Компонентный состав нефти и газа реферат

Обновлено: 05.07.2024

Введение 3
1 Компонентный состав нефти и газа 4
1.1 Углеводородные соединения 4
1.2 Гетероорганические соединения 5
2 Парафиновые углеводороды, 6
3 Производные нефти 7
4Основные концепции происхождения нефти 8
4.1 Органическая концепция 9
4.2 Неорганическая концепция 11
5 Переработка нефти 13
6 Использование продуктов переработки нефти 17
7 Транспортировка нефти 20
Заключение 22
Список использованной литературы 23

Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX–XX вв. привели к резкому увеличениюпотребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть.
Хотя коммерческая добыча нефти впервые началась во второй половине XIX в., на протяжении веков нефть добывалась людьми, которые жили в разных уголках мира, где нефть просачивалась на поверхность. В России первое письменное упоминание о получении нефти появилось в XVI в. Путешественники описывали, как племена, жившие уберегов реки Ухта на севере Тимано-Печорского района, собирали нефть с поверхности реки и использовали ее в медицинских целях и в качестве масел и смазок. Нефть, собранная с реки Ухта, впервые была доставлена в Москву в 1597 году.
Нефтепроявления также наблюдались многочисленными путешественниками на Северном Кавказе. Местные жители даже собирали нефть с помощью ведер, вычерпывая ее из скважин глубинойдо полутора метров. В 1823 году братья Дубинины открыли нефтеперерабатывающий завод в Моздоке для переработки нефти, собираемой с близлежащего Вознесенского нефтяного месторождения.
Нефте- и газопроявления были зафиксированы в Баку, на западном склоне Каспийского моря арабским путешественником и историком еще в X в. Марко Поло позднее описывал, как люди в Баку использовали нефть в медицинских целях идля проведения богослужений. С четырнадцатого века нефть, собираемая в Баку, экспортировалась в другие страны Среднего Востока. Первая нефтяная скважина в мире была пробурена на Биби-Айбатском месторождении вблизи Баку в 1846 году, более чем на десятилетие раньше, чем была пробурена первая скважина в США. С этим событием связывают начало современной нефтяной промышленности.
Нефть - полезноеископаемое, представляющее из себя маслянистую жидкость. Это горючее вещество, часто черного цвета, хотя цвета нефти в разных районах различаются. Она может быть и коричневой, и вишневой, зеленой, желтой, и даже прозрачной. С химической точки зрения нефть - это сложная смесь углеводородов с примесью различных соединений, например, серы, азота и других. Ее запах также может быть различным, так как зависит отприсутствия в ее составе ароматических углеводородов, сернистых соединений.

1 Компонентный состав нефти и газа

Состав нефти и газа (углеводородного сырья) различен: главным компонентом газа является метан (до 97 %), нефти - углеводороды разнообразного строения. Соотношение между группами углеводородов придает нефти различные свойства и оказывает большое влияние на свойства получаемыхпродуктов и степень их воздействия на человека и окружающую природную среду.
Нефть - это жидкий природный раствор, который различается по фракционному составу - содержанию легких, средних и тяжелых дистиллятов. Большинство нефтей содержит 15-25% бензиновых фракций, выкипающих до 180°С, 45-55% фракций, перегоняющихся до 300-350 °С. Тяжелые нефти в основном состоят из.

Особенности углеводородной и асфальто-смолистой частей нефти, методы определения ее фракционного состава. Содержание воды, механических примесей, серы, парафина в нефти. Классификация и состав природных газов, их преимущества перед другими видами топлива.

