vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Розкрити поняття та дати загальну характеристику властивостям нафти.

На́фта\ — горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних кисневих, сірчистих і азотних сполук, що являє собою густу маслянисту рідину. Нафта має характерний запах, легша за воду, у воді нерозчинна.

Фізичні властивості

Середня молекулярна маса Н. 220—300 г/моль (рідко 450—470). Густина 0,65-1,05 (звичайно 0,82- 0,95 г/см³); нафта, густина якої нижче 0,83, — легка, 0,831-0,860 — середня, вище за 0,860 — важка. Вона містить велике число різних органічних речовин і тому характеризується не температурою кипіння, а температурою початку кипіння рідких вуглеводнів (звичайно >28 °C, рідше > 100 °C — для важких нафт) і фракційним складом — виходом окремих фракцій, що переганяються спочатку при атмосферному тиску, а потім під вакумом у певних температурних межах, як правило, до 450— 500 °С (википає ~ 80 % об'єму проби), рідше 560—580 °С (90-95 %). Т-ра застигання від — 60 до + 30 °C; залежить переважно від вмісту в нафті парафіну і легких фракцій. В'язкість змінюється в широких межах (від 2 до 266 мм²/с для різних нафт), визначається фракційним складом нафти і її температурою, а також вмістом смолисто-асфальтенових речовин. Питома теплоємність 1,7-2,1 кДж/(кг•К); діелектрична проникність 2,0-2,5; електрична провідність від 2•10−10 до 0,3•10-18 Ом−1•см−1. Колір нафти змінюється від жовтого до чорного забарвлення з ростом її густини. Нафтові вуглеводні (бензин, лігроїн, гас і деякі висококиплячі продукти), як правило, безбарвні, якщо добре очищені. Однак найчастіше крекінг-бензини, гаси, висококиплячі продукти прямої перегонки нафти в залежності від ступеня очищення мають ясно-жовтий і жовтий колір.

Для більшості нафт і їхніх фракцій характерна флуоресценція: вони мають синюватий чи зеленуватий колір у відбитому світлі, що пов'язано з присутністю в них хризену, октилнафталіну й інших багатоядерних вуглеводнів ароматичного ряду.

Нафти і нафтові фракції з температурою кипіння понад 300 °C володіють люмінесценцією – світінням, що виникає при їхньому опроміненні ультрафіолетовими променями. До люмогенних речовин входять нафтенові кислоти, поліциклічні ароматичні вуглеводні і смоли.

Хімічний склад і властивості нафти

Елементний склад (%): вуглець 80-88, водень 11,0-14,5, сірка 0,01-6 (рідко до 8), кисень 0,005-

0,7(рідко до 1,2), азот 0,001-1,8. Основу технологічної класифікації нафти складають: вміст сірки (клас I — малосірчисті Н., що включають до 0,5 % S; клас II — сірчисті Н. з 0,5-2 % S; клас III — високосірчисті Н., що містять понад 2 % S).

Н. являє собою суміш бл. 1000 індивідуальних речовин, з яких велика частина — рідкі вуглеводні (понад 500 або звичайно 80-90 мас.%) і гетероатомні органічні сполуки (4-5 мас.%), переважно сірчисті (бл. 250), азотисті (понад 30) і кисневі (бл. 85), а також метал-органічні сполуки (в основному ванадієві і нікелеві); інші компоненти — розчинені вуглеводневі гази (C1-C4, від десятих часток до 4 %), вода (від слідів до 10 %), мінеральні солі (головним чином хлориди, 0,1-4000 мг/л і більше), розчини солей органічних кислот і ін., механічні домішки (частинки глини, піску, вапняку).

Вуглеводневий склад. У нафті представлені парафінові (30-35, рідше 40-50 об'ємних %) і нафтенові (25-75 %), ароматичні (10-20, рідше до 35 %) і змішаної (гібридної) будови — парафіно-нафтенові, нафтено-ароматичні тощо.

Технологічні властивості

Нафта — легкозаймиста рідина, температура спалаху від −35 до +120 °C (залежить від фракційного

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

складу і вмісту в ній розчинених газів). Питома теплота згоряння (нижча) 43,7-46,2 МДж/кг. Нафта розчинна в органічних розчинниках, у звичайних умовах не розчинна у воді, але може утворювати з нею стійкі емульсії. У технології для відділення від нафти води і розчинених у ній солей проводять зневоднення і знесолювання.

Дати характеристику фракційному складу нафти.

Фракційний склад.

нафта та її продукти характеризуються не температурами кипіння, а температурними межами початку і кінця кипіння і виходом окремих фракцій, переганяли в певних температурних інтервалах. За результатами перегонки і судять про фракційному складі.

