Реферат: Нефть: происхождение, состав, методы и способы переработки

Содержание:

I Введение 2

II Основные нефтегазоносныепровинции России 3

1. Западно-Сибирская 3

2. Волго-Уральская 4

3. Тимано-Печерская 4

4. Нефтяной комплекс России 5

5. Транспортировка нефти трубопроводами 6

III Происхождениенефти 8

1. Современный взгляд 8

2. Другие теорииобразования нефти 8

IV. Состав нефти 11

1. Состав нефти и химические свойства 11

2. Физические свойства 13

V. Методы и способыпереработки нефти 15

1. Подготовка нефти к переработка. 15

2. Сортировка и смешивание нефти 16

3. Выбор направленияпереработки нефти 17

4. Принципы первичнойпереработки нефти 18

5. Перегонка нефти 18

6. Устройство идействие ректификационной колонны 20

7. Устройстворектификационных тарелок 23

8. Крекингнефти 23

9. Термический крекинг 24

10. Каталитический крекинг 25

11. Риформинг 26

VI. Использованиепродуктов переработки нефти 28

VII. Заключение 30

VIII. Список литературы 30

Приложения

<st1:place w:st=«on»>I.</st1:place>Введение.

Бурный научно-технический прогресс и высокие темпыразвития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX– XXвв. привели крезкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое местосреди которых заняла нефть.

Считают, что современный термин “нефть” произошел отслова “нафата”, что на языке народов Малой Азии означает просачиваться.

Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 – 4 тыс.лет до нашей эры. Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтянеиспользовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумыиспользовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав“греческого огня”. В средние века нефть использовалась для освещения в рядегородов на Ближнем Востоке, Южной Италии. В начале XIXвека в России, а в середине XIXвека в Америке из нефти путем возгонки был полученкеросин. Он использовался в лампах. До середины XIXвека нефть добывалась в небольших количествах изглубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретениепарового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитиюнефтедобывающей промышленности.

Современный уровень цивилизации и технологии был бынемыслим без той дешевой и обильной энергии, которую предоставляет нам нефть. Сегодня она имеет несколько значенийдля народного хозяйства страны:

·

сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов,полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделийиз них, искусственных тканей;

·

источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного иреактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут),строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт);

·

сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестведобавок в корм скоту для стимуляции его роста.

Нефть – наше национальноебогатство, источник могущества России, фундамент ее экономики.

II. Основные нефтегазоносныепровинции в Российской Федерации.

Россия занимает промежуточное положение междуполюсами “сверх потребителя” – США и “сверх добытчика” – Саудовской Аравии. Внастоящее время нефтяная промышленность Российской Федерации занимает 2 место вмире. По уровню добычи мы уступаем только Саудовской Аравии. В 2002 году добытоуглеводородов: нефти – 379,6 млн.тонн, природного газа – 594 млрд.м3.

На территории Российской Федерациинаходятся три крупные нефтегазоносные провинции: Западно-Сибирская,Волго-Уральская и Тимано-Печерская.

1. Западно-Сибирская провинция.

Западно-Сибирская – это основнаяпровинция РФ. Крупнейший нефтегазоносный бассейн в мире. Расположен он впределах Западно-Сибирской равнины на территории Тюменской, Омской, Курганской,Томской и частично Свердловской, Челябинской, Новосибирской областей,Красноярского и Алтайского краев, площадью около 3,5 млн. км2Нефтегазоносность бассейна связана с отложениями юрского и мелового возраста.Большая часть нефтяных залежей находиться на глубине 2000-<st1:metricconverter ProductID=«3000 метров» w:st=«on»>3000 метров</st1:metricconverter>. НефтьЗападно-Сибирского нефтегазоносного бассейна характеризуется низким содержаниемсеры (до 1,1%), и парафина (менее 0,5%), содержание бензиновых фракций высокое(40-60%), повышенное количество летучих веществ.

