Нефть

Содержание алканов в нефтях и попутных газах

Алканы представляют собой газообразные, жидкие или твердые вещества. Газообразные соединения содержат в цепи от 1 до 4 атомов углерода (C1—C4) и входят в состав попутных и природных газов (метан, этан, пропан, бутан, изобутан). Соединения, содержащие от 5 до 15 атомов углерода (С5—C15), представляют собой жидкие вещества. Начиная с гексадекана (C16) н-алканы являются твердыми веществами, которые при обычной температуре могут находиться в растворенном или кристаллическом состоянии в нефти и высококипящих фракциях.
Общее содержание алканов в нефтях в основном составляет 25—30% (не считая растворенных газов). С учетом углеводородов, находящихся в растворенном состоянии, содержание алканов повышается до 40—50, а в некоторых нефтях — до 50—70%. Однако есть нефти, в которых содержание алканов составляет всего 10—15%- Из отечественных нефтей наиболее богаты алканами озексуатская (Ставропольский край), мангышлакские, грозненская парафинистая, некоторые эмбенские и ферганские, ишимбаевская, майкопская, туймазинская, бугурусланская, ромашкинская, марковская и ряд других.
С повышением средней молекулярной массы фракций нефти содержание в них алканов уменьшается. В средних фракциях, перегоняющихся в пределах 200—300°С, их содержится обычно уже не 55—61 %, а к 500°С, как правило, количество этих углеводородов снижается до 19—5% и менее. Исключение составляют высокопарафинистые нефти полуострова Мангышлак. Так, в узенской нефти с увеличением температуры отбора фракций четко проявляется тенденция к увеличению содержания алканов, хотя в более тяжелых фракциях оно постепенно снижается.
Содержание алканов в нефтях зависит от месторождения. Например, в широкой фракции н. к. — 300°С их содержание в мангышлакской нефти достигает 88%, нефтях Сибири 52— 71 %, татарских — 55 % и бакинских 30—40 %. В высших фракциях нефти алканы представляют собой твердые вещества.— парафин и частично церезин.
Алканы нефти представлены изомерами нормального и разветвленного строения, причем их относительное содержание зависит от типа нефти. Так, в нефтях глубокого превращения алканы часто составляют 50 % и более от содержания всех изомеров, затем следуют изомеры с метильной группой в положении 2. Несколько ниже содержание изомеров с заместителем в положении 3. Среди монозамещенных изомеров основное количество составляют изомеры с заместителями в положениях 2 или 3. Двухзамещенные при одном атоме углерода изомеры не имеют большого распространения, преобладают изомеры, имеющие симметричное строение.
В небольших количествах обнаружены также изомеры алканов, в которых боковая цепь длиннее метила. Имеются и исключения из этого правила. Например, в анастасиевской нефти Краснодарского края и нефти месторождения Нефтяные Камни найдены сильноразветвленные углеводороды, в то же время в анастасиевской нефти практически нет гексана, гептана и октана.
Нефти нафтеновой природы содержат алканы в основном изостроения — до 75% и более. В бензине жирновской нефти среди разветвленных углеводородов явно преобладают дизамещенные. В жирновской нефти не оказалось простейших циклоалканов (циклопентана и циклогексана).
В нефти из месторождения Нефтяные Камни в бензиновой части разветвленных алканов с одним третичным углеродным атомом найдено несколько меньше половины всех алканов, затем следуют углеводороды с двумя заместителями и совсем мало — с тремя.
Разветвленные алканы распределяются неравномерно по различным фракциям нефти. Так, в нефти Понка-Сити »50 % их количества приходится на фракцию Се—Сю, 32,2 % — на фракцию Сц—Сп и только 10,8% — на фракцию C18—C25-Углеводородов С26—С38 в этой нефти содержится «5,9% в расчете на сумму разветвленных алканов.
Новейшими методами изучен индивидуальный углеводородный состав фракции 140—180°С нефти Понка-Сити. Было выделено и идентифицировано 49 алканов и циклоалканов— 84 % от всех возможных углеводородов погона, или 10 % в пересчете на нефть, в том числе шесть диметилоктанов из 12 возможных: 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 4,4- и 4,5-. Остальные шесть диметилоктанов: 2,2-, 2,3-, 2,7-, 3,3-, 3,5- и 3,6—по-видимому, содержатся в нефти лишь в незначительных количествах. Два углеводорода — 2,6-диметилоктан и 2-метил-З-пропилгексан — содержатся в нефти в необычно больших количествах (0,55 и 0,64%). Первый из них может быть отнесен к гидрированным аналогам ациклических изопреноидов; второй мог произойти из моноциклического терпена — сильвестрена. Содержание каждого из остальных углеводородов не превышает сотых долей процента.
Мировые разведанные запасы газа по состоянию на начало 1980 г. оценивались величиной порядка 80 трлн м3, к этому времени суммарная добыча газа составила 29,6 трлн м3. Всего открыто около И тыс. месторождений природного газа, из них с запасами более 30 млрд м3 составляют 2,4 % всех месторождений. Начальные запасы учтенных 236 месторождений оцениваются в 75 трлн м3. Таким образом, 236 крупных (30— 100 млрд м3), крупнейших (100—1000 млрд м3), уникальных (более 1000 млрд м3) месторождений содержат около 65 % запасов мира. При этом запасы 15 уникальных месторождений содержат 40,6 трлн м3 запасов газа мира, или 35,1 %. Таким же образом распределены по месторождениям и нефтяные ресурсы. До данным М. Т. Хэлбути и соавторов, 187 крупнейших нефтяных месторождений с запасами более 70 млн т каждое содержат 85 % мировых запасов нефти и обеспечивают большую часть добычи.
В США учтено 40 крупных месторождений с начальными запасами 6 трлн м3, из них 2,04 трлн м3 приходится на уникальное месторождение Хьюготон-Панхэндл.
Крупные и крупнейшие газовые месторождения открыты в Канаде, Великобритании, Алжире, Нидерландах, Норвегии,. Франции, Пакистане, Иране и других странах, уникальные — в Нидерландах (Гранинчел), Алжире (Хасси-Рмель), Иране (Пазенуп, Паре, Канган). Открыт ряд крупных нефтяных месторождений в Мексике (Бермудес, Никонтенек и др.), содержащих крупные запасы растворенного газа и газовых шапок. Значительные запасы растворенного таза сосредоточены также в странах Персидского залива, Южной Америке и др.
Сырьевая база газовой промышленности СССР начала .создаваться в годы Великой Отечественной войны. В эти годы открыты месторождения Саратовского Поволжья. В 50-х годах основной прирост добычи газа был получен за счет месторождений Украины, Северного Кавказа и западной части Узбекистана. Был открыт ряд крупных месторождений, таких как Шебелинское на Украине, Северо-Ставропольское, Газлинское в Узбекистане и др. К этому времени относится открытие первых газовых месторождений в Западной Сибири и Якутии.
Богатейшим месторождением природного газа является Уренгойское в Восточной Сибири.Газ практически не содержит сероводорода. Проложен магистральный газопровод Восточная Сибирь — Западная Европа.