- •1. Предмет химии нефти и газа. Нефть и газ как природные объекты, источники энергии и сырье для переработки. Происхождение нефти.
- •2.Состав нефтей, физико-химические характеристики и классификация нефтей
- •Физико-химические характеристики
- •3. Химические проблемы разведки и бурения нефтяных и газовых скважин.
- •4. Химические проблемы эксплуатации нефтегазовых месторождений.
- •5. Особенности физико-химического воздействия на истощенные (обедненные) пласты.
- •6. Процессы первичной обработки и стабилизации водно-нефтяных эмульсий на месторождении.
- •7.Химические проблемы транспортировки и хранения углеродного сырья
- •8. Состав и общие свойства газообразных и жидких углеводородов.
- •Физические свойства и состав нефти.
- •9.Базовые принципы переработки нефти.
- •10. Ректификация углеводородных смесей и базовые фракции.
- •11. Основные свойства и характеристики топливных и масляных фракций
- •12. Бензин. Требования к нему и методы повышения качества.
- •13. Дизельное топливо и керосин. Требования к ним и способы повышения качества.
- •14. Базовые химические превращения ув смесей и фракций.
- •15. Основные термокаталитические превращения углеводородных фракций.
- •16. Основные химические свойства и реакции алканов, циклоалканов, алкенов и ароматичских углеводородов.
- •17. Особенности переработки высокосернистых нефтей.
- •18. Начала и сырье для нефтехимии.
- •19. Производство ароматических углеводородов.
- •20. Производство низших олефинов.
- •21. Основные направления использования низших олефинов
- •22. Основные направления применения ароматических углеводородов.
- •23. Важнейшие кислородсодержащие продукты нефтехимии
- •24.Полимеры нефтехимического происхождения. Их строения и свойства.
- •25. Присадки к топливам, маслам и полимерам.
- •26. Экологические проблемы, связанные с добычей, преработкой и применением нефти и газа
25. Присадки к топливам, маслам и полимерам.
Присадками называют химические соединения, добавление которых в небольших количествах заметно улучшает эксплуатационные свойства нефтепродуктов.
Присадки к топливам. Присадки к топливам по их назначению классифицируют на следующие типы: 1) улучшающие' процесс сгорания в двигателях; 2) сохраняющие свойства топлив при транспортировании и хранении; 3) препятствующие образованию кристаллов льда в топливе; 4) повышающие смазочную способность топлив; 5) антистатические; 6) препятствующие образованию отложений в топливной аппаратуре.
Для улучшения процесса сгорания в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от искры широко применяют тетраэтилсвинец. При высоких температурах, развивающихся в камерах сгорания двигателей, происходит разложение ТЭС на активные радикалы (свинцовые и этильные), которые вступают в реакции с пероксидами и разрушают их. Образующийся при этом оксид свинца окисляется в диоксид свинца, который затем вновь реагирует с молекулой пероксида. Следовательно, с помощью одной молекулы ТЭС разрушается большое число молекул пероксидов.
Главный продукт сгорания ТЭС — оксид свинца, для удаления которого применяют специальные вещества-выносители (этилбромид, дибромэтан, дихлорэтан и др.). Оксид свинца реагирует с выносителями, образуя летучие галогенсвинцовые •соединения. ТЭС вводят в бензин в виде смеси с выносителями, именуемой этиловой жидкостью.
Бензины, к которым добавляют этиловую жидкость, называют этилированными. При использовании этилированных бензинов происходит загрязнение воздушного бассейна продуктами неполного сгорания топлив, соединениями свинца. Чтобы предотвратить и уменьшить загрязнение атмосферы, во многих странах снижают содержание ТЭС в бензинах, сокращают потребление этилированных бензинов.
Для повышения цетанового числа дизельных топлив применяют органические нитраты (изопропил-, амил-, циклогексил-нитраты), однако в массовом масштабе их не производят.
Сохранение товарных свойств топлив при их хранении и транспортировании обеспечивают вводом в их состав антиокислителей— n-оксидифениламина; древесно-смоляного, получаемого сухой перегонкой древесины; ФЧ-16, представляющего фенольную фракцию, извлеченную из подсмольных вод полукоксования черемховских углей; биоцидных присадок, предотвращающих вредное влияние на топлива различных микроорганизмов.
Чтобы исключить образование кристаллов льда и их отложение на топливных фильтрах, к реактивным топливам добавляют метил- и этилцеллозольв, а также тетрагидрофуриловый спирт. Эти соединения смешиваются с водой, содержащейся в топливах, с образованием низкозастывающих смесей, которые проходят через фильтр п удаляются с газами сгорания.
