Российская классификация

Марки угля	Буквенное обозначение марок	Выход летучих веществ Vг, %	содержание углерода Сг, %	теплота сгорания Qгб, ккал/кг	Отражательная способность в масляной иммерсии, %
Бурые	Б	41 и более	76 и менее	6900-7500	0,30-0,49
Длиннопламенные	Д	39 и более		7500-8000	0,50-0,64
Газовые	Г			7900-8600	0,65-0,84
Жирные	Ж			8300-8700	0,85-1,14
Коксовые	К			8400-8700	1,15-1,74
Отощённо-спекающиеся	ОС			8450-8780	1,75-2,04
Тощие	Т			7300-8750	2,05-2,49
Антрациты	А	менее 8	91 и более	8100-8750	2,50-6,00

Кроме указанных в таблице, в некоторых бассейнах выделяются промежуточные марки:

• газовые жирные (ГЖ)
• коксовые жирные (КЖ)
• коксовые вторые (K2)
• слабоспекающиеся (СС)

Угли подразделяются на технологические группы по спекающей способности; для указания технологической группы к буквенному обозначению марки прибавляется цифра, указывающая низшее значение толщины пластического слоя в данных углях, например Г6, Г17, КЖ14 и т.п. (ГОСТ 25543-88. Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам)

По размеру получаемых при добыче кусков каменный уголь классифицируется на П - (плита) более 100 мм К - (крупный) 50- 100 мм О - (орех) 25- 50 мм М - (мелкий) 13- 25 мм С - (семечка) 6- 13 мм Ш - (штыб) 0- 6 мм Р - (рядовой) шахтный 0- 200 мм , карьерный 0-300мм

Марки угля Д и Г могут гореть без поддува, эта их особенность позволяет использовать уголь в котельных. А уголь СС, Т или ОС может использоваться для получения электроэнергии. Марки Г и Ж, как правило, применяют в черной металлургии.

Другие классификации

Немецкая классификация на основании процентного содержания элементов. (Eberhard Lindner; Chemie für Ingenieure; Lindner Verlag Karlsruhe, S. 258)

Российский аналог	Немецкое название	Летучие вещества %	C Углерод %	H Водород %	O Кислород %	S Сера %	теплота сгорания Qгб, КДж/кг
Бурые (лигниты)	Braunkohle	45-65	60-75	6,0-5,8	34-17	0,5-3	<28470
Длиннопламенные	Flammkohle	40-45	75-82	6,0-5,8	>9,8	~1	<32870
Длиннопламенно-газовые	Gasflammkohle	35-40	82-85	5,8-5,6	9,8-7,3	~1	<33910
Газовые	Gaskohle	28-35	85-87,5	5,6-5,0	7,3-4,5	~1	<34960
Жирные	Fettkohle	19-28	87,5-89,5	5,0-4,5	4,5-3,2	~1	<35380
Коксовые	Esskohle	14-19	89,5-90,5	4,5-4,0	3,2-2,8	~1	<35380
Тощие	Magerkohle	10-14	90,5-91,5	4,0-3,75	2,8-3,5	~1
Антрациты	Anthrazit	7-12	>91,5	<3,75	<2,5	~1	<35300
	Процентное содержание по весу

Средние шесть строк в английской классификации представляют собой переход от суббитуминозного к битуминозному (каменному) углю. В США антрацитом считается уголь с содержанием летучих веществ менее 6%.

Бурый уголь

 

Бурый уголь

Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.

Добыча угля

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при все большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.

В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырье для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Например, некоторые угли обогащены германием.

Доказанные запасы угля

Доказанные запасы угля на 2009 год в млн тонн [3][4]
Страна	Каменный уголь	Бурый уголь	Всего	%
США				28,9
Россия				19,0
Китай				13,9
Индия				10,2
Австралийский Союз				8,6
Южная Африка				5,4
Украина				3,8
Казахстан				3,4
Польша		0?		1,5
Бразилия				1,1
Германия				0,7
Колумбия				0,7
Канада				0,7
Чехия				0,6
Индонезия				0,5
Турция				0,5
Мадагаскар				0,4
Пакистан				0,3
Болгария				0,2
Таиланд				0,1
Северная Корея				0,1
Новая Зеландия				0,1
Испания				0,1
Зимбабве				0,1
Румыния				0,1
Венесуэла				0,1
Всего				100,0

 

 

Нефть

Нефтяные вышки в Лос-Анджелесе (1896)

NYMEX цены на нефть West Texas Intermediate 1996—2010

Нефть (греч. ναφθα, или через тур. neft, от персидск. нефт; восходит к аккад. напатум — вспыхивать, воспламеняться) — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых органических соединений. По цвету нефть бывает красно[источник не указан 139 дней]-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть, имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

Общие сведения

Нефть

Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. образования — например, битуминозные пески и битумы.

