Мұнайдың физикалық қасиеттері

ЖОСПАР

 

 

1. Кіріспе

 

Мұнай және газ туралы  негізгі ұғымдар.

 

II. Негізгі бөлім

Мұнайдың физикалық  қасиеті.

 

Табиғи газдар туралы мәләметтер.

 

Газдардың физикалық  қасиеттері.

 

III. Қорытынды.

 

Мұнайды – табиғи газдарды халық шаруашылығында пайдалану.

 

IV. Қолданылған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мұнай мен газ  туралы негізгі ұғымдар.

 

Мұнай және газды  пайдаланудың қысқаша тарихы.

 

 

Адамзат мұнайды өте  ерте заманнан пайдаланған. Археологтардың мәләметтері бойынша біздің эрамызға дейнгі 6000 жылдың өзінде-ақ Таяу Шығыста Евфрат өзені алабында мұнайды өндірудің ұсақ кәсіпшілігі болған. Табиғи газ да адамзатқа ежелгі заманнан белгілі болған. Апшерон жарты аралында Кіші Кавказ тау бөктерінде біздің эрамызға дейінгі 6000 жыл бұрын «мәңгі оттар» жанып тұрған. Әрине бұл құдайдың ісімен түсіндірілгені даусыз. Көріп отырғанымыздай, бұл құбылыс отқа табынудың, яғни дүние жүзі халықтарының көпшілігінде отқа сыйыну себебінің бірі болуы ғажап емес.

Қазіргі кезде «мұнай» сөзінің бастапқы жасамы мидийдің «нафата» деген сөзінен шыққан деп есептеледі, яғни «сарқырау» «ағу» дегенді білдіреді. Мидия б.Э. Дейінгі IX-VI ғасырларда қазіргі Әзірбайжан мен Иранның территориясының шекарасында өмір сүрген.

Батыс Европа елдерінде мұнайды  білдіретін латын сөзінен туынды «петролеум» яғни тас майы («петрос»-тас, «олеум»-май) сөзі кең түрде қондалынады. Англияда-«петролеум», Франция мен Руминияда-«петроль», Италияда-«петролио».

Мұнайдың басқада кең таралған атауы-«ойл», ол-«май», «өсімдік майы» дегенді білдіреді. Өйткені мұнайды «тас майы» деп санаса, онда «ойл» сөзі оны білдіру үшін қолданылады. Осы үш сөз кейіннен көптеген басқа тілдерге енді.

Атап өтілгендей, мұнай жарықтандыру, жарық беру үшін кең пайдаланған.Сонымен, б.з Дейінгі 330 жылы Александр Македонскиийдің жауынгерлері Каспий теңізіне дейін жеткен кезде шырақтарды зәйтүн майымен жағатын ежелгі Египет, Рим және Грециядан айырмашылығы, жергілікті тұрғындар бұл үшін мұнайды пайдаланған.

Мұнай ежелгі заманнан бері емдік  құралдар ретінде қолданылған. Ақ мұнай суық тиген аурулардан, қара мұнай-жөтелген емдейді деп есептеген. Египеттіктер мұнай майын мәйітті бальзамдау кезінде пайдаланған. Медицинаның әкесі саналатын ежелгі грек ғалымы Гиппократ ( б.з Д. IV-V ғасырлар ) құрамдас бөлігі мұнай болып табылатын көптеген дәрілерді сипаттап жазған.

Мұнайды әскери мақсатқа пайдалану  оны біршама әйгілі данқын шығарды. Римдік ғалым Үлкен Плиний римдіктердін жарықтарын сипаттай келе, қоршаудағы Лукула қаласының қорғаушылыры қала қабырғаларынан шабуылдаушылардың басына ыстық мұнай құйылған құмыраларды лақтырғанын еске салады.

Шыңгысханның әскерлері ( XII-XIII ғасырлар ) Бұқара қамалын сансыз көп отқа ораған мұнай құйылған құмыралар лақтарып, ыстық жебелермен атқылап жаулап алған.

«Ипатьев жылнамасының » далелдемелерінде половец князі Кончакпен ұрыста орыс жауыгерлері  «жер шайырымен » яғни мұнаймен шыланған шүберектер байланған садақтар қолданған.

Алайда ерте замандағы ең тажал  қару «грек оты» болған. Оны жасап  шығарушы Гелиополистан шыққан грек Каллиниколас деп есептеледі. Тарихи хроника бойынша біздің эрамыздың 373 жылы Константинопальды арабтар қоршап алған кезде ол византия императоры кейіннен «грек оты» деп аталған өртекгіш құрамның рецептін берген. Қолжазбаларда бұл қоспа ауамен жанасқанда жанатыны айтылған. «Грек отын» сөндіру мүмкін болмады, су тек қоспаны жайылуына әкеліп, жануын күшейтті.