Сейчас на территории Западной Сибири добывается 70%российской нефти. Основной ее объем извлекается насосным способом, на долюфонтанной добычи приходится не более 10%. Из этого следует, что основныеместорождения находятся на поздней стадии разработки, что заставляет задуматьсянад важной проблемой топливной промышленности — старением месторождений. Этотвывод подтверждается и данными по стране в целом.

В Западной Сибири находятся несколькодесятков крупных месторождений. Среди них такие известные, как Самотлорское,Мамонтовское, Федоровское, Усть-Балыкское, Убинское, Толумское,Муравленковское, Суторминское, Холмогорское, Талинское, Мортымья-Тетеревское идругие. Большая часть из них расположена в Тюменской области – своеобразномядре района. В республиканском разделении труда она выделяется как главная базаРоссии по снабжению ее народнохозяйственного комплекса нефтью и природнымгазом. В Тюменской области добывается более 220 млн. тонн нефти, что составляетболее 90% всей добычи Западной Сибири и более 55% от всего объема добычи поРоссии. Анализируя данную информацию, нельзя не сделать следующий вывод:нефтедобывающей промышленности Российской Федерации свойственна чрезвычайновысокая концентрация в ведущем районе.

Для нефтяной промышленности Тюменскойобласти характерно снижение объемов добычи. Достигнув максимума в 1988 году415,1 млн. т, к 1990 году нефтедобыча снизилась до 358,4 млн. т, то есть на13.7%, причем тенденция падения добычи сохраняется и сейчас.

Основные нефтяные компании работающиена территории Западной Сибири, это – ЛУКОЙЛ, ЮКОС, Сургутнефтегаз, Сибнефть,СИДАНКО, ТНК.

2. Волго-Уральская провинция.

Вторая по значению нефтяная провинция –Волго-Уральская. Она расположена в восточной части Европейской территорииРоссийской Федерации, в пределах республик Татарстан, Башкортостан, Удмуртия, атакже Пермской, Оренбургской, Куйбышевской, Саратовской, ВолгоградскойКировской и Ульяновской областей. Нефтяные залежи находятся на глубине от 1600до <st1:metricconverter ProductID=«3000 м» w:st=«on»>3000 м</st1:metricconverter>,т.е. ближе к поверхности по сравнению с Западной Сибирью, что несколько снижаетзатраты на бурение. Волго-Уральский район дает 24% нефтедобычи страны.

Подавляющую часть нефти и попутногогаза (более 4/5) области дают Татария, Башкирия, Куйбышевская область. Добычанефти ведется на месторождениях Ромашкинское, Ново-Елховское, Чекмагушское,Арланское, Краснохолмское, Оренбургское и другие. Значительная часть нефти,добываемая на промыслах Волго-Уральской нефтегазоносной области, поступает понефтепроводам на местные нефтеперерабатывающие заводы, расположенные главнымобразом в Башкирии и Куйбышевской области, а также в других областях (Пермской,Саратовской, Волгоградской, Оренбургской).

Основные нефтяные компании работающиена территории Волго-Уральской провинции: ЛУКОЙЛ, Татнефть, Башнефть, ЮКОС, ТНК.

3. Тимано-Печерская провинция.

Третья по значимости нефтяная провинция– Тимано-Печерская. Она расположена в пределах Коми, Ненецкого автономногоокруга Архангельской области и частично на прилегающих территориях, граничит ссеверной частью Волго-Уральского нефтегазоносного района. Вместе с остальнымиТимано-Печерская нефтяная область дает лишь 6% нефти в Российской Федерации(Западная Сибирь и Урало-Поволжье – 94%). Добыча нефти ведется наместорождениях Усинское, Харьягинское, Войвожское, Верхне-грубешорское,Ярегское, Нижне-Омринское, Возейское и другие. Тимано-Печорский район, какВолгоградская и Саратовская области, считается достаточно перспективным. Добычанефти в Западной Сибири сокращается, а в Ненецком автономном округе ужеразведаны запасы углеводородного сырья, соизмеримые с западносибирскими. По оценкеамериканских специалистов, недра арктической тундры хранят 2,5 млрд. тонннефти.