Рубрика Химия
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 07.11.2011
Размер файла 28,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Состав нефти и газа. Методы их исследования

Студент группы 1ОН-1

Содержание

1.1 Углеводородная часть

1.2 Асфальто-смолистая часть

1.3 Фракционный состав

1.4 Содержание воды

1.5 Содержание механических примесей

1.6 Содержание серы

1.7 Содержание парафина

2 . Состав природных газов

2.1 Горючие компоненты

2.2 Негорючие компоненты

2.3 Вредные примеси

2.4 Особенности природных газов

2.5 Обнаружение утечки газа

Список используемой литературы

Введение

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является одной из основ экономики России. Сотни тысяч его специалистов трудятся во всех уголках пашей Родины, обеспечивая её нефтью и газом. Кроме того тысячи молодых специалистов, закончив ВУЗы, ежегодно вливаются в ТЭК. Свой путь к будущей специальности они начинали с изучения основ нефтегазового дела.

Вот и я решил изучить состав нефти и природного газа. Решил проникнуться основами этих двух главенствующих составляющих большой системы.

Знание состава нефти и газа поможет мне в дальнейшем без труда усвоить основы моей профессии.

1. Состав нефти

В химическом отношении нефть - сложная смесь углеводородов (УВ) и углеродистых соединений. Она состоит из следующих основных элементов: углерод (84-87%), водород (12-14%), кислород, азот, сера (1-2%). Содержание серы может доходить до 3-5%. В нефти выделяют следующие части: углеводородную, асвальто-смолистую, порфирины, серу и зольную. В каждой нефти имеется растворенный газ, который выделяется, когда она выходит на земную поверхность.

1.1 Углеводородная часть

Главную часть нефти составляют углеводороды различные по своему составу, строению и свойствам, которые могут находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии. В зависимости от строения молекул они подразделяются на три класса - парафиновые, нафтеновые и ароматические. Но значительную часть нефти составляют углеводороды смешанного строения, содержащие структурные элементы всех трех упомянутых классов. Строение молекул определяет их химические и физические свойства.

Парафиновые углеводороды, или как их еще называют, метановые УВ (алкановые, или алканы). Сюда относят метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан и изобутан, имеющие формулу С4Н10.

Для углерода характерна способность образовывать цепочки, в которых его атомы соединены последовательно друг с другом. Остальными связями к углероду присоединены атомы водорода. Количество атомов углерода в молекулах парафиновых УВ превышает количество атомов водорода в 2 раза, с некоторым постоянным во всех молекулах избытком, равным 2. Иначе говоря, общая формула углеводородов этого класса СnН2n+2. Парафиновые углеводороды химически наиболее устойчивы и относятся к предельным УВ.

В зависимости от количества атомов углерода в молекуле углеводороды могут принимать одно из трех агрегатных состояний. Например, если в молекуле от одного до четырех атомов углерода (СН4 - С4Н10), то УВ представляют собой газ, от 5 до 16 (С5Н16 - С16Н34) - это жидкие УВ, а если больше 16 (С17Н36 и т.д.) - твердые.

Таким образом, парафиновые углеводороды в нефти могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Они по-разному влияют на свойства нефти: газы понижают вязкость и повышают упругость паров; жидкие парафины хорошо растворяются в нефти только при повышенных температурах, образуя гомогенный раствор; твердые парафины также хорошо растворяются в нефти, образуя истинные молекулярные растворы. Парафиновые УВ (за исключением церезинов) легко кристаллизуются в виде пластинок и пластинчатых лент.

Нафтеновые (циклановые, или алициклические) УВ имеют циклическое строение (С/СnН2n), а именно состоят из нескольких групп - СН2, соединенных между собой в кольчатую систему. В нефти содержатся преимущественно нафтены, состоящие из пяти или шести групп СН2.

Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. По сравнению с парафинами, нафтены имеют более высокую плотность и меньшую упругость паров и имеют лучшую растворяющую способность.

Ароматические УВ (арены) представлены формулой СnНn, наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Простейшим представителем данного класса углеводородов является бензол С6Н6, состоящий из шести групп СН.

Для ароматических УВ характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения.