«Грек отын» әсіресе жаулардың  корабльдерімен куресте тиімді болды. Сонымен, арабтардың Константипольге  шабуылы кезінде гректер күтпеген жерге теңізге орасан көп мөлшерднгі өртегіш қоспаны құйған. Бұл өрт бір тәуліктен аса созылып, нәтежесінде бүкіл дерлік араб флоты жанып кеткен.

«Грек отының » құрамы өте құпия  сақталған. Тек 400 жыл өткеннен соң  Константинопаль қабырғасындағы жеңілістен кейін араб алхимиктеріне « грек отының »  негізін мұнайдың күкірт селитрамен қоспасы құрайтынын анықтаудың сәті түсті.

Адамзат баласы танысқан алғашқы мұнай  өнімі мұнайды ұзақ уақыт жел  қақтыру нәтежесінде алынған, тұтқыр шайырлы зат асфальт болып  табылады.

«Асфальт» сөзін әдебиетке б.з  Дейінге 460-450 жылдары «Грек-парсы  соғыстары тарихында» парсы және месопотамиялық асфальтті тау кенорындарын сипаттап жазған Геродот енгізді. «Асфальт»-«асфолес» (мықты, берік, сенімді) деген сөзінен туындаған сөз. Ертедегілер асфальтті тау шайыры деп атаған, ал қазіргі заманғы ұғым бойынша-бұл табиғи битумның түрлерінің бірі.

Дүниежүзілік топан су туралы библиялық ( діни ) аңыз кеңінен белгілі,мұнда  Нұх кемесіндегілердің аман қалғаны, ол кемені жасап су өткізбес үшін іші-сыртын табиғи шайырмен (асфальтпен ) майлаған.

Дүниежүзілік топан судан кейін, бүкіл адамзаттың атабабасы болған, және де өзінің кемесінде әрбір жанды мақұлықты  «жұбымен» құтқарып қалған аңыздағы Нұх пайғамбардың түп тұлғасы ассировавилондық Ут-Напиштим болды. Оның қалай құтылғаны туралы тарих шамамен б.з Дейінгі 2500 жылды даталанған 12 саз кестелерде баяндалған. Мұнда сондай-ақ ол өзінің кемесін асфальтпен майлағаны туралы айтылады.

Б.з. Дейінгі 700-500 жылдары Вавилонда  асфальтті «аспалы бақтар» жасау  кезінде су өткізбейтін заттар ретінде  падаланған. Семирамида  аспалы бағы, сондай-ақ Евфрат өзіне астындағы ұзындығы 1 км жер асты жолы-әлемнің жеті керкметінің бірі деп есептелінеді.

«Керосин» сөзі қайдан пайда болған? 1846-1847 ж. Таскөмірден жарық беру майы өндірісін АҚШ-та А. Геснер ұйымдастырған. Ол алынған сұйықты «керосин ойл» (грек сөзінен «керос»-балауыз), яғни «балауыз майы» деп атаған.

Американдық өнім тек АҚШ қана емес, Европа рыногін де жылдам жаулап алды.

Қазіргі кезде «керосин» деп 175-тен 300 С˚дейінгі температура шегінде  қайнайтын мұнай фракциясын айтады. Жарық үшін пайдаланатын «жарық беретін керосиді», трактор жанар майы ретінде қолданылатын «трактор керосинін» және реактивті қозғалтқыштарға арналған отын «авиациялық керосинді» айырылып көрсетеді.Керосиннен өндірілген мұнайдың біршіма жеңіл фракциясы «бензин» деп аталады ( арабтың бұрмаланған сөзі «любензави-жанғыш зат»), ал екіншісі-мұнай қалдығынан алынған қою лас қара сұйық «мазут» деп аталады ( арабтың-қалдық деген сөзі).

Ұзақ ауақыт бойы олар керек емес өнімдер деп есептелді.

Алайда 1866 жылы А.И Шпаковский бу бүріккіш ойлап тауып, нәтижесінде мазутты пешке отын ретінде қолдана бастады.содан кейін мазуттан майлағыш майлар өндей бастады. Ал 1890 жылы көрнекті орыс инженері В.Г.Шухов «термиялық керкинг» деп аталған, ашық түсті мұнай өнімдерін алу мақсатында мазуттын ауыр көмірсутектерін ұсынды.

100 жылға жуық бензин қауіпті  әрі керексіз өнім болып қала  берді. Тек 1879 жылы орыс өнертапқышы  Игнатий Костовичтің іштен жану  қозғалтқышын ойлап табуы оны  кеңінен қолдануға жол ашты. Бензинге  сұраныстың өсуін карбюратьорлы қозғалтқышты автомобильдердің мөлшерінің өсуі бойынша жорамалдауға болады. Автомобильдер 1896 жылы дуние жүзінде төртеу болса, 1908 жылы 250 мың, ал 1910 жылы 10 миллион болды.

