Химия нефти Ибрагимова Дина Абдулрафиковна доцент каф. ХТПНГ Основная литература. 1. Химия нефти и газа. Учебное пособие. Под редакцией В. А. Проскурякова и А. Е. Драбкина, Л. , "Химия", 1989. 2. Химия нефти. Под редакцией З. И. Сюняева, Л. , "Химия", 1984. 3. Химия нефти. Руководство к лабораторным занятиям. И. Н. Дияров и др. , Л. , "Химия", 1990. Дополнительная литература. 1. Нефтяные дисперсные системы. З. Ю. Сюняев, М. , "Химия", 1990. 2. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов. Под редакцией В. М. Татевского, М. , 1960. 3. Химия нефти, газа и пластовых вод. Т. А. Бурдынь, Ю. Б. Закс, М. "Недра", 1973. 4. Технический анализ нефтепродуктов и газа. Б. В. Белянин, В. Н. Эрих, Л. "Химия", 1975. 5. Физикохимия нефти. Р. З. Сафиева, М. "Химия", 1998. Учебно-методическая литература. 1. Исследование химического состава нефтей. Методические указания к УИРС, 1984. 2. Углеводороды нефти. Учебное пособие. И. Ю. Батуева и др. , 1981.
Перечень условных обозначений НДС Нефтяная дисперсная система УВ углеводороды Фр Фракция ИТК Кривая истинных температур кипения ОИ Однократное испарение ПИ Постепенное испарение Ф. -х. Физико химический t температура
Введение Нефть (от персидск. ) – «нефато» вытекать, просачиваться Oil, petroleum, erdöl Petroleum (от латин. ) – «петро» –камень, «олеум» – масло Erdöl – (от немец. ) – земляное масло. ИСТОРИЯ 6 -4 тыс. лет до н. э. – нефть добывалась на берегу Ефрата (археологические раскопки) До 18 в. н. э. нефть практически не перерабатывалась, а использовалась для: • • • Лечения (нефтью вылечивали кожные, суставные заболевания) Строительства (в качестве цемента при скреплении кирпичей, в качестве асфальта. С использованием нефти были построены след. сооружения: Великая Китайская стена, висячие сады Семирамиды, Вавилонская башня) В военных целях- «греческий огонь» , петарды, снаряды, зажигательные смеси, гранаты Освещения- «негасимые» свечи, факелы, керосиновые лампы Живопись – изготовление и растворение красок
Что такое нефть? Нефть природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая из сложной смеси УВ различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений с удельным весом от 0, 75 до 1, 0, легко воспламеняющаяся при наличии источника огня. Цвет нефти изменяется от коричневого до чёрного, изредка встречается нефть окрашенная в светлый жёлто зелёный цвет и даже бесцветная, а также насыщенно зелёная нефть. Запах нефти специфический, изменяющийся от легкого приятного до тяжелого и очень неприятного. Цвет и запах нефти зависят от присутствия азот-, серо- и кислородсодержащих компонентов, которые концентрируются в нефтяном остатке.
