НЕФТЕЮГАНСКИЙ КОРПОРАТИВНЫЙ ИНСТИТУТ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА

СЫРЬЯ

Физико - химические свойства нефти Концепция и основные термины

В данной главе несколько расширено толкование основных терминов, чтобы создать у слушателей более полное представление о нефти и ее свойствах, которые в дальнейшем могут быть полезно использованы при изучении материалов о технологии ее переработки и анализе нефтепродуктов.

Нефть – органическое полезное ископаемое вещество, применяемое в качестве топлив, смазок и сырья нефтехимических процессов.

Физические свойства нефти – свойства нефти учитывающие физические ее характеристики, такие как фракционный состав, плотность, температуры вспышки, застывания и др.

Фракционный состав – характеристика нефти с точки зрения пределов выкипания различных ее фракций и содержания этих фракций в нефти.

Плотность – показатель отражающий массу вещества в единице объема или соотношение двух таких показателей.

Температуры вспышки, застывания, кристаллизации – показатели характеризующие фазовые переходы и физическое состояние вещества.

Наличие сероводорода и меркаптанов – качественная реакция на медной пластинке, характеризующая коррозионную агрессивность топлива.

Химический состав – это в основном групповой углеводородный состав нефтепродуктов (содержание парафинов, нафтенов, ароматики и непредельных углеводородов) и примесей в них (сернистые, азотистые, кислородсодержащие соединения).

Минеральные вещества – соли различных металлов в составе пластовой воды содержащейся в нефти.

Нефть – общие сведения

Нефть наряду с каменным углем, углеводородным газом и другими полезными ископаемыми, является ценнейшим видом сырья для различных отраслей мировой экономики. Добываемая из земли, она представляет собой горючую, маслянистую жидкость от светло коричневого до почти черного цвета и является сложной смесью углеводородов с примесью сернистых, азотистых и кислородсодержащих соединений. В течение многих столетий нефть использовалась в качестве лечебного средства, топлива и осветительного материала.

Мировые запасы нефти распределены на земле очень неравномерно, что с одной стороны способствовало развитию торговых и экономических связей, а с другой явилось причиной напряженных отношений между различными странами и регионами.

Изобретение в последней четверти XIX в. двигателя внутреннего сгорания способствовало новому качественному скачку в развитии нефтепереработки. Интенсивное развитие автомобильной и авиационной промышленности поставило проблему нефтеснабжения в ряд главных экономических и политических проблем. Теперь уже бензин стал одним из важнейших продуктов, расширяющиеся потребности которого, требовали роста добычи нефти и совершенствования технологии ее переработки. С появлением дизельного двигателя появилась потребность в дизельном топливе, занимающем промежуточное положение между керосином и мазутом, а позднее реактивная техника стала потреблять огромное количество авиационного керосина с повышенной химической стабильностью.

Физические свойства Фракционный состав

Температурой кипения считают ту, при которой давление паров жидкости становится равным внешнему давлению; когда эта точка достигнута, парообразование (испарение) происходит не только на поверхности жидкости, но и внутри ее (у дна и стенок нагреваемого сосуда) с образованием там пузырьков пара, что и составляет процесс кипения жидкости. Если пары, образующиеся во время нагревания не отводятся, то между жидкой и паровой фазами устанавливается равновесие. Пары находящиеся в равновесии с жидкостью, называются насыщенными. Чем выше температура нагрева жидкости, тем сильнее испарение, тем больше паров над поверхностью жидкости и тем выше давление ее насыщенных паров (упругость).

Температура кипения зависит от внешнего давления, и чем оно выше, тем выше и температура кипения. В вакууме, наоборот, температура кипения понижается, что широко используется при перегонке тяжелых фракций нефти.

Для всех индивидуальных веществ температура кипения при данном давлении является физической константой. Но так как нефть представляет собой смесь большого числа органических веществ обладающих различными температурами кипения и различным давлением насыщенных паров, то говорить об одной, определенной температуре кипения нефти нельзя.

В условиях лабораторной перегонки нефти или нефтепродуктов, при постепенно повышающейся температуре, отдельные компоненты отгоняются в порядке возрастания их температур кипения, или, что то же самое, в порядке уменьшения давления их насыщенных паров. Следовательно, нефть и ее продукты характеризуются не температурами кипения, а температурными пределами начала и конца кипения (Т_н.к. и Т_к.к.) и выходом отдельных фракций, перегоняющихся в определенных температурных интервалах. По результатам перегонки и судят о фракционном составе.