Почти каждое месторождение, а тем болеекаждый из нефтегазоносных районов отличаются своими особенностями по составунефти и поэтому вести переработку, используя какую-либо “стандартную”технологию нецелесообразно. Нужно учитывать уникальный состав нефти длядостижения максимальной эффективности переработки, по этой причине приходитьсясооружать заводы под конкретные нефтегазоносные области. Существует теснаявзаимосвязь между нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленностью. Однакоразвал Советского Союза обусловил появление новой проблемы – разрыв внешниххозяйственных связей нефтяной промышленности. Россия оказалась в крайненевыгодном положении, т.к. вынуждена экспортировать сырую нефть ввидудисбаланса нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности (объем переработки в2002 году составил – 184 млн. тонн), в то время как цены на сырую нефть гораздониже, чем на нефтепродукты. Кроме того, низкая приспособляемость российскихзаводов, при переходе на нефть, которая ранее транспортировалась на заводысоседних республик, вызывает некачественную переработку и большие потерипродукта.

4. Нефтяной комплекс России.

Следует учитывать, что в РоссийскойФедерации после семидесятых годов не было открыто ни одного крупноговысокопродуктивного месторождения, а вновь приращиваемые запасы по своимкондициям резко ухудшаются. Так, например, по геологическим условиям среднийдебит одной новой скважины в Тюменской области упал с 138 т в <st1:metricconverter ProductID=«1975 г» w:st=«on»>1975 г</st1:metricconverter>. до 10-12т в <st1:metricconverter ProductID=«1994 г» w:st=«on»>1994 г</st1:metricconverter>., т.е. более чем в 10раз. Значительно возросли затраты финансовых и материально-технических ресурсовна создание 1 т новой мощности.

Нефтяной комплекс России включает 148 тыс. нефтяныхскважин, 48,3 тыс. км магистральных нефтепроводов, 28 нефтеперерабатывающихзаводов (НПЗ) общей мощностью около 300 млн.т/годнефти, а также большое количество других производственных объектов. Напредприятиях нефтяной промышленности и обслуживающих ее отраслей занято около900 тыс. работников, в том числе в сфере науки и научного обслуживания – около20 тыс. человек.

Высокопродуктивные запасы крупных месторожденийвыработаны более, чем на половину, и по крупным залежам происходит интенсивноеснижение объемов добычи нефти. Например, Арланскоеместорождение (Башкирия) выработано на 77,5%, аМортымья-Тетеревское (Западная Сибирь) – на 95%. Практически весь фонднефтяных скважин переведен с фонтанного на механизированный способ добычи.Начался массовый ввод в разработку мелких, низкопродуктивных месторождений.Указанные факторы вызвали резкий рост потребностей отрасли в материальных ифинансовых ресурсах для своего освоения, выделение которых в условияхэкономического и политического кризиса России в 90-х годах было сокращено.

Геологический разрез нефтеносной залежи.

<img src="/cache/referats/18797/image002.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1059"><img src="/cache/referats/18797/image004.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1038">Нефть залегает в земле, заполняя пустотымежду частицами различных горных пород. Для добывания её бурят скважины. Еслинефть богата газами, она под их давлением сама поднимается на поверхность, еслиже давление газов для этого недостаточно, в нефтяном пласту создаютискусственное давление путём нагнетания туда газа, воздуха или воды.

5. Транспортировка нефти трубопроводами.

