СПБГУАП | Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

Теория НЕФТЬ

Нефть- полезное ископаемое, представляющее из себя маслянистую жидкость. Это горючее вещество, часто черного цвета, хотя цвета нефти в разных районах различаются. Она может быть и коричневой, и вишневой, зеленой, желтой, и даже прозрачной. С химической точки зрения нефть - это сложная смесь углеводородов с примесью различных соединений, например, серы, азота и других. Ее запах также может быть различным, так как зависит от присутствия в ее составе ароматических углеводородов, сернистых соединений.

Углеводороды, из которых состоит нефть, - это химические соединения состоящие из атомов углерода (C) и водорода (H). В общем виде формула углеводорода - CxHy. Простейший углеводород, метан, имеет один атом углерода и четыре атома водорода, его формула - CH4(схематично он изображён на рисунке). Метан - легкий углеводород, всегда присутствует в нефти.

В зависимости от количественного соотношения различных углеводородов, составляющих нефть, ее свойства также различаются. Нефть бывает прозрачной и текучей как вода. А бывает черной и настолько вязкой и малоподвижной, что не вытекает из сосуда, даже если его перевернуть.

С химической точки зрения обычная (традиционная) нефть состоит из следующих элементов:

Углерод – 84%

Водород – 14%

Сера – 1-3% (в виде сульфидов, дисульфидов, сероводорода и серы как таковой)

Азот – менее 1%

Кислород – менее 1%

Металлы – менее 1% (железо, никель, ванадий, медь, хром, кобальт, молибден и др.)

Соли – менее 1% (хлорид кальция, хлорид магния, хлорид натрия и др.)

Нефть (и сопутствующий ей углеводородный газ) залегает на глубинах от нескольких десятков метров до 5-6 километров. При этом на глубинах 6 км и ниже встречается только газ, а на глубинах 1 км и выше - только нефть. Большинство продуктивных пластов находятся на глубине между 1 и 6 км, где нефть и газ встречаются в различных

сочетаниях.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ

Образование нефти – процесс весьма и весьма длительный. Он проходит в несколько стадий и занимает по некоторым оценкам 50-350 млн. лет.

Наиболее доказанной и общепризнанной на сегодняшний день является теория органического происхождения нефти или, как ее еще называют, биогенная теория. Согласно этой теории нефть образовалась из останков микроорганизмов, живших миллионы лет назад в обширных водных бассейнах (преимущественно на мелководье). Отмирая, эти микроорганизмы образовывали на дне слои с высоким содержанием органического вещества. Слои, постепенно погружаясь все глубже и глубже (напомню, процесс занимает миллионы лет), испытывали воздействие усиливающегося давления верхних слоев и повышения температуры. В результате биохимических процессов, происходящих без доступа кислорода, органическое вещество преобразовывалось в углеводороды.

СПБГУАП | Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

В некоторых районах нефть и углеводородный газ, не встретив на своем пути ловушку, выходили на поверхность земли. Здесь они подвергались воздействию различных поверхностных факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.

ИСТОРИЯ НЕФТИ

Нефть известна человеку с древнейших времен. Люди уже давно обратили внимание на черную жидкость, сочившуюся из-под земли. Есть данные, что уже 6500 лет назад люди, жившие на территории современного Ирака, добавляли нефть в строительный и цементирующий материал при строительстве домов, чтобы защитить свои жилища от проникновения влаги. Древние египтяне собирали нефть с поверхности воды и использовали ее в строительстве и для освещения. Нефть также использовалась для

герметизации лодок и как составная часть мумифицирующего вещества.

Во времена древнего Вавилона на Ближнем Востоке велась довольно интенсивная торговля этим «черным золотом». Некоторые города уже тогда буквально вырастали на торговле нефтью. Одно из семи чудес света, знаменитые Висячие сады Серамиды (по другой версии -Висячие сады Вавилона), также не обошлись без использования нефти в качестве герметизирующего материала.

Первые упоминания о нефти на территории России относятся к XV веку. Нефть собирали с поверхности воды на реке Ухта. Также как и другие народы, здесь ее использовали в качестве лекарственного средства и для хозяйственных нужд.

Датой начала промышленной мировой нефтедобычи, по данным большинства источников, принято считать 27 августа 1859 года. Это день, когда из пробуренной «полковником» Эдвином Дрейком первой в США нефтяной скважины был получен приток нефти с зафиксированным дебитом. Эта скважина глубиной 21,2 метра была пробурена Дрейком в городе Тайтусвиль, штат Пенсильвания, где бурение водяных скважин часто сопровождалось проявлениями нефти.

Новость об открытии нового источника нефти с помощью бурения скважины разнеслась по округе Тайтусвиля со скоростью лесного пожара. К тому времени переработка, опыт обращения с керосином и подходящий тип лампы для освещения уже были отработаны. Бурение нефтяной скважины позволило получить достаточно дешевый доступ к необходимому сырью, дополнив, таким образом, последний элемент в зарождение нефтяной отрасли.

Переработка нефти

Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки нефти") Основной способ переработки нефти – прямая перегонка.

Фракционная перегонка нефти (ректификация) основана на разнице температур кипения углеводородов, входящих в состав нефти.

СПБГУАП | Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

Перегонку нефти осуществляют в ректификационных колоннах, предварительно нагревая ее до 350−4000C.

Поскольку нефть содержит сотни различных веществ, многие из которых имеют близкие температуры кипения, выделение индивидуальных углеводородов практически невозможно. Поэтому перегонкой нефть разделяют на четыре основные фракции, кипящие в довольно широком интервале температур: бензиновую (С30– 1800С),керосиновую(С120–3150С),дизельную(С180–3500С) и мазут (остаток после перегонки).

