- •Задания Задание 1 по теме "Общая характеристика нефти и газа. Способы классификации нефти и газа по составу"
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Задание 2 по теме "Алканы и циклоалканы нефти и газа"
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Задание 3 по теме "Арены, алкены и алкины нефти и газа"
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Задание 4 по теме "Гетероатомные соединения нефти и газа"
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Задание 5 по теме "Виды классификации нефти и природных горючих газов"
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Задание 6 по теме "Нефть как сложная гетерогенная дисперсная система"
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Задание 7 по теме "Методы разделения, очистки и исследования состава нефти, природного газа, газо- и нефтепродуктов"
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
Задание 6 по теме "Нефть как сложная гетерогенная дисперсная система"
1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
1.1. По каким признакам нефть относится к сложным гетерогенным системам. Уметь приводить примеры веществ нефт: а) существующих в условиях месторождений и при нормальных условиях в газообразном, жидком или твердом состояниях; б) различающиеся по своей полярности; в) различающихся по своей растворимости в углеводородах, воде и органических растворителях.
1.2. Какие особые физико-химические свойства отдельных компонентов нефти позволяют существовать ей в виде достаточно устойчивой гетерогенной дисперсной системы. Уметь приводить примеры различных типов нефтяных ПАВ.
1.3. Что представляет собой явление сорбции, от каких характеристик сорбента и сорбата зависит эффективность сорбции.
1.4. В чем заключается различие между адсорбцией и абсорбцией, физической сорбцией и хемосорбцией. Каким образом эти поверхностные явления влияют на свойства нефти и процессы ее добычи, хранения и транспортировки. Уметь приводить конкретные примеры двухфазных систем с эффективной или неэффективной сорбцией их компонентов.
1.5. В чем заключается положительное и негативное действие нефтяных ПАВ в процессах добычи, очистки и транспортировки нефти.
1.6. Каковы особенности строения молекул ПАВ и их адсорбции межфазной поверхностью, каким образом эти особенности приводят к снижению поверхностной активности на поверхности раздела фаз.
1.7. Что представляют собой нефтяные мицеллы по составу и строению, каким образом они влияют на свойства и поведение сырой нефти.
1.8. Какие существуют типы водонефтяных эмульсий, чем они различаются по составу и строению, что является причиной их образования и устойчивости.
1.9. Какие факторы влияют на устойчивость водонефтяных эмульсий, что представляет собой процесс их старения.
1.10. В чем заключается негативная роль водонефтяных эмульсий; какие существуют способы их разрушения и какова сущность этих способов. Уметь приводить примеры деэмульгаторов, используемых в нефтедобывающей промышленности.
1.11. С какой целью в нефть (находящуюся в месторождении или поднятую на поверхность) добавляют специальные ПАВ. Уметь приводить примеры полезного действия специально добавляемых ПАВ на процессы бурения скважин и добычи нефти.
2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
В соответствии с Вашим вариантом, приведенным в табл. 6, выполните следующие задания:
2.1. Из перечня фаз в графе 2 выберите ту, которая будет наиболее эффективно участвовать в процессе сорбции при контакте с другой фазой, приведенной в графе 3. Объясните, на основании чего Вы сделали свой выбор.
Укажите, какая разновидность сорбционного процесса (физическая или химическая адсорбция, физическая или химическая абсорбция) преимущественно осуществляется в Вашем случае, и как Вы это определили. Укажите, какое вещество в Вашей двухфазной системе является адсорбентом (абсорбентом), а какое – адсорбатом (абсорбатом).
Приведите схему сорбции в Вашей двухфазной системе. Если Ваш сорбат является поверхностно-активным веществом, изобразите его на схеме в виде молекул ПАВ (кружок – полярная часть, палочка – неполярная часть) с соответствующей их ориентацией относительно поверхности сорбента.
Укажите, какое влияние (положительное и/или негативное) на технологические процессы может оказывать сорбция в Вашей двухфазной системе, и к каким результатам она может привести.
2.2. Из перечня веществ, приведенных в графе 4, выберите то, которое будет наиболее эффективным ПАВ для стабилизации гетерогенной дисперсной системы (эмульсии, пены или суспензии), данной в графе 5 (свой выбор поясните). Если в графе 5 дана двухфазная система, укажите, какая разновидность ГДС (эмульсия, пена или суспензия) образуется в присутствии выбранного Вами ПАВ.
