Нефть

Природные источники углеводородов являются основой промышленности органического синтеза, задачей которой является получение необходимых человеку веществ, в том числе и не встречающихся в природе.

Основными источниками сырья для промышленности органического синтеза являются природный газ, попутные нефтяные газы, нефть.

 Нефть— это «сгусток энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на один градус целое ведро воды, а для того чтобы вскипятить ведерный самовар, нужно менее половины стакана нефти. По концентрации энергии в единице объема нефть занимает первое место среди природных веществ. Даже радиоактивные руды не могут конкурировать с ней в этом отношении, так как содержание в них радиоактивных веществ настолько мало, что для извлечения 1 мг ядерного топлива надо переработать тонны горных пород.

Нефть — это не только основа топливно-энергетического комплекса любого государства. Учитель напоминает ребятам знаменитые слова Д. И. Менделеева: «Топить можно и ассигнациями!» В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы. Это действительно чудо природы, основа нефтехимической промышленности. Примерно 90% всей добываемой нефти используется в качестве топлива. Несмотря на «свои 10%», нефтехимический синтез обеспечивает получение многих тысяч органических соединений, которые удовлетворяют насущные потребности современного общества. Недаром люди уважительно называют нефть «черным золотом», «кровью Земли».

Мы рождаемся и живем в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. В истории человечества были каменный и железный периоды. Как знать, может быть, историки назовут нефтяным или пластмассовым наш период.

Нефть, вероятно, является наиболее титулованным видом полезных ископаемых. Ее величают и «королевой энергетики», и «царицей плодородия». А ее королевский сан в органической химии не нуждается в дополнительной аттестации. Спутник нефти — горючий газ — именуют «голубым золотом», а саму нефть называют «черным золотом». Нефть создала не только новый уровень производительных сил общества, но и новую отрасль промышленности — нефтехимию, возникшую на стыке органической химии, химии нефти и физической химии. Она же породила ряд негативных, прежде всего, экологических проблем.

Нефть известна человеку с глубокой древности. Вероятно, первое, что вызвало интерес к нефти, — это ее вяжущие свойства. Ее использовали как клей и как добавку к строительным материалам. В гробницах Ближнего Востока, в развалинах древних цивилизаций Америки находят украшения и различные конструкции, скрепленные нефтяным цементом. Нефть известна человечеству с древних времен. На берегу Евфрата она добывалась 6—7 тыс. лет до н.э. Использовалась она для освещения жилищ, для приготовления строительных растворов, в качестве лекарств и мазей, при бальзамировании. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием «греческого огня». В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц.

Нефть в древнем мире была грозным оружием: подожженная нефть лилась на головы штурмующих крепостные стены, горящие стрелы, смоченные в нефти, летели в осажденные города. Нефть еще римскими врачами использовалась для изготовления лечебных мазей. Они же первыми осуществили для этих целей и перегонку нефти.

В начале XIX в. в России из нефти путем перегонки было получено осветительное масло, названное керосином, который использовался в лампах, изобретенных в середине XIX в. В тот же период в связи с ростом промышленности и появлением паровых машин стал возрастать спрос на нефть как источник смазочных веществ. Внедрение в конце 60-х гг. XIX в. бурения нефтяных скважин считается зарождением нефтяной промышленности.

На рубеже XIX—XX вв. были изобретены бензиновый и дизельный двигатели. Это привело к бурному развитию добычи нефти и способов ее переработки.

Залежи сырой нефти и газа возникли 100—200 миллионов лет назад в толще Земли. Происхождение нефти — одна из сокровенных тайн природы.

Свои «за» и «против» приводят сторонники неорганической теории ее происхождения (знаменитый Д. И. Менделеев — один из них). Большинство же исследователей склоняются к органической теории, у истоков которой стояли выдающиеся русские ученые М. В. Ломоносов и Н. Д. Зелинский.

Неорганическая теория (Д. И. Менделеев) происхождения нефти.

 Нефть — это продукт гидролиза различных карбидов железа   (FeC,   Fe2C,   Fe3C и т. д.), например2FeC + ЗН20 —> Fe203 + С2Н6

В 1866 году французский химик М.Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ. В подтверждение своей теории он провел несколько экспериментов, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ.

·         Десять лет спустя, 15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества выступил с обстоятельным докладом Д.И.Менделеев. Он изложил свою гипотезу образования нефти. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода. Просачиваясь в недра, она в конце концов встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды, например этан. Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения.

В своих рассуждениях Менделеев ссылается на опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов путем воздействия серной кислоты на чугун, содержащий достаточное количество углерода. Однако неожиданно карбидная или, как ее еще называют, абиогенная теория о происхождении нефти получила новые доказательства – от астрофизиков. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода с водородом. Ну, а раз углеводороды широко распространены в космосе, значит в природе все же идут и процессы синтеза органических веществ из неорганики. Но ведь именно на этом  и построена теория Менделеева.

·         Органическая теория происхождения нефти (М. В. Ломоносов, Н. Д. Зелинский) Нефть — это превращение продуктов жизнедеятельности флоры и фауны, погребенных в осадочных породах в результате: 1) микробиологического гидролиза углеводов, белков,жиров; 2) термокаталитического преобразования жирных кислот, спиртов, кетонов и т. п. в углеводороды. Современная наука имеет веские доказательства того, что в доисторические времена микроскопические морские растения и животные оказались включенными в осадочные породы, образовавшиеся на дне моря. В результате все более глубокого погребения под толщей осадочных пород органические вещества подверглись воздействию высоких температур и давления, что привело к их термическому разложению и образованию нефти и газа.Немецкие ученые Г.Гефер и К.Энглер в 1888 году поставили опыты по перегонке рыбьего жира при температуре 400 С и давлении порядка 1 МПа. Им удалось получить и предельные углеводороды, и парафин, и смазочные масла, в состав которых входили алкены, нафтены и арены. Позднее, в 1919 году, академик Н.Д.Зелинский провел похожий опыт, но исходным материалом послужил органический ил растительного происхождения – сапропель – из озера Балшах. При его переработке удалось получить бензин, керосин, тяжелые масла, а также метан…Так опытным путем была доказана теория органического происхождения нефти