1.2 Асфальто-смолистая часть

Асфальто-смолистая часть нефти представляет собой вещество темного окраса, которое частично растворяется в бензине. Растворившееся часть - асфальтены. Они обладают способностью набухать в растворителях, а затем переходить в раствор. Растворимость асфальтенов в смолисто-углеродных системах возрастает с уменьшением концентрации легких УВ и увеличением концентрации ароматических углеводородов. Смола не растворяется в бензине и являются полярными веществами с относительной молекулярной массой 500-1200. В них содержатся основное количество кислородных, сернистых и азотистых соединений нефти. Асфальто-смолистые вещества и другие полярные компоненты являются поверхностно-активными соединениями нефти и природными стабилизаторами водонефтяных эмульсий.

1.3 Фракционный состав

Важнейшим показателем качества нефти является фракционный состав.

Фракционный состав определяется при лабораторной перегонке с использованием метода постепенного испарения, в процессе которой при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части - фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания. Каждая из фракций характеризуется температурами начала и конца кипения.

Промышленная перегонка нефти основывается на схемах с так называемым однократным испарением и дальнейшей ректификацией.

Фракции, выкипающие до 350 о С, отбирают при давлении несколько превышающим атмосферное, называют светлыми дистиллятами (фракциями). Названия фракциям присваиваются в зависимости от направления их дальнейшего использования.

В основном, при атмосферной перегонке получают следующие светлые дистилляты:

140 о С (начало кипения) - бензиновая фракция,

140-180 о С - лигроиновая фракция (тяжелая нефть),

140-220 о С (180-240 о С) - керосиновая фракция,

180-350 о С (220-350 о С, 240-350 о С) - дизельная фракция (легкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят).

Фракция, выкипающая выше 350 о С является остатком после отбора светлых дистиллятов и называется мазутом. Мазут разгоняют под вакуумом и в зависимости от дальнейшего направления переработки нефти получают следующие фракции:

- для получения топлив - 350-500 о С вакуумный газойль (дистиллят), >500 о С вакуумный остаток (гудрон);

- для получения масел - 300-400 о С (350-420 о С) легкая масляная фракция (трансформаторный дистиллят), 400-450 о С (420-490 о С) средняя масляная фракция (машинный дистиллят), 450-490 о С тяжелая масляная фракция (цилиндровый дистиллят), >490 о С гудрон.

Мазут и полученные из него фракции - темные.

Таким образом фракционирование - это разделение сложной смеси компонентов на более простые смеси или отдельные составляющие.

Продукты, получаемые как при первичной, так и при вторичной переработки нефти, относят к светлым, если они выкипают до 350 о С, и к темным, если пределы выкипания 350 о С и выше.

Нефти различных месторождений заметно отличаются по фракционному составу, содержанию светлых и темных фракций.

В технических условиях на нефть и нефтепродукты нормируются:

температура начала кипения;

температура, при которой отгоняется 10,50,90 и 97.5% от загрузки, а также остаток в процентах;

иногда лимитируется температура конца кипения.

1.4 Содержание воды

нефть фракционный природный газ

При добыче и переработке нефть дважды смешивается с водой: при выходе с большой скоростью из скважины вместе с сопутствующей ей пластовой водой и в процессе обессоливания, т.е. промывки пресной водой для удаления хлористых солей.

В нефти и нефтепродуктах вода может содержаться в виде простой взвеси, тогда она легко отстаивается при хранении, либо в виде стойкой эмульсии, тогда прибегают к особым приемам обезвоживания нефти.

Образование устойчивых нефтяных эмульсий приводит к большим финансовым потерям. При небольшом содержании пластовой воды в нефти удорожается транспортировка ее по трубопроводам, потому что увеличивается вязкость нефти, образующей с водой эмульсию. После отделения воды от нефти в отстойниках и резервуарах часть нефти сбрасывается вместе с водой в виде эмульсии и загрязняет сточные воды.

Содержание воды в нефти является самой весомой поправкой при вычислении массы нетто нефти по массе брутто. Этот показатель качества, наряду с механическими примесями и хлористыми солями, входит в уравнение для определения массы балласта.