При дослідженні нових нафт фракційний склад визначають на стандартних перегінних апаратах, забезпечених ректифікаційних колонками. Це дозволяє значно поліпшити чіткість погоноразделенія і побудувати за результатами фракції-нування так звану криву істинних температур кипіння (ІТК) в координатах температура - вихід фракцій, в% (мас.). Відбір фракцій до 200 ° С проводиться при атмосферному тиску, а решти щоб уникнути термічного розкладання - під раз-особистим вакуумом. За прийнятою методикою від початку кипіння до 300 ° С відбирають 10-градусні, а потім 50-градусні фракції до фракцій з кінцем кипіння 475-550 ° С.

Розгонку нафтопродуктів, переганяли до 300 ° С, проводять у строго стандартних умовах на апаратах без ректифікації по ГОСТ 2177-66. За цією методикою відзначають температуру початку кипіння, температури, при яких отгоняются 10, 50, 95 і 97.5% (об.), а також залишок і втрати.

В умовах промислової перегонки нафти для поділу її на різні фракції застосовують не поступове випаровування, як на лабораторних апаратах, а так зване одноразове випаровування з подальшою ректифікацією. При цьому відбирають, як правило, такі фракції, або дистиляти: бензиновий, переганяли в межах від початку кипіння до 180 "С, гасовий (120-315 СС), дизельний або гасогазойлевой (180 - 350 ° С) і різні проміжні погони . Із цих дистилятів виробляють так звані світлі нафтопродукти: авіаційні та автомобільні бензини; бензини-розчинники; авіаційні та освітлювальні гас; різні сорти дизельного палива. Для всіх цих нафтопродуктів відповідними ГОСТами нормується певний фракційний склад.

Залишок після відбору світлих дистилятів називається мазутом *. Мазут розганяють під вакуумом на різні масляні фракції, з яких отримують мастильні та спеціальні масла. Залишок після розгонки мазуту (вище 500 ° С) називається в залежності від в'язкості гудроном або напівгудрон. Гудрон є сировиною для отримання високов'язких мастил і різних бітумів.

Нафти різних родовищ сильно відрізняються один від одного за фракційним складом, а отже, по потенційного змісту бензинових, гасових, дизельних і масляних дистилятів. Очевидно, що фракційний склад тієї чи іншої нафти зумовлює шляхи її промислової переробки. Легкі нафти, містять невелику кількість масляних фракцій, зустрічаються дуже рідко.

Уцій нафти 83% википає до 300 ° С. Більшість нафт містить в середньому 15-30% фракцій до 200 °

Сі 40-50% фракцій, переганяли до 300-350 ° С. Потенційне зміст світлих фракцій (до 350 ° С) в нафти Самотлорского родовища досягає 58%

Дати характеристику хімічному складу нафти.

Гібридні вуглеводні сконцентровані переважно у висококиплячих фракціях нафти, що ускладнює визначення їх групового хімічного складу.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Алкани та ізоалкани є у всіх нафтах у кількостях від 3-5 до 50-60% і більше. Алкани при кімнатній температурі інертні до дії багатьох хімічних реагентів і здатні тільки до реакцій заміщення.

До групи рідких при звичайних температурах алканів входять гомологи метану від пентану (С5Н12) до гексадекану (С16Н34) як нормальної, так і ізоструктури. Багато з них, що киплять від 28 (ізопентан) до 300 °C, входять до складу головної маси нафт, однак максимальна їхня кількість міститься у фракціях, що википають від 200 до 300 °C.

Рідкі алкани входять до складу майже всіх нафт, однак їхній вміст у різних нафтах коливається від 40 до 0%. Рідкі алкани є основним компонентом товарних нафтопродуктів і сировиною для хімічної переробки. До твердих алканів відносять як нормальні, так і ізоалкани від гексадекану С16Н34, що має температуру плавлення 18,10С до гептоконтану С70Н142з температурою плавлення понад 100 °C. Суміші твердих алканів входять до складу нафтових парафінів, церезинів, які виділяють з нафти, й озокериту

Церезини зовні важко відрізнити від парафінів, але вони мають температуру плавлення 65-88 °C, складені переважно ізопарафінами з числом вуглецевих атомів 36-55 і мають молекулярну масу 500750. Їх виділяють з важких залишків вакуумної перегонки нафт, переважно нафтенового типу при їхній депарафінізації і з горючого мінералу – озокериту. Церезин з озокериту одержують шляхом виплавлення з породи, з важких фракцій (сирий церезин) після відповідної очистки.

Парафіни і церезини застосовують при виготовленні свічок і сірників, для обробки тканин, просочення паперу, в електротехніці як діелектрики, у граверній справі й ін. Важливим застосуванням парафіну, як хімічної сировини, є переробка його в жирні кислоти шляхом окиснювання повітрям при температурі 140 °C з каталізаторами (солями марганцю, кобальту й ін.).

