На́фта (від ; , іст. ) — горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних кисневих, сірчистих і азотних сполук, що зазвичай являє собою густу оліїсту рідину. Забарвлення червоно-коричневе, буває жовто-зелене і чорне, іноді зустрічається безбарвна нафта. Нафта має характерний запах, легша за воду, у воді нерозчинна. За хімічною природою і походженням близька до природних горючих газів, озокериту, асфальту.
Нафта утворюється разом з газоподібними вуглеводнями на глибині понад 1,2–2 км; залягає на глибинах від десятків метрів до 5–6 км. Однак на глибинах понад 4,5–5 км переважають газові і газоконденсатні поклади з незначною кількістю легких фракцій. Максимальне число покладів нафти розташовується на глибині 1–3 км. Поблизу земної поверхні нафта перетворюється на густу мальту, асфальт і ін., наприклад, бітумінозні піски і бітуми.
Нафта — найважливіше джерело рідкого палива, мастил, сировина для синтетичних матеріалів тощо.
Походження назви
Українське слово «нафта» походить від грецького νάφθα, яким у давнину звали пальну рідину, вироблювану з нафти. Вона використовувалася замість освітлювальної олії, а також як компонент «грецького вогню». У сучасній грецькій словом νάφθα називають лігроїн — одну з нафтових фракцій. Від латинського слова naphtha («пальна рідина», «лігроїн»), запозиченого з давньогрецької, походять назви лігроїну у більшості європейських мов. Грецьке походження має і турецьке neft, від якого походить («нафта»).
Грецьке νάφθα, судячи з усього, має перське походження (naft). Походження перського naft неясне: одна з версій пов'язує його з авест. napta- («вологий»), тобто буквально — «вологість», «рідина». За іншою — воно походить від аккадського дієслова «вивергнути» (тобто, «вивержене землею»). Інші етимологічні гіпотези пов'язані з аккадським naptu («запалення») — це могло відображати паливні властивості нафти — або мідійським nafata («просочуватися»), тобто «просочене з надр землі».
Середньолатинська назва нафти petroleum («петролеум») походить від давньогрецького πετρέλαιον, утвореного зі слів πέτρα («скеля») та ἔλαιον («олія»). Тобто, буквально — «скельна олія», «кам'яна олія». Латинське слово послужило основою назвам нафти у більшості європейських мов: , , , . У германських мовах, менш схильних до прямих запозичень, використовували напівкальку з латини, наприклад німецьке Erdöl — «земляна олія». В американському варіанті англійської мови щодо нафти часто уживають слово oil, тобто «олія».
У слов'янських мовах поруч із запозиченою формою («нафта») використовувались самобутня назва «ропа», яка означала не тільки нафту та бітум, але й соляний розчин (походження терміна «ропа» пов'язане з використанням цих речовин у медицині, зокрема для загоєння ран). Не випадково на заході України в районах нафтових родовищ спостерігаємо значну кількість топонімів, пов'язаних зі словом «ропа». Галицькі гірники, що видобували нафту, звалися «ріпниками», що назавжди закарбувалося в яскравих творах І. Франка («Борислав», «Борислав сміється» та ін.). Термін «ропа» зустрічається в українських писемних джерелах XVI ст. Крім того, на заході України нафту називали «скельним олієм».Гайко Г. І., Білецький В. С. Історія гірництва: Підручник. — Київ-Алчевськ: Видавничий дім «Києво-Могилянська академія», видавництво «ЛАДО» ДонДТУ, 2013. — 542 с. Староукраїнські та діалектні назви нафти — кип'ячка, теку́чка.
Походження нафти
Проблема походження нафти і формування її родовищ має велике практичне значення, тому що її вирішення дозволить обґрунтовано підходити до пошуку і розвідки нафтових родовищ та оцінювання їх запасів, однак і зараз серед геологів та хіміків є прихильники як гіпотези неорганічного, так і органічного походження нафти.
Походження нафти і газу — одне з найскладніших і дискусійних питань в геології. Ця проблема виникла ще у XVI ст. і продовжує залишаться дискусійною дотепер.