Присутствуя в нефти, особенно с растворенными в ней хлористыми солями, вода осложняет ее переработку, вызывая коррозию аппаратуры.

Имеющаяся в карбюраторном и дизельном топливе, вода снижает их теплотворную способность, засоряет и вызывает закупорку распыляющих форсунок.

При уменьшении температуры кристаллики льда засоряют фильтры, что может служить причиной аварий при эксплуатации авиационных двигателей. Содержание воды в масле усиливает ее склонность к окислению, ускоряет процесс коррозии металлических деталей, соприкасающихся с маслом.

Следовательно, вода оказывает негативное влияние как на процесс переработки нефти, так и на эксплуатационные свойства нефтепродуктов и количество ее должно строго нормироваться.

Точность метода определения содержания воды по ГОСТ 2477-65:

Сходимость - два результата определений, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95%-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает:

· 0.1 см 3 - при объеме воды, меньшем или равным 1.0 см 3 ;

· 0.1 см 3 или 2% от среднего значения объема (в зависимости от того, какая из этих величин больше) - при объеме воды более 1.0 см 3 .

Воспроизводимость - два результата испытаний, полученные в двух разных лабораториях (с 95%-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает:

· 0.1 см 3 - при объеме воды, меньшем или равным 1.0 см 3 ;

· 0.2 см 3 или 10% от среднего значения объема (в зависимости от того, какая из этих величин больше) - при объеме воды свыше 1.0 см 3 до 10 см 3 ;

· 5% от величины среднего результата - при объеме воды более 10 см 3 .

Согласно ГОСТ 2477-65 массовая доля воды должна составлять не более чем 0.5-1% в зависимости от степени подготовки нефти.

1.5 Содержание механических примесей

Присутствие мех. примесей объясняется условиями залегания нефти и способами их добычи.

Механические примеси нефти состоят из взвешенных в ней высокодисперсных частиц песка, глины и других твердых пород, которые, адсорбируясь на поверхности глобул воды, способствуют стабилизации нефтяной эмульсии. При перегонке нефти примеси могут частично оседать на стенках труб, аппаратуры и трубчатых печей, что приводит к ускорению процесса износа аппаратуры.

В отстойниках, резервуарах и трубах при подогреве нефти часть высокодисперсных механических примесей коагулирует, выпадает на дно и отлагается на стенках, образуя слой грязи и твердого осадка. При этом уменьшается производительность аппаратов, а при отложении осадка на стенках труб уменьшается их теплопроводность.

В таблице 1 приводятся следующие оценки достоверности результатов определения содержания механических примесей при доверительной вероятности 95%:

Выходящая из недр Земли по скважине на поверхность нефть не является только смесью углеводородов. Она выносит с собой попутный газ, пластовую воду и механические примеси – частички горной породы из призабойной зоны скважины. Поэтому под компонентным составом нефти понимают содержание в потоке, выходящем из нефтяной скважины, веществ, различающихся фазовым состоянием (жидкость, газ) и природой (органические или минеральные вещества). Все эти компоненты нефти взаимно нерастворимы, являются олеофобными и образуют дисперсную систему, которая может быть подвергнуты разделению.

Прикрепленные файлы: 1 файл

химия нефти и газа.docx

Компонентный состав нефти.

Выходящая из недр Земли по скважине на поверхность нефть не является только смесью углеводородов. Она выносит с собой попутный газ, пластовую воду и механические примеси – частички горной породы из призабойной зоны скважины. Поэтому под компонентным составом нефти понимают содержание в потоке, выходящем из нефтяной скважины, веществ, различающихся фазовым состоянием (жидкость, газ) и природой (органические или минеральные вещества). Все эти компоненты нефти взаимно нерастворимы, являются олеофобными и образуют дисперсную систему, которая может быть подвергнуты разделению.

