Нефтепродукты и область их применения

В 21 веке нефть и нефтепродукты являются неотъемлемой частью жизни людей. Без нефтепродуктов не обходится ни одна сфера человеческой деятельности. Нефтепродукт – это не только смесь углеводородов, но и химическое соединение, которое получают из нефти. Главные виды нефтепродуктов:

  • топливо (бензин, керосин, дизельное топливо)
  • ГСМ
  • растворители
  • нефтехимическое сырье
  • электроизоляционные составы.

Любые нефтепродукты получают методом перегонки нефти. Вследствие перегонки из первичного сырья выделяются разные газообразные вещества. Главное устройство для перегонки — ректификационная колонна.

Нефтяные топлива

Большая популярность нефтяных фракций как топлива обусловлена высоким уровнем их теплоты сгорания, а также не высокой ценой и удобным использованием.

В процессе сгорания одного килограмма нефтяного топлива можно получить не менее 41670 кДж тепла, в то время как при сгорании такого же количества угля — примерно 33 330 кДж тепла, а древесины – лишь 19 500 кДж. Уровень себестоимости добычи нефтепродуктов примерно в 6 раз меньше, чем угля.

Также жидкие топлива обладают рядом достоинств перед твердыми, в особенности в процессе перевозки и применения. Любое топливо для двигателей и разных топочных устройств должно отвечать таким условиям:

  • при сгорании должно выделяться наибольше количество тепла за конкретное время. Процесс их горения должен быть плавным и полным, при этом должно образовываться наименьше количество токсичных и коррозионно-агрессивных соединений и отложений
  • своевременно должны образовываться однородные смеси паров топлива с воздухом, уровень испаряемости должен быть оптимальным
  • топливо должно бесперебойно подаваться по системе питания в силовой агрегат в различных погодных условиях. Не должно возникать проблем с транспортировкой и хранением
  • эксплуатационные свойства не должны ухудшаться со временем
  • температура застывания и помутнения должна быть низкой
  • в составе не должно быть коррозионно-агрессивных и механических примесей
  • не высокая цена. 
  • для поршневого мотора с принудительным зажиганием (автомобильный и авиационный бензин)
  • для поршневого двигателя с воспламенением от сжатия (дизельное топливо для быстроходных и тихоходных моторов)
  • для реактивного двигателя (дозвуковая и сверхзвуковая авиация)
  • для газотурбинного мотора и установок (транспортных и стационарных);
  • для котельных установок (транспортных и стационарных).

Нефтяное масло

Нефтяное масло — это жидкая смесь высокомолекулярных углеводородов с очень высокой температурой кипения в пределах 300—600 °C. В основном это алкилнафтеновые и алкилароматические масла, которые получают в процессе переработки нефти.

В состав масел входят предельные, нафтеновые, ароматические и гибридные углеводороды, а также металлорганические и гетеропроизводные. С повышением вязкости и плотности нефтяного масла, усложняется его состав.

Так как разделить фракции на отдельные компоненты очень сложно, то определяют количество отдельных групп соединений. Выделяю такие виды нефтяных масел:

  • остаточные 
  • дистилляционные 
  • компаундированные
  • консервационные
  • изоляционные
  • белые 
  • смазочные. 

Именно из нефтяных масел производят смазочные и смазочно-охлаждающие материалы, а также гидравлические жидкости.

Нефтяное сырье

В последние годы набирает популярность способ преобразования исходного нефтяного сырья в более дорогостоящие продукты при помощи гидрокрекинга.

В результате такого процесса получают масла, себестоимость которых более низкая, а свойства приближены к синтетическим.

По областям применения делятся на смазочные масла, электроизоляционные масла и консервационные масла. Используются также в косметической промышленности.

Чтобы придать особые свойства нефтяным маслам, в них вносят специальные присадки. Из нефтяных масел производят пластичные и технологические смазки, специальные жидкости, к примеру, смазочно-охлаждающие жидкости.

В процессе перегонки нефти типичного состава получают:

  • 31% бензиновых фракции
  • 10% керосиновых
  • 51% дизельных
  • 20% базового масла
  • 15% мазута. 

Все перечисленные фракции представляют собой основу для производства товарных нефтепродуктов. Перечень товарных нефтепродуктов довольно обширен и разнообразен. Российская промышленность выпускает как минимум 500 наименований нефтепродуктов.Специалисты делят их на:

  • светлые — бензин, керосин, топливо для реактивных моторов, дизельное топливо
  • темные — масло и мазут
  • пластичные смазки
  • нефтехимические продукты.

