- •В. Р. Зайлалова учебное пособие по курсу «химия нефти и газа»
- •Введение
- •1. Происхождение нефти
- •2. Элементарный состав нефти
- •3. Фракционный состав нефти
- •3.1. Детонационная стойкость горючего
- •3.2. Переработка углеводородного сырья
- •3.2.1. Переработка каменного угля
- •3.2.2. Перспективы развития энергетики
- •4. Групповой углеводородный состав нефти. Классификация нефти
- •5. Молекулярный вес
- •6. Физические свойства нефти
- •6.1. Плотность
- •6.2. Вязкость
- •6.3. Температурные переходы и агрегатные превращения
- •6.4. Тепловые свойства
- •6.5. Оптические свойства
- •6.6. Электрические свойства
- •7. Фазовое равновесие в системе «нефть — газ»
- •8. Классификация углеводородов
- •8.1. Предельные (насыщенные) углеводороды. Алканы (парафины)
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.2. Предельные углеводороды. Циклоалканы
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.3. Непредельные (ненасыщенные) углеводороды. Алкены (этиленовые углеводороды)
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.4. Непредельные углеводороды. Алкадиены
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.5. Непредельные углеводороды. Алкины (ацетиленовые углеводороды)
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.6. Ароматические углеводороды. Бензол и его гомологи
- •Химические свойства
- •Свойства бензола
- •Свойства гомологов бензола
- •Способы получения
- •9. Неуглеводородные соединения нефти
- •9.1. Кислородные соединения
- •Азотистые соединения
- •Сернистые соединения
- •10. Смолистые вещества
- •11. Минеральные компоненты нефти
- •12. Методы выделения компонентов
- •12.1. Перегонка
- •12.2 Азеотропная и экстрактивная ректификация, экстракция, абсорбция
- •И селективность растворителей при 60°с
- •12.3. Адсорбция
- •12.4. Кристаллизация
- •12.5. Диффузионные методы разделения углеводородов
- •13. Природные и попутные газы. Применение газа
- •13.1 Природные газы
- •Попутные (нефтяные) газы
- •Применение газа
- •Термические превращения углеводородов нефти
- •14.1. Термодинамика процесса
- •14.2. Кинетика и механизм процесса
- •Энергия связи с—с, кДж/моль: 335; 322; 314; 310; 314; 322; 335
- •14.3. Термические превращения углеводородов в газовой фазе
- •Превращения алканов
- •14.3.2. Превращения циклоалканов
- •14.3.3. Превращения алкенов
- •Суммарную реакцию можно записать уравнением:
- •14.3.4. Превращения алкадиенов и алкинов
- •14.3.5. Превращения аренов
- •15. Термокаталитические превращения
- •15.1. Механизм действия катализаторов окислительно-восстановительного типа
- •15.2. Кислотный катализ
- •15.3. Реакции карбкатионов
- •15.4. Каталитический крекинг
- •15.4.1. Превращения алканов
- •15.4.2. Превращение циклоалканов
- •15.4.3. Превращение алкенов
- •15.4.4. Превращение аренов
- •15.4.5. Катализаторы каталитического крекинга
- •15.4.6. Каталитический крекинг в промышленности
- •15.5. Каталитический риформинг
- •15.5.1. Химические основы процесса
- •15.5.2. Катализаторы риформинга
- •15.5.3. Каталитический риформинг в промышленности
- •16. Гидрогенизация в нефтепереработке
- •16.1. Классификация процессов
- •16.2. Классификация каталитических реакций с водородом
- •16.3. Термодинамика и катализаторы гидрирования
- •Список литературы
- •Содержание
6.5. Оптические свойства
Одной из первых качественных характеристик нефти является цвет; в зависимости от состава он меняется от черного, темно-коричневого до красноватого, желтого и светло-желтого. Углеводороды нефти бесцветны, цвет нефти зависит в основном от смолисто-асфальтовых соединений. Поэтому нефть тем темнее, чем больше последних в ней содержится, а следовательно, и чем больше ее плотность.
Большинство нефтей обладает заметной флюоресценцией — радужной окраской на поверхности в отраженном свете.
Одной из важных оптических характеристик нефти и нефтепродуктов является показатель преломления (коэффициент рефракции). При преломлении света на границе раздела двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления остается постоянной величиной. Это отношение носит название показатель преломления второй среды по отношению к первой (n). Определение n проводят обычно на специальных приборах — рефрактометрах. Показатель преломления является надежной характеристикой чистоты лишь индивидуального соединения, и его применение к такой сложной смеси, как нефть, ограничено, но он сохраняет свое значение для изучения ее отдельных компонентов и фракций.
Показатели преломления углеводородов зависят от плотности и молекулярного веса. Установлены довольно точные количественные соотношения между этими величинами для разных классов углеводородов. Пользуясь ими, можно определить состав отдельных фракций нефти. Например, для углеводородов жирного ряда (С5Н12 — С10Н22) nD20 колеблется от 1,3575 до 1,4119, а о содержании ароматических углеводородов свидетельствует более высокий показатель преломления (для бензола С6Н6 nD20 = 1,5011).
Одним из характерных свойств светлых нефтяных погонов является их способность вращать плоскость поляризации линейно поляризованного луча света. Это свойство получило название оптическая активность. Как известно, в поляризованном луче колебания происходят только в одной плоскости, при этом плоскость поляризации перпендикулярна плоскости, в которой происходят колебания луча. Оптическая активность светлых нефтяных фракций, их способность отклонять при пропускании через них поляризованный свет вправо (+) — правовращающие, или влево (–) — левовращающие, была открыта еще в прошлом веке (Био, 1835 г.). Большинство нефтей имеет правое вращение, и только из некоторых выделены наряду с правовращающими и левовращающие фракции.
6.6. Электрические свойства
Сухие (обезвоженные) нефти и нефтепродукты являются диэлектриками. Эти свойства дают возможность применять некоторые нефтепродукты в качестве электроизоляционных материалов. Так, например, твердые парафины применяются в качестве изоляционных материалов в радиотехнике и др., а нефтяные масла (трансформаторное, конденсаторное и др.) используются для заливки трансформаторов, конденсаторов, масляных выключателей и реостатов.
Нефть и нефтепродукты легко электризуются при трении и могут некоторое время сохранять на своей поверхности электрические заряды. Такие явления возникают при перекачке бензина и нефтепродуктов по трубопроводам, при погружении в нефтяные растворители шерсти или шелка и т. п. При разряде накопившегося заряда статического электричества может появиться искра, и в результате может произойти воспламенение паров нефтепродуктов, взрыв, пожар. Основным методом борьбы со статическим электричеством является надежное заземление всех металлических частей аппаратуры и трубопроводов, содержащих нефтепродукты.