По химическому составу и происхождению нефть близка к естественным горючим газам, озокериту, а также асфальту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролитов. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также ископаемые твёрдые топлива.

Происхождение

Нефть — результат литогенеза. Она представляет собой жидкую (в своей основе) гидрофобную фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно-осадочных отложениях.

Нефтеобразование — стадийный, весьма длительный (обычно 50-350 млн лет)^[3] процесс, начинающийся ещё в живом веществе. Выделяется ряд стадий:

• Осадконакопление — во время которого остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов;
• биохимическая — процессы уплотнения, обезвоживания и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
• протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5 — 2 км, при медленном подъёме температуры и давления;
• мезокатагенез или главная фаза нефтеобразования (ГФН) — опускание пласта органических остатков на глубину до 3 — 4 км, при подъёме температуры до 150 °C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит отгонка нефти за счёт перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в песчаные пласты-коллекторы, а по ним в ловушки;
• апокатагенез керогена или главная фаза газообразования (ГФГ) — опускание пласта органических остатков на глубину более 4,5 км, при подъёме температуры до 180—250 °C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и реализовывает метаногенерирующий потенциал.
• И. М. Губкин выделял также стадию разрушения нефтяных местозарождений.

Убедительные доказательства биогенной природы нефте-материнского вещества были получены в результате детального изучения эволюции молекулярного состава углеводородов и их биохимических предшественников (прогениторов) в исходных организмах, в органическом веществе осадков и пород и в различных нефтях из залежей. Важным явилось обнаружение в составе нефти хемофоссилий — весьма своеобразных, часто сложно построенных молекулярных структур явно биогенной природы, то есть унаследованных (целиком или в виде фрагментов) от органического вещества. Изучение распределения стабильных изотопов углерода (¹²C, ¹³C) в нефти, органическом веществе пород и в организмах (А. П. Виноградов, Э. М. Галимов) также подтвердило неправомочность неорганических гипотез.

Тем не менее, и в настоящее время некоторые ученые отстаивают неорганические гипотезы. В частности, утверждается, что к образовавшейся в древние эпохи органическим путем нефти постоянно добавляется нефть, образующаяся неорганическим путем. Если это верно, то это означает практическую неисчерпаемость запасов нефти.^[4]

Свойства нефти

Физические свойства

Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти). Средняя молекулярная масса 220—300 г/моль (редко 450—470). Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831—0,860 — средней, выше 0,860 — тяжёлой. Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления^[5]. Она содержит большое число разных органических веществ и поэтому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения жидких углеводородов (обычно >28 °C, реже ≥100 °C в случае тяжёлых не́фтей) и фракционным составом — выходом отдельных фракций, перегоняющихся сначала при атмосферном давлении, а затем под вакуумом в определённых температурных пределах, как правило до 450—500 °C (выкипает ~ 80 % объёма пробы), реже 560—580 °C (90—95 %). Температура кристаллизации от −60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 мм²/с для различных не́фтей, добываемых в России), определяется фракционным составом нефти и её температурой (чем она выше и больше количество лёгких фракций, тем ниже вязкость), а также содержанием смолисто-асфальтеновых веществ (чем их больше, тем вязкость выше). Удельная теплоёмкость 1,7—2,1 кДж/(кг∙К); удельная теплота сгорания (низшая) 43,7—46,2 МДж/кг; диэлектрическая проницаемость 2,0—2,5; электрическая проводимость [удельная] от 2∙10⁻¹⁰ до 0,3∙10⁻¹⁸ Ом⁻¹∙см⁻¹.

Нефть — легковоспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от −35^[6] до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов). Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.

Химический состав

Общий состав

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C₁-C₄, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка).

Углеводородный состав

В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30—35, реже 40—50 % по объёму) и нафтеновые (25—75 %). В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10—20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).