Любой вид топлива имеет свои свой¬ства, которые обусловлены методом их сжигания.Главным использованием нефти можно назвать изготовление топлив и масел (примерно 0,7-0,8 т/т нефти). Помимо этого, в процессе переработки нефти изготавливают:

  • парафины
  • церезины
  • воски
  • вазелины
  • пластические смазки
  • битумы
  • нефтяной кокс
  • прочие нефтепродукты разного назначения. 

Однако в числе самых важных целей современной нефтеперерабатывающей отрасли значится обеспечение сырьем нефтехимических заводов.

В то время как перечень главных топлив можно фактически заменить в обозримом будущем на альтернативные виды, к примеру, водород, природный газ, сжиженный газ, топливо из метанола, то заменить нефтяное сырье, предназначенное для изготовления различных нефтехимических продуктов маловероятно. Стоит отметить, что доля нефти, а именно, самые дорогих нефтяных фракций, которые используются для создания нефтехимического сырья, демонстрирует динамику к увеличению в большей части развитых государств.

Нефтяной кокс

Это соединение представляет углерод нефтяного происхождения, а именно твёрдый остаток вторичной переработки нефти или нефтепродуктов.

Он применяется для создания электродов и коррозионностойких аппаратов, в качестве восстановителя в процессе получения ферросплавов.

Нефть и важнейшие нефтепродукты: их состав, области применения, виды нефти

Нефтяной кокс – это продукт твердой консистенции, имеющий темно-серый или почти черный цвет. Его получают в процессе коксования нефтяного сырья.

К основным показателям относятся:

  • количество S серы
  • количество золы
  • количество влаги
  • объем летучих веществ
  • гранулометрический состав
  • уровень механической прочности.
  • малосернистые (до 1% серы)
  • сернистые (до 2% серы) 
  • высокосернистые (свыше 2% серы)
  • малозольные (до 0,5% золы)
  • среднезольные (0,5-0,8% золы)
  • высокозольные (свыше 0,8% золы)
  • кусковой (частицы имеют размер свыше 25 мм)
  • «орешек» (от 6 до 25 мм)
  • мелочь (до 6 мм).

Где же применяется нефтяной кокс? К основным сферам его использования можно отнести:

  • производство алюминия. В этом процессе кокс является восстановителем (анодная масса) в ходе выплавки алюминия из алюминиевых руд (бокситов). Количество необходимого кокса колеблется в пределах 550 — 600 кг/т алюминия
  • производство электродов для сталеплавильных печей
  • производство карбидов (кальция, кремния), используемых в процессе изготовления ацетилена
  • производстве шлифовочных материалов
  • производство проводников, огнеупоров
  • высокосернистые коксы пригодны в качестве восстановителей и сульфидирующих агентов
  • особые сорта кокса применяются в качестве конструкционного материала для производства химической аппаратуры, которая должна работать в условиях агресивных сред, к примеру, в ракетной технике.

Прежде чем приступить к использованию нефтяного кокса его необходимо облагородить (прокалить) на нефтеперерабатывающих комбинатах.

В процессе прокаливания испаряются летучие фракции и часть гетероатомов (к примеру, S и V), уменьшается показатель удельного электрического сопротивления.

Даже пищевая промышленность использует нефтяной кокс в процессе изготовления сахара, как заменитель доменного кокса.

Плотность нефтепродуктов

НЕФТЕПРОДУКТЫ ПЛОТНОСТЬ ПРИ 20* С, г/см3
Авиационный бензин 0,73-0,75
Автомобильный бензин 0,71-0,76
Топливо для реактивных двигателей 0,76-0,84
Дизельное топливо 0,80-0,85
Моторное масло 0,88-0,94
Мазут 0,92-0,99
Нефть 0,74-0,97

Добыча и переработка нефти вот уже на протяжении двух веков занимает значимое место в мировой экономике. Это важная тема, которой интересуются многие. Но не все знают о том, какие сферы и области применения нефти существуют. Об этом мы расскажем в данной статье.

Нефть, как и многие другие вещества, стала известна человеку много столетий назад. Но именно нефть прозвали «черным золотом» за её неоценимые свойства и способность к переработке. В следствии нефтепереработки получают множество полезных продуктов и материалов, которые нашли свое применение в различных областях. Что же собой представляет это вещество?

Нефть – это горючая жидкость маслянистой структуры. В природе можно встретить нефть различных цветов. Да, в большинстве случаев это темно-коричневая или черная жидкость, но встречается и желтая, зеленая или вообще белая (так называемая «белая нефть»). Состоит данное вещество из жидких углеводородов, азотных элементов, органических кислот и множества других химических соединений.

Предлагаем ознакомиться  Новинки в ювелирных украшениях

Практически каждое изделие или продукт, которым мы пользуемся, имеет в своем составе продукты переработки нефти. И, чтобы это доказать, опишем самые популярные сферы и области применения нефти.