1910 жылы дүние жүзі елдерінің  отын балансының негізгі үлнсін  көмір (65%), отын (16%), өсіидіктер мен жануарлар қалдықтары (16%) құралды. Мұнайдың үлесіне тұтанылатын энергтяның небәрі 3% келеді. Табиғи газ шектеулі көлемде пайдаланылады.

Жарық беретін газ  өндірісі бойынша алғашқы зауыт  Ресейде 1835 жылы Петербургте салынады. XX ғасырдың аяғында мұндай зауыттар еліміздің барлық дерлік ірі қалаларында салынды. Олар кошелерге, фабрикаларға, театрларға, тұрғын үйлерге жарық берді. 1914 жылы Петербургте 3000 пәтер газбен жарықталды.

XIX ғасырдың аяғында Бакуде жылу қазандарында мұнай мен бірге өндірілген серіктес мұнай газын пайдалана бастады.

Табиғи газды дүние  жүзінде кеңінен қолдану тек XX – ғасырдың 50- ші жылдарында ғана басталды.

 

 

 

 

Мұнайдың физикалық  қасиеттері

 

Мұнайдың терең қабаттарындағы, сондай – ақ жер бетіндегі жағдайлардағы физикалық қасиеттерін білудің үлкен ғылыми және практикалық мәні бар, өйткені бұл мәліметтерсіз кен орындарын, мұнай құбырларын игеру, есеп жүргізу, мұнайды тасымалдау мен сақтау мүмкін емес. Мұнайдың физикалық қасиеттерін білмей тұрып мұнайдың миграция жолдарын және мұнай кен орындарының пайда болу процесін дұрыс ұғыну мүмкін болмайды.

Мұнайдың негізгі физикалық  қасиеттері: тығыздығы, тұтқырлығы, беттік керілуі, сығылуы, жылулық қасиеттері – жылу сыйымдылығы, қайнау, қату, булану температуралы, жылу шығару қабілеттілігі, мұнайдың ерігіштігі, оның электрлік және оптикалық қасиеттері.

Тығыздығы бойынша мұнай: жеңіл мұнай тығыздығы 0,9г/см³-тен аз және ауыр мұнай тығыздығы 0,9г/см³ асқан болып бөлінеді. Тығыздығы 1г/см жоғары өте тұтқыр мұнай мальт деп аталады. Жеңіл мұнайдың түсі бір шама ашық, ауыр мұнайдың түсі біршама қошқыл болып келеді. Өте жеңіл мұнай мөлдір әрі түсі шайдың немесе өсімдік майынікі тәрәзді.

Тұтқырлық – қозғалыс жағдайында сұйықтардың, соның ішінде мұнайдың бөлшектерінің орын ауыстыруына кедергі көрсету қасиеті. Тұтқырлықтың үш түрі: динамикалық, кинематикалық және салыстырмалы болып келеді.

Динамикалық ( обсалютті ) тұтқырлық Мн орын ауыстырудың  салыстырмалы жылдамдығы 1см жағдайында, бір-бірінен 1см қашықтықтағы, 1см беттіктегі сұйықтықтардың екі қабатынын өзара орын ауыстыруынын динадағы кедергі аумағымен білдіреді. СГС жүйесіндегі динамикалық тұтқырлық бірлігі Пуаз, Си жүйесіндегі = ( Па.с (1 П=0,1Па.с )

Салыстырмалы (меншікті) тұтқырлық – мұнайдың обсолютті  тұтқырлығының судың тұтқырлығына қатынасымен білдіреді. Салыстырмалы тұтқырлықты Энглер тұтқыр өлшеуішімен (вискозимер) анықтайды.

Температураның жоғарылауымен  мұнайдың тұтқырлығы төмендейді, және де өзгеру аумағы мұнайдың химиялық құрамына байланысты болады.

Булану – ең әр түрлі температура жағдаында сұйықтықтардың бетінде өтуші бу түзілу процесі.

Қайнау процесі  – дегеніміз сұйықтықтардың бүкіл массасының бу бөліп шығаруы. Қайнау температурасы, немесе қайнау нүктесі тек қана қысымға тәуелді болады.Мұнайдың белгілі бір қайнау текмпературасы жоқ, сондықтан олар үшін қайнаудың бастапқы және сонғы температурасын айырып көрсетеді.

Мұнайдың қайнау жағдайындағы фракциялардың бөлініп шығу процесі айыру деп аталады. Қайнаудың бастапқы температурасынан 300С˚ дейін айырылған өнімдер ашық түсті фракциялар днп аталады.

