I. Общая характеристика нефти

1. Фракционный состав нефти

Для всех индивидуальных веществ температура кипения при данном давлении является физической константой. Так как нефть представляет собой смесь большого числа органических веществ, обладающих различным давлением насыщенных паров, то говорить о температуре кипения нефти нельзя.

Нефть и ее продукты характеризуются не температурами кипения, а температурными пределами начала и конца кипения и выходом отдельных фракций, перегоняющихся в определенных температурных интервалах. По результатам перегонки и судят о фракционном составе.

При исследовании новых нефтей фракционный состав определяют на стандартных перегонных аппаратах, снабженных ректификационными колонками. Это позволяет значительно улучшить четкость погоноразделения и построить по результатам фракционирования кривую истинных температур кипения (ИТК) в координатах температура - содержание фракций. Отбор фракций до 200°С проводится при атмосферном давлении, а остальных во избежание термического разложения - под различным вакуумом. По принятой методике от начала кипения до 300°С отбирают 10-градусные, а затем 50-градусные фракции до фракций с концом кипения 475-550°С.

Разгонку нефтепродуктов, перегоняющихся до 300°С, проводят в строго стандартных условиях на аппаратах без ректификации по ГОСТ 2177-82. По этой методике отмечают температуру начала кипения, температуры, при которых отгоняются 10, 50, 95 и 97,5% (об.), а также остаток и потери.

В условиях промышленной перегонки нефти для разделения ее на различные фракции применяют не постепенное испарение, как на лабораторных аппаратах, а однократное испарение с дальнейшей ректификацией. При этом отбирают следующие фракции, или дистилляты: бензин - фракция н. к.- 180°С, керосин - фракция 180-240°С; дизельное топливо - фракция 240-350°С. Из этих дистиллятов вырабатывают светлые нефтепродукты: авиационные и автомобильные бензины; бензины-растворители; авиационные и осветительные керосины; различные сорта дизельного топлива. Для всех этих нефтепродуктов соответствующими ГОСТами нормируется определенный фракционный состав.

Остаток после отбора светлых дистиллятов называется мазутом. Мазут разгоняют под вакуумом на фракции: 350-420⁰С - легкие дистиллятные масла; 420-500°С - тяжелые дистиллятные масла - или отгоняют фракцию 350-480°С - вакуумный газойль.

Остаток после разгонки мазута (выше 500°С) называется в зависимости от вязкости гудроном или полугудроном. Гудрон является сырьем для получения высоковязких смазочных масел и битумов.

Нефти различных месторождений сильно отличаются друг от друга по фракционному составу, а следовательно, по потенциальному содержанию бензиновых, керосиновых, дизельных и масляных дистиллятов. Фракционный состав той или иной нефти предопределяет пути ее промышленной переработки. Легкие нефти, содержащие небольшое количество масляных фракций, встречаются очень редко.

Задача 1. Составить структурные схемы веществ, названия которых указаны в условии задачи.

1. метан; этан; н-гептан; н-пентан; н-октан; 2,3-диметилгексан; 4,4-диэтилдекан

2. хлорэтан; 1,2-дихлорэтан; 1,3-дихлорпропан

3. циклопропан; трет-бутилциклобутан; 1,2-диметилциклопентан; 1,2-диэтилциклогексан; 1,1-метил-этилциклопентан; бициклооктан; бициклононан

4. бензол; толуол; 1,2,4-триметилбензол; фенол; о-этилфенол; нафталин

5.1-бутен; 2-бутен; 2-метил-2-бутен; 2-пентен; 2,3-диметилгексен

6. тиофан, тиофен, бензтиофен, тионафтен, дибензтиофен, дифенилсульфид

7. пиридин, хинолин, акридин, пиррол, индол, карбазол, пиррохинолин

Задача 2. Написать структурные формулы (не более пяти) изомеров следующих углеводородов, которые содержат n атомов углерода в главной цепи. Дать им названия.

Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
алканы
С4Н10	С5Н12	С6Н14	С7Н16	С8Н18	С9Н20	С10Н22	С11Н24	С12Н26	С13Н28
n = 3	n = 4	n = 5	n = 5	n = 6	n = 6	n = 7	n = 7	n = 8	n = 8
алкены
С13Н26	С12Н24	С11Н22	С10Н20	С9Н18	С8Н16	С7Н14	С6Н12	С5Н10	С4Н8
n = 8	n = 8	n = 7	n = 7	n = 6	n = 6	n = 5	n = 5	n = 4	n = 3
ароматические углеводороды
С7Н9	С8Н10	С9Н12	С10Н14	С10Н13	С6Н4Cl2	С7Н8Cl	С8Н9	С9Н11	С10Н11

Задача 3. Написать уравнения реакций хлорирования и нитрования следующих углеводородов.

Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ароматические			алканы				алкены
C6H4	C5H3- CH3	C6H4CH3 C2H5	C3H8	C4H10	C5H12	C6H14	C3H6	C4H8	C5H10

Задача 4. Природный газ состава (метан + азот + оксид углерода (IV)) объемом v (н.у.) сожгли и затем всю газовую смесь пропустили через раствор гидроксида кальция. Рассчитайте массу образовавшегося осадка.

	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Объем смеси (л)	5,48	5,68	6,35	5,72	6,56	7,36	8,46	4,48	6,65	8,68
Состав, % (объемная доля)
Метан	95	94	95	96	91	92	93	91	92	97
Азот	2	3	1	2	4	3	4	5	2	1
Оксид углерода (IV)	3	3	4	2	5	5	3	4	6	2

Задача 5. При сгорании алкана образовался оксид углерода (IV) объемом V при н.у. Определить объем кислорода (н.у.), израсходованный при горении, если потери кислорода составляют ω%.

	Варианты
	1	2	3	4		5		6		7		8		9		10
Алкан	метан	этан	про- пан	бутан	изобутан		2-метил бутан		пен- тан		гек- сан		гептан		2,2-диметил пентан
(л)	5,6	44	6,7	9	18		24		32		36		8,4		12
ω%	4,2	4,8	5,2	5,4	5,6		5,8		6		6,2		6,4		6,6

Задача 6. Охарактеризовать физические и химические свойства следующих углеводородов.

вариант	углеводород	вариант	углеводород
1 2 3 4 5	Этилен Пропилен Ацетилен Окись этилена Этиловый спирт	6 7 8 9 10	Этиленгликоль Глицерин Бензол Стирол Фенол

Задача 7. Охарактеризовать получение и промышленное использование следующих углеводородов.

вариант	углеводород	вариант	углеводород
1 2 3 4 5	Этилен Пропилен Ацетилен Окись этилена Этиловый спирт	6 7 8 9 10	Этиленгликоль Глицерин Бензол Стирол Фенол