  1. Разные виды топлива – основной продукт нефтепереработки. Нефтепереработка включает в себя множество сложных взаимосвязанных процессов, в следствии которых получают жидкое топливо (бензин, дизельное топливо, керосин и мазут) и сырье для дальнейшей переработки.
  2. Второе место по праву занимает пластмасса (пластик). Каждый день мы пользуемся пластиковыми контейнерами, различными пакетами и мешками из пластмассы. Все они сделаны из нефти. Пластик очень удобен, так как он легко принимает любую форму и имеет свойства, полезные для производства бытовых предметов.
  3. Синтетические ткани. На данный момент, существуют разные искусственные волокна (нейлон, акрил, полиэстер) из которых делают одежду. Они имеют прекрасные свойства для производства самой разной одежды, начиная от белья и заканчивая обувью.
  4. Нефть также используется в сыром, не переработанном виде для строительства трубопроводов и линий электропередач.
  5. Синтетически каучуки. Продукты переработки нефти служат сырьем для производства и этого вещества. Из каучука в последствии делают шины для различного транспорта.
  6. Солнечные батареи. Панели, на которые наносят фотоэлементы для преобразования солнечной энергии, производят из нефтепродуктов.
  7. Пищевые продукты. Из нефти научились производить синтетический белок, который стал более дешевой заменой животному белку. Парафиновые смолы, которые также получают из нефти, используют для производства жевательной резинки.
  • Нефтепродукты и область их применения 
  • НЕФТЕПРОДУКТЫ —  смеси различных газообразных, жидких и твердых углеводородов, получаемые из нефти и нефтяных попутных газов. Разделяются на следующие основные группы:
  • -Топлива
  • -нефтяные масла
  • — нефтяные растворители
  • -твердые углеводороды
  • -битумы нефтяные
  • -прочие нефтепродукты
  •  К топливам 
    относят углеводородные газы, бензины, 
    топливо для воздушно-реактивных 
    двигателей, дизельные топлива, котельные 
    топлива и др.

Сферы и области применение нефти. Где применяется нефть?

       В качестве растворителей используют узкие бензиновые и керосиновые фракции, полученные прямой перегонкой нефти.

Растворители применяют в резиновой промышленности, для приготовления клея, экстрагирования масел из семян и жмыхов, изготовления лаков и красок, при получении поливинил-хлорида и т.д.

Осветительные керосины -прямогонные керосиновые фракции, применяемые в осветительных и калильных лампах и как бытовое топливо.

      К твердым углеводородам относят парафин, церезин и озокерит и их смеси с маслами.

      Битумы представляют собой твердые или вязкие жидкие вещества, получаемые из остаточных продуктов нефтепереработки (из остатков после перегонки смолистых нефтей, из гудронов и др.).

       Прочие нефтепродукты включают: кокс нефтяной, пластичные смазки, углерод технический, углеводороды (бензол, толуол, ксилолы и др.), а также асидол (в т.ч. мылонафт), различные фракции перегонки нефти и продукты их переработки (в частности, алкилат, нефтяные смолы)и др.

      Часть товарных нефтепродуктов вырабатывают непосредственно из нефти или различных нефтяных фракций и остатков; многие нефтепродукты (напр.

, авто- и авиабензины, котельные топлива, масла) получают смешением (компаундированием) отдельных компонентов-продуктов переработки нефти.

Смешение компонентов позволяет производить товарный продукт необходимого качества и при этом рационально использовать свойства каждого компонента. 

  1. Конечные 
    продукты нефтепереработки
     
  2.        Нефтеперерабатывающие заводы составляют смеси нефтепродуктов, добавляют необходимые присадки, обеспечивают кратковременное хранение и подготавливают их для загрузки на грузовики, баржи, корабли и вагоны.
  3.        Газообразное 
    топливо
    , такое как пропан, загружается и транспортируется к потребителям в жидкой форме под давлением в специализированных вагонах.

Жидкое топливо проходит смешивание (автомобильное и авиационное горючее, керосин, различные виды топлива для авиационных турбин, дизельные топлива получаются путем добавления цветных присадок, детергентов, антидетонационных присадок, оксигенатов и фунгицидных добавок в соответствующих пропорциях). Доставляется на автоцистернах, баржах, поездах и танкерах. Может быть транспортировано к потребителю по трубам, к примеру авиационное топливо в аэропорт или к поставщику в мульти-продуктных трубах.

       Смазки (светлые машинные масла, моторные масла и различные смазочные материалы получаются путем добавления стабилизаторов вязкости в необходимых количествах) обычно транспортируются в насыпной форме до прилегающей станции затаривания.

