- •Основы химии нефти и газа
- •Основы химии нефти и газа
- •Основы химии нефти и газа
- •450062, Г. Уфа, ул. Космонавтов, 1 Предисловие
- •Добыча нефти и газа
- •1.2. Происхождение нефти и газа
- •1.3. Основные физико-химические свойства нефтей
- •1.3.1. Физические свойства нефтей и нефтепродуктов
- •1.3.2. Элементный и изотопный состав нефтей и природных газов
- •1.3.3. Групповой химический состав нефтей
- •1.3.4. Фракционный состав нефти
- •1.4. Классификация нефтей
- •1.4.1. Химическая классификация
- •1.4.2. Технологическая классификация
- •2. Химический состав нефти
- •2.1. Углеводороды нефти и нефтепродуктов
- •2.2. Алканы
- •2.2.1. Строение, изомерия, структурные формулы
- •2.2.2. Номенклатура
- •2.2.3. Физические свойства
- •2.2.4. Химические свойства и переработка
- •2.2.5. Алканы нефти
- •2.3. Циклоалканы
- •2.3.1. Номенклатура и изомерия
- •2.3.2. Физические свойства
- •2.3.3. Химические свойства и переработка
- •2.3.4. Циклоалканы нефти, влияние на свойства нефтепродуктов
- •2.4. Арены и углеводороды смешанного строения
- •Строение бензола
- •2.4.1. Номенклатура и изомерия
- •1. Монозамещённые бензолы
- •2. Дизамещённые бензолы
- •3. Полициклические арены
- •2.4.2. Физические свойства
- •Физические свойства аренов
- •2.4.3. Химические свойства и использование
- •2.4.4. Углеводороды смешанного стороения
- •2.4.5. Арены нефти, влияние на свойства нефтепродуктов,
- •2.5. Непредельные углеводороды
- •2.5.1. Алкены и циклоалкены
- •2.5.1.1. Номенклатура
- •2.5.1.2. Физические свойства
- •2.5.1.3. Химические свойства и использование
- •2.5.2. Алкины
- •2.5.2.1. Номенклатура
- •2.5.2.2. Физические свойства
- •2.5.2.3. Химические свойства
- •2.5.3. Непредельные углеводороды нефти и нефтепродуктов,
- •2.6. Гетероатомные соединения и минеральные
- •2.6.1. Кислородные соединения
- •2.6.1.1. Кислоты
- •2.6.1.2 Фенолы
- •2.6.1.3. Кетоны и эфиры
- •2.6.2. Сернистые соединения
- •2.6.2.1. Тиолы
- •2.6.2.2. Сульфиды
- •2.6.2.3. Дисульфиды
- •2.6.2.4. Сернистые соединения нефтей
- •Групповой состав сернистых соединений некоторых нефтей
- •Происхождение сернистых соединений нефти
- •Влияние на свойства нефтепродуктов и применение сернистых соединений
- •2.6.3. Азотистые соединения
- •2.6.3.1. Амины
- •2.6.3.2. Амиды кислот
- •2.6.3.3. Происхождение азотистых соединений нефтей.
- •2.6.4. Смолисто-асфальтовые вещества
- •2.6.5. Минеральные компоненты
- •3.1. Подготовка нефти к переработке
- •3.2. Первичная перегонка нефти
- •3.3. Химические процессы переработки нефти
- •3.3.1. Термический крекинг, пиролиз и коксование
- •3.3.2. Каталитические процессы
- •4. Переработка нефтяных газов
- •5. Очистка и стабилизация нефтепродуктов
- •Стабилизация нефтепродуктов
- •6. Продукты переработки нефти
- •7. Продукты нефтехимического синтеза
1.3.3. Групповой химический состав нефтей
Из элементного состава следует, что нефть в основном состоит из углеводородов. Наиболее широко в нефти представлены углеводороды трёх классов: алканы, циклоалканы и арены.
Присутствуют также углеводороды смешанного строения. Сравнительно жёсткие условия, в которых в природе находится нефть (температура до 200 0С и более), обусловливает незначительное содержание лишь в некоторых нефтях таких химически активных углеводородов, как алкены и алкины.
Соединения с циклическими и полициклическими структурами преобладают в нефтях, приуроченным к относительно молодым отложениям (третичным), а алифатические структуры более характерны для нефтей из палеозойских отложений.
Из неуглеводородных компонентов нефтей известны кислородные, сернистые, азотистые соединения, также смолы и асфальтены, содерджащие и кислород, и серу, и азот, но с не вполне ясной химической природой. Имеются и некотрые другие элементно – органические соединения, но характер их тоже пока не совсем ясен.
Нефть содержит также и минеральные вещества.
1.3.4. Фракционный состав нефти
Для оценки качества добываемой нефти и выбора методов её дальнейшей переработки большое значение имеет распределение содержащихся в ней углеводородов по температурам кипения. Лабораторные исследования химического состава нефтей начинают с фракционной перегонки: отбирают узкие фракции, выкипающие в пределах двух-трёх, а иногда и одного градуса. В этих фракциях определяют содержание отдельных групп или индивидуальных углеводородов.
При лабораторном техническом контроле от начала кипения до 300 0С отбирают 10-градусные, а затем 50-градусные фракции.
На промышленных перегонных установках выделяют фракции, выкипающие в более широких температурных интервалах. Такие фракции обычно называют дистиллятами. Перегонку на таких установках вначале проводят при атмосферном давлении, отбирая следующие дистилляты:
- бензиновый (н.к. ÷ 170-200 0С);
- лигроиновый (160 ÷ 200 0С);
- керосиновый (180 ÷ 270-300 0С);
- газойлевый (270 ÷ 350 0С).
Промежуточные:
- керосино - газойлевый (270 ÷ 300 0С);
- газойле - соляровый (300 ÷ 350 0С);
- кубовый остаток - мазут.
Из фракций, выкипающих до 350 0С, смешением (компаундированием) составляют так называемые светлые нефтепродукты:
бензины авиационные и автомобильные; бензины и лигроины - растворители; керосины - реактивное и тракторное топливо; осветительный керосин; газойли - дизельное топливо.
Кубовый остаток (более 350 0С) - мазут, перегоняют в вакууме для предотвращения разложения компонентов, входящих в его состав, получая масляные дистилляты: соляровый, трансформаторный, веретённый, автоловый, цилиндровый и кубовый остаток - гудрон (или полугудрон). Масляные дистилляты идут на приготовление смазочных масел и пластичных смазок.
Из гудрона (полугудрона) получают наиболее вязкие смазочные масла и битум.
В зависимости от месторождения нефти имеют отличие по фракционному составу, выражающееся в различном выходе бензиновых, керосиновых и других фракций.