12. Азотистые соединения нефтей, их характеристика , распределение по фракциям нефти , химические свойства.
Содержание азота в нефтях составляет до 1,5 % масс. Азот входит в состав смолисто-асфальтеновых веществ нефти. При перегонке эти вещества могут разлагаться с образованием азотистых соединений, которые попадают в нефтяные фракции.
Азотистые соединения подразделяются на две группы:
- азотистые основания (Представлены в основном пиридином и хинолином )
- «нейтральные» (слабоосновные) соединения ( индол и карбазол )
Для количественного определения азота в нефтепродуктах обычно используют различные модификации метода Кьельдаля.
Содержание азота и серы в нефтяных фракциях возрастает с повышением их температуры кипения. Наибольшее их количество - в тяжелых остатках от перегонки.
Использование: азотистые основания используются как дезинфицирующие средства, антисептики, ингибиторы коррозии, добавки к смазочным маслам, битумам, как антиокислители.
Азотистые соединения в топливах вызывают повышенное лакообразование на деталях двигателя.
Азотистые соединения являются ядами, катализаторами нефтепереработки.
Удаляют азотистые соединения в процессе гидроочистки. Наиболее полно азотистые соединения удаляются из нефтяных фракций 25% раствором серной кислоты.
13. Кислородосодержащие соединения нефти , их характеристика , распределение по фракциям нефти.
Содержание кислорода в нефтях обычно составляет 1,5% масс и выше. Кислород в нефтях встречается в виде соответствующих соединений, в чистом виде его в нефтях нет. Это нафтеновые кислоты и фенолы, так же кислород входит в состав асфальтено смолистых веществ.
Нафтеновые кислоты - карбоновые кислоты циклического строения, малолетучие, маслянистые жидкости с резким неприятным запахом. Распределение кислот по фракциям неравномерно. Преобладают в легких и средних газойлевых фракциях. Нафтеновые кислоты нерастворимы в воде и легко растворяются в нефтепродуктах. Их содержание в нефтях характеризуется кислотными числами – кол-во СаОН в мг, которое пойдет на нейтрализацию 1 г нефтепродукта. Является показателем качества бензина, дизтоплива и реактивного топлива.
Фенолы- это антиокислители, стабилизаторы, содержаться в пищевых продуктах.
Крезол- используют для пропитки Ж/Д шпал.
Формула : крезол ( метилфенол)
СН3
14. Асфальтено смолистые вещества нефтей: состав, свойства, области применения. Асфальтено смолистые парафиновые отложения в резервуарах хранения нефти и нефтепродуктов. Природа. Методы удаления.
Содержатся во всех нефтях, кроме белых.Содержание в нефтях различно : в легких 4-5%, в тяжелых до 20% и выше. Вещества очень сложного строения, в зависимости от физико-химических свойств разделяют на 3 группы:
- асфальтены
-масла
-нейтральные смолы
Нейтральные смолы - полужидкие, иногда почти твердые вещества темно-красного цвета. Плотность почти равна единице. Растворяются в нефтяном эфире, бензоле, хлороформе, четыреххлористом углероде, образуя, в отличие от асфальтенов, истинные растворы. В состав смол входят углерод, водород, сера, кислород, иногда азот. Смолы химически нестабильны.
Асфальтены - черные или бурые твердые, хрупкие, неплавкие высокомолекулярные вещества плотностью больше 1. При температуре выше 300оС асфальтены разлагаются с образованием газов и кокса. Асфальтены растворяются в полярных растворителях.Содержат: углерод, водород. Серу, азот и кислород. Водород находится в меньшем количестве, чем у нейтральных смол.
Область применения:дорожные покрытия, гидроизоляционные материалы в строительном деле, производсто кровельных изделий
Асфальтено смолистые парафиновые отложения ( АСПО) – это осадки , которые образовались в скважине, трубопроводах и резервуарах. Уменьшают полезный объем , увеличивают потери нефтепродуктов.
Методы удаления АСПО. (Борьба с АСПО) Удаление АСПО может быть осуществлено самыми различными методами, среди которых выделяются: 1.Тепловые методы удаления АСПО - промывка скважинного оборудования горячей нефтью, создание локального теплового потока с помощью глубинных электронагревателей, нагревательных кабельных линий или высокочастотного электрического поля. 2.Химические методы удаления и борьбы с АСПО - удаление растворителями и техническими моющими средствами. 3.Физические методы удаления и борьбы с АСПО - разрушение ультразвуковым воздействием. 4.Биологические методы удаления АСПО - ликвидация АСПО с помощью аэробных и анаэробных бактерий.
15.Вода в нефти. Минеральные соли. Обоснование необходимости обезвоживания и обессоливания нефтей перед их транспортировкой и переработкой. Подготовка нефти к транспортировке на промыслах.
Химический состав Нефти
Вода в нефти. Вода является постоянным спутником нефти. Может находиться как в растворенных, так и во взвешенных состояниях. Вода плохо растворима в нефти, поэтому при перемешивании образуют с ней эмульсии.
Эмульсия-это система из 2-х не растворенных или плохо растворимых жидкостей, причем одна жид. соединяется с другой в виде огромного количества капель.
Дисперсное вещ-во - это вода
Дисперсная фаза – это нефть (вещество в котором растворена жидкость)
Существует 2 типа эмульсии :
1)Вода в нефти – гидрофобные эмульсии (всплывет)
2)Нефть в воде – гидрофильная эмульсия (в воде распределяется равномерно) ловушечная нефть.
Образование эмульсий связано с поверхностными явлениями.
Эмульгатор – это поверхностно активное вещество способное понижать поверхностное натяжение.(полярное вещество) такие как :смолы, асфальтены, соли нафтеновых кислот.
Стойкость эмульсии зависит от:
-размера частиц воды( чем больше ,тем меньше стойкость)
-состава , строения и свойств эмульгаторов
-от времени существовании эмульсии. (чем старше тем сложнее ее разрушить)
Способы разрушения эмульсии:
1)механический (отстаивание, центрифугирования)
2)Химический (добавления деэмульгатор)
3)электрический полем
4)термический
5)комбинированный
Для обезвоживания используют электродегидратор .
Скорость оседания капель воды подчиняется з.Стокса
w=((d^2)*(pв-pн)*g)/(18*h)
w-скорость оседания капель
d-диаметр капель
p-плотность
18-молек. Масса вод
h- диномическая вязвость
g- ускор. Своб. Паден.
Содержание воды в нефти, поступающей на транспортировку- не более 0,5%. Содержание воды в нефти на нпз не более 0,1% после прохождения установки ЭЛОУ- электро обезвоживающая обессоливающая установка.
Содержание воды в нефти определят с помощью прибора Дина-Старка.
Он состоит из колбы, приемника-ловушки и обратного холодильника. Сущность определения заключается в отгонке воды и растворителя от нефти с последующим их разделением в градуированном приемнике-ловушке на два слоя.