       Парафин, используется, наряду с прочим, при упаковке замороженных пищевых продуктов. Может быть доставлен в насыпной форме для дальнейшей упаковки в блоки.

Сера (или серная кислота), побочные продукты очистки нефти, могут содержаться в количестве до нескольких процентов в виде органических серосодержащих включений. Сера и серная кислота — полезные промышленные материалы. Серная кислота обычно транспортируется и поставляется в виде кислотного прекурсора олеум.

       Сыпучий дёготь доставляется на упаковочные заводы для дальнейшего использования в многослойной мягкой кровле с верхним покрывным слоем из дёгтебетона и других нужд.

       Асфальт — используется как связующее вещество для щебня при изготовлении асфальтобетона, который используется при строительстве дорог, и т. д. Транспортируется и поставляется в сыпучем виде.

       Нефтяной кокс, используется в различных углеродных продуктах, таких как некоторые виды электродов и твердое топливо.

Нефть и важнейшие нефтепродукты: их состав, области применения, виды нефти

       Нефтехимикаты или нефтехимическое сырьё, часто отправляют на дальнейшую переработку. Нефтехимикаты могут быть олефинами, их прекурсорами или различными типами ароматических нефтехимикатов. 

Нефтехимикаты обладают большим спектром применений. Они часто используются в качестве мономеров или сырья для их изготовления. Олефины, такие как альфа-олефины и диены, часто используются как мономеры, ароматические углеводороды так же могут быть использованы как прекурсоры мономеров. Затем мономеры проходят полимеризацию в различные виды полимеров.

Полимерные материалы могут быть пластмассами, эластомерами или волокнами. Некоторые полимеры используются в качестве гелей и смазок. Нефтехимикаты также находят применения в качестве растворителей или сырья для их производства, прекурсоров для широкого диапазона веществ, таких как машинные жидкости, ПАВы для очистителей и т. д.

Физико – химические свойства нефтепродуктов 

Для оценки качества нефтепродуктов определяют ряд их физико-химимических свойств. 

К числу важнейших физ. свойств относят: вязкость, плотность и фракционный состав. Для установления последнего нефтепродукты перегоняют со строго определенной скоростью из колбы стандартных форм и размеров.

Фракционный состав представляют в виде зависимости между температурой паров нефтепродуктов в колбе и количеством конденсата (нефтепродукты, сконденсировавшегося в холодильнике и собранного в приемнике).

Для бензинов обычно приводят пять точек: температуру начала кипения и температуры выкипания 10%, 50%, 90% и 97,5% топлива. Для некоторых других нефтепродуктов, напр. дизельных топлив, часто указывают количество вещества, выкипающего до определенной заданной температуры, напр.

Нефть и важнейшие нефтепродукты: их состав, области применения, виды нефти

до 360 °С Фракционный состав масел обычно определяют при пониженном давлении (в вакууме) во избежание разложения высококипящих фракций при температурах их кипения. 

Измеряют также давление (упругость) паров (гл. обр. для бензинов) в стальной бомбе при соотношении объемов жидкой и паровой фаз 1:4 при 38 °С. Обычно в технических условиях ограничивают верх. значение давления паров, как меру предотвращения образования «паровых пробок» в топливной системе двигателя.

Цвет характеризует качество очистки нефтепродуктов от смолистых и других окрашенных веществ; при этом цвет нефтепродуктов сравнивают с цветом специально окрашенных стекол. 

Дуктильность, или растяжимость, битумов характеризует их способность растягиваться, не обрываясь, в тонкие нити под влиянием приложенной силы; определяется в спец. приборе (дуктилометре) путем растягивания образца битума стандартной формы с определенной скоростью при 25 °С. 

К важнейшим хим. свойствам нефтепродуктов относят: содержание серы, смол, парафина, др. показатели. 

Содержание серы определяют несколькими способами. Для светлых нефтепродуктов наиболее распространен ламповый метод: навеска нефтепродукта сжигается в лампочке известной массы; продукты сгорания поглощаются титрованным раствором NaHCO3, избыток которого оттитровывают раствором НСl.

Метод иногда используют и для темных нефтепродуктов, которые предварительно разбавляют каким-либо легким нефтепродуктом с известным содержанием серы. Чаще навеску темного нефтепродукта сжигают в калориметрической бомбе в атмосфере О2 и количество образовавшихся ионов SO42- определяют гравиметрически после осаждения их хлоридом Ва.

Нефть и важнейшие нефтепродукты: их состав, области применения, виды нефти

Присутствие в нефтепродуктах агрессивных сернистых соединений, в частности элементной серы и меркаптанов, обнаруживают по изменению цвета медной пластинки после контакта ее с испытуемым нефтепродуктом.