Количество этих примесей в нефти, выходящих из скважины, для разных месторождений различно.

Попутный газ – легкая углеводородная часть нефти, выделяющаяся из неё в процессе снижение давления от пластового (десятки МПа) до давления в сепараторах установок промысловой подготовки нефти (около 1 МПа).

Выделение газа начинается уже в стволе скважины и затем продолжается на поверхности Земли в сепарирующих устройствах установок комплексной подготовки нефти.

Углеводородный состав попутного газа на каждой ступени его отделения устанавливается в соответствии с законами фазового равновесия сложных смесей и зависит от температуры и давления.

Для определения растворенных в нефти легких углеводородов С1 – С4 существует целый ряд методов. Большинство из них хроматографические, позволяющие относительно быстро оценить содержание этих углеводородов непосредственно в нефти. Существует стандартный метод определения содержания углеводородов С1 – С6 в нефти (ГОСТ 13379-82) с помощью газового хроматографа. Однако точность этих методов не велика около 15-30% и уступает более надежному, но требующему больших затрат времени дистилляционному способу определения.

Пластовая вода – является неизбежным спутником нефти. В процессе добычи нефти пластовая вода своим напором вытесняет нефть по порам горных пород в направлении к стволу скважины. В зависимости от структуры пор самого пласта, скорости притока нефти к скважине, вязкости нефти и других факторов, приток воды вместе с нефтью к скважине может быть разным.

В начальный период обводненность нефти очень мала, однако чем дольше эксплуатируется скважина, тем более обводненная нефть из нее отбирается.

Средняя обводненность нефти в целом по России достигает около 50%, т.е. добыча пластовой воды составляет около 150млн.т/г.

Минеральные соли в пластовой воде находятся практически полностью в растворенном состоянии.

Пластовые воды по химическому составу делят на хлоридно-кальциевые и щелочные.

Содержание основных солей – хлоридов различных металлов в пластовых водах существенно различаются для разных месторождений(%):

Месторождение: NaCl MgCl2 CaCl2

Самотлорское(Зап.Сибирь) 59 6 35

Ромашкинское(Татарстан) 86 6 8

Арланское(Башкортостан) 56 10 34

Содержание механических примесей в нефти определяют по ГОСТ 6370-83 методом фильтрования смеси образца нефти с легким углеводородным растворителем (бензин, толуол) с последующим взвешиванием высушенного на фильтре осадка.

Помощь по экологии

Основной компонентный состав нефти и газа и их санитарно-токсикологическая характеристика

Биологическое воздействие нефти и нефтепродуктов на организм человека и животных, компоненты природной среды изучено достаточно хорошо. Внедрение прогрессивных технологий по добыче и переработке углеводородного сырья способствовало появлению новых химических соединений, нуждающихся в токсикологической оценке.

Состав нефти и газа (углеводородного сырья) различен: главным компонентом газа является метан (до 97 %), нефти — углеводороды разнообразного строения. Соотношение между группами углеводородов придает нефтям различные свойства и оказывает большое влияние на свойства получаемых продуктов и степень их воздействия на человека и окружающую природную среду.

Нефть — это жидкий природный раствор, который различается по фракционному составу — содержанию легких, средних и тяжелых дистиллятов. Большинство нефтей содержит 15-25% бензиновых фракций, выкипающих до 180 °С, 45-55% фракций, перегоняющихся до 300-350 °С. Тяжелые нефти в основном состоят из фракций, выкипающих выше 200 °С (например, в нефти Ярегского месторождения Республики Коми, добываемой шахтным способом, отсутствуют фракции, выкипающие до 180 °С, а выход фракции 180-350 °С составляет всего 18.8 %).

Токсические эффекты сырой нефти в целом зависят от конкретного соотношения составляющих ее фракций и отдельных ингредиентов. Индивидуальные составы нефтей разных месторождений отличаются не столько их общей токсичностью, сколько проявлением отдельных свойств — канцерогенных и др.