Присадки, повышающие смазочную способность, добавляют к реактивным топливам. Введение присадок облегчает условия эксплуатации плунжерных насосов, подающих топливо в камеры сгорания и смазывающихся самим топливом. В качестве повышающей смазочную способность противоизносной присадки применяют концентрат нафтеновых кислот. К реактивным топливам добавляют также антистатические присадки, предотвращающие накопление зарядов статического электричества при хранении и перекачке топлива. Присадки этого типа увеличивают электропроводность топлива, образующиеся заряды не скапливаются в топливе, а уходят в заземленные стенки емкостей и трубопроводов.
Для того чтобы исключить засорение топливной аппаратуры нерастворимыми продуктами химических превращений топлив, используются диспергирующие присадки, с помощью которых продукты окисления топлив удерживаются в коллоидном состоянии или переводятся в раствор. Наиболее часто в качестве диспергирующих присадок применяются нафтенаты и сульфонаты бария и кальция, азотсодержащие соединения.
Присадки к маслам. Очистка минеральных масел, проведенная даже с помощью самых современных методов, не позволяет во многих случаях получить продукты, которые полностью удовлетворяли бы возросшим требованиям потребителей. Обеспечить необходимые эксплуатационные свойства удается с добавлением к базовому маслу различных присадок. По действию на смазочные масла присадки делят на: вязкостные; депрессорные; антиокислительные; антикоррозионные и антиржавейные; моющие (детергентные) и диспергирующие; противоизносные и противозадирные; антипенные.
Присадки, которые улучшают одновременно несколько свойств смазочных масел, называют многофункциональными.
Введение вязкостных присадок повышает вязкость масел, позволяет получить масла с более пологой температурной кривой вязкости.
Депрессорные присадки эффективно снижают температуру застывания масел и улучшают прокачиваемость при низких. темперaтypax.
Антиокислительные присадки (ингибиторы окисления) в зависимости от условий их применения делят на низкотемпературные, добавляемые к турбинным, трансформаторным, индустриальным маслам, и высокотемпературные, предназначенные для моторных масел. Эффективным низкотемпературным ингибитором окисления является ионол. В качестве высокотемпературных антиокислительных присадок применяют бариевые (ДФ-1) и цинковые (ДФ-11) соли сложных диэфиров дитио-фосфорных кислот, кальциевую соль диалкиларилдитиофосфорной кислоты и др.
Для подавления коррозии металлических поверхностей, вызываемой продуктами окисления, к маслам добавляют специальные антикоррозионные присадки, которые, как правило, представляют собой полярные вещества, адсорбирующиеся на металлических поверхностях и создающие защитный мономолекулярный слой. В качестве антикоррозионных присадок используют различные серо- и фосфорсодержащие соединения. Антиржавейные присадки защищают от воздействия атмосферной коррозии; их приготавливают на основе непредельных жирных кислот и их эфиров, солей нефтяных сульфокислот, окисленного петролатума.
Детергентные (моющие) и диспергирующие присадки предназначены для уменьшения количества образующихся в двигателях лаковых пленок и осадков. Моющие присадки содержат полярные группы и длинные алкильные цепи, обладающие сродством к маслам. Благодаря реакционной способности полярных групп моющие присадки могут адсорбироваться на металлических поверхностях деталей и тем самым препятствовать прилипанию сажеобразных и смолистых веществ, накапливанию лаковых пленок и осадков. Кроме того, моющие присадки взаимодействуют с промежуточными продуктами окисления— кето- и гидроксикислотами — и тем препятствуют последующей конденсации с выделением смол, лака и осадков
У диспергирующих присадок несколько иной механизм действия, чем у детергентных. Эти присадки хорошо растворимы в маслах и отличаются способностью диспергиропать и поддерживать во взвешенном состоянии большие количества твердых частиц.
Для улучшения смазывающей способности масел к ним добавляют противоизносные и противозадирные присадки, которые способствуют созданию прочного пограничного слоя в условиях граничной смазки. В качестве противоизносных присадок используют производные дитиофосфорной кислоты (ЭФО, ЛЗ-309/2), а в качестве противозадирных — производные ксан-тата этилена (ЛЗ-6/9, ЛЗ-23К) и осерненные масла (ОТП, осерненный октол).
Антипенные присадки предотвращают пенообразование масел, возникающее вследствие их энергичного перемешивания с воздухом. Механизм действия антипенных присадок заключается в снижении прочности поверхностных масляных пленок вследствие адсорбции на них молекул присадок.
Достоинство многофункциональных присадок заключается в том, что их применение позволяет отказаться от введения в масло большого числа присадок специфического назначения. Многофункциональные присадки представляют собой либо смеси присадок, либо сложные органические соединения, содержащие различные полярные функциональные группы, серу, фосфор, металлы. Примерами многофункциональных присадок могут служить: депрессатор АзНИИ-ЦИАТИМ-1, обладающий также антикоррозионными и моющими свойствами; присадка ДФ-11, которая характеризуется противоизносным, моющим, антиокислительным и антикоррозионным действием и др.