Глава 1. Нефтехимия
Нефть - это легковоспламеняющаяся маслянистая жидкость природного происхождения, образующаяся из осадочных пород, одного из важнейших полезных ископаемых на Земле. Она обладает очень высокой теплотворной способностью и при горении выделяет гораздо больше тепловой энергии, чем другие горючие смеси.
1.1 Состав
Основными компонентами сырой нефти являются 80-85% углерода и 10-15% водорода. Кроме них, в бензине присутствуют еще три элемента: сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5-8%. Ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк и калий содержатся в нефти в незначительных количествах. Суммарное содержание этих элементов не превышает 0,03% от массы нефти. Эти элементы образуют органические и неорганические соединения, входящие в состав нефти. Кислород и азот присутствуют в бензине только в комбинированном виде. Сера присутствует в свободном виде или в составе сероводорода.
В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. В естественном состоянии нефть представляет собой смесь метана, нафтена и ароматических углеводородов. Нефть также содержит углеводороды, растворенные в твердом и газообразном состоянии. Количество природного газа, растворенного в одной тонне нефти в пластовых условиях, выраженное в кубических метрах, называется газовым фактором.
Помимо метана и его газообразных гомологов, в состав нефтяного (попутного) газа входят пары пентана, гексана и гептана.
Класс соединений Процентное содержание
Парафиновые углеводороды 30-40%
Нафтеновые углеводороды 25-75%
Ароматические углеводороды 15-25%
Олефины 10-20%
Парафины – насыщенные (не имеющие двойных связей между атомами углерода) углеводороды линейного или разветвлённого строения. Подразделяются на следующие основные группы:
1. обычные парафины с линейными молекулами. Из-за низкого октанового числа и высокой температуры текучести во многих процессах вторичной переработки они преобразуются в другие группы углеводородов.
2. изопарафины - с разветвленной молекулярной структурой. Они обладают лучшей взрывостойкостью и более низкой температурой текучести, чем обычные парафины.
3. нафтены (циклопарафины) - насыщенные углеводородные соединения с кольцевой структурой. Доля нафтенов оказывает положительное влияние на качество дизельных топлив (наряду с изопарафинами) и смазочных материалов. Более высокое содержание нафтенов в тяжелых нефтяных фракциях приводит к повышению эффективности риформата и октанового числа.
Ароматические углеводороды - это ненасыщенные углеводородные соединения с бензольным кольцом в молекуле, состоящим из шести атомов углерода, каждый атом углерода связан с атомом водорода или углеводородным радикалом. Они отрицательно влияют на экологические характеристики моторных топлив, но обладают высоким октановым числом.
Олефины - углеводороды с нормальной, разветвленной или кольцевой структурой, в которых атомы углерода соединены между собой, а их молекулы содержат двойные связи между атомами углерода. Они редко встречаются во фракциях, получаемых при первичной переработке нефти, и содержатся в основном в продуктах каталитического крекинга и коксования. Вследствие повышенной химической активности они оказывают негативное влияние на качество моторных топлив.
1.2 Гетерогенные соединения
Помимо углеводородов, в бензинах присутствуют и другие классы химических соединений. Как правило, все эти классы объединяются в группу, называемую гетеросоединениями. В нефти обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых такие элементы, как сера, азот и кислород, связаны с углеводородным ядром. Большинство этих соединений относится к меркаптанам - классу сернистых соединений. Они являются очень слабыми кислотами и обладают неприятным запахом. Меркаптаны образуют с металлами солеобразные соединения (меркаптиды). Меркаптаны в бензине - это соединения, в которых SH-группы присоединены к углеводородным радикалам. Меркаптаны вызывают коррозию труб и другого металлического оборудования на буровых установках.
Весь текст будет доступен после покупки