Компоненты нефти, попав в живой организм, способны нарушить его нормальную жизнедеятельность на молекулярном, биохимическом, физиологическом и общеорганизменном уровнях.

Предельно допустимые концентрации сырой нефти

10 мг/м 3 (аэрозоль, 3 класс опасности) воздух рабочей зоны
0.3 мг/дм 3 (ПДК для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения);
0.05 мг/дм 3 (ПДК для водных объектов рыбохозяйственного назначения)
поверхностные воды

Основные химические элементы, входящие в состав нефти — углерод (С) — 83-87 %, водород (Н) — 12-14 %, сера (S) — 0.1-7.0%, азот (N) — 0.001-1.8%, кислород (О) — 0.05-1.0%. В состав нефти входят минеральные компоненты, представленные щелочными и щелочноземельными металлами (Li, Na, К, Ва, Са, Сr, Mg), металлами подгруппы меди (Сu, Ag, Аu), цинка (Zn, Cd, Hg), бора (B, Al, Ga, In, Tl), ванадия (V, Nb, Та) и типичными неметаллами (Si, P, As, Ci, Br, I и др). Эти элементы находятся в нефти в виде мелкодисперсных водных растворов солей, тонкодисперсных взвесей минеральных пород, в виде комплексных соединений. Наиболее типичные для нефти металлы — ванадий и никель, которые обнаруживаются почти во всех нефтях.

Основным компонентом нефти являются углеводороды (УВ). В качестве эколого-геохимических характеристик основного состава нефти выступают метановые углеводороды (алканы, твердые парафины), циклические УВ (циклоалканы, нафтены), ароматические углеводороды (арены) и неуглеводородные нефтепродукты (смолы, асфальтены и сернистые соединения).

Основные компоненты нефти и газа:

  • Метановые углеводороды
  • Циклические углеводороды
  • Ароматические углеводороды
  • Полициклические ароматические углеводороды
  • Высокомолекулярные неуглеводородные нефтепродукты
  • Гетероатомные соединения и минеральные компоненты нефти

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является одной из основ экономики России. Сотни тысяч его специалистов трудятся во всех уголках пашей Родины, обеспечивая её нефтью и газом. Кроме того тысячи молодых специалистов, закончив ВУЗы, ежегодно вли¬ваются в ТЭК. Свой путь к будущей специальности они начинали с изучения основ нефтегазового дела.

Оглавление
Файлы: 1 файл

реферат.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Состав нефти и газа. Методы их исследования.

Студент группы 1ОН-1 В.М. Желудков

Преподаватель В.К. Фурсов

    1. Углеводородная часть …………..………………………………………. ….4
    2. Асфальто-смолистая часть …………..………………………………………6
    3. Фракционный состав …………………. …………………………………….6
    4. Содержание воды …………………………………………………………….8
    5. Содержание механических примесей ………………………………..…….10
    6. Содержание серы ……………………………..……………………………..11
    7. Содержание парафина ………………………..……………………………..12
    1. Горючие компоненты ………………………………………………….……14
    2. Негорючие компоненты ………………………………………………….…15
    3. Вредные примеси ………………………………………. ………………….15
    4. Особенности природных газов …………………………….……….………16
    5. Обнаружение утечки газа ……………………………………..……………17

    Список использованных источников …………………………….……………….20

    Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является одной из основ экономики России. Сотни тысяч его специалистов трудятся во всех уголках пашей Родины, обеспечивая её нефтью и газом. Кроме того тысячи молодых специалистов, закончив ВУЗы, ежегодно вливаются в ТЭК. Свой путь к будущей специальности они начинали с изучения основ нефтегазового дела.

    Вот и я решил изучить состав нефти и природного газа. Решил проникнуться основами этих двух главенствующих составляющих большой системы.

    Знание состава нефти и газа поможет мне в дальнейшем без труда усвоить основы моей профессии.

