Минеральные компоненты нефти

К ним относят содержащиеся в нефти соли, образованные металлами и кислотами, металлические комплексы, а также коллоидно-диспергированные минеральные вещества. Элементы, входящие в состав этих веществ, часто называют микроэлементами. Их общее содержание редко превышает 0,02–0,03 % (по массе).

В настоящее время в нефтях найдено более 40 различных элементов, которые можно разделить на три группы:

1. металлы переменной валентности (V, Ni, Mo, Co, W, Cr, Cu, Mn, Ti);

2. щелочные и щелочноземельные металлы (Na, K, Ba, Ca, Sr, Mg);

3. галогены и другие элементы (Cl, Br, I, Si, Al, Zn).

Определение состава и концентрации микроэлементов проводят главным образом спектральным анализом золы, получаемой при сжигании нефти или ее тяжелых остатков.

В заметно больших количествах по сравнению с другими элементами в нефти содержится ванадий и никель. Установлено, что относительно больше ванадия содержится в сернистых нефтях, а никеля – в малосернистых, но богатых азотом.

Эти металлы входят в состав порфириновых комплексов, которые можно концентрировать и выделять из смолисто-асфальтовой части нефти.

2. Перарботка нефти

2.1. Основные продукты нефтепереработки

Продуктами переработки являются жидкое, газообразное топливо, смазочные масла, растворители, парафины, другие углеводороды и твёрдый нефтяной кокс. Высококипящие остатки топлива используются как котельное топливо. Топливо разделяется на бензины, дизельное и реактивное топливо.

Бензины. Используются в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. Их свойства зависят от фракционного состава, химической стойкости и стойкости к детонации. Фракционный состав показывает содержание фракции с температурным пределом выкипания фракции. В основном в бензине содержатся фракции 40–200^оС. Мощность и КПД двигателя напрямую зависят от степени сжатия бензина в воздушной смеси перед воспламенением. Степень сжатия лимитируется стойкостью бензина к детонации – взрывоподобному, самопроизвольному возгоранию. Детонационная стойкость характеризуется октановым числом (ОЧ). Чем выше октановое число, тем выше стойкость. ОЧ определяют сравнением степени сжатия испытываемого бензина и стандартной смеси изооктана и нормального гептана. Изооктан имеет октановое число равное 100, нормальный гептан – 0. Наиболее склонны к детонации бензины с нормальными алканами (в основном это бензины прямогонные). Октановое число повышается при наличии углеводородов с разветвлённой цепью и ароматических углеводородов (аренов). Их содержание в нефтепродуктах увеличивается при химических методах переработки нефти (крекинг, каталитический крекинг…). Для повышения ОЧ изменяют углеводородный состав или добавляют высокооктановые компоненты: изооктан, кумол (изопропилбензол), или антидетонаторы (Рb(С₂Н₅)₄ – тетраэтилсвинец). Тетраэтилсвинец используют в смеси с бромистым этилом и монохлорнафталин. Смесь этих трёх компонентов называется этиловой жидкостью. Введение 3–4 мл этиловой жидкости на 1 кг бензина повышает октановое число с 70 до 80. В последние годы применение этиловой жидкости запрещено, т.к. Рb(С₂Н₅)₄ ядовит.

Дизельное топливо. В основном представлено фракцией углеводородов с интервалом температур кипения 210 – 350 ^оС. Воздушно – углеводородная смесь воспламеняется от сжатия.

Керосиновая фракция. Обогащена алкано-циклоалкановыми углеводородами. Применяется как основной компонент топлива для воздушно-реактивных двигателей.

Смазочные масла. Смесь высокомолекулярных углеводородов с небольшим количеством смол и асфальто-содержащих веществ.