Основними труднощами, що стоять перед дослідниками питання про походження «природної нафти», розуміючи під цією назвою широкий комплекс газоподібних, рідких і твердих вуглеводних сполук, є явно вторинний характер залягання нафтових бітумів і відсутність у самій нафті залишків вихідної органічної тканини. Позбавлені прямих і переконливих фактів, що належать безпосередньо до досліджуваного об'єкта, дослідники змушені оперувати непрямими міркуваннями і фактами, що допускають різне тлумачення. Через це немає єдності думок навіть у такому кардинальному питанні, як питання про органічне чи неорганічне походження нафти. Сьогодні переважна більшість геологів підтримують думку про наявність двох механізмів утворення нафти: із залишків живої матерії, а також неорганічного походження нафти з еманацій верхньої мантії. Ці механізми мають вагомі підтвердження як геологічного, так і хімічного порядку.
Однією з причин утворення нафти вважають Океанічні безкисневі події.
Загальна характеристика нафт і нафтових фракцій вуглеводнів
Нафти є складними сумішами вуглеводнів і різноманітних кисневих, азотних і сірчистих сполук. В природі зустрічаються нафти, що містять більше гетероатомних органічних сполук, ніж власне вуглеводнів, і такі, що складаються майже виключно з вуглеводнів. З фізичної точки зору нафта розглядається як розчин газоподібних і твердих вуглеводнів в рідині. Природна нафта, що видобувається з надр землі, завжди містить деяку кількість розчинених в ній газів (попутні природні гази), головним чином метану і його гомологів. Здебільшого одержувані при фракційній перегонці нафти дистиляти — бензинові, гасові, солярові, масляні і мазут — рідкі речовини. До твердих (при кімнатній температурі) нафтоскладників належать парафіни, церезини і гудрон.
Головне місце в груповому хімічному складі нафт належить вуглеводням — метановим, нафтеновим і ароматичним. Ця обставина використана при побудові хімічної класифікації нафт, основи якої розроблені в ГрозНДІ (Грозненський НДІ).
За переважанням (більше 75 % по масі) якого-небудь одного з класів вуглеводнів розрізняють, по-перше, 3 основні класи нафт, а саме: 1. метанові (М), 2. нафтенові (Н), 3. ароматичні (А).
По-друге, розрізняють також 6 змішаних класів нафт, в яких при ~50 % по масі якого-небудь одного класу вуглеводнів міститься додатково не менше 25 % іншого класу вуглеводнів, тобто класи: 4. метаново-нафтенові (М-Н), 5. нафтеново-метановий (Н-М), 6. ароматично-нафтенові (А-Н), 7. нафтеново-ароматичний (Н-А), 8. ароматично-метанові (А-М), 9. метаново-ароматичний (М-А).
В змішаному (10) типі нафти (М-Н-А) всі класи вуглеводнів містяться приблизно порівну.
Клас нафти за груповим хімічним складом вуглеводнів умовно визначають не у всій пробі нафти, а лише в її погонах, що википають до З00 °С. Нафти не тільки різних, але і одного і того ж родовища можуть давати при розгоні фракції, що википають до 300 °С, в різних кількостях. Проте в більшості нафт вуглеводні становлять частіше всього 30-50 % і лише досить рідко вони переважають вміст інших органічних сполук. Разом с тим такі кисень- і сірковмісні сполуки нафти, як смолянисті і асфальтові речовини, іноді можуть досягати у складі нафт 10–20 % и більше. В таких випадках їх відносять до особливої групи смолянистих нафт. Якщо нафти містять ще більше смолянистих і асфальтових речовин, вони відносяться до перехідних утворень між нафтами і природними асфальтами. Тверді залишки, що випарувалися і вивітрені, нафти називаються кір (звідси закіровані породи).
Нафти в природних умовах містять як розчинені в них попутні гази, так і воду, в якій розчинені мінеральні солі. Крім розглянутої вище хімічної класифікації нафт розроблені також технологічні класифікації.
В основу технологічної класифікації нафт покладено: вміст сірки в нафтах і світлих нафтопродуктах, вихід фракцій, що википають до 350 °С, потенційний вміст базових масел (а також індекс їх в'язкості) і парафіну.
