Министерство образования и науки Республики Татарстан

Альметьевский государственный нефтяной институт

Т.П. Макарова, г.Ф.Харисова Технология переработки нефти и газа

Методические указания

по проведению практических занятий

по дисциплине «Технология переработки нефти и газа»

для студентов заочной формы обучения и студентов АЗЦ МРЦПК РТ

специальности 080502 «Экономика и управление на предприятиях нефтяной

и газовой промышленности»

Альметьевск 2009

УДК 54

М 15

Макарова Т.П.,Г.Ф.Харисова

М 15 Технология переработки нефти и газа: Методические указания по проведению практических занятий по дисциплине «Технология переработки нефти и газа» для студентов заочной формы обучения и студентов АЗЦ МРЦПК РТ специальности 080502 «Экономика и управление на предприятиях нефтяной и газовой промышленности». – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2009. – 84 с.

Методические указания предназначены для работы студентов на практических занятиях и подготовки их к выполнению контрольной работы, лабораторных работ, экзамена по дисциплине «Технология переработки нефти и газа».

В методических указаниях приведены: теоретический материал, подлежащий изучению; примеры решения задач; задачи для самостоятельного решения; список рекомендованной литературы (основной и дополнительный).

Необходимый справочный материал для расчетов приведен в соответствующих приложениях, ссылка на которые дается в методических указаниях по их выполнению.

Печатается по решению учебно-методического совета АГНИ.

Рецензенты:

Доцент, к.т.н. кафедры ПТЭ Вахитова Р.И.

Доцент, к.т.н. кафедры ПХ Будкевич Р.Л.

© Альметьевский государственный

нефтяной институт, 2009

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..4

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ…………………………………………5

1. Фракционный состав нефти…………………………………………………..5

2. Классификация нефтей и нефтепродуктов……………………………..8

II. ПРИРОДНЫЕ И ПОПУТНЫЕ (НЕФТЯНЫЕ) ГАЗЫ…………………………9

1. Классификация и состав газов…………………………………………………9

2. Применение газа……………………………………………………………….11

III. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ……………12

1. Температуры кипения нефтяных фракций…………………………………...12

2. Характеристический фактор…………………………………………………..14

3. Плотность………………………………………………………………………14

4. Молекулярная масса…………………………………………………………...18

5. Массовый, объемный и мольный состав……………………………………..19

6. Давление насыщенных паров…………………………………………………25

7. Критические параметры и приведенные константы………………………...27

8. Коэффициент сжимаемости…………………………………………………...31

9. Фугитивность…………………………………………………………………..32

10. Вязкость……………………………………………………………………….35

11. Тепловые свойства…………………………………………………………...47

IV. НЕФТЯНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ…………………………………...53

1.Классификация НДС…………………………………………………………...53

2. Водно-нефтяные эмульсии……………………………………………………61

3. Основные методы разрушения нефтяных эмульсий типа В/Н……………..63

V. ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………..67

VI. ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………...69

ВВЕДЕНИЕ

Нефть - это жидкий горючий минерал, распространенный в осадочной оболочке Земли. По составу нефть представляет собой сложную смесь углеводородов (алканов, циклоалканов, аренов, …) и соединений, содержащих помимо углерода и водорода гетероатомы - кислород, серу и азот.

По внешнему виду нефть - маслянистая жидкость, флуоресцирующая на свету. Цвет нефти зависит от содержания и строения содержащихся в ней смолистых веществ; известны темные (бурые, почти черные), светлые и даже бесцветные нефти. Нефть легче воды и почти нерастворима в ней. Вязкость нефти определяется ее составом, но во всех случаях она значительно выше, чем у воды.

Нефть представляет собой горючий материал, ее теплота сгорания выше, чем у твердых горючих полезных ископаемых (угля, сланца, торфа), и составляет около 42 МДж/кг. В отличие от твердых горючих ископаемых нефть содержит мало золы.

Свое название нефть получила от персидского слова нафата, означающего просачивающаяся, вытекающая.

Происхождение нефти является одной из наиболее сложных проблем современной науки. Значительное большинство геологов и химиков являются сторонниками теории органического происхождения нефти, однако отдельные ученые считают, что нефть образуется в природе абиогенным способом, за счет различных химических превращений неорганических веществ.

Одним из первых выдвинул теорию неорганического происхождения нефти Д. И. Менделеев (1877 г.). Согласно его гипотезе углеводороды нефти образовались в результате взаимодействия воды с находящимися в недрах земли карбидами металлов. Хотя, в принципе, такие реакции имеют место, с помощью карбидной теории невозможно объяснить появление в составе нефти огромного количества углеводородов разнообразного строения; непонятно также, как могла попасть вода из области низких давлений на поверхности Земли в область высоких давлений, существующих в недрах Земли. В последние годы были выдвинуты также гипотезы космического, магнетического, вулканического происхождения нефти, которые не получили широкой поддержки.

Большая часть геологических и геохимических наблюдений и фактов, накопленных в мировой науке о нефти на сегодняшний день, лучше подтверждает гипотезу органического происхождения нефти.

Сущность органической теории происхождения нефти заключается в том, что нефть и газ образуются из органического вещества, находящегося в рассеянном состоянии в осадочных породах. Считается, что основным органическим материалом, накапливающимся в осадочных породах, являются отмершие остатки микрофлоры и микрофауны (планктон, бентос и др.), развивающиеся в морской воде, к которым примешивались остатки животного и растительного мира.

В верхних слоях осадочной породы захороненный органический материал подвергается воздействию кислорода и бактерий и в значительной мере разлагается с образованием газов (СО₂, N₂, NH₃, CH₄ и др.) и растворимых в воде жидких продуктов. Наиболее устойчивая к химическому и бактериальному воздействию часть исходного органического материала остается в осадке.

В дальнейшем, по мере погружения в толщу осадочной породы, эти органические вещества в течение многих миллионов лет на глубине 1,5-3,0км и ниже подвергаются уже в восстановительной среде действию повышенных температур (примерно до 120-150, реже 200°С) и давления 10-30МПа, а также каталитическому влиянию вмещающих пород (в основном, глин). По современным воззрениям именно на этой стадии в результате термических и термокаталитических процессов органические вещества, и главным образом липиды (жиры, воска, масла), превращаются в углеводороды нефти.

Значение нефти для энергетики, транспорта, различных отраслей промышленности чрезвычайно велико. Из нефти вырабатываются всевозможные виды жидкого топлива (бензин, керосин, дизельное, газотурбинное, котельное топлива), смазочные и специальные масла, пластичные смазки, парафин, технический углерод (сажа), битумы, нефтяные коксы и другие товарные продукты.

Получаемые при переработке нефти легкие алканы и алкены, жидкий и твердый парафины, индивидуальные ароматические углеводороды представляют собой ценное сырье для дальнейшей химической переработки (нефтехимического синтеза). С помощью нефтехимического синтеза получают всевозможные пластические массы, синтетические смолы и каучуки, синтетические моющие средства, индивидуальные органические кислоты, спирты, альдегиды и кетоны.

Применение нефтяного сырья высвобождает большое количество пищевых продуктов (зерна, картофеля, жиров), которые ранее расходовались на технические цели.