1. Химия нефти и газа. Химия нефти и газа
 Скачать 4.91 Mb.
|
|
Презентационные материалы онлайн-курса «Нефтегазовое производство» 1 Российский государственный университет нефти и газа имени ИМ. Губкина (Национальный исследовательский университет) ПАО «Газпром» ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Лекция на тему Химия нефти и газа Составила ассистент кафедры органической химии и химии нефти, к.х.н. Пошибаева А.Р. «Состав нефти – ключ к пониманию ее естественной истории» Н.Б. Вассоевич ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Сергей Семёнович Намёткин (1876 — В 1927 году, впервые в мире, С.С. Наметкиным была введена дисциплина Химия нефти и газа в Московской горной академии, а затем в Московском институте имени ИМ. Губкина ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 4 Исследование химического состава нефтей, нефтепродуктов, газоконденсатов и газов с помощью современных физико-химических методов анализа. 2. Исследование физико-химических свойств углеводородов и других компонентов нефти и их влияние на свойства нефтепродуктов. 3. Исследование химизма и механизма термических и каталитических превращений компонентов нефти. 4. Исследование проблем происхождения нефти. В настоящее время дисциплина Химия нефти и газа решает следующие задачи: ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Углеводороды нефти ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Элементный состав нефти Главные элементы, из которых состоят все компоненты нефти – углерод и водород. Содержание углерода и водорода в различных нефтях колеблется в сравнительно узких пределах и составляет в среднем для углерода и для водорода 11,5–13%. В гумусовых углях содержание водорода в среднем 5%, в твердых сапропелитовых образованиях – Теплотворная способность нефти значительно выше, чему твердых горючих ископаемых. Среди многих каустобиолитов (горючих ископаемых, от греческого каусте – горючий, биос – жизнь, литос – камень) нефть отличается бóльшим содержанием водорода. В очень малых количествах в нефтях присутствуют и другие элементы, главным образом металлы. Среди них можно отметить ванадий, никель, железо, магний, хром, титан, кобальт, калий, кальций, натрий, а также фосфор и кремний. Содержание этих элементов выражается незначительными долями процента. Недавно в различных нефтепродуктах был найден германий в количестве 0,15–0,19 г/т. торф уголь нефть ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Все нефти содержат один и тот же набор углеводородов. А именно: 1. Парафиновые углеводороды (алканы) 2. Нафтеновые углеводороды (циклоалаканы) 3. Ароматические углеводороды (арены) 4. Гибридные углеводороды Как правило, в нефтях находятся смолы и асфальтены, где состредоточены, в основном, гетероатомные соединения, те. такие соединения, где помимо углерода и водорода в молекуле присутствует гетероатом – кислород, сера и азот. В очень малых количествах в нефтях присутствуют и другие элементы (микроэлементы) – ванадий, никель, железо, магний, хром, титан, кобальт, калий, кальций, натрий, а также фосфор и кремний. Общие сведения о нефти ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство УГЛЕВОДОРОДЫ НЕФТИ Все углеводороды нефтей могут быть условно разделены на две основные группы Углеводороды нефти Преобразованные углеводороды Реликтовые углеводороды, или биомаркеры, биометки, хемофоссилии утратившие черты строения свойственные исходным биоорганическим молекулам углеводороды, которые образовались из углеводородов- биомаркеров сохранившие черты строения свойственные исходным биоорганическим молекулам ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство РЕЛИКТОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ НЕФТИ Реликтовые углеводороды Реликтовые углеводороды изопреноидного типа строения Реликтовые углеводороды неизопреноидного типа строения Как алифатического, таки алициклического, с числом циклов в молекуле от одного до пяти Которые представлены главным образом алифатическими соединениями, имеющими н-алкильные или слаборазветвленные цепи ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Основные свойства реликтовых углеводородов. Их высокая концентрация в нефтях. 2. Г омологичность Гомологи – это соединения, имеющие одинаковое строение, но при этом различное количество атомов углерода. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 11 Алканы ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Гомологический ряд алканов Общая (брутто-)формула Название Структурная формула СН 4 Метан СН 4 С 2 Н 6 Этан СН 3 - СН 3 С 3 Н 8 Пропан СН 3 - СН 2 - СН 3 С 4 Н 10 Бутан СН 3 - СН 2 - СН 2 - СН 3 С 5 Н 12 Пентан СН 3 - СН 2 - СН 2 - СН 2 - СН 3 С 6 Н 14 Гексан СН 3 - (СН 2 ) 4 - СН 3 С 7 Н 16 Гептан СН 3 - (СН 2 ) 5 - СН 3 С 8 Н 18 Октан СН 3 - (СН 2 ) 6 - СН 3 С 9 Н 20 Нонан СН 3 - (СН 2 ) 7 - СН 3 С 10 Н 22 Декан СН 3 - (СН 2 ) 8 - СН 3 ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 13 Изомеры – это соединения, имеющие одинаковое количество атомов углерода, но при этом различное строение Количество теоретически возможных изомеров алканов быстро растет с увеличением числа углеродных атомов. Изомерия алканов Число атомов «С» 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 40 Число изомеров 1 1 1 2 3 5 9 18 35 75 63х 10 12 ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Алканы состава С 1 - С 4 являются газами. Более высокомолекулярные алканы, жидкие С 5 - С 16 и твердые Си выше, встречаются в нефтях. В среднем, содержание алканов в нефтях колеблется от 20 до 70%. Нефтяные алканы имеют, чаще всего, нормальное и слаборазветвленное строение. Алканы ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Углеводород С 5 С 6 С 7 С 8 С 9 С 10 С 11 С 12 Ткип., С 69 98 126 151 174 196 216 Углеводород С 13 С 14 С 15 С 16 С 17 С 18 С 19 С 20 Ткип., С 254 271 287 303 317 327 345 Углеводород С 21 С 22 С 23 С 24 С 25 С 26 С 27 С 28 Ткип., С 371 383 395 406 417 427 437 Углеводород С 29 С 30 С 31 С 32 С 33 С 34 С 35 С 36 Ткип., С 457 466 475 484 493 501 509 Углеводород С 37 С 38 С 39 С 40 Ткип., С 525 532 Температуры кипения нормальных алканов (пересчитано для 760 мм рт. ст.) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 16 Алканы COOH COOH н - кислота COOH изо - кислота ант еизо - кислота н-алканы 2- метилалканы 3- метилалканы 12- метилтрикозан (С- метилпентакозан (Си 13-метилалканы С С 30 16 ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 17 Изопренаны ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Молекула хлорофилла – зеленого пигмента растений N N N N O O O O O Mg ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Схема распада фитола OH C 9 C 10 C 11 C 13 2,6- диметилалканы 2- метилгептан C 20 ( фитан) C 19 ( пристан) 2,6,10- триметилалканы В нефтях и конденсатах отсутствуют изопренаны состава Си С 17 ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство В нефтях найдено два типа изопреноидных алканов регулярного строения имеющих регулярное звено типа голова к хвосту») и нерегулярным строения (имеющих нерегулярное звено типа хвост к хвосту и имеющих нерегулярное звено типа голова к голове») ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Нерегулярные изопренаны ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 22 Изопренаны Т-образной структуры ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Циклические углеводороды ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 24 Триметилзамещенные циклогексаны с изопреноидной цепью ( циклогексаны каротиноидного типа строения) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Циклические изопреноиды ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 26 Моноциклические нафтены ( циклопентаны, циклогексаны) В нефтях отсутствуют циклопропаны и циклобутаны. Присутсвуют шести- и пятичленные цикланы. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Бициклические нафтены – Бицикло[2.2.1]гептан – норборнан; II – бицикло[3.3.0]октан – пенталан, в нефтях присутствуют только производные более устойчивой системы цис- пенталана; III – бицикло[3.2.1]октан; IV – бицикло[2.2.2]октан; V – бицикло[3.3.1]нонан; VI – бицикло[4.3.0]нонан – гидриндан, в нефтях присутствуют производные как цис, таки транс-гидриндана; VII – бицикло[4.4.0]декан – декалин, в нефтях преобладают более устойчивые углеводороды, имеющие транс-сочленение циклов ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 28 Сесквитерпаны VIII – 1,3,7,7- тетраметилдекалин; IX – 2,2,7,7-тетраметилдекалин; X – 2,3,3,7,7- пентаметилдекалин; XI – 2,2,3,7,7-пентаметилдекалин; XII – 1,2,3,7,7- пентаметилдекалин (дриман); XIII – 1,2,2,7,7-пентаметилдекалин; XIV – 2,7,7- триметил-2-этилдекалин; XV – 2,7,7-триметил-3-этилдекалин; XVI – 3,7,7- триметил-2-этилдекалин; XVII – 1,3,7,7- тетраметил-2- этилдекалин (гомодриман) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Трициклические нафтены (хейлантаны) Трициклические нафтены разбиты натри основные группы: • Углеводороды сконденсированной системой колец. • Углеводороды мостикового строения. • Углеводороды смешанного типа строения, те. углеводороды, где в молекуле имеется как мостиковый, таки конденсированный тип сочленения колец. Структурная формула хейлантана ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Углеводороды алмазоподобного строения ( адамантаны, диамантаны) Структурные формулы адамантана и диамантана ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 31 Тетрациклические нафтены (стераны) По сравнению с регулярными (обычными) стеранами в перегруппированных стеранах произошла миграция метильных групп от С к Си от С к С. Таким образом, перегруппированные стераны являются- метили- метилстеранами и соответственно 10- норметил- и- норметилстеранами. Регулярные стераны Перегруппированные стераны (диастераны) Волнистой чертой отмечены С–Н-связи хиральных центров, реально способных к эпимеризации. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 32 Пентациклические нафтены (терпаны) Структурная формула гопанов (сам гопан – родоначальник данной гомологической серии – углеводород состава С 30 Н 52 , для него R = СН 3 ) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 33 биогопан геогопан 17 α(H) - 22, 29, 30- триснорметилгопан, Т) - 22, 29, 30- триснорметилгопан, Тs 17 18 катализ 17 18 A B C D E A B C D E Структурно измененные гопаны ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 34 Диагопаны ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Ароматические углеводороды (арены) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Ароматические углеводороды нефтей можно разбить на две основные группы К первой принадлежат алкилароматические углеводороды, в состав которых входят только ароматические кольца и алифатические заместители. Вторую, не менее важную группу ароматических углеводородов, особенно характерную для нефтей, составляют углеводороды смешанного типа строения ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 37 Моноароматические углеводороды (гомологи бензола) C H C H C H CH CH C H C H C H C H CH CH CH 3 C H C H C H CH CH 3 CH 3 бензол метилбензол 1,2-диметилбензол (толуол) (орто-ксилол ) C H C H C H CH CH 3 CH 3 C H C H CH CH CH 3 CH 3 1,3 диметилбензол диметилбензол (мета-ксилол) (пара-ксилол) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 38 Биароматические углеводороды Среди триметилзамещенных изомеров идентифицированы 1,2,5- (XVIII), 1,2,6- и 1,2,7-триметилизомеры, а среди тетразамещенных – 1,2,5,6- тетраметилнафталин (К бициклическим углеводородам относятся также дифенил (XXI) и его ближайшие гомологии метили т.д.), обнаруженные, например, в нефти месторождения Понка. Однако концентрация углеводородов ряда дифенила в нефтях значительно меньше, чем концентрация нафталиновых углеводородов. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 39 Триароматические углеводороды- метилфенантрен (XXII); 2-метилфенантрен (XXIII); 3-метилфенантрен (XXIV); 1,8- диметилфенантрен (XXV); 1,2,8-триметилфенантрен (XXVI) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 40 Гетероатомные соединения нефти ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Кислородсодержащие соединения нефти Из кислородсодержащих соединений в нефтях обычно содержатся кислоты и фенолы, но есть и кетоны (альдегиды отсутствуют. C H 3 C H 2 O OH n C H C H CH C H R C H 2 O OH n C H C H 2 C H 2 CH 2 C H C H 2 R C H 2 O OH n нафтеновые алифатические ароматические Нефтяные кислоты ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Кислородсодержащие соединения нефти C H C H CH C H OH R CH CH C H C H C H C H C H OH R алкилфенолы алкилнафтолы Фенолы в нефтях ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Серосодержащие соединения нефти Сера в нефтях содержится в виде элементарной серы (сероводородной ( Н 2 S), меркаптанной (RSH, аналог спиртов – тиоспирты), сульфидной (RSR, тиоэфиры – как алифатические, таки циклические – тиациклопентаны и тиациклогексаны), дисульфидной (RSSR), тиофеновой: Тиофены, особенно связанные с ароматическими ядрами бензтиофены (XXVII), дибензтиофены (XXVIII) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Азотсодержащие соединения нефти Азотистые соединения – это, в основном, соединения основного характера – гомологи пиридина, хинолина и пиперидина: Из нефтей выделены также азотистые соединения и неосновного характера, например амиды ароматических кислот: Интересными азотистыми соединениями нефтей являются порфирины производные пиррола: ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Смолы и асфальтены Нефтяные смолы – высокомолекулярные (молекулярная масса 800–1000) вещества бурого цвета, придающие окраску нефтям и нефтепродуктам. Они, в основном, являются гибридными соединениями и содержат одновременно атомы кислорода, серы и азота. Асфальтены – геобиоолигомеры и их молекулярная масса достигает 3000. Обычно в нефтях содержится менее 1% асфальтенов. В тяжелых смолистых нефтях их содержание достигает 2–5%. Асфальтены растворимы в бензоле и высших углеводородах нефти. При разбавлении нефти кратным избытком н- пентана, н-гексана или н-гептана (в этих алканах асфальтены не растворяются) выпадает хрупкий порошок. Это и есть асфальтены. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Относительное содержание углеводородов ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Относительное содержание углеводородов зависит От исходного органического веществ (континентальное- гумусовое, сапропелевое-морское, гумусо-сапропелевое) Связь между составом стеранов и условиями накопления ОВ 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 C11/C13 C12/C13 C27/C29 C28/C29 адамантаны стераны отношение континентальная нефть нефть пртерозоя Адамантаны С 11 – С 13 и стераны С 27 – С 29 в континентальных нефтях и нефтях протерозоя (по Г.Н. Гордадзе и О.А. Арефьеву) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Относительное содержание углеводородов зависит Оттого, в каких породах генерировалась нефть (карбонатные, глинистые толщи). 3. От биодеградации. 4. От миграции. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Отношение С 28 /С 29 регулярных стеранов как функция геологического времени and W аkеfiе1d, От возраста нефти (под возрастом нефти мы подрузомеваем возраст нефтематеринских толщ) Относительное содержание углеводородов зависит ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 50 0 5 10 15 20 25 30 ордовик силур девон карбон пермь триас геологический возраст от суммы стер ан о в С 27 С 29 С 21 - С 22 - прегнановый индекс как функция геологического времени на примере нефтей Тимано- Печорской провинции) (по Ал.А. Петрову, И.А. Матвеевой, Г.Н. Гордадзе) Адамантаны и стераны в нефтях различного возраста (по Г.Н. Гордадзе) Относительное содержание углеводородов зависит От возраста нефти (под возрастом нефти мы подрузомеваем возраст нефтематеринских толщ) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Современные принципы классификации нефтей ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Технологическая классификация По плотности -очень легкие, с весьма низкой плотностью Легкие, с низкой плотностью (0,8< Нефти со средней плотностью тяжелые нефти с высокой плотностью (0,88< очень тяжелые, с весьма высокой плотностью (По содержанию серы: – Малосернистые нефти (S≤0,5) при этом бензиновая и реактивно- топливная фракции - не более 0,1%, Дизельная не более 0,2%. – Нефти средней сернистости Сернистые нефти (1 реактивно-топливном – не более 0,25%, дизельная не более 1%. – Високосернистые нефти (S>3), содержание серы в дистиллятах из этой нефти составляет : в бензиновом – более 0,1%, реактивно- топливном – более дизельном более По содержанию полярных компонентов (смоли асфальтенов) нефти (AS,%) • Малосмолистые нефти Смолистые нефти (10<АS≤20) • Высокосмолистые нефти (20<АS≤35) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Химическая классификация Химическая классификация связана с преобладанием УВ того или иного класса. Точная классификация может быть дана лишь для фракции кипящих ниже 300 0 С. Средняя нефть содержит примерно: • Парафины – Нафтены – Ароматические УВ -Если содержание каких либо УВ выше чем в средней нефти, то этот класс соединений и придает название всей нефти: 1. Метановые 2. метано-нафтеновые (средняя нефть) 3. нафтеновые (наиболее распространенные) 4. нафтено-ароматические 5. Ароматические (очень редко) Следует иметь ввиду, что с ростом темп. кипения фракции различия эти снижаются и групповой состав всех нефтей сближается. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Геохимические и генетические классификации Так, генетическая классификация Добрянского исходит из предположения, что определяющим фактором при образовании нефтей того или иного состава являются геохимические условия преобразования исходного нефтематеринского вещества, причем первоначально образовавшиеся нефти нафтенового основания под влиянием термокаталитических воздействий превращаются в нефти парафинового основания. Основное направление изменения состава нефтей в процессе природного метаморфизма— облегчение их и метанизация. Генетическая классификация нефтей Успенского построена на предположении, что первоначально образуются нефти парафинового основания, а превалируют в геохимической истории изменения, связанные с процессами окисления. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Характеристика типов нефтей по Ал.А.Петрову • Нефти типа А 1 парафинового и нафтено-парафинового основания характеризуются высоким содержанием суммы алканов до 15-60%, ан- алканов - до 5-25 %. ( грозненская парафинистая нефть, нефть месторождений Сургут, Самотлор, полуострова Мангышлак и др) Нефти типа А 2 относятся к парафино-нафтеновым и нафтено- парафиновым (нефти Южного Каспия -Сураханы, Нефтяные Камни, Прикаспия - Каламкас, Кара-Тюбе и др.). • Нафтеновые нефтей типа Б 2 , в них преобладают циклоалканы, а алканы представлены разветвленными структурами.Это некоторые грузинские нефти (месторождений Норио, Мирзаани), нефти Северного Кавказа ( Анастасиевско-Троицкого, Старо-Грозненского месторождений) и др. • Нефти типа Б 1 нафтеновые или нафтено-ароматические. В этих нефтях практически полностью отсутствуют н-алканы и изопреноидные алканы и относительно мало содержание других разветвленных алканов (от 4 до 10 %). Нефти западносибирских месторождений Грязевая Сопка, Русское и др. ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Типизация нефтей по Ал.А. Петрову Александр Александрович Петров (1924-2007) ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Как анализировать углеводороды ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Схема газожидкостного хроматографа – газ-носитель; 2 – регулятор расхода 3 – место ввода пробы 4 термостаты 5 – колонка 6 – детектор 7 – самописец ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 59 Газовая хроматография – метод разделения соединений, основанный на распределении вещества между двумя фазами; одна из этих фаз является неподвижной, с большой поверхностью, а другая – газ , протекающий через неподвижную фазу. Лаборатория углеводородов нефти и рассеянного органического вещества проф. Гордадзе Г.Н., РГУ ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Высокотемпературный газовый хроматограф Bruker 430-GC термостат внутри него колонка генератор газа-носителя водород компьютер испаритель место ввода пробы) детектор ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Неподвижная жидкая фаза тонким слоем нанесена на внутреннюю стенку колонки диаметр от мм). Колонка может быть сделана из нержавеющей стали или стекла, т.н. привитая фаза – когда неподвижная фаза химически связана с колонкой. Разделение происходит на колонке, внутри которой находится жидкая фаза, нанесенная тонким слоем на стенку колонки например, полиметилсилоксан) поперечный разрез колонки ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Хроматограмма сырой нефти ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Хроматомасс-спектрометрия – современный метод анализа, при котором осуществляются разделение и идентификация соединений. Лаборатория углеводородов нефти и рассеянного органического вещества проф. Гордадзе Г.Н., РГУ ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Высокотемпературный газовый хроматограф Agilent 6890N и масс-селективный детектор термостат внутри него колонка балон с газом-носителем – гелием компьютер испаритель место ввода пробы) детектор масс спектрометр Масс-хромато-грамма стеранов ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Масс-хроматограмма терпанов ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Масс-хроматограмма адамантанов ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) Высокоэффективный жидкостной хроматограф с рефрактометрическим детектором Лаборатория углеводородов нефти и рассеянного органического вещества проф. Гордадзе Г.