6) Элементный хим. Состав нефтей

Общий состав

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка).

Углеводородный состав

В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30—35, реже 40—50 % по объёму) и нафтеновые (25—75 %). В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10—20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).

Число хим. элементов в составе нефтей очень велика, но основным из них является следующий:

С (83-87 %) причем чем тяжелее, тем содержание выше.

Углерод входит в состав всех хим соединений нефти.

Водород сост 11-14%

Углерод и водород явл основными горючими элементами нефти в связи с этим горючие св-ва нефти принято характеризовать отношением кол-ва Н/С,%

В среднем для нефтей оно составляет 13-15% .Для бензина 17-18%

Сера. Входит в состав многочисленной группы серосодержащих нефтяных соединений.

Нефти сильно различают по содержанию серы: в малосерных нефтях от 0,02 до 0,5 %. А в высокосернистых от 1,5 до 6% .

Содержание серы является одним из классификационных признаков нефтей, по кот вес нефти делятся на 3 класса: малосернистые, сернистые, высокосернистые.

Азот.

Сод. в нефтях в достаточно меньших количествах ,чем сера (от 0,02 до 0,6%) и лишь в отдельных случаеях его содержание достигает до 1,5 %.

Азот концентрируется в основном в тяжелых фракциях нефти, выкимающих выше 400 с. Как и сера азот является нежелательным элементом.

Металл.

Составляет обширную группу гетроэлементов образовывающих с углеводородом сложные соединения.

Содержание металла в нефтях редко превышает 0,05% .Всего в нефтях обнаружено больше 30 металлов. Среди который в большом количестве ванадий, никель, железо, цинк, медь, магний, алюминий и др.

В состав высокомолекулярных соединений, содержащихся во фракциях, выкипающих выше 450С

Вопрос 7

Алканы (парафиновые углеводороды) представляют собой газообразные жидкие или твердые вещества. Газообразные соединения содержат от 1 до 4 атомов С и входят в состав попутных и природных газов.

Соединения содержащие от 5 до 15 атомов С представляют собой жидкие вещества. Начиная с С16 – твердые вещества.

Общее содержание алканов в нефтях составляет 25 – 30 % (не считая растворенных газов), с учетом растворенных газов 40 – 50 %. В некоторых нефтях содержание алканов достигает 50 – 70 %. С повышением сред. Молекул. Массы фракции содержание алканов уменьшается. Содержание алканов в нефти зависит от месторождения нефти. Алканы в нефти представлены нормальными и изомерными структурами.

Примем соотношение норм. и изомерн. Углеводородов зависит от типа нефти.

Газообразные алканы

В зависимости от месторождений и методов добычи углеводород. Газы подразделяются на природные, попутные и газы конденсатных месторождений. Природные газы добываются с чистогазовых месторождений и состоят в основном из метана с небольшой примесью этана, пропана, бутанов, пентанов, а также азота, H2S и двуокиси азота. Эти газы относятся к группе сухих.Содержание CH4 % в низ 93-99%, этаны и пропаны в незначительных количествах, остальные углеводороды присутствуют в виде следов.

Состав попутных газов и газов газоконденсатных месторождений.

Попутные газы добываются вместе с нефтью. При выходе нефти на поверхность газ вследствии снижения давления выд-ся из нефти.

Попутные газы относятся к жирным и служат источником для производства газового бензина.

Газы газоконденсатных месторождения в пластовых условиях насыщены жидкими нефтяными углеводородами. При выходе этого газа на поверхность земли при снижении давления жидкая фаза выпадает в виде конденсата и легко отделяется от основной массы.

Газы газоконденсатных месторождений содержат большое количество метана, а также высокомолекулярный углеводород, входящих в состав бензиновых, керосиновых, а иногда и дизельных фракций нефти. Большая часть развед. и введен. В эксплуатацию газовых месторождений относятся к газоконденсатному типу. В газах этих месторождений содержащихся 2-5% и более жидких углеводородов.

Жидкие алканы.

Алканы от С5 до С9, входящих в состав бензиновых фракций, в обычных условиях предст собой жидкость.

В бензинах содерж из 35 возможных изомеров нонана 24. Все 5 изомеров гексана, 7 изомеров гептана, 16 изомеров октана.

При исследовании бензинов разлечных нефтей определено, что 98% ув в них это алканы, циклоалканы С5 и С6 и арены.

Твердые алканы

Алканы С15 и выше при нормальных условиях твердые вещества.

Парафины представляют собой смесь ТВ углеводородов преимущественно норм строения, а также соединений, содерж в длинной цепи алканового типа: ареновые или циклоалкановые ядра.

Церизины – ТВ алканы, содержащие ув разветвленного строения. При равной молекулярной массе температура плавления церизинов ниже, чем парафинов.

Церизины встречаются в природе в виде твердых углеводородов некоторых нефтей нафтенового основания. Главным источником церизина является горный воск(озокерит). Месторождения озокерита находятся на украине, в Средней Азии.

В хим отношении церизины отличаются меньшей устойчивостью чем парафины.