    1 Состав нефти

    В химическом отношении нефть – сложная смесь углеводородов (УВ) и углеродистых соединений. Она состоит из следующих основных элементов: углерод (84-87%), водород (12-14%), кислород, азот, сера (1-2%). Содержание серы может доходить до 3-5%. В нефти выделяют следующие части: углеводородную, асвальто-смолистую, порфирины, серу и зольную. В каждой нефти имеется растворенный газ, который выделяется, когда она выходит на земную поверхность.

    1.1 Углеводородная часть

    Главную часть нефти составляют углеводороды различные по своему составу, строению и свойствам, которые могут находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии. В зависимости от строения молекул они подразделяются на три класса – парафиновые, нафтеновые и ароматические. Но значительную часть нефти составляют углеводороды смешанного строения, содержащие структурные элементы всех трех упомянутых классов. Строение молекул определяет их химические и физические свойства.

    Парафиновые углеводороды, или как их еще называют, метановые УВ (алкановые, или алканы). Сюда относят метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8 , бутан и изобутан, имеющие формулу С4Н10.

    Для углерода характерна способность образовывать цепочки, в которых его атомы соединены последовательно друг с другом. Остальными связями к углероду присоединены атомы водорода. Количество атомов углерода в молекулах парафиновых УВ превышает количество атомов водорода в 2 раза, с некоторым постоянным во всех молекулах избытком, равным 2. Иначе говоря, общая формула углеводородов этого класса СnН2n+2. Парафиновые углеводороды химически наиболее устойчивы и относятся к предельным УВ.

    В зависимости от количества атомов углерода в молекуле углеводороды могут принимать одно из трех агрегатных состояний. Например, если в молекуле от одного до четырех атомов углерода (СН4 – С4Н10), то УВ представляют собой газ, от 5 до 16 (С5Н16 – С16Н34) - это жидкие УВ, а если больше 16 (С17Н36 и т.д.) – твердые.

    Таким образом, парафиновые углеводороды в нефти могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Они по-разному влияют на свойства нефти: газы понижают вязкость и повышают упругость паров; жидкие парафины хорошо растворяются в нефти только при повышенных температурах, образуя гомогенный раствор; твердые парафины также хорошо растворяются в нефти образуя истинные молекулярные растворы. Парафиновые УВ (за исключением церезинов) легко кристаллизуются в виде пластинок и пластинчатых лент.

    Нафтеновые (циклановае, или алициклические) УВ имеют циклическое строение (С/СnН2n), а именно состоят из нескольких групп – СН2 -, соединенных между собой в кольчатую систему. В нефти содержатся преимущественно нафтены, состоящие из пяти или шести групп СН2.

    Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. По сравнению с парафинами, нафтены имеют более высокую плотность и меньшую упругость паров и имеют лучшую растворяющую способность.

    Ароматические УВ (арены) представлены формулой СnНn, наиболее бедны водородом. Молекула имеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Простейшим представителем данного класса углеводородов является бензол С6Н6, состоящий из шести групп СН.

    Для ароматических УВ характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения.

    1.2 Асфальто-смолистая часть

    Асфальто-смолистая часть нефти представляет собой вещество темного окраса, которое частично растворяется в бензине. Растворившееся часть – асфальтены. Они обладают способностью набухать в растворителях, а затем переходить в раствор. Растворимость асфальтенов в смолисто-углеродных системах возрастает с уменьшением концентрации легких УВ и увеличением концентрации ароматических углеводородов. Смола не растворяется в бензине и являются полярными веществами с относительной молекулярной массой 500-1200. В них содержатся основное количество кислородных, сернистых и азотистых соединений нефти. Асфальтосмолистые вещества и другие полярные компоненты являются поверхностно-активными соединениями нефти и природными стабилизаторами водонефтяных эмульсий.

    1.3 Фракционный состав

    Важнейшим показателем качества нефти является фракционный состав.