В настоящее время география нефтеперерабатывающейпромышленности не всегда совпадает с районами ее переработки. Поэтому задачитранспортировки нефти привели к созданию большой сети нефтепроводов.Нефтеперерабатывающие заводы располагаются во всех районах страны, т.к.выгоднее транспортировать сырую нефть, чем продукты ее переработки, которыенеобходимы во всех отраслях народного хозяйства. В прошлом она из мест добычи вместа потребления перевозилась по железным дорогам в цистернах. В настоящеевремя большая часть нефти перекачивается по нефтепроводам и их доля втранспортировке продолжает расти. В состав нефтепроводов входят трубопроводы,насосные станции и нефтехранилища. Пропускная способность нефтепроводадиаметром <st1:metricconverter ProductID=«1200 мм» w:st=«on»>1200 мм</st1:metricconverter>составляет 80-90 млн. тонн в год при скорости движения потока нефти 10-<st1:metricconverter ProductID=«12 км/ч» w:st=«on»>12 км/ч</st1:metricconverter>. По эффективности снефтепроводами могут соперничать только морские перевозки танкерами. Крометого, они менее опасны в пожарном отношении и резко снижают потери притранспортировке (доставке). По размеру грузооборота нефтепроводный транспорт в2,5 раза превзошел железнодорожный в части перевозок нефти и нефтепродуктов. Транспортировканефти по нефтепроводам стоит в настоящее время дороже, чем перевозка по воде,но значительно дешевле, чем перевозка по железной дороге.

Стоимость строительства магистрального нефтепроводаобычно окупается за 2-3 года. Характерной особенностью развития нефтепроводноготранспорта России является увеличение удельного веса трубопроводов большогодиаметра, что объясняется их высокой рентабельностью.

Сейчас по грузообороту трубопроводного транспорта Россиястоит на первом месте. Протяженность нефтепроводов составляет <st1:metricconverter ProductID=«66000 км» w:st=«on»>66000 км</st1:metricconverter>. Строительствомагистральных нефтепроводов продолжается и в настоящее время. Так, например, в2001 году введена в эксплуатацию первая очередь нефтепровода КТК на 28млн.т/год (максимальная мощность – 65 млн.тонн), диаметром <st1:metricconverter ProductID=«1490 мм» w:st=«on»>1490 мм</st1:metricconverter> и протяженностью <st1:metricconverter ProductID=«1500 км» w:st=«on»>1500 км</st1:metricconverter>, связывающаянефтяные месторождения юга России и западного Казахстана с терминалом наЧерноморском побережье в г.Новороссийске.

III. Происхождение нефти.

1.Современныйвзгляд.

Вопросы об исходном веществе, из которого образоваласьнефть, о процессах нефтеобразования и формирования нефти в концентрированнуюзалежь, а отдельных залежей в месторождения до сего времени ещё не являютсяокончательно решёнными. Существует множество мнений как об исходных для нефтивеществах, так и о причинах и процессах, обусловливающих её образование. Впоследние годы благодаря трудам главным образом советских геологов, химиков,биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснитьосновные закономерности в процессах нефтеобразования. В настоящее времяустановлено, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь,возникла в результате преобразования органических веществ.

Наиболее благоприятные условия для формирования нефти –морские, с так называемым некомпенсированным прогибанием. В теплых водах, надне доисторического моря, веками накапливалась сапропель – глинистая почва,перемешанная с органическими останками умерших рыб, водорослей, моллюсков ипрочей живности. В ней шла биохимическая стадия образования нефти. Микроорганизмыпри ограниченном доступе кислорода перерабатывали белки, углеводы и т.д. Приэтом образовывался метан, углекислый газ, вода и немного углеводородов. Даннаястадия происходила в нескольких метрах от дна моря. Затем осадок уплотнился:произошел диагенез. Вследствие природных процессов дно моря опускалось, асапропель накрывали материалы, которые из-за природных разрушений или потокамиводы сносились с гор. Органика попадала в застойные, бескислородные условия.Когда сапропель опустилась до глубины в <st1:metricconverter ProductID=«1,5 км» w:st=«on»>1,5 км</st1:metricconverter>, подземная температура достигла <st1:metricconverter ProductID=«100ﾰC» w:st=«on»>100°C</st1:metricconverter> и стала достаточной длянефтеобразования. Начинаются химические реакции между веществами под действиемтемпературы и давления. Сложные вещества разлагаются на более простые.Биохимические процессы затухают. Потом породу должна накрыть соль (вПрикаспийской впадине ее толщина достигает <st1:metricconverter ProductID=«4 км» w:st=«on»>4 км</st1:metricconverter>) или глина. С увеличением глубины растетсодержание рассеянной нефти. Так, на глубине до <st1:metricconverter ProductID=«1,5 км» w:st=«on»>1,5 км</st1:metricconverter> идет газообразование,на интервале 1,5-<st1:metricconverter ProductID=«8,5 км» w:st=«on»>8,5 км</st1:metricconverter>идет образование жидких углеводородов – микронефти – при температуре от 60 до160°С. А на больших глубинах при температуре 150-200°С образуется метан. Помере уплотнения сапропели микронефть выжимается в вышележащие песчаники. Этопроцесс первичной миграции. Затем под влиянием различных сил микронефтьперемещается вверх по наклону. Это вторичная миграция, которая являетсяпериодом формирования самого месторождения.

Весь процесс занимает сотни миллионов лет.

2. Другие теории образования нефти.

Один из первых, кто высказал научно обоснованнуюконцепцию о происхождении нефти, был М.В. Ломоносов. В середине XVIIIвека в своём тракте «О слоях земных» великий русскийучёный писал, что нефть произошла из каменного угля. Исходное вещество былоодно: органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть.М.В. Ломоносов первый указал на связь между горючими полезными ископаемыми –углём и нефтью и выдвинул первую в мире гипотезу о происхождении нефти израстительных остатков.

В XIX в. среди ученых были распространены идеи,близкие к представлениям М.В. Ломоносова. Споры велись главным образом вокругисходного материала: животные или растения? Немецкие ученые Г. Гефер и К. Энглерв <st1:metricconverter ProductID=«1888 г» w:st=«on»>1888 г</st1:metricconverter>.поставили опыты, доказавшие возможность получения нефти из животных организмов.Была произведена перегонка сельдевого жира при температуре 400 °С и давлении 1МПа. Из <st1:metricconverter ProductID=«492 кг» w:st=«on»>492 кг</st1:metricconverter>жира было получено масло, горючие газы, вода, жиры и разные кислоты. Большевсего было отогнано масла (<st1:metricconverter ProductID=«299 кг» w:st=«on»>299 кг</st1:metricconverter>, или 61 %) плотностью 0,8105 г/см3,состоящего на 9/10 из УВ коричневого цвета. Последующей разгонкой из маслаполучили предельные УВ (от пентана до нонана), парафин, смазочные масла, всостав которых входили олефины и ароматические УВ. Позднее, в <st1:metricconverter ProductID=«1919 г» w:st=«on»>1919 г</st1:metricconverter>. академиком Н.Д.Зелинским был осуществлен похожий опыт, но исходным материалом служилорганогенный ил преимущественно растительного происхождения (сапропель) изозера Балхаш. При его перегонке были получены: сырая смола – 63,2 %; кокс –16,0%; газы (метан, оксид углерода, водород, сероводород) – 20,8 %. Припоследующей переработке смолы из нее извлекли бензин, керосин и тяжелые масла.

В конце XIXв., когда в астрономии и физикеполучило развитие применение спектральных методов исследования и в спектрахразличных космических тел были обнаружены не только углерод и водород, но иуглеводороды, русский геолог Н.А. Соколов выдвинул космическую гипотезуобразования нефти. Он предполагал, что когда земля была в огненно-жидкомсостоянии, то углеводороды из газовой оболочки проникли в массу земного шара, авпоследствии при остывании выделились на его поверхности. Эта гипотеза необъясняет ни географического, ни геологического распределения нефтяныхместорождений.

Академик В.И. Вернадский обратил внимание на наличие внефти азотистых соединений, встречающихся в органическом мире.

Предшественники академика И.М. Губкина, русские геологиАндрусов и Михайловский также считали, что на Кавказе нефть образовалась изорганического материала. По мнению И.М. Губкина, родина нефти находится вобласти древних мелководных морей, лагун и заливов. Он считал, что уголь инефть – члены одного и того же генетического ряда горючих ископаемых.

Уголь образуется в болотах и пресноводных водоёмах, какправило, из высших растений. Нефть получается главным образом из низшихрастений и животных, но в других условиях. Нефть постепенно образовывалась втолще различных по возрасту осадочных пород, начиная от наиболее древнихосадочных пород – кембрийских, возникших 600 млн. лет назад, до сравнительномолодых – третичных слоёв, сложившихся 50 млн. лет назад. Накоплениеорганического материала для будущего образования нефти происходило в прибрежнойполосе, в зоне борьбы между сушей и морем.

По вопросу об исходном материале существовали разныемнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных(рыбы, планктона), другие считали, что главную роль играли белки, третьипридавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть можетобразоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органическихвеществ.

И.М. Губкин дал критический анализ проблемы происхождениянефти и разделил органические теории на три группы: теория, где преобладающаяроль в образовании нефти отводится погибшим животным; теория, где преобладающаяроль отводится погибшим растениям, и, наконец, теория смешанногоживотно-растительного происхождения нефти.

Последняя теория, детально разработанная И.М. Губкиным,носит название сапропелитовой от слова “сапропель” – глинистый ил – и являетсягосподствующей. В природе широко распространены различные виды сапропелитов.

Различие в исходном органическом веществе является однойиз причин существующего разнообразия нефтей. Другими причинами являютсяразличие температурных условий вмещающих пород, присутствие катализаторов идр., а также последующие преобразования пород, в которых заключена нефть.

В СССР были проведены исследования, в результате которыхудалось установить роль микроорганизмов в образовании нефти. Т.Л.Гинзбург-Карагичева, открывшая присутствие в нефти разнообразнейшихмикроорганизмов, привела в своих исследованиях много новых, интересныхсведений. Она установила, что в нефтях, ранее считавшихся ядом для бактерий, набольших глубинах идёт кипучая жизнь, не прекращавшаяся миллионы лет подряд.

Целый ряд бактерий живёт в нефти и питается ею, меняя,таким образом, химический состав нефти. Академик И.М. Губкин в своей теориинефтеобразования придавал этому открытию большое значение. Гинзбург-Карагичевойустановлено, что бактерии нефтяных пластов превращают различные органическиепродукты в битуминозные.

Под действием ряда бактерий происходит разложениеорганических веществ и выделяется водород, необходимый для превращенияорганического материала в нефть.

IV. Состав нефти.

1.Состав нефти и химические свойства.

Нефть – это горная порода. Она относится к группеосадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др.Мы привыкли считать, что порода – это твердое вещество, из которого состоитземная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, идаже газообразные. Одно из важных свойств нефти – способность гореть.

В зависимости от месторождениянефть имеет различный качественный и количественный состав. Нефти состоятглавным образом из углерода – 79,5-87,5% и водорода – 11,0-14,5% от массынефти. Кроме них в нефтях присутствуют еще три элемента – сера, кислород иазот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. В незначительныхконцентрациях в нефтях встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий,медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк,калий. Их общее содержание не превышает 0,02-0,03% от массы нефти. Указанныеэлементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоятнефти. Кислород и азот находятся в нефтях только в связанном состоянии. Сераможет встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.

В состав нефти входит около 425 углеводородныхсоединений. Главную часть нефтей составляют три группы УВ: метановые,нафтеновые и ароматические. По углеводородному составу все нефти подразделяютсяна: 1) метаново-нафтеновые, 2) нафтеново-метановые, 3) ароматическо-нафтеновые,4) нафтеново-ароматические, 5) ароматическо-метановые, 6)метаново-ароматические и 7) метаново-ароматическо-нафтеновые. Первым в этойклассификации ставится название углеводорода, содержание которого в составенефти меньше.

Метановые УВ (алкановые или алканы) химически наиболееустойчивы, они относятся к предельным УВ и имеют формулу CnH2n+2. Если количество атомов углерода в молекулеколеблется от 1 до 4 (СН4-С4Н10), то УВ представляетсобой газ, от 5 до 16 (C5H16-C16H34) то это жидкие УВ, а если оно выше 16 (С17Н36и т.д.) – твердые (например, парафин).

Нафтеновые (циклановые или алициклические) УВ (CnH2n)имеют кольчатое строение, поэтому их иногда называют карбоциклическимисоединениями. Все связи углерода с водородом здесь также насыщены, поэтомунафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами.

Ароматические УВ, или арены (СnНn), наиболее бедны водородом. Молекулаимеет вид кольца с ненасыщенными связями углерода. Они так и называются –ненасыщенными, или непредельными УВ. Отсюда их неустойчивость в химическомотношении.

Наряду с углеводородами в нефтях присутствуютхимические соединения других классов. Обычно все эти классы объединяют в однугруппу гетеросоединений (греч. “гетерос” – другой). В нефтях также обнаруженоболее 380 сложных гетеросоединений, в которых к углеводородным ядрамприсоединены такие элементы, как сера, азот и кислород. Большинство изуказанных соединений относится к классу сернистых соединений – меркаптанов. Этоочень слабые кислоты с неприятным запахом. С металлами они образуютсолеобразные соединения – меркаптиды. В нефтях меркаптаны представляют собойсоединения, в которых к углеводородным радикалам присоединена группа SH.

<img src="/cache/referats/18797/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1044">
Метилмеркаптан.

Меркаптаны разъедают трубы и другое металлическоеоборудование буровых установок и промысловых объектов.

В нефтях так же выделяют неуглеводородные соединения:асфальто-смолистую части, порфирины, серу и зольную часть.

Асфальто-смолистая часть нефтей – это темноокрашенноевещество. Оно частично растворяется в бензине. Растворившаяся часть называетсяасфальтеном, нерастворившаяся – смолой. В составе смол содержится кислород до93 % от общего его количества в нефтях.

Порфирины– особые азотистые соединения органического происхождения. Считают, что ониобразованы из хлорофилла растений и гемоглобина животных. При температуре200-250оС порфирины разрушаются.

Сера широко распространена в нефтях и в углеводородномгазе и содержится либо в свободном состоянии, либо в виде соединений(сероводород, меркаптаны). Количество ее колеблется от 0,1% до 5%, но бывает изначительно больше. Так, например, в газе Астраханского месторождениясодержание Н2Sдостигает 24 %.

Зольная часть – остаток, получающийся при сжиганиинефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель,ванадий, иногда соли натрия.

Кислород в нефтях встречается в связанном состояниитакже в составе нафтеновых кислот (около 6%) – CnH2n-1(COOH), фенолов (не более 1%) – C6H5OH, а также жирных кислот и их производных – C6H5O6(P). Содержание азота в нефтях не превышает 1%. Основнаяего масса содержится в смолах. Содержание смол в нефтях может достигать 60% отмассы нефти, асфальтенов – 16%.

Асфальтены представляют собой черное твердое вещество. Посоставу они сходны со смолами, но характеризуются иными соотношениямиэлементов. Они отличаются большим содержанием железа, ванадия, никеля и др.Если смолы растворяются в жидких углеводородах всех групп, то асфальтенынерастворимы в метановых углеводородах, частично растворимы в нафтеновых илучше растворяются в ароматических. В “белых” нефтях смолы содержатся в малыхколичествах, а асфальтены вообще отсутствуют.