Объясните, почему и каким образом вещество, выбранное Вами из графы 4, стабилизирует данную ГДС. Ответ сопроводите схематичным изображением данной ГДС с участием выбранного Вами ПАВ. Укажите, какую конкретную роль может играть данная ГДС в процессе нефтегазового промысла.
Таблица 6
Вариант |
Фазы гетерогенной системы |
Состав эмульсии или пены |
||
Перечень фаз |
Другая фаза |
Перечень возможных ПАВ |
Тип эмульсии или состав пены (суспензии) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
многоатомные фенолы, дизельное топливо, октан, частицы угольной породы |
кремнезем (SiO2) |
пентановая кислота, Na-соль декановой кислоты |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
2 |
гексановая кислота, пропан, вода, СО2 |
бензин |
н-октан, 2-октилфенол |
вода – нефтяной попутный газ |
3 |
водный раствор солей кар-боновых кислот, изопрено-идные углеводороды, H2S, гексилтиофен |
активированный уголь |
бутанол, С12H23-заме-щенный фенол |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
4 |
нефтяные масла, горячая технологическая вода, рас-твор карбоновых кислот, SiO2 |
внутреннее покрытие из полистирола |
К-соли С15-кислот, С6-карбоновая кисло-та |
СО2 – керосин |
5 |
парафиновая фракция неф-ти, СН4, метилциклогексан, меркаптаны |
поверхность пласта горных пород (оксиды и соли Ca, Al, Fe, Mg, Si) |
С15-углеводороды, С15-карбоновые кислоты |
частицы глины – буровой раствор |
6 |
гомологи бензола, водяной пар, С17Н36, элементарная сера |
глинозем (основной компонент – оксид алюминия) |
керосиновая фракция нефти, нефтяные смолы |
нефть – водяной пар |
7 |
С2Н6, H2S, гептан, твердые парафины |
стальная внутренняя поверхность трубопро-вода |
Na-соль С12-кислоты, этилциклогексан |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
8 |
Na2SO4, СО2, асфальтены, углеводородные газы |
пластовая вода |
Na-соль С14-кислоты, Na-соль С4-кислоты |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
9 |
высокомолекулярные алка-ны, этан, С12-С20-карбо-новые кислоты, CaCO3 |
измельченные частицы кремнезема (SiO2) |
меркаптаны тяжелых фракций, смесь цикло-алканов |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
10 |
церезины, жесткая вода, масляная фракция нефти, октан |
внутренняя поверх-ность бронзового флан-ца |
смесь жирных кислот с неорганическими солями, церезины |
нефтяной попут-ный газ – техно-логическая вода |
11 |
водный раствор KHSO4, водяной пар, нефтяные фенолы, нафтеноаромати-ческие углеводороды |
отложения парафинов |
водорастворимый полимер, содержащий гидроксильные группы, парафиновая фракция |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
12 |
С12Н25СООK, циклогексан, изомеры бутана, Fe(OH)2 |
горные породы (оксиды Ca, Al, Fe и др.) |
сульфат натрия, высокомолекулярные сульфокислоты |
H2S – сырая нефть |
13 |
газообразные алканы, раствор смол в нефти, водный раствор СО2, 1,2-диметилбензол |
известняк (CaCO3) |
Na-cоль C14- сульфо-кислоты, соли жест-кости |
механические примеси – плас-товая вода |
14 |
изомеры пентана, алканы С8-С12, водный раствор K2S, кремнезем |
металлическая поверх-ность, покрытая корро-зионной оксидной плен-кой |
метилгептан, С13-карбо-новые кислоты |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
15 |
газовый конденсат, органи-ческие сульфиды С10-С15, циклоалканы, деталь из по-лиэтилена |
алюмосиликатные породы |
3-децилфенол, алканы С12-С16 |
водяной пар – стабилизирован-ный газовый кон-денсат |
16 |
1,4-дигидроксибензол, С3Н8, Н2О, сероводород |
стабильный газовый конденсат |
С18-спирт, С18-изопре-ноидный углеводород |
алканы С7-С12 – технологическая вода |
17 |
толуол, высокомолекуляр-ные арены, пластовая вода, бутилциклопентан |