    Фракционный состав определяется при лабораторной перегонке с использованием метода постепенного испарения, в процессе которой при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части - фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания. Каждая из фракций характеризуется температурами начала и конца кипения.

    Промышленная перегонка нефти основывается на схемах с так называемым однократным испарением и дальнейшей ректификацией.

    Фракции, выкипающие до 350 о С, отбирают при давлении несколько превышающим атмосферное, называют светлыми дистиллятами(фракциями). Названия фракциям присваиваются в зависимости от направления их дальнейшего использования. В оснавном, при атмосферной перегонке получают следующие светлые дистилляты: 140 о С (начало кипения) - бензиновая фракция, 140-180 о С - лигроиновая фракция(тяжелая нафта), 140-220 о С (180-240 о С ) - керосиновая фракция, 180-350 о С (220-350 о С, 240-350 о С) - дизельная фракция (легкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят).

    Фракция, выкипающая выше 350 о С является остатком после отбора светлых дистиллятов и называетсф мазутом. Мазут разгоняют под вакуумом и в зависимости от дальнейшего направления переработки нефти получают следующие фракции: для получения топлив - 350-500 о С вакуумный газойль (дистиллят), >500 о С вакуумный остаток (гудрон); для получения масел - 300-400 о С (350-420 о С) легкая масленная фракция (трансформаторный дистиллят), 400-450 о С (420-490 о С) средняя масленная фракция (машинный дистиллят), 450-490 о С тяжелая масленная фракция (цилиндровый дистиллят), >490 о С гудрон. Мазут и полученные из него фракции - темные.

    Таким образом фракционирование – это разделение сложной смеси компонентов на более простые смеси или отдельные составляющие.

    Продукты, получаемые как при первичной, так и при вторичной переработки нефти, относят к светлым, если они выкипают до 350 о С, и к темным, если пределы выкипания 350 о С и выше.

    Нефти различных месторождений заметно отличаются по фракционному составу, содержанию светлых и темных фракций.

    В технических условиях на нефть и нефтепродукты нормируются:

    • температура начала кипения;
    • температура, при которой отгоняется 10,50,90 и 97.5% от загрузки, а также остаток в процентах;
    • иногда лимитируется температура конца кипения.

    1.4 Содержание воды

    При добыче и переработке нефть дважды смешивается с водой: при выходе с большой скоростью из скважины вместе с сопутствующей ей пластовой водой и в процессе обессоливания, т.е. промывки пресной водой для удаления хлористых солей.

    В нефти и нефтепродуктах вода может содержаться в виде простой взвеси, тогда она легко отстаивается при хранении, либо в виде стойкой эмульсии, тогда прибегают к особым приемам обезвоживания нефти.

    Образование устойчивых нефтяных эмульсий приводит к большим финансовым потерям. При небольшом содержании пластовой воды в нефти удорожается транспортировка ее по трубопроводам, потому что увеличивается вязкость нефти, образующей с водой эмульсию. После отделения воды от нефти в отстойниках и резервуарах часть нефти сбрасывается вместе с водой в виде эмульсии и загрязняет сточные воды.

    Содержание воды в нефти является самой весомой поправкой при вычислении массы нетто нефти по массе брутто. Этот показатель качества, наряду с механическими примесями и хлористыми солями, входит в уравнение для определения массы балласта.

    Присутствуя в нефти, особенно с растворенными в ней хлористыми солями, вода осложняет ее переработку, вызывая коррозию аппаратуры.

    Имеющаяся в карбюраторном и дизельном топливе, вода снижает их теплотворную способность, засоряет и вызывает закупорку распыляющих форсунок.

    При уменьшении температуры кристаллики льда засоряют фильтры, что может служить причиной аварий при эксплуатации авиационных двигателей.

    Содержание воды в масле усиливает ее склонность к окислению, ускоряет процесс коррозии металлических деталей, соприкасающихся с маслом.

    Читайте также: