Основные методы переработки нефтей
Основной метод переработки – разгонка или дистилляция нефти.
До температуры 125°С получают лигроин (самые легкие фракции).
До 170°С получают бензин,
до 200°С – керосин,
больше 200°С – масляные фракции или солярка,
выше 350°С – масла или мазут и в остатке пек или асфальтены.
Крекинг – разгонка при больших температурах до 600°С.
Пиролиз – выше 600–1500°С.
Теплотворная способность нефти.
Теплотворная способность - Это количество теплоты в ккал, выделяемое 1 кг топлива (нефти) при его сгорании.
Легкие нефти имеют теплотворную способность в пределах 11–11,7 тыс. ккал; тяжелые – 10,2–10,6 тыс. ккал. Чем легче нефти, тем больше теплота сгорания.
Оптическая активность нефти.
Оптическая активность. Нефти способны вращать плоскость поляризации света вправо. Эта способность присуща только соединениям органического происхождения и обусловлена присутствием в них холестирина.
Оптическая активность измеряется с помощью поляризационнного микроскопа в градусах на миллиметр. Угол вращения изменяется от 0,1 до 2,7°. Чем нефти древнее, тем у них угол вращения меньше. Свойство используется, как доказательство органического происхождения нефти.
Свойства флюоресценции и люминесценции нефтей.
Флюоресценцией называется свечение при облучении вещества светом в течение более 10-7 сек.
Люминесценция – это холодное свечение. Люминесцентные свойства нефти используются для выявления ее признаков в образце породы, керне, шламе, буровом растворе. Для определения цветовых люминесцентных характеристик нефти применяются визуальные фотометры. Смолистые нефти дают темное (бурое, зеленоватое) свечение, легкие – голубое.
Физические свойства нефтей (перечислить основные свойства).
Цвет – от светлых, "белых" нефтей (легких, уд. весом 0,75), желтых, зеленых (баженовские нефти), темно-коричневых и черных.
Плотность – (удельный вес в г/см3) – это масса Н в единице объема. Меняется от 0,77 до 1 г/см3. Определяется при температуре 20°С по отношению к воде, имеющей температуру 40С (относительная плотность).
Очень легкие нефти < 0,8; легкие – 0,8–0,84; средней плотности – 0,84–0,88; тяжелые – 0,89 и > 0,92 – очень тяжелые (близкие к асфальту).
Чем плотнее нефть, тем она темнее.
Плотность и цвет зависят в значительной мере от содержания смол, асфальтенов, отношения С/Н (т.е. состава Н), поскольку углерод в 12 раз тяжелее водорода, от пластовой температуры и давления, с которыми связана растворимость газа.
Молекулярный вес - это арифметическое средневзвешенное молекулярных весов фракций нефтей. Молекулярный вес сырой нефти изменяется в пределах 240–290. Молекулярный вес легких фракций (выкипающих до 160°С) равен 100–106; молекулярный вес асфальта достигает 400–430.
Нефть практически не смешивается с водой. Растворяется в ацетоне, эфире, бензоле, сероуглероде, хлороформе и кипящем спирте.
Растворимость жидких углеводородов в воде возрастает от алканов к цикланам и далее к аренам и уменьшается с увеличением числа атомов углерода в молекуле.
Она возрастает также с увеличением температуры и редко снижается с ростом минерализации воды. Издавна используется метод высаливания для отделения нефти от воды с помощью добавления к смеси хлористого натрия (эффект Сеченова). Проблема обводненности месторождений (Самотлор, Талинское и др.).
Взаиморастворимость нефтей и газов Нефть хорошо растворяет углеводородные газы – сотни м3/м3. Растворимость возрастает с увеличением давления, с уменьшением удельного веса нефти и с увеличением молекулярного веса газа.
С другой стороны, жидкие углеводороды растворяются в сжатых углеводородных газах (давление не менее 1,5–53 Па разных газов).
Вязкость - это способность жидкости противодействовать течению.
Вязкость снижается при повышении газонасыщенности нефти и увеличении температуры. Вязкость измеряется вискозиметром, определяющим число секунд, необходимое для прохождения определенного количества нефти через специальную трубку при заданных давлении и температуре и при различных содержаниях растворенного газа.
Единица вязкости – пуаз. Вязкость изменяется от 0,5 мПа×с (легкие нефти) до 160 мПа×с (тяжелые нефти).
Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.
Не углеводородный состав нефтей.
Состав нефтей:
В нефти 80-87% углерода и 10–14 % водорода.
O, S, N2 = 1-3%, реже 5-9%, S – до 7 % (!)
N2 – не более 1,7%
О – не более 2,5%
Неуглеводородные соединения нефти
Микроэлементы – металлы и неметаллы в количестве 10-2 – 10-7 %: ванадий, никель, железо, цинк (и вся таблица Менделеева).
Смолы и асфальтены
19. Основные группы углеводородных структур нефтей (Ал, Ц, Ар) и их формулы.
Алканы (парафины) – СnH2n+2, от C1 (метан) по С35 и даже до С100 (редко и в небольших концентрациях). Представлены насыщенными соединениями УВ
СН4 (метан), С2H6, C3H8 и т. д.
Цикланы (циклопарафины, циклические УВ), CnH2n – насыщенные УВ с одним или несколькими циклопентановыми кольцами или их сочетаниями (моно-,би-, три- и поли-). В большей части смазочные масла
А
рены
(ароматические) в нефти представлены
бензолом и его гомологами, гомологами
нафталина и другими (до 6 колец).
Л
Понятие нефть (как минеральная система) и основной элементный её состав.