Иногда пользуются так называемой докторской пробой, когда наблюдают изменение цвета элементной серы под влиянием продуктов взаимодействия с Na2PbO2 меркаптанов и H2S, имеющихся в нефтепродукте. 

В некоторых маслах и тяжелых остаточных топливах определяют так называемые акцизные смолы — вещества, способные реагировать с концентратом H2SO4 в строго регламентируемых условиях опыта.

В бензинах, реактивных и дизельных топливах определяют количество фактических смол, для чего навеску топлива испаряют в струе воздуха или водяного пара, а остаток взвешивают. 

Содержание парафина устанавливают следующим образом: навеску нефтепродукта растворяют в подходящем растворителе, в бензине, раствор охлаждают до температуры от — 20 до — 40 °С и осаждают твердые углеводороды этанолом или пропанолом. Осадок отделяют на фильтре, охлаждаемом до заданной температуры, промывают смесью этанола с бензином для удаления масла и растворяют в петролейном эфире. Последний отгоняют и остаток взвешивают.

Предлагаем ознакомиться  Добыча доломита в россии

Устойчивость к окислению бензинов и некоторых других продуктов характеризуют величиной индукц. периода-интервалом времени, в течение которого испытуемый нефтепродукт, находящийся в атмосфере О2 под давлением 0,7 МПа при 100 °С, практически не окисляется.

Устойчивость к окислению некоторых реактивных топлив оценивают по количеству осадка, образующегося при жидкофазном окислении его в спецприборе в течение 4 ч при 150°С, моторных масел -по изменению механгических свойств тонкой пленки масла, находящегося на металлической поверхности в контакте с воздухом при 260 °С.

Коррозионную активность масел оценивают по изменению массы (г/м2) металлической пластинки при воздействии на нее в течение 50 ч нагретого до 140°С испытуемого масла, слой которого периодически соприкасается с кислородом воздуха. О коррозионных свойствах топлив судят обычно по наличию или отсутствию в них активных сернистых соединений, что устанавливают с помощью медной пластинки.

Нефть: химический состав, свойства и применение

Нефть представляет собой вязкую маслянистую горючую жидкость почти черного цвета с бурым или зеленоватым оттенком и характерным запахом. В воде нефть не растворяется, а при интенсивном перемешивании образует стойкие, медленно рассасывающиеся эмульсии.

Она представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большинство (80-90 %) – жидкие углеводороды, а остальные – растворенные углеводородные газы (до 10%), минеральные соли, растворы солей органических кислот, механические примеси.

нефть и продукты ее переработки используются практически во всех отраслях народного хозяйства: на транспорте, в медицине, сельском хозяйстве, строительстве, легкой и пищевой промышленности.

Основную массу вещества нефти составляют углеводороды, которые отличаются друг от друга различным содержанием углерода и водорода в молекуле, а также ее строением. Углеводороды нефти относятся к следующим группам: парафиновые, нафтеновые, ароматические.

  • Сырая нефть — жидкая природная ископаемая смесь углеводородов широкого физико-химического состава, которая содержит растворенный газ, воду, минеральные соли, механические примеси и служит основным сырьем для производства жидких энергоносителей (бензина, керосина, дизельного топлива, мазута), смазочных масел, битумов и кокса.
  • Товарная нефть — нефть, подготовленная к поставке потребителю в соответствии с требованиями действующих нормативных и технических документов, принятых в установленном порядке.
  • Химический состав нефти.

Качество сырой нефти и получаемых нефтепродуктов зависит от ее состава. В химическом отношении нефть представляет собой сложную смесь углеводородов. Кроме углерода и водорода в нефти содержится: сера, кислород, азот и следы металлов.

Углеводородный состав нефти. Основную массу вещества нефти составляют углеводороды, которые отличаются друг от друга различным содержанием углерода и водорода в молекуле, а также ее строением. Углеводороды нефти относятся к следующим группам: парафиновые, нафтеновые, ароматические.

Парафиновые углеводороды являются насыщенными соединениями.

Нафтеновые (циклопарафины) углеводороды.

Ароматические углеводороды. Называют все соединения, в молекулах которых есть бензольное кольцо.

Сернистые соединения в нефти. Сернистые соединения в том или ином количестве встречаются во всех нефтях. В некоторых случаях их содержание достигает 6%.

Кислородные соединения в нефти. Атомы кислорода в нефти входят в следующие соединения: нафтеновые кислоты, соединения фенольного характера, эфиры, смолистые вещества.

Азотистые соединения в нефти.

Свойства нефти.

Нефть обладает одним важным свойством – способностью гореть и выделять тепловую энергию. В воде нефть не растворяется, а при интенсивном перемешивании образует стойкие, медленно рассасывающиеся эмульсии.

Плотность нефти и нефтепродуктов зависит от содержания в них легких и тяжелых фракций. Плотность API.

