Нефть: его химический состав свойства

Состав, классификация нефти

Нефть, так же как и газ, относится к горючим полезным ископаемым. Он представляет собой сложную природную смесь углеводородов различного строения с примесями неуглеводородных соединений.

Смесь углеводородов, которые как в пластовых, так и в поверхностных условиях находящихся в жидком состоянии называют нефтью.

Состав нефти сложен и разнообразен. Все физика -химические свойства нефти и ее товарные качества определяются составом. В мире более 23 тысяч месторождений, состав нефти каждого месторождения уникален, различны и свойства.

Основными элементами, входящими в состав нефти, являются углерод и водород. Содержание углерода колеблется от83% - 87%. Количество водорода редко превышает 12% -14%. Серы, углерода и азота 3% - 4%.

В очень малых количествах в нефти присутствуют другие элементы, главным образом металлы: ванадий, хром, никель, железо, кобальт, магний, титан, натрий, кальций, германий а также фосфор и кремний.

Компоненты нефти, представляющие собой смесь высокомолекулярных соединений, в состав молекул которых входит азот, сера, кислород и металлы, называют асфальто - смолистыми веществами. В нефти выделяют углеводородную, асфальто - смолистую части, порфириты, серу и зольную часть. Главную часть нефти составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические.

Асфальто - смолистая часть нефти - это темноокрашенное вещество. Оно частично растворяется в бензине. Растворившаяся часть называется асфальтом, не растворившаяся - смолой. В состав смол содержится кислород до 93% от общего его количества нефти.

Порфириты - особые азотистые соединения органического происхождения. Считают, что они образованы из хлорофилла растений и гемоглобина животных. При температуре 200°С - 250°С порфиты разрушаются.

Сера широко распространена в нефти и в углеводородном газе и содержится либо в свободном состоянии, либо в виде соединений (сероводород, меркаптаны). Количество ее колеблется от 0,1% - 5%.

Зольная часть - остаток, получающийся при сжигании нефти. Это различные минеральные соединения, чаще всего железо, никель, ванадий, иногда соли натрия.

Нефть сильно варьирует по цвету ( от светло - коричневой, почти бесцветной, до темно - бурой, почти черной) и по плотности (от легкой 0,65 - 0, 70 г/смі, до тяжелой 0, 98 - 1, 05 г/смі).

Начало кипения нефти обычно выше 280°С. Температура застывания колеблется от ( -300°С) - -(-600°С) и зависит , в основном, от содержания парафина (чем его больше, тем температура застывания выше). Вязкость изменяется в широких пределах и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости ( содержания в ней асфальта - смолистых веществ).

Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

Нефть можно классифицировать по разным признакам.

• 1. По содержанию серы.
• 2. По потенциально содержанию фракций, выкипающих до 3500°С.
• 3. По потенциальному содержанию масел.
• 4. По качеству масел.

По потенциальному содержанию фракций разделение проводят методом перегонки, заключающейся в разделении компонентов по их температуре кипения. Это называется фракционированием . Фракцию нефти, имеющую интервал кипения 30°С - 200°С, называют бензином; интервал кипения 200°С - 300 °С - керосином; Все фракции нефти , выкипающие до 300°С, относятся к светлым нефтепродуктам. Оставшаяся фракция это - мазут, из которого получают масла, гудроны, битумы.

Основные фракции нефти следующие:

Фракция, собираемая от 40°С до 200°С, - газолиновая фракция бензинов - содержит углеводороды от С?Н?? до С?? Н??. При дальнейшей перегонке выделенной фракции получают: газолин (от 40 °С до 70° С), бензин (от 70°С до 120°С ) - авиационный, автомобильный и т. д.

Лигроиновая фракция, собираемая в пределах от 150°С до 250°С, содержит углеводороды от С? Н?? до С?? Н??. Лигроин применяется как горючее для тракторов.

Керосиновая фракция включает углеводороды от С?? Н?? до С??Н?? с температурой кипения от 180°С до 300°С. Керосин после очистки используется в качестве горючего для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

Газойль (выше 275°С) - дизельное топливо.

Мазут - остаток от перегонки. Содержит углеводороды с большим числом атомов углерода ( до многих десятков) в молекуле. Мазут также разделяют на фракции: соляровое масло - дизельное топливо; смазочные масла ( авиа - тракторные, авиационные, индустриальные и др.); вазелин -основа для косметических средств и лекарств и др. Из некоторых сортов нефти получают парафин, которое применяется для производства спичек, свечей и др.. После отгонки остается гудрон, его широко применяют в дорожном строительстве. Нефть является ценным сырьем для производства многих органических продуктов.

На классы нефти подразделяют по содержанию в ней серы; по выходу светлых фракций, перегоняющихся до 350°С, нефти делят на три типа; по содержанию парафина разделяют на три вида. В нефтепромысловой практике при классификации нефти учитывается еще один показатель - содержание смол.

Разделение нефти на классы:

• 1. метановые углеводороды (парафиновые углеводороды)
• 2. нафтены
• 3. арены (ароматические углеводороды)

Разделение нефти на типы:

Разделение нефти на виды:

Российская нефть относится к сернистым, выход светлых фракций соответствует 30%.