За вмістом загальної сірки розрізняють три класи нафт: І — S не більше 0,5 % (малосірчисті), II — S = 0,51–2 % (сірчисті) і III — S > 2 % (високосірчисті). Необхідно відзначити, що як і в процесі утворення ТГК, наприклад гумусного вугілля різної зрілості, так і при складних перетвореннях нафт і ті і інші зазнають метаморфізму. При цьому термін «метаморфізм» слід розуміти не тільки як стадію перетворень органічних речовин вугілля і нафти, а як направлену зміну тих або інших їх властивостей під впливом чинників метаморфізму. Чинники метаморфізму для нафт і вугілля одні і ті ж (теплова дія, тиск, час) і виявляються вони в геологічних умовах приблизно однаково. Проте є й відмінності. Найістотніша з них полягає в тому, що для вуглеутворення каталітичні процеси мають не таке важливе значення, як для нафто утворення, причому процес нафтоутворення є в основному термокаталітичним. Крім того, встановлений генетичний зв'язок процесів перетворення нафт і вугілля. Абсолютно чітка відповідність типу нафт маркам вугілля, що є в тих же або стратиграфічно близьких відкладеннях, свідчить про те, що тип нафт, як і характер вугілля, визначається не тільки вихідним органічним матеріалом і умовами його поховання, але багато в чому й інтенсивністю метаморфізму. Здатність нафти до розділення на простіші складові частини (фракції, дистиляти) за температурою кипіння (фракційна перегонка або фракціонування), відіграє значну роль у сучасній нафтопереробці й у дослідженнях фракційного, групового й індивідуального вуглеводневого складу нафт і нафтопродуктів. Фракційний склад показує вміст фракцій, що википають у певних температурних межах. Для визначення фракційного складу нафт у лабораторній практиці поширення одержали такі методи перегонки: низькотемпературна ректифікація — для зріджених газів і фракцій вуглеводнів, що киплять при температурі менше 20 °C; середньотемпературна перегонка — для нафтопродуктів, що википають до 350 °C; вакуумна перегонка — для рідин, що википають при температурі вище 350 °C; молекулярна дистиляція — для високомолекулярних речовин; перегонка методом одноразового випарювання. Звичайно нафти густиною менше 0,9 г/см³ починають кипіти при температурі нижче 100 °C. Температура початку кипіння нафти залежить від її хімічного складу, причому при одній і тій же густині нафтенові й ароматичні вуглеводні киплять при нижчій температурі, ніж метанові. При переробці нафти в лабораторних умовах відбирають такі фракції: від 40 до 180–200 °C — бензинові фракції, у яких можуть виділяти вузькі відгони: від 40 до 70–90 °C — петролейний ефір і від 160 до 205 °C — лігроїн; від 200 до 300 °C — гасові фракції; 270–350 °C — газойлева фракція; 300–370 °C — солярова фракція; залишок після відгону усіх фракцій називається мазутом.
У промислових умовах перегонка нафти здійснюється одноразовим випарюванням з подальшою ректифікацією, при якій відбирають такі світлі фракції: бензинову (до 180 °C), гасову (120–315 °C), дизельну чи гасогазойлеву (180–350 °C) і різні проміжні відгони. Світлі фракції за допомогою наступного очищення, змішування, а іноді і після вторинного перегону перетворюються в продукти прямого гону нафти.
До світлих товарних нафтопродуктів прямого перегону відносять бензин (автомобільний і авіаційний), розчинник у лакофарбовому виробництві, що заміняє скипидар («уайт-спірит»), розчинник для гумової промисловості, екстракційний, петролейний ефір, лігроїн (приладовий), гас (освітлювальний, для технічних цілей). Мазут переробляється перегоном під вакуумом для одержання масляних фракцій.
Дистиляційні мастила (авіаційні, автомобільні, дизельні, індустріальні і білі), що утворюються після перегону мазуту, відбираються за в'язкістю, а не за температурою кипіння і густиною.
Залишок після перегону мазуту (вище 500 °C) називається гудроном, чи напівгудроном у залежності від в'язкості. Використовуються вони для приготування високов'язких мастил, будівельних і дорожніх нафтових бітумів. «Залишковими мастилами» називають продукти, що одержують з гудронів екстракцією органічними розчинниками.