НЕФТЬ
Что такое нефть? Химический состав Теории возникновения нефти Важнейшие месторождения России Способы переработки нефти а)прямая перегонка б)крекинг нефти в)риформинг Детонационная стойкость бензина Что такое октановое число? Применение нефти
Нефть — горючая маслянистая жидкость, являющаяся смесью углеводородов, красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть, имеет специфический запах, распространена в осадочной оболочке Земли; одно из важнейших для человечества полезных ископаемых.
Общий состав Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды и гетероатомные органические соединения , преимущественно сернистые, азотистые и кислородные, а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы, вода , минеральные соли, 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 объему) и нафтеновые (25— 75 %). В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10— 20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).
Немецкие ученые Г. Гефер и К. Энглер в 1888 году поставили опыты по перегонке рыбьего жира при температуре 400 С и давлении порядка 1 МПа. Им удалось получить и предельные углеводороды, и парафин, и смазочные масла, в состав которых входили алкены, нафтены и арены. Позднее, в 1919 году, академик Н. Д. Зелинский провел похожий опыт, но исходным материалом послужил органический ил растительного происхождения - сапропель - из озера Балшах. При его переработке удалось получить бензин, керосин, тяжелые масла, а также метан: Так опытным путем была доказана теория органического происхождения нефти. Какие же тут могут быть еще сложности ? . . . Но с другой стороны, в 1866 году французский химик М. Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ. В подтверждение своей теории он провел несколько экспериментов, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ. Десять лет спустя, 15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества выступил с обстоятельным докладом Д. И. Менделеев. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода. Просачиваясь в недра, она в конце концов встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды, например этан. Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения.
Итак, на сегодняшний день налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна - биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков животных или растений. Вторая теория - абиогенная. Подробно разработал ее Д. И. Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений.
Самотлорское (ХМАО) 2700 "Сахалин-1" (Сахалин) 307 Ромашкинское (Татарстан) 2300 Тевлинско-Русскинское 285 (ХМАО) Приобское (ХМАО) 1700 Каменное (ХМАО) 260 Лянторское (ХМАО) 1700 Федоровское (ХМАО) 1500 Усинское (Республика Коми) 236 Мамонтовское (ХМАО) 1000 Приразломное (ХМАО) 234 "Сахалин-3" (Сахалин) 818 Южно-Ягунское (ХМАО) 227 Арланское (Башкирия) 500 201 Ванкорское (Красноярский край) Верхнечонское (Иркутская область) 490 Покачевское (ХМАО) 195 Русское (ЯНАО) 410 Суторминское (ЯНАО) 177 Туймазинское (Башкирия) Талаканское (Якутия) 177 400 152 Усть-Балыкское (ХМАО) Салымская группа (ХМАО) 367 Сугмутское (ЯНАО) 150 Ватьеганское (ХМАО) 354 "Сахалин-2" (Сахалин) 150 Долгинское (Баренцево море) 350 Повховское (ХМАО) 318 Вынгапуровское (ЯНАО) 123 Лодочное (Красноярский край) 100
Прямая перегонка(ректификация) Перегонка нефти— начальный процесс переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, основанный на том, что при нагреве нефти образуется паровая фаза, отличающаяся по составу от жидкости. С помощью методов многократной перегонки нефтяных фракций удаётся выделить некоторые индивидуальные углеводороды. Перегонка нефти осуществляется методами однократного испарения или постепенного испарения.
Продукты перегонки нефти
Крекинг нефти Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Крекинг изобрел русский инженер В. Г. Шухов в 1891 г. Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600 о), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие. Различают 2 основных вида крекинга: 1. Термический, осуществляемый под действием высокой температуры и давления. 2. Каталитический, происходящий при одновременном воздействии высокой температуры, давления и катализатора. Крекинг завод
Термический крекинг Расщепление молекул углеводородов протекает при более высокой температуре (470 -5500 С). Процесс протекает медленно, образуются углеводороды с неразветвленной цепью атомов углерода. В бензине, полученном в результате термического крекинга, наряду с предельными углеводородами, содержится много непредельных углеводородов. Поэтому этот бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки. В бензине термического крекинга содержится много непредельных углеводородов, которые легко окисляются и полимеризуются. Поэтому этот бензин менее устойчив при хранении. При его сгорании могут засориться различные части двигателя. Для устранения этого вредного действия к такому бензину добавляют окислители. Образовалась смесь предельных и непредельных углеводородов с меньшими молекулярными массами, аналогичная бензину Выделившийся в процессе крекинга этилен широко используется для в качестве сырья для химической промышленности: производства полиэтилена и этилового спирта.
Каталитический крекинг Расщепление молекул углеводородов протекает в присутствии катализаторов и при более низкой температуре (450 -5000 С). Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина. По сравнению с термическим крекингом процесс протекает значительно быстрее, при этом происходит не только расщепление молекул углеводородов, но и их изомеризация, т. е. образуются углеводороды с разветвленной цепью атомов углеродов. Бензин каталитического крекинга по сравнению с бензином термического крекинга обладает еще большей детонационной стойкостью, ибо в нем содержатся углеводороды с разветвленной цепью углеродных атомов. В бензине каталитического крекинга непредельных углеводородов содержится меньше, и поэтому процессы окисления и полимеризации в нем не протекают. Такой бензин более устойчив при хранении.
Риформинг - промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти. Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85 -180°С. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями и его октановое число повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения ароматических углеводородов.
Качество бензина определяется детонационной устойчивостью т. е. способностью выдерживать при высоких температурах сильное сжатие в цилиндре двигателя без самопроизвольного возгорания. Для легкотопливных двигателей важна высокая детонационная стойкость топлива. Она измеряется параметром, называемым «октановое число» . Блок испытания на детонационную стойкость и октановое число бензина YP 2102 -II
Окта новое число — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлив для двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию изооктана в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь эквивалентна по детонационной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний. Октановое число наиболее. распространенных отечественных марок автобензинов 76 -89, авиабензинов 91 -95. Определить октановое число можно, воспользовавшись периодически появляющимися в продаже специальными приборами.