молекулярные сита для очистки сырой нефти (оксиды Ca, Mg, Al) |
соли высокомолеку-лярных карбоновых кислот, диэтилцикло-пентан |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
18 |
тифенолы, асфальтены, ци-клопентанол, H2S |
отложения церезинов и парафинов |
карбоновые кислоты С18-С25, карбоновые кислоты С4-С6 |
водяной пар – смолистая фракция нефти |
20 |
раствор минеральных со-лей, октановая кислота, раствор парафинов в нефти, частицы кремнезема |
полипропиленовая поверхность трубы |
смолистые вещества нефти, нафтеновые углеводороды |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
21 |
изопреноидные кислоты, нефтяные алканы, частицы каменного угля, этилцик-логексан |
пластовая вода |
С18-сульфокислота, бутан-1-ол |
нефть – СО2 |
22 |
высокомолекулярные алканы, Na-соли нафтено-вых кислот, С4Н8, церезины |
пласт природного гипса (CaSO4.2H2O) |
С10-С15-меркаптаны, соли фосфорной кисло-ты |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
23 |
СН4, водяной пар, алканы >C20, N2 |
глинистая поверхность (оксиды Al, Ca, Mg, Si и др.) |
2-метилнонан, 1-гидро-кси-3-нонилбензол |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
24 |
высокомолекулярные фено-ляты и соли карбоновых кислот, раствор парафинов, гептан, арены |
металлический сепара-тор для отделения механических примесей |
K-соль этановой кисло-ты, K-соль декановой кислоты |
вода – тонкоиз-мельченные час-тицы горных пород |
25 |
изомеры октана, частицы парафинов, нефтяные тиолы, циклопентан
|
тяжелая фракция нефти с высоким содержанием соединений серы |
H3C-(CH2)12-OH, H3C-(CH2)12-CH3 |
СО2 – высоковяз-кая нефть |
26 |
H13C6-S-C4H9, этилен, водо-род, твердые парафины |
поверхность никель-платинового катализа-тора |
октантиол, этантиол |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
27 |
СН4, изопреноидные угле-водороды, раствор нефтя-ных кислот, бутилцикло-гексан |
известняк (CaCO3) |
СН3-(СН2)10-С6Н5SH, СН3-СН2-С6Н5SH |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
28 |
гетероатомные соединения нефти, газообразные алка-ны, гомологи бензола, церезины |
FeS (железный колче-дан) |
высокомолекулярные фенолы, высокомоле-кулярные циклоалканы |
природный горючий газ – водный раствор минеральных солей |
29 |
масляные фракции нефти, водный раствор NaHCO3, СS2, гомологи тиофена |
деталь оборудования, покрытая слоем пара-фина |
алкан С17, меркаптан С17 |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
30 |
СН4, водяной пар, высокомолекулярные цик-лоалканы, водород |
оксидная пленка на поверхности метали-ческого оборудования |
парафиновые алканы, С17Н35SO3H |
масляные фрак-ции нефти – тонкоизмельчен-ный парафин |
31 |
пластовая вода, С4Н10, С4Н9SH, C4H9COOH |
высокомолекулярные углеводороды нефти |
высокомолекулярные жирные кислоты, твер-дые парафины |
водонефтяная эмульсия прямого типа |
32 |
полициклические фенолы, бензиновая фракция нефти, С3Н6, этилциклогексан
|
частицы горных пород, состоящих из оксидов металлов |
частицы каменного угля, водорастворимые соли нефтяных кислот |
буровой промы-вочный раствор – сероводород |
33 |
С16-тиолы, СН3–(СН2)24-С6Н5, СО2, минеральные соли пластовых вод |
деталь оборудования из полипропилена |
С14Н29-тиофенол, ме-тилэтилтиофенол |
водонефтяная эмульсия обратного типа |
34 |
алканы С18-С25, цикло-гексанол, СН3-(СН2)4-СООNa, аммиак |
подземный пласт каме-нного угля |
декан, К-соль декано-вой кислоты |
технологическая вода – бензиновая фракция |
35 |
СН3-(СН2)8-СН2ОН, цикло-алканы С8-С12, церезиновые углеводороды, метан |
Fe(O)OH (бурая ржавчина) |
алканы С6-С10, смолис-то-асфальтеновые вещества |
водонефтяная эмульсия прямого типа |