Чем больше величина плотности в API , тем легче соединение.

Молекулярная масса – среднее арифметическое молекулярных масс веществ, входящих в нефть. Зависит от химического и фракционного состава нефти.

Температура кипения – зависит от фракционного состава.

Тепловые свойства – удельная теплоемкость, удельная скрытая температура испарения.

Фракционный состав нефти. Характеристика фракций.

Важным показателем качества нефти является ее фракционный состав.

Фракция – часть нефти, выкипающая в определенном интервале температур. Каждая фракция характеризуется температурой начала кипения (н.к.) и конца кипения (к.к.).

Разделение нефти на фракции основано на том, что различные углеводороды, входящие в ее состав, кипят при разной температуре. Вначале выкипают легкие углеводороды, входящие в состав бензина, затем более тяжелые компоненты реактивного топлива, керосина, далее – еще более высококипящие углеводороды, из которых вырабатывают дизельное топливо.

Нефтепереработка– многоступенчатый процесс физической и химической обработки сырой нефти, результатом которого является получение комплекса нефтепродуктов. Переработку нефти осуществляют методом перегонки, то есть физическим разделением нефти на фракции.

  1. Фракции, получаемые при прямой перегонке, называют светлыми дистиллятами. Обычно при прямой перегонке получают следующие фракции, название которым присвоено в зависимости от направления их дальнейшего использования:
  2. — бензиновая фракция (газолин) – 50 – 140 °С;
  3. — лигроиновая фракция (тяжелая нафта) – 110 – 180 °С;
  4. — керосиновая фракция – 140 – 280 °С;
  5. — дизельная фракция (легкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят) – 180 – 350 °С.

Выход бензина при прямой перегонке составляет от 5 до 20 % от массы нефти. Остаток после отбора светлых фракций называется мазутом. Мазут и получаемые из него фракции называются темными. Нефти различных месторождений заметно различаются по фракционному составу, содержанию темных и светлых фракций.

ПОИСК

    Важнейшие нефтепродукты и их применение. Основными видами нефтепродуктов являются  [c.216]

    Перечислить важнейшие нефтепродукты и указать их применение, [c.217]

    Назовите важнейшие нефтепродукты и укажите области их применения. [c.523]

Качество важнейших нефтепродуктов и прежде всего моторных топлив и смазочных материалов в настоящее время является ключевой проблемой в нефтеперерабатывающей промышленности. Как было показано в 15— 18, проблема качества нефтепродуктов тесно увязана с условиями их применения и эксплуатации в двигателях и машинах. [c.103]

    В книге рассмотрены свойства нефти, углеводородных газов п важнейших нефтепродуктов. Описаны технологические схемы переработки нефти и газов, их аппаратурное оформление, контроль и регули рование, экономика и техника безопасности. [c.2]

    Чем различаются важнейшие нефтепродукты по химическому [c.50]

В нефтеперерабатывающей промышленности для получения ряда важнейших нефтепродуктов и повышения их качества широко применяют химические процессы. Использование химических процессов обеспечивает более глубокую переработку нефти с получением светлых нефтепродуктов в количествах, превышающих их содержание в исходной нефти в 1,5 — 2 раза. [c.618]

    Производство важнейших нефтепродуктов в США в 1956 г. [24] [c.9]

    Нефтяные топлива разделяются на моторные, или светлые нефтепродукты, применяемые для сжигания в двигателях, и котельные — для сжигания в топках паровых котлов и в промышленных печах.

Первые из них разделяются в свою очередь на карбюраторные, дизельные и топлива для реактивных авиационных двигателей. Карбюраторным топливом для двигателей внутреннего сгорания с карбюраторами является бензин.

Бензин в настоящее время — это важнейший нефтепродукт, так как служит топливом для двигателей, устанавливаемых на автомашинах и винтомоторных самолетах. Авиационный бензин является более легким, плотность его 0,73— 0,76 г/с.и , т. кип.

40—180° С, автомобильный — более тяжелым, плотность его 0,74—0,77 г см, т. кип. 50—200° С. Важнейшей характеристикой бензина как топлива является его стойкость к детонации. [c.210]

Химия нефти

Страница 1 Страница 2 Страница 3

Знание химического состава природных нефтяных систем служит отправной точкой для прогнозирования их фазового состояния и свойств фаз при различных термобарических условиях, соответствующих процессам добычи, транспортировки и переработки нефтяных смесей. Тип смеси — нефть, газоконденсат или газ — также зависит от ее химического состава и сочетания термобарических условий в залежи. Химический состав определяет возможное состояние компонентов нефтяных систем при данных условиях — молекулярное или дисперсное.