Классификации нефтей Сырая – жидкая природная ископаемая смесь УВ широкого физико химического состава, которая содержит в себе растворенный газ, воду, минеральные соли, механические примеси. Товарная – нефть (обезвоженная, обессоленная, стабильная), подготовленная к поставке потребителю в соответствии с требованиями нормативных и технических документов. Существуют показатели: подготовки качества o Вода o. Соли o Газ (ДНП) o Cl-органика o. Механические примеси o Тв. парафин o. S o Н 2 S и меркаптаны o тяжелые Ме ( Va, Ni) o. Фракции до 200 0 С, 350 0 С o. Плотность нефти при 20 0 С и 60 F (15 0 С)
Классификации нефтей Нет единой классификации в связи с многообразием состава и свойств нефтей. Классификации нефти строятся на различной основе. Одни из них учитывают состав исходного материала и условия его преобразования, а другие характеризуют нефть как сырьё для производства тех или иных нефтепродуктов. : ØТехническая (ГОСТ Р 51858 – 2002) ØТехнологическая (ГОСТ 38. 1197 -80 шифр) ØХимическая (Горное бюро США) ØГеохимическая (Петров А. А. ) ØГенетическая
Техническая (ГОСТ Р 51858 2002) В соотвествии с ГОСТ Р 51858 -2002 нефть по физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов подразделяют на классы, типы, группы, виды. Класс Наименование Массовая доля серы, % 1 2 Малосернистая Сернистая до 0, 60 0, 61– 1, 80 3 Высокосернистая 1, 81– 3, 50 4 Особо высокосернистая выше 3, 50
Техническая (ГОСТ Р 51858 2002) параметр 1. Плотность, кг/м 3, при t: 20 0 С 2. Выход фракций, %, не менее, до 350 0 С 3. Парафин, % масс. , не более 0– особо легкая не более 830 62 6, 0 1 легкая ТИПЫ 23 средняя тяжелая 830, 1 850, 1– – 850 870 57 6, 0 - 870, 1– 895 4– битуминозная более 895, 0 53 Не нормируется 6, 0 Не нормируется
Техническая (ГОСТ Р 51858 2002) Параметр ГРУППЫ II III 100 300 900 0, 5 1. Концентрация хлористых солей, мг/дм 3, не более I 0, 5 1, 0 2. Массовая доля воды, %, не более 3. Массовая доля механических примесей, %, не более 4. Давление насыщенных паров, к. Па (мм рт. ст. ), не более 0, 05 66, 7 (500)
Техническая (ГОСТ Р 51858 2002) Параметр ВИДЫ 1 2 3 1. Массовая доля сероводорода, млн 1 (ррm), не более 20 50 100 2. Массовая доля метил- и этилмеркаптанов в сумме, млн 1 (ррm), 40 60 100 не более 3. Содержание хлорорганических Не нормируется. соединений, млн 1 (ррm) Определение обязательно с 1. 03
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ (шифр нефти) ГОСТ 38. 1197 -80 КЛАССЫ по массовой доле S, % масс. 1 – до 0, 5 – малосернистые 2 – 0, 51 2, 0 – сернистые 3 – больше 2, 0 – высокосернистые ТИПЫ по содержанию светлых фракций нк-350°С, % масс. 1 > 55 2 45 54, 9 3 <45 ГРУППЫ по содержанию базовых масел, % масс. 1 – не менее 25 % в расчете на нефть 2 – 15– 25 % в рас чете на нефть и не менее 45 % в расчете на мазут 3 – 15– 25 % в рас чете на нефть и 30– 45 %в расчете на мазут 4 менее 15 % в расчете на нефть.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ (шифр нефти) ГОСТ 38. 1197 -80 ПОДГРУППЫ по индексу вязкости масел 1 > 95 2 90 95 3 85 89, 9 4 <85 Шифр нефти ВИДЫ по содержанию парафина: 1 – малопарафиновые (не более 1, 5 %), 2 – парафиновые (1, 51 6 %), 3 – высокопарафиновые (более 6 %). Позволяет определить вариант переработки нефти : 1)топливный, 2) масляный, 3)топливно масляный, 4)нефтехимический
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ (шифр нефти) ГОСТ 38. 1197 -80
ХИМИЧЕСКАЯ Химическая классификация –предложена Горным бюро США. В основе преимущественное содержание в нефти разл. классов УВ ( связь между плотностью и углеводородным составом нефти). Для анализа отбирают 2 фракции нефти 250 275 и 275 300. Делят на: 1 парафиновые, 2 парафино нафтеновые, 3 нафтеновые, 4 парафино ароматические 5 нафтено ароматические, 6 ароматические ρ возрастает
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ Геохим. классиф ия – предложена Петровым А. А. : делят на А 1, А 2, Б 1, Б 2. • А 1 н алканы и алкано нафтеновые УВ преобладают • А 2 преобладают разветвленные алканы над нормальными. • Б 1 нафтено аром. преобладают, алканов мало. • Б 2 нафтен. отсутствуют н алканы. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ Генетическая классификация делит нефти на гумитосапропелитовые, сапропелитовые и сапропелито гумитовые типы по соотношению остатков высших и низших растений в их составе. Типы подразделяются далее на классы и группы по степени преобразования компонентов в анаэробной среде.