Високомолекулярні жирні кислоти, що утворюються, заміняють рослинні жири в миловарінні й у виробництві синтетичних миючих засобів.

Ароматичні вуглеводні (арени) представлені в нафтах в основному моноциклічними вуглеводнями, а також невеликими кількостями біциклічного ряду нафталіну, трициклічного ряду антрацену і більш конденсованих вуглеводнів. Арени відрізняються високою реакційною здатністю, вступаючи в реакції заміщення, приєднання і конденсації.

Ароматичні вуглеводні – надзвичайно цінна сировина для промисловості органічного синтезу, після виділення їх з нафти.. Однак небажана присутність аренів у дизельному паливі, тому що вони погіршують процес його згоряння, а в паливах для повітряно-реактивних двигунів (ПРД) їхня кількість обмежується до 20-22%, оскільки вони збільшують сажеутворення.

Нафтенові вуглеводні (циклопарафіни, циклоалкани чи циклани) за хімічними властивостями близькі до представників вуглеводнів жирного ряду, а за циклічною будовою нагадують вуглеводні ароматичного ряду. Нафтени підрозділяють на моноциклічні CnH2n (циклопентан C5H10, циклогексан C6H12); біциклічні CnH2n-2 (декалін C10H18); три – і поліциклічні CnH2n-4, CnH2n-6 і т.п.

Розкрити основні фізичні властивості нафти та нафтопродуктів (густина, молекулярна вага, в׳язкість…).

Середня молекулярна маса Н. 220—300 г/моль (рідко 450—470). Густина 0,65-1,05 (звичайно 0,82- 0,95 г/см³); нафта, густина якої нижче 0,83, — легка, 0,831-0,860 — середня, вище за 0,860 — важка. Вона містить велике число різних органічних речовин і тому характеризується не температурою кипіння, а температурою початку кипіння рідких вуглеводнів (звичайно >28 °C, рідше > 100 °C —

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

для важких нафт) і фракційним складом — виходом окремих фракцій, що переганяються спочатку при атмосферному тиску, а потім під вакумом у певних температурних межах, як правило, до 450— 500 °С (википає ~ 80 % об'єму проби), рідше 560—580 °С (90-95 %). Т-ра застигання від — 60 до + 30 °C; залежить переважно від вмісту в нафті парафіну і легких фракцій. В'язкість змінюється в широких межах (від 2 до 266 мм²/с для різних нафт), визначається фракційним складом нафти і її температурою, а також вмістом смолисто-асфальтенових речовин. Питома теплоємність 1,7-2,1 кДж/(кг•К); діелектрична проникність 2,0-2,5; електрична провідність від 2•10−10 до 0,3•10-18 Ом−1•см−1.

Колір нафти змінюється від жовтого до чорного забарвлення з ростом її густини. Нафтові вуглеводні (бензин, лігроїн, гас і деякі висококиплячі продукти), як правило, безбарвні, якщо добре очищені. Однак найчастіше крекінг-бензини, гаси, висококиплячі продукти прямої перегонки нафти в залежності від ступеня очищення мають ясно-жовтий і жовтий колір.

Нафти і нафтові фракції з температурою кипіння понад 300 °C володіють люмінесценцією – світінням, що виникає при їхньому опроміненні ультрафіолетовими променями. До люмогенних речовин входять нафтенові кислоти, поліциклічні ароматичні вуглеводні і смоли.

Розкрити поняття температура спалаху та температура загорання

Температу́ра спа́лаху — найнижча температура матеріалу (речовини), за якої за встановленими умовами випробувань над його поверхнею утворюється пара, здатна спричинити спалах у повітрі під впливом джерела запалювання, але швидкість утворення пари недостатня для підтримання стійкого горіння.

Температура спалаху - найнижча температура рідини, при якій її пари утворюють легкозаймисту суміш із повітрям.

Температурою спалаху нафтопродукту називають мінімальну температуру, за якої в умовах спеціальних випробувань нафтопродукту над його поверхнею утворюється пара, здатна спалахнути від вогню без виникнення стійкого горіння[1]. Чим вища температура кипіння нафтопродуктів, тим вища температура спалахування. Бензинові фракції мають температуру спалахування до -40 °C, гасові – понад 28 °C, масляні від 130 до 350 °C. Температура спалахування дає уявлення про те, наскільки продукти багаті легколеткими фракціями, і вказує на ступінь пожежонебезпечності і вибухонебезпечності нафтопродуктів.

Температу́ра займа́ння — найнижча температура матеріалу (речовини), за якої за встановленими умовами випробувань над його поверхнею утворюється пара або газиз такою швидкістю, що після їх запалювання виникає стійке горіння.