;Нефтяные системы отличаются многообразием компонентов, способных находиться в молекулярном или дисперсном состоянии в зависимости от внешних условий. Среди них встречаются наиболее и наименее склонные к различного рода межмолекулярным взаимодействиям (ММВ), что в итоге обусловливает ассоциативные явления и исходную дисперсность нефтяных систем при нормальных условиях.

Предлагаем ознакомиться  Доломит в природе

Химический состав для нефти различают как элементный и вещественный.

Основными элементами состава нефти являются углерод (83,5-87 %) и водород (11,5-14 %). Кроме того, в нефти присутствуют:

  • сера в количестве от 0,1 до 1-2 % (иногда ее содержание может доходить до 5-7 %, во многих нефтях серы практически нет);
  • азот в количестве от 0,001 до 1 (иногда до 1,7 %);
  • кислород (встречается не в чистом виде, а в различных соединениях) в количестве от 0,01 до 1 % и более, но не превышает 3,6 %.

Из других элементов в нефти присутствуют — железо, магний, алюминий, медь, олово, натрий, кобальт, хром, германий, ванадий, никель, ртуть, золото и другие. Однако, содержание их менее 1 %.

В вещественном плане нефть в основном состоит из углеводородов и гетероорганических соединений.

Алканы

Алканы или парафиновые углеводороды – насыщенные (предельные) УВ с общей формулой CnH2n 2. Содержание их в нефти составляет 2 — 30-70 %. Различают алканы нормального строения (н-алканы — пентан и его гомологи), изостроения (изоалканы — изопентан и др.) и изопреноидного строения (изопрены – пристан, фитан и др.).

В нефти присутствуют газообразные алканы от С1 до С4 (в виде растворённого газа), жидкие алканы С5 – С16, составляют основную массу жидких фракций нефти и твёрдые алканы состава С17 – С53 и более, которые входят в тяжёлые нефтяные фракции и известны как твёдые парафины. Твёрдые алканы присутствуют во всех нефтях, но обычно в небольших количествах — от десятых долей до 5 % (масс.), в редких случаях — до 7-12 % (масс.).

В нефти присутствуют всевозможные изомеры алканов: моно-, ди-, три — , тетразамещенные. Из них превалируют в основном монозамещенные, с одним разветвлением. Метилзамещенные алканы по степени убывания располагаются в ряд: 2-метилзамещенные алканы {amp}gt; 3-метилзамещенные алканы {amp}gt; 4-метил-замещенные алканы.

К 60-м годам относится открытие в нефтях разветвленных алканов изопреноидного типа с метальными группами в положениях 2, 6, 10, 14, 18 и т. д. Обнаружено более двадцати таких УВ в основном состава С9-С20.

Наиболее распространенными изопреноидными алканами в любых нефтях являются фитан С20Н42 и пристан С19Н40, содержание которых может доходтить до 1,0 -1,5 % и зависит от генезиса и фациальной обстановки формирования нефтей.

Таким образом, алканы в различных пропорциях входят в состав всех природных смесей и нефтепродуктов, а их физическое состояние в смеси — в виде молекулярного раствора или дисперсной системы — определяется составом, индивидуальными физическими свойствами компонентов и термобарическими условиями.

Циклоалканы

Циклоалканы или нафтеновые углеводороды – насыщенные алициклические УВ. К ним относятся моноциклические с общей формулой CnH2n, бициклические – CnH2n-2, трициклические – CnH2n-4, тетрациклические – CnH2n-6.

По суммарному содержанию циклоалканы во многих нефтях преобладают над другими классами УВ: их содержание колеблется от 25 до 75 % (масс.). Они присутствуют во всех нефтяных фракциях. Обычно их содержание растет по мере утяжеления фракций.

Общее содержание нафтеновых углеводородов в нефти растёт по мере увеличения ее молекулярной массы. Исключение составляют лишь масляные фракции, в которых содержание циклоалканов падает за счет увеличения количества ароматических углеводородов.

Из моноциклических УВ в нефти присутствуют в основном пяти- и шестичленные ряды нафтеновых УВ.

В низкокипящих бензиновых фракциях нефтей содержатся преимущественно алкилпроизводные циклопентана и циклогексана [от 10 до 86 % (масс.)], а в высококипящих фракциях — полициклоалканы и моноциклоалканы с алкильными заместителями изопреноидного строения (т.н. гибридные УВ).

Из полициклических нафтенов в нефтях идентифицировано только 25 индивидуальных бициклических, пять трициклических и четыре тетра- и пентациклических нафтена. Если в молекуле несколько нафтеновых колец, то последние, как правило, сконденсированы в единый полициклический блок.

Бицикланы С7-С9 чаще всего присутствуют в нефтях ярко выраженного нафтенового типа, в которых их содержание достаточно высоко.