Фракционный состав нефти темные фр. светлые фр. Нефть состоит из огромного числа компонентов, выкипающих при разных температурах Фракция – это часть нефти, у которой есть начало кипения (нк) и конец кипения (кк). нк-40 0 С – газы 40 -180 (200) 0 С бензиновая фр. 100 -300 0 С– керосиновая фр. 180 (200)-350 0 С– дизельная фракция 350 -500 0 С– вакуумный газойль, или узкие масляные фр. : 350 400 0 С – 1 ая масляная фр. 400 450 0 С– 2 ая масляная фр. 450 500 0 С – 3 ая масляная фр. ост. > 350 0 С – мазут ост. >500 0 С гудрон
Методы перегонки. ПИ. ОИ. ПИ постепенное испарение метод периодический, точный, применяется в лаб. условиях для построения кривой ИТК. ОИ однократное испарение метод непрерывный, менее точный, менее эффективное разделение осуществляется в промышленности Кривая ИТК хар ет качество нефти: потенциальное содержание фракций в нефти. Схема однократной перегонки, где 1 подогреватель, 2 –сепаратор, 3 конденсатор, 4 емкость Схема постепенного испарения, Где 1 куб, 2 –конденсатор, 3 емкость
Кривые ИТК и ОИ • • Кривые ИТК и ОИ • Кривая ОИ занимает определенное положение относительно кривой ИТК (рис. ). Поскольку процесс однократной перегонки является наи менее эффективным процессом разделения, кривая ОИ имеет минимальный угол наклона, т. е. аои < аитк. Кривые ИТК и ОИ пересекает кривую ИТК примерно при 30 % отгона фракций. Использование в промышленности принципа перегонки с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз позволяет достигать высокой четкости разделения нефти на фракции, непрерывности потока, а также экономного расходования топлива на нагрев сырья. Однако экспериментальное определение доли отгона и состава образовавшихся фаз при однократном испарении нефтяных смесей является длительной и дорогой операцией. Характерная взаимосвязь кривых ИТК и ОИ позволила разработать ряд расчетных методов перевода ИТК и ОИ. Наиболее распространен метод Обрядчикова и Смидович. Точки кривой ОИ находят по температуре выкипания t 50% на кривой ИТК и углу ее наклона а. ИТК
АРН 2 по ГОСТ 11011 85 Кривую ИТК определяют на приборе АРН 2, с колонкой четкой ректификации d=50 мм, высотой слоя проволочной насадки 1016 мм. Колонка имеет куб с электрической печью и конденсатор. Разделительная способность соответствует 20 ти теоретическим тарелкам. Аппарат состоит из куба 2 емкостью 1 л, ректификационной колонки 5, заполненной насадкой 7 из нихромовой проволоки диаметром 0, 5 мм, конденсатора пара 10, приемников 1 для отбора дистиллята; электронагревателя куба 1 с закрытой спиралью; термометра 3 для замера температуры в кубе; термометра 9 для замера температуры паров нефтепродуктов. Потери тепла колонки в окружающую среду компенсируются боковым электронагревателем 6, а также наличием изоляции 8. Нагрев куба и колонки регулируется автотрансформаторами
Состав нефти Групповой 1) Парафиновые УВ (алканы) 2) Нафтеновые УВ (циклоалканы) 3) Ароматические УВ (арены) 4) Гибридные УВ (смешанные) 5) Соединения с гетероатомами (O, S, N) 6) САВ – смолисто асфальтеновые вещества Определяется методом элюентной хроматографи: осаждением асфальтенов, разделением смол и масел на силикагеле в колонке.
Состав нефти Элементный Органическая масса- 98% С - 82 -87% Н – 10 -14% S – 0, 4 – 10 % О – 0, 1 – 3 % N – 0, 1 % В нефтях обнаружено более 60 микроэлементов, их содержание в %:
Скачать презентацию Химия нефти Ибрагимова Дина Абдулрафиковна доцент каф ХТПНГ
a6f9c3db94a57be5f4941f2014aeefb1.ppt