При более тщательной перегонке каждую из этих фракций можно разделить еще на несколько более узких фракций. Так, из бензиновой фракции (смесь углеводородов С5 – С12) можно выделить петролейный эфир (С40–700С), собственно бензин (С70–1200С) и лигроин (С120–1800С).

В состав петролейного эфира входят пентан и гексан. Он является прекрасным растворителем жиров и смол.

Бензин содержит неразветвленные предельные углеводороды от пентанов до деканов, циклоалканы (циклопентан и циклогексан) и бензол. Бензин после соответствующей переработки применяется в качестве горючего для авиационных и автомобильных ДВС.

Лигроин, содержащий в своем составе углеводороды С8 – С14 и керосин (смесь углеводородов С12 – С18) используют как горючее для бытовых нагревательных и осветительных приборов.

Керосин в больших количествах (после тщательной очистки) применяют в качестве горючего для реактивных самолетов и ракет.

Дизельная фракция нефтеперегонки – горючее для дизельных двигателей.

Мазут представляет собой смесь высококипящих углеводородов. Из мазута путем перегонки под уменьшенным давлением получают смазочные масла. Твердый остаток, образующийся после перегонки мазута, называется гудроном. Из него получают битум. Эти продукты используются в дорожном строительстве. Мазут применяют и

как котельное топливо.

В России около 95% нефти используется в качестве топлива и только 5% - как исходное сырье в нефтехимии.

СПБГУАП | Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

Решите тест.

Тест по теме: «Нефть и способы ее переработки» Часть А (задания с выбором ответа)

А1. Нефть – это смесь, состоящая 1)Только из жидких углеводородов

2)Только из твердых углеводородов

3)Из жидких и растворенных в них газообразных и твердых углеводородов

4)Только из газообразных углеводородов

А2. Укажите свойство, которое не относиться к нефти

1)Растворима в воде

2)Не имеет постоянной температуры кипения 3)Густая темная жидкость

4)Легче воды

А3. Укажите верное суждение: А) перегонка нефти – это физический процесс; Б) крекинг

–это физический процесс

1)Оба суждения неверны 2)Верно только Б

3)Верны оба суждения 4) Верно только А

А4. Ректификационные газы, образующиеся при перегонке нефти, содержат преимущественно

1)Этан и бутан

2)Бутан и пропан

3)Пропан и метан

4)Метан и этан

А5. С увеличением числа атомов углерода в молекулах углеводородов температура кипения этих углеводородов

1)Сначала увеличивается, потом уменьшается

2)Уменьшается

3)Увеличивается

4)Не изменяется

А6. Укажите фракцию нефти с наибольшей температурой кипения

1)Бензин

2)Лигроин

3)Керосин

4)Мазут

А7. Укажите фракцию нефти с наименьшей температурой кипения

1)керосин

2)бензин

3)лигроин

4)мазут

А8. Укажите физический способ переработки нефти 1) Каталитический крекинг 2)Фракционная перегонка

3)Термический крекинг

4)Риформинг

А9.При термическом крекинге из одной молекула алкана образуются две молекулы

1)Алкана и алкина

2)Алкенов

3)Алкана и алкена

4)Алканов

А10. Детонационная устойчивость (октановое число) выше у бензинов, получаемых в ходе

СПБГУАП | Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

1)Устойчивость одинаковая

2)Фракционной перегонки

3)Термического крекинга

4)Каталитического крекинга

А11. Процесс получения 2,2,4-триметилпентана (изооктана) из нормального октана: СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 (СН3)3С-СН2-СН(СН3)-СН3 это процесс

1)Изомеризации

2)Циклизации

3)Ароматизации

4)Расщепления

А12. Детонационная устойчивость будет наименьшей у бензина, который содержит углеводороды

1)Разветвленного строения

2)Циклические

3)Ароматические

4)Линейного строения

А13.Укажите верное суждение: А) качество бензина определяется его детонационной устойчивостью; Б) качество бензина характеризуется его октановым числом.

1)Оба суждение неверны

2)Верно только А

3)Верно только Б

4)Верны оба суждения

А14. Наилучшую детонационную устойчивость имеет бензин со следующим октановым числом

1)80

2)76

3)92

4)96

А15.Укажите углеводород, детонационную устойчивость которого принимают за 100 1)Н-гептан 2)2,3-диметипентан 3)Н-октан 4)изооктан

Часть В (задания с кратким ответом)

В1. Среди нижеперечисленных характеристик выберите те, которые относятся к нефти:

1)Жидкость без запаха

2)Не растворяется в воде

3)Легче воды

4)Растворяется в воде

5)Темная маслянистая жидкость 6)Состоит только из жидких компонентов

7)Имеет определенную температуру кипения 8)Ее компоненты служат пищей для некоторых бактерий

Ответ дайте в виде последовательности цифр в порядке их возрастания.

В2. Ниже перечисленные продукты перегонки нефти расположите в порядке увеличения температур ух кипения:

1)Бензин

2)Мазут

3)Лигроин

4)Дизельное топливо

5)Керосин

Ответ дайте в виде последовательности цифр.

СПБГУАП | Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

В3.Установите соответствие между названием метода переработки нефти и характером процессов при этом методе. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.

В4. Установите соответствие между схемой процесса при переработке нефти и названием этого процесса. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.

В5.Установите соответствие между углеводородом и соответствующим ему изомером. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.