Среди этих углеводородов обнаружены (в порядке убывания содержания): бицикле[3,3,0]октан (пенталан), бицикло[3,2,1]октан, бицикло[2,2,2]октан, бицикло[4,3,0]нонан (гидриндан), бицикло[2,2,1]гептан (норборнан) и их ближайшие гомологи. Из трицикланов в нефтях доминируют алкилпергидрофенантрены.

Тетрацикланы нефти представлены главным образом производными циклопентано-пергидрофенантрена — стеранами.

К пентацикланам нефтей относятся углеводороды ряда гопана, лупана, фриделана.

Достоверных сведений об идентификации полициклоалканов с большим количеством циклов нет, хотя на основе структурно-группового и массспектрального анализа можно высказать предположения о присутствии нафтенов с числом циклов, большим пяти. По некоторым данным, высококипящие нафтены содержат в молекулах до 7-8 циклов.

Различия в химическом поведении циклоалканов часто обусловлены наличием избыточной энергии напряжения. В зависимости от размеров цикла циклоалканы подразделяют на малые С3, С4 — хотя циклопропан и циклобутан в нефтях не обнаружены), нормальные (С5-С7), средние (C8-С11) и макроциклы (от C12 и более).

Так, при нагревании циклогептана с хлоридом алюминия образуется метилциклогексан, а циклогексан при 30-80°С превращается в метилциклопентан. Пяти- и шестичленные углеродные циклы образуются гораздо легче, чем меньшие и большие циклы.

Поэтому в нефтях встречается гораздо больше производных циклогексана и циклопентана, чем производных других циклоалканов.

На основе исследования вязкостно-температурных свойств алкилзамещенных моноциклогексанов в широком интервале температур выяснено, что заместитель по мере его удлинения уменьшает среднюю степень ассоциации молекул. Циклоалканы, в отличие от н-алканов с таким же числом углеродных атомов, находятся в ассоциированном состоянии при более высокой температуре.

Арены или ароматические углеводороды — соединения, в молекулах которых присутствуют циклические углеводороды с π–сопряжёнными системами. Содержание их в нефти изменяется от 10-15 до 50 %(масс.).

К ним относятся представители моноциклических: бензол и его гомологи (толуол, о-, м-, п-ксилол и др.

), бициклические: нафталин и его гомологи, трициклические: фенантрен, антрацен и их гомологи, тетрациклические: пирен и его гомологи и другие.

На основе обобщения данных по 400 нефтям показано, что наибольшие концентрации аренов (37 %) характерны для нефтей нафтенового основания (типа), а наименьшие (20 %) — для нефтей парафинового типа.

Среди нефтяных аренов преобладают соединения, содержащие не более трех бензольных циклов в молекуле.

Концентрации аренов в дистиллятах, кипящих до 500°С, как правило, снижаются на один-два порядка в следующем ряду соединений: бензолы {amp}gt;{amp}gt; нафталины {amp}gt;{amp}gt; фенантрены {amp}gt;{amp}gt; хризены {amp}gt;{amp}gt; пирены {amp}gt;{amp}gt; антрацены.

Общей закономерностью является рост содержания аренов с повышением температуры кипения. При этом арены высших фракций нефти характеризуются не большим числом ароматических колец, а наличием алкильных цепей и насыщенных циклов в молекулах. В бензиновых фракциях обнаружены все теоретически возможные гомологи аренов C6-C9.

Углеводороды с малым числом бензольных колец доминируют среди аренов даже в самых тяжелых нефтяных фракциях. Так, по экспериментальным данным моно-, би-, три-, тетра- и пентаарены составляют соответственно 45-58, 24-29, 15-31, 1,5 и до 0,1 % от массы ароматических углеводородов в дистиллятах 370-535°С различных нефтей.

Главное место среди нефтяных аренов бициклического строения (диарены) принадлежит прозводным нафталина, которые могут составлять до 95 % от суммы диаренов и содержать до 8 насыщенных колец в молекуле, а второстепенное — производным дифенила и дифенилалканов. В нефтях идентифицированы все индивидуальные алкилнафталины С11, С12 и многие изомеры С13-C15. Содержание дифенилов в нефтях на порядок ниже содержания нафталинов.

  • Из нафтенодиаренов в нефтях обнаружены аценафтен, флуорен и ряд его гомологов, содержащих метальные заместители в положениях 1-4.
  • Триарены представлены в нефтях производными фенантрена и антрацена (с резким преобладанием первых), которые могут содержать в молекулах до 4-5 насыщенных циклов.
  • Нефтяные тетраарены включают углеводороды рядов хризена, пирена, 2,3- и 3,4-бензофенантрена и трифенилена.