2. Физические свойства.

Нефть – это вязкая маслянистая жидкость, темно-коричневого или почтичерного цвета с характерным запахом, обладающая слабой флюоресценцией,более легкая (плотность 0,73-0,97г/см3), чем вода, почти нерастворимая в ней.Нефть сильно варьирует по плотности (отлегкой 0,65-0,70 г/см3, до тяжелой 0,98-1,05 г/см3). Нефтьи ее производные обладают наивысшей среди всех видов топлив теплотой сгорания. Теплоемкость нефти 1,7-2,1 кДж/кг, теплотасгорания нефти – 41 МДж/кг, бензина – 42 МДж/кг. Температура кипения зависит отстроения входящих в состав нефти углеводородов и колеблется от 50 до 550°С.

Различные компоненты нефти переходят в газообразноесостояние при различной температуре. Легкие нефти кипят при 50–100°С, тяжелые –при температуре более 100°С.

Различие температур кипения углеводородов используетсядля разделения нефти на температурные фракции. При нагревании нефти до 180-200°Свыкипают углеводороды бензиновой фракции, при 200-250°С – лигроиновой, при 250-315°С– керосиново-газойлевой и при 315-350°С – масляной. Остаток представленгудроном. В состав бензиновой и лигроиновой фракций входят углеводороды,содержащие 6-10 атомов углерода. Керосиновая фракция состоит из углеводородов сC11-C13,газойлевая – C14-C17.

Важным является свойство нефтей растворять углеводородныегазы. В <st1:metricconverter ProductID=«1 м3» w:st=«on»>1 м3</st1:metricconverter>нефти может раствориться до <st1:metricconverter ProductID=«400 м3» w:st=«on»>400 м3</st1:metricconverter> горючих газов. Большое значение имеетвыяснение условий растворения нефти и природных газов в воде. Нефтяныеуглеводороды растворяются в воде крайне незначительно. Нефти различаются поплотности. Плотность нефти, измеренной при 20°С, отнесенной к плотности воды,измеренной при 4°С, называется относительной. Нефти с относительной плотностью0,85 называются легкими, с относительной плотностью от 0,85 до 0,90 – средними,а с относительной плотностью свыше 0,90 – тяжелыми. В тяжелых нефтях содержатсяв основном циклические углеводороды. Цвет нефти зависит от ее плотности:светлые нефти обладают меньшей плотностью, чем темные. А чем больше в нефтисмол и асфальтенов, тем выше ее плотность. При добыче нефти важно знать еевязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамическойвязкостью называется внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкостидвижению общего потока. У легких нефтей вязкость меньше, чем у тяжелых. Придобыче и дальнейшей транспортировке тяжелые нефти подогревают. Кинематическойвязкостью называется отношение динамической вязкости к плотности среды. Большоезначение имеет знание поверхностного натяжения нефти. При соприкосновении нефтии воды между ними возникает поверхность типа упругой мембраны. Капиллярныеявления используются при добыче нефти. Силы взаимодействия воды с горнойпородой больше, чем у нефти. Поэтому вода способна вытеснить нефть из мелкихтрещин в более крупные. Для увеличения нефтеотдачи пластов используютсяспециальные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Нефти имеют неодинаковыеоптические свойства. Под действием ультрафиолетовых лучей нефть способнасветиться. При этом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым ижелто-бурым. Это используется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком иимеет высокое удельное сопротивление. На этом основаны электрометрическиеме

еще рефераты

Еще работы по технологии. химии

Реферат по технологии. химии

Эпоксидная смола, как матричный материал

29 Августа 2013

Реферат по технологии. химии

Каталитический и термический крекинг

29 Августа 2013

Реферат по технологии. химии

Физико-химические процессы водоподготовки

29 Августа 2013