Н., РГУ ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Схема жидкостного хроматографа -сосуд для подвижной фазы 2 - насос 3 - инжектор 4 - колонка 5 -термостат 6 - детектор 7 - регистрирующая система ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Типичная хроматограмма (ВЭЖХ) нефти ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Происхождение нефти «Нефть образовалась из растительных остатков МВ. Ломоносов «Свойства нефти зарождаются в организмах В.И. Вернадский ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Основные гипотезы образования нефти Неорганическая Основное внимание в образовании нефти уделяется термическими термокаталитическим процессам преобразования исходного органического вещества. ( осадочно – миграционная, биогенная ) ( абиогенная Органическая ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Гипотезы неорганического происхождения нефти • Карбидная • Вулканическая • Космическая FeC 2 + 2H 2 O CH ≡CH + Fe(OH) 2 ацетилен СО 2 + Н 2 СО + Н 2 О СО + 3Н 2 СН 4 + Н 2 О Д.И.Менделеев Фишер-Тропш ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Гипотезы органического (осадочно-миграционного) происхождения нефти •Животного •Растительного •Растительного и животного происхождения ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Минеральная часть Органическая часть Растворимая часть Нерастворимая часть Нефтенасыщенная порода Горная порода Углеводороды Кероген ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство 76 Кероген Кероген – геобиополимер нерастворимое органическое вещество. Молекулярная масса 20 000. Тасманит ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Живые организмы Прокариоты Эукариоты Учитывая хронологию возникновения прокариот и эукариот, можно считать, что первичным источником углеводородов нефти являются прокариотические организмы. Однако после возникновения эукариот (не ранее 2 млрд лет т.н.) их биомасса также стала важным источником органического вещества. ≈ 4,7 млрд. лет назад 3,5 млрд лет назад 2,2 млрд. лет назад Возникновение Земли Возникновение Эукариот Возникновение Прокариот Время, млрд.л ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Объекты исследования sp. RV и Pseudomonas aeruginosa М Грамположительная бактерия t норм +28 Время роста 3-4 суток (96 часов) Грамотрицательная бактерия t норм +28 о С Время роста 1 сутки (24 часа) Лиофилизрованная биомасса sp. Культура Arthrobacter sp. RV на косяках с питательной средой ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство Состав сред, гл Arthrobacter sp. RV пептон – 2,0, дрожжевой экстракт – 1,0; гидролизат казеина – 1,0; глюкоза – 1, мел – глицерин – 10 мл/л; вода водопроводная, рН 6,7–7,2 (Добровольская и соавт., 1990) Pseudomonas aeruginosa RM NaNO 3 – 2,0; KH 2 PO 4 - 1,0; х – 0,25; х – 0,01; дрожжевой экстракт – 2,0; глюкоза – 20, вода дистиллированная, рН 7,0 (Назина и соавт., Добавления агара в концентрации агара 17.0 гл. Культивирование при Св течение 24 и 96 ч, соответственно 81 1. Гордадзе Г.Н. Углеводороды в нефтяной геохимии (теория и практика. М РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина, 2015. 559 с. 2. Гордадзе Г.Н., Гируц МВ, Кошелев В.Н. Органическая геохимия углеводородов Учебное пособие для вузов В 2 кн. М.: РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина», 2012, 2013. 392, 303 с. 3. Гордадзе Г.Н., Гируц МВ, Кошелев В.Н. Углеводороды нефти и их анализ методом газовой хроматографии Учебное пособие. МИД МАКС ПРЕСС, 2010. 235 с. 4. Рябов В.Д. Химия нефти и газа Учебное пособие. МИД ФОРУМ, 2009. 336 с. 5. Гордадзе Г.Н., Кошелев В.Н. Химия и геохимия углеводородов нефти Учебное пособие для вузов. - М Российский государственный университет нефти и газа им. ИМ. Губкина, 2004 г. В х книгах. 6. Гордадзе Г.Н. Термолиз органического вещества в нефтегазопоисковой геохимии. М ИГиРГИ, 2002. 336 с. 7. Петров Ал.А. Углеводороды нефти. М Наука, 1984. 264 с. 8. Хант Дж.М. Геохимия и геология нефти ига за. М Мир, 1982. 704 с. 9. Тиссо Б, Вельте Д. Образование и распространение нефти. М.: Мир, 1981. 501 с. Литература Проф. В.Н. Кошелев Проф. В.Д. Рябов Проф. Г.Н. Гордадзе ПАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени ИМ. Губкина Презентационные материалы онлайн-курса Нефтегазовое производство |