Слайд 1Характеристика нефти
Нефть – это смесь у/в различного состава или, это
раствор газообразных и твердых веществ в жидкости ( с физической
точки зрения)
Групповой состав нефти (химический): парафины, нафтены, ароматика, смолисто-асфальтеновые вещества (САВ).
Элементный состав нефти:
углерод 83-87%,
водород 12-14%,
сера 1-2%, кислород, азот,
почти нет минеральных примесей
Слайд 2Состав нефти
Элементный состав нефти (технический):
мальтены (легкие фракции, растворяющиеся в петролейном
эфире)
асфальтены (растворимы в бензоле)
карбены (растворимы в хинолине)
карбоиды (нерастворимы ни в чем)
Мальтены и асфальтены
содержаться в природной нефти, а карбены и карбоиды являются продуктами термической деструкции у/в сырья в технологических условиях.
Слайд 3Фракционный состав нефти
Нефть легко разделяется на фракции по температурам кипения.
При этом не происходит разрушения углеводородов, по крайней мере при
атмосферном давлении.
Фракции нефти:
бензиновая tкип<2000C
лигроиновая tкип=150-2000C
керосиновая tкип=180-3000C
газойлевая tкип=250-3500C
Остаток атмосферной перегонки нефти – мазут. Далее мазут подвергают вакуумной перегонке. Фракции мазута различаются по вязкости. Остаток после перегонки мазута – гудрон.
Слайд 4Групповой состав нефти
Алканы СnH2n+2 составляют значительную часть нефти и попутного
газа. Выделены алканы от CH4 до С33H68.
Циклоалканы (нафтены) СnH2n составляют
большую часть нефти.
Арены от 15%-50%
моноциклические
полициклические
По мере увеличения tкип. фракции в остаток
накапливается большое количество
многоядерных циклоалкановых и ареновых
структур.
Они могут взаимодействовать друг с другом,
давая гибридные соединения.
Слайд 5Гетероатомы нефти
S (0,1-4% масс.) входит в состав нефти в виде
элементарной серы, H2S, меркаптанов, сульфидов, тиофенов.
N (0,02-0,6% масс.)входит в состав
нефти в виде гетероциклов или ароматического амина (пиридин, анилин, пиррол).
O (1-2% масс.)входит в состав нефти в различных функциональных группах (кислоты, спирты, кетоны, эфиры).
Смолисто-асфальтеновые вещества (САВ)
асфальтены (ядро)
смолистые вещества
переходная зона
дисперсионная среда (нефть)
Слайд 6Технологическая характеристика нефти
В основу классификации нефти положены следующие показатели:
общее содержание
серы;
содержание парафина;
выход светлых фракций (выкипающих до t=3500C);
содержание базовых масел;
индекс вязкости
базовых масел.
Слайд 7Содержание серы и парафинов
1. Содержание серы определяется путем сжигания навески
в кварцевой трубке и улавливания газообразных продуктов.
По содержанию серы нефти
делят на 3 типа:
I – ≤0,5% малосернистые нефти
II – 0,51-2,0% сернистые нефти
III – >2,0% высокосернистые нефти
2. Содержание парафина определяют путем его осаждения или экстракции селективными растворителями.
По содержанию парафина нефти делят на 3 вида:
П1 – ≤1,5% низкопарафинистые нефти
П2 –1,51-6,0 среднепарафинистые нефти
П3 – >6,0 высокопарафинистые нефти
Слайд 8Выход светлых фракций
Кривая ИТК строится на основе экспериментальных данных: при
разгонки нефти отбираются 100С или 3% фракции.
Выход фракции 250-3500С по
ИТК:
ω=44-26=18% (масс.)
Фракция с вязкостью 12,5 мм2/с будет иметь выход:
ω=55-44=11% (масс.)
Считая, что выход всех предыдущих фракций (до первой масляной составил 44%)
Выход светлых фракций определяют в виде массовой доли по кривой
истинной температуры кипения (ИТК).
Рисунок - Связь ИТК и вязкости при 500С
(ν50) с выходом фракций
Слайд 9Содержание базовых масел
Содержание базовых масел – определяется с помощью кривой
ИТК. В данном случае основным показателем отбираемых фракций является вязкость.
По потенциальному содержанию базовых масел нефти делят на 4 группы:
Выход: на нефть на мазут (>350)
М1 – >25% >45,0
М2 – 15-24,9% >45,0
М3 – 15-24,9% 30,0-44,9
М4 – <15% <30,0
Выход базовых масел и индекс вязкости являются важной характеристикой нефти, служащей сырьем для получения масел.
Слайд 10Индекс вязкости
Индекс вязкости базовых масел (безразмерный) – характеризует изменение вязкости
при нагревании жидкости при стандартных температурах (как правило, 500С и
1000С). чем меньше изменяется индекс вязкости при изменении температуры, тем качественнее нефть.
По индексу вязкости нефти делят на 4 подгруппы:
И1 – >95
И2 – 90-95%
И3 – 85-89,9%
И4 – <85%
Слайд 11Классификация нефтей
1) Генетическая классификация (по соотношению остатков высших и
низших растений в составе нефти)
сапропелито-гумитовые нефти
сапропелевые
гумито-сапропелевые
2) Классификация по групповому составу
парафиновые
парафино-нафтеновые
нафтеновые
парафино-нафтено-арматические
нафтено-ароматические
ароматические
Слайд 12Показатели Технологической классификации
Слайд 13Технологическая классификация
3) Технологическая классификация (по основным технологическим показателям)
Например, нефть марки
IIТ1М2И1П2 - это
нефть сернистая (0,51-2,0%) с высоким выходом светлых фракций
(>55%), средним содержанием масел (15-25%) и парафина (1,5-6,0%) и высоким значением индекса вязкости (>95) при переработки этой нефти необходимо удалять серу, депарафинизировать, переработывать нефть по моторному варианту, затем выделять масла в соответствии с индексом вязкости.
Слайд 14Состав природного газа
Выделяют:
Газовые месторождения
попутные нефтяные газы (выделяют при добыче нефти)
«сухие»
(на 98% состоят из СН4)
«жирные» (кроме СН4 содержат до 50%
С2С4)
растворенные газы (выделяют из нефти при определенных условиях)
Газоконденсатные месторождения – нефть, растворенная в сжатом газе; содержит легкие у/в
Кроме СН4 в газах содержатся CO2 (0,17%), N2 (0,4 30%), H2S (315%), O2 (в виде примесей), инертные газы (Ar, Kr, Xe, Ne)
Слайд 15Использование природного газа
Теплота сгорания «сухих» газов – 35 МДж/м3, «жирных»
газов – от 42 до 60 МДж/м3.
Из «жирных» газов
получают газовый бензин (сжиженная под давлением р=0,4-0,6 МПа пропан-бутановая фракция).
«Сухой» газ используется для сжигания в промышленности и является химически ценным сырьем.
Слайд 16Основные реакции CH4
хлорирование:
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl хлористый метил
CH3Cl +
Cl2 CH2Cl2 + HCl хлористый метилен
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3
+ HCl хлороформ
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl четыреххлор-ый углерод
нитрование (действие рз. HNO3) нитропарафины
окисление:
CH4 + O2 CH3OH метанол
CH4 + O2 HCOH + H2O формальдегид
крекинг:
CH4 C + 2H2 (t=10000C, без O2) сажа
2CH4 C2H2 + 3H2 (t=15000C) ацетилен
конверсия (получение синтез-газа CO+H2):
CH4 + H2O CO + 3H2 синтез-газ
CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 синтез-газ
