобновляемые ресурсы, такие как солнечная,
ветровая, геотермальная, гидроэнергетика и энергия биомассы,
которые обладают меньшим воздействием на окружающую среду.
Также исследуются водородная энергетика и технологии улавливания
углерода. Переход к этим источникам является ключевым шагом к
устойчивому энергетическому будущему планеты.