Тұтану (жарық өту) температурасы  деп мұнайдан бу алаудың жақындаған жағдайында ауамен қаспасының тұтануы, бірақ мұнай мұнда жанбайды.

Мұнайдың жылу шығару қабілеттілігі – 1кг мұнайдың жану кезіндегі бөлінетін жылудың мөлшері. Мұнайдың жануының төменгі жылудағы тығыздықтың азаюымен ұлғая отырып 10300 ден 10800 ккал 1кг-ға дейін өзгереді.

Мұнайдың және мұнай  өнімдері органикалық ерткіштер: бензинде, хлороформда, төрт хлористі көміртегінде, күкірт көміртегінде жылдам ериді. Судағы мұнайдың ерігіштігі өте төмен. Мәселен, 1м суда 270г керосин еруі мүмкін. Мұнай және оның өнімдері бір қатар заттар: иод, күкірт, каучук, шайырлар, өсімдік және жануарлар майының көпшілігі үшін жақсы еріткіш болып табылады.

Мұнай және оның туындылары электр тоғына қатынасы бойынша оқшаулағыш (изолятор) болып табылады.

Мұнайдың оптикалық  белсенділігі жарық үйектену жазықтығының айналасына мұнайдың қабілеттілігін білдіреді. Мұнайдың біршама жоғары аумағында ауыр шайырлы нафтенді және хош иісті мұнайлар ие болады.

 

Табиғи газдар туралы мәліметтер.

 

Табиғи газдарға атмосфера  газдарды және кеуекті тау жыныстарының терендігіне жинақталған, жер қайнаунда болатын, не болмаса еріген түрде суда немесе мұнайдағы барлық газ түзуші заттар жатады.

И.М.Губкин органикалық және биохимиялық көмірсутекті газдардың арасынан: жерлік газ немесе таза газ кен орындарының газын, лай шығаратын жанартаулар газын; батпақ газы – шығаратын жанартаулар газын; батпақ газы – шымтезекті батпақтар мен көлдердің газдарын, кендердегі көмірдің ыдырау өнімдері-кен газдарын айырып көрсетеді.

Газдар-бензин буларының  мөлшері бойынша: майлы газдар-жартылай майлы, құнарсыз, құрғақ-газдар болып  бөлінеді.

 

 

Газдардың физикалық  қасиеттері.

Газдардың физикалық  қасиеттеріне:тығыздық, салыстырмалы тығыздық, молекулалық масса, тұтқырлық, ерігіштік, сорбациялық қабілеттілігі, булардың серпімділігі, сындық қысым мен температура, жылусыйымдылық және жылу шығару қабілеттілігі жатады.

Газдар эффузиясы деп қысымның шамалы түсуі жағдайында төменгі өтімділікке ие болушы тау жыныстарыныңжіңішке, тар кеуектері арқылы газдың өту қозғалу қабілеттілігі-қатты денелермен жұтылу қабілеттілігі.

Сорбция процесі біркелкі өтпейді. Бастапқы кезеңде тау жыныстарының газды жұтылуынын ең жоғарғы жылдамдығы байқалады, содан кейін жылдамдық азаяды да процесс тегістеледі. Сорбция жылдамдығы газ және қатты денелердің табиғатына, қысым мен температураға байланысты сорбенттен сорбирленген газды шығарып алу десорбция деп аталады.

Сұйықтардағы газдардың  жұтылуы мен еруі абсорбция деп  аталады, мұнда жұтылуға қатты денелердің беткі қабаты ғана қатысады.

Булар мен газдардың  серпімділігі деп берілген температурада  газдардың болу ықтималдылығы жағдайындағы ең жоғарғы қысымды айтады. Біршама  жеңіл газдың серпімділігіне тен, ондағы еріген, қысым астындағы мұнай қаныққан мұнай деп аталады.

Әрбір газ үшін одан жоғары температурада қысым қаншалықты үлкен болғанымен газ сұйық өтпейтін температурасы болады. Сондай-ақ әр бір газ үшін шекті қысым бар, одан төмен қысымда және температурада  газ сұйық күйге өтпейді. Бұл шекті температура мен қысым сындық деп аталады.

 

 

 

ҚАТТЫ БИТУМДАР

Қатты битумдарға асфальттар, асфальтиттер, кериттер, антраксолиттер, озокериттер және графиттер жатады. Асфальттан керитке және антраксолитке  дейінгі битумдар ауыр шайырлы нафтенді – хош иісті мұнайлардың метаморфизмді нәтижесінде түзілген. Озокерит парафинге бай, жоғары молекулалық мұнайдан түзіледі.