Каждый выпускник средней школы что-то знает о нефти. Учителя этих выпускников (особенно химии) знают об этом веществе значительно больше, но и их познания относительно невелики. Даже ученые не могут достоверно ответить на вопрос — что такое нефть и как она появилась?
Все же о нефти известно многое — ведь использовать ее человечество стало 7-8 тысяч лет назад.
Что представляет собой нефть?
В реальности нефть представляет собой маслянистую жидкость часто всего насыщенного черного цвета, впрочем, бывает и буро-коричневая, очень редко можно обнаружит зеленоватую и даже бесцветную нефть.
На многих европейских языках эта жидкость переводится как каменное (земляное, горное масло). Добывают ее с глубин от нескольких метров до 6 км. Обычная глубина залегания 1-3 км. Важнейшим качеством этого вещества является его горючесть. Смесь углеводородов, из которых состоит нефть, имеет сложную структуру, плюс в ней обычно содержится значительное количество примесей. Из нефти изготавливается тысячи различных продуктов.
Основную массовую долю нефти составляет углерод. Его содержится от 80 до 87%. Следующим по массе компонентом является водород - 11-15%. Остаток приходится на серу и прочие примеси, причем, чем меньше серы, тем качественнее считается сама нефть.
Важнейшим качеством нефти является ее горючесть. Для повышения тепловыделения исходную жидкость очищают от примесей, а затем разделяют на составляющие компоненты - фракции. Любая жидкость способна закипать и переходить в газообразное состояние. Нефть состоит из различных компонентов, поэтому и температура перехода в газообразное состояние у них разная. Процесс разделения нефти на фракции называется крекингом.
При температуре около 200 градусов по Цельсию начинается выделение бензиновой фракции. При повышении температуры до 250 градусов выделяются лигроины. Промежуток 250-315 градусов это зона выделения углеводородов керосино-газойлевой фракции. Температура выделения привычного многим масла (машинного) составляет порядка 350 градусов Цельсия. После отделения летучих компонентов остается гудрон, которому человечество также придумало много применений. Применять нефть человечество стало примерно в 6-5 тысячелетии до нашей эры.
Нефть добывали из открытых источников и неглубоких колодцев, использовали при строительстве и в качестве лекарства. Попытки применять для освещения не имели особого успеха из-за чадящего дыма с которым горит свежедобытое вещество.
Резким увеличением своего объема потребления нефть обязана тому, что люди научились разделять ее на фракции. Первоначально главной целью разделения был керосин - он прекрасно подходил для осветительных ламп, затем на нем стали готовить пищу (примусы и керогазы).
Изобретение карбюраторных и дизельных двигателей в значительной мере изменило ситуацию. Появилось множество автомобилей и тракторов, паровозов и самолетов, которые стали требовать все возрастающие массы нефтепродуктов. Они пожирают невообразимое количество бензина, соляры и керосина, масляные фракции тоже нужны для этих механизмов в изрядных количествах как смазочный материал. А оставшийся от перегона асфальт идет на покрытие дорог.
Между тем, нефть является невосстанавливаемым источником энергии.
Как могла образоваться нефть?
Указать точный способ образования нефти ученые пока не в силах. Сейчас большинство ученых сходится на мысли, что нефть появилась из останков живых организмов и растений, причем этот процесс длился десятки миллионов лет.
Но еще в Советском Союзе приличной популярностью пользовалась абиогенная (вертикальная) теория образования нефти. Ее суть кратко звучит так - под воздействием высоких температур и давления в коре Земли (некоторые полагали на границе коры и мантии) неорганические вещества превращаются в привычные нам углеводороды. Подтверждения эта теория не получила, но ее сторонники в мире все еще имеются.