Фізичні властивості нафти
Нафта – густа оліїста рідина зі специфічним запахом, темно-бурого або чорного кольору, легша за воду і нерозчинна у ній. Нафта різних родовищ відрізняється за складом, густиною, кольором, запахом тощо.
Склад нафти
Нафта не є індивідуальною речовиною, це суміш близько 1000 різних речовин, серед яких переважають рідкі насичені вуглеводні, в ній також містяться домішки сульфуровмісних, нітрогеновмісних, оксигеновмісних органічних сполук, водний розчин неорганічних солей.
Нафту видобувають із надр Землі через свердловини. Іноді під час буріння вона спершу викидається на поверхню під тиском, потім до свердловини закачують повітря, вуглекислий газ чи воду, які витискають нафту. З районів видобутку до місць переробки нафту перевозять сушею (в залізничних цистернах), морем чи річкою (у танкерах) або перекачують нафтопроводами.
Переробка нафти
Із нафти виділяють різноманітні продукти, що мають велике практичне значення. Спочатку із неї видаляють розчинні газоподібні вуглеводні ( здебільшого метан). Після відгонки летких вуглеводнів нафту нагрівають. Першими переходять у пароподібний стан і відганяються вуглеводні з невеликим числом атомів карбону в молекулі, які мають відносно низьку температуру кипіння. З підвищенням температури суміші переганяються вуглеводні з більш високою температурою кипіння. Таким чином можна зібрати окремі суміші (фракції) нафти. Найчастіше при такій перегонці одержують три основні фракції, які потім піддаються подальшому розділенню. Основні фракції нафти такі:
Фракція, яка збирається від 40 до 200 оС, газолінова фракція бензинів – містить вуглеводнів від С5Н12 до С11Н24. При подальшій перегонці виділеної фракції одержують: газолін (від 40 до 70 оС), бензин (від 70 до 120 оС) – авіаційний, автомобільний.
Лігроїнова фракція, яка збирається в межах від 150 до 250 оС, містить вуглеводні від С8Н12 до С14Н30.
Гасова фракція включає вуглеводні від С12Н26 до С18Н38 з температурою кипіння від 180 до 300 оС.
В наступній фракції одержують газойль (від 275 оС) – дизельне паливо.
Залишок після перегонки нафти – мазут – містить вуглеводні з великим числом атомів карбону в молекулі. Мазут також розділяють на фракції: солярові олії – дизельне паливо, мастильні олії (автотракторні, авіаційні, індустріальні та інші), вазелін (основа для косметичних засобів і ліків). Із деяких сортів нафти одержують парафін.
Після відгонки залишається гудрон.
Перегонка нафти здійснюється в установці, яка складається із трубчастої печі (1), холодильника (2) і ректифікаційної колони (3).
В печі знаходиться змійовик (трубопровід). По трубопроводу безперервно подається нафта, де вона нагрівається до 320-350 оС і у вигляді суміші рідин і парів потрапляє в ректифікаційну колону (стальний циліндричний апарат висотою близько 40 м). всередині вона має горизонтальні перегородки з отворами, так звані тарілки. Пари нафти подаються в колону і через отвори піднімаються вгору, при цьому вони поступово охолоджуються і зріджуються. Менш леткі вуглеводні конденсуються вже на перших тарілках, утворюючи газойлеву фракцію. Вище збирається гас, а потім - лігроїн. Найбільш леткі вуглеводні виходять у вигляді парів із колони і зріджуються, утворюючи бензин. Частина бензину подається знову в колону для зрошення парів, що піднімаються. Це сприяє охолодженню і конденсації відповідних вуглеводнів. Головний недолік перегонки нафти – малий вихід бензину (не більше 20 %).