Химия нефти и газа

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТИХООКЕАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Химия нефти и газа

Выполнил студент

Сурков Юрий

Проверил: преподаватель

Т. Б. Панасюк

Хабаровск 2015

1. Азотсодержащие соединения, входящие в состав нефти

Азотистые соединения нефтей подразделяются на две основные группы: азотистые основания и нейтральные соединения.

Азотистые основания нефтей представлены алкильными и циклоалкильными производными пиридина и хинолина:

Нейтральные или слабоосновные азотистые соединения нефтей являются производными пиррола, индола и карбазола:

В смоло-асфальтеновых фракциях нефти обнаружены порфирины, в состав которых входят пиррольные фрагменты и комплексно связанные ванадий и никель.

Структура порфиринов аналогична структуре хлорофилла, входящего в состав растений, что является доказательством теории органического происхождения нефти.

2. Дайте название по систематической номенклатуре следующим соединениям

1,1,4,4,6-пентаметилгексан 2метил-5-пропилгептен-3

фенол этиламин

3. Назовите наиболее устойчивые циклоалканы преобладающие в нефти

Различают моно-, би-, три и полициклические алканы. Среди моноцилических алканов в нефтях присутствуют:

среди бициклические алканов можно выделить:

Трициклоалкан- адамантан:

4. Как влияет присутствие алкенов на качество нефтепродуктов. Ответ обоснуйте

Непредельные углеводороды ухудшают качество нефтепродуктов вследствие их высокой реакционной способности. Алкены легко окисляются кислородом воздуха (особенно диены), с образованием осадков или смол, которые могут привести к нарушению работы двигателей. Поэтому для получения стабильных к окислению нефтепродуктов их либо подвергают очистке от непредельных углеводородов, либо добавляют антиокислители.

5. В чем суть химической классификации нефти по Ал. Петрову?

А.А. Петров проанализировал методом газожидкостной хроматографии состав 100 типичных нефтей всех известных нефтегазоносных районов в пределах бывшего Советского Союза и предложил их отнести к категориям А и Б. Если на хроматограмме характерной фракции нефти 200 - 430°С (тело нефти), наиболее точно отражающей средний состав нефти, в аналитических количествах появляются пики н-алканов, то нефть относят к категории А. Соответственно на хроматограммах этой фракции нефтей категории Б пики н-алканов отсутствуют. Такие нефти являются биодеградированными. В свою очередь, в зависимости от относительного содержания нормальных и изопреноидных алканов в нефтях категории А и от наличия или отсутствия изопреноидных алканов в биодеградированных нефтях категории Б, нефти каждой категории разделяют на два подтипа: А¹, А², Б¹, Б² (табл.1.).

Нефти типа А₁ парафинового и нафтено-парафинового основания характеризуются высоким содержанием суммы алканов до 15-60%, а н-алканов - до 5-25 %. Примером парафиновых нефтей являются грозненская парафинистая нефть, нефть месторождений Сургут, Самотлор, полуострова Мангышлак и др.

Таблица 1.

Групповой состав нефтей различных химических типов (фракция 200-430 °С)

Нефти типа А² относятся к парафино-нафтеновым и нафтено-парафиновым. Содержание алканов в них несколько ниже, чем в нефтях типа А¹. Отличительная черта нефтей типа А² - преобладание разветвленных алканов над нормальными. К нефтям типа А² относятся нефти Южного Каспия (Сураханы, Нефтяные Камни), Прикаспия (Каламкас, Кара-Тюбе) и др. нефть крекинг циклоалкан углеводород

В составе нафтеновых нефтей типа Б² преобладают циклоалканы, а алканы представлены разветвленными структурами. Типичными представителями таких нефтей являются некоторые грузинские нефти (месторождений Норио, Мирзаани), нефти Северного Кавказа (Анастасиевско-Троицкого, Старо-Грозненского месторождений) и др.

Четвертая группа нефтей типа Б¹ характеризуется по групповому составу как нафтеновая или нафтено-ароматическая. В этих нефтях практически полностью отсутствуют н-алканы и изопреноидные алканы и относительно мало содержание других разветвленных алканов (от 4 до 10 %). Примерами нефтей типа Б¹ являются нефти западно-сибирских месторождений: Грязевая Сопка, Русское и др.

6. Приведите примеры основных типов реакций углеводородов, протекающих при термическом крекинге

Термический крекинг - расщепление больших молекул этих углеводородов под действием тепла и образование меньших молекул более лёгких углеводородов.

Крекинг является в химическом отношении сложным процессом, так как сырьё представляет собой смесь многих углеводородов, и они подвергаются превращениям в различных направлениях.

Алканы при высоких температурах (400ч550^оС) в основном подвергаются реакции расщепления с разрывом связи между углеродными атомами:

У низших алканов наблюдается также дегидрирование и распад с разрывом связи в конце углеродной цепи.

Изоалканы термически менее устойчивы, чем алканы нормального строения:

При крекинге циклоалканов происходят реакции:

1. Деалкилирование (отщепление алкильных боковых цепей):

2. Распад кольца с образованием алкенов и диеновых углеводородов, а также алканов:

3. Дегидрирование шестичленных нафтенов с превращением в арены:

Арены с углеводородными цепями в условиях крекинга деалкилируются. При этом происходит образование аренов и алкенов, например, из тилбензола образуются бензол и этилен:

В результате дегидрирования при 600ч650⁰С начинают появляться очень реакционноспособные диеновые углеводороды, например бутадиен-1,3:

СН₂=СН-СН₂-СН₃ > СН₂=СН-СН=СН₂ + Н₂

При взаимодействии диенов с олефинами происходит циклизация

углеводородов с прямой цепью и ароматизация образующихся циклоолефинов:

Помимо этого, у аренов протекают реакции конденсации, преимущественно с участием непредельных углеводородов, что постепенно приводит к образованию углеводородов с весьма большим числом бензольных колец и малым содержанием водорода, т. е. к образованию кокса.

Кроме того, они могут вступать в реакции алкилирования, изомеризации, циклизации как друг с другом, так и с другими углеводородами с образованием углеводородов изостроения, нафтенов и аренов.

С повышением температуры место разрыва связи С-С сдвигается к краю цепи с образованием углеводородов с короткими цепями вплоть до метана, однако и метан при температурах выше 820⁰C начинает разлагаться на углерод и водород. С ростом температуры, ввиду разной зависимости свободной энергии от температуры, термодинамическая стабильность углеводородов с одинаковым числом атомов углерода неодинакова и образует ряд:

арены > олефины > нафтены > парафины.

Следовательно, повышение температуры способствует накоплению аренов в продуктах крекинга.

7. Заполните пропуски

Дорогим компонентом катализатора риформинга является - платина.

Литература

1. Рябов В.Д. Химия нефти и газа.- М.: ИД «ФОРУМ», 2009.- 336 С.

2. Виржичинская С.В., Дигуров Н.Г., Сиюшин С.А. Химия и технология нефти и газа: учеб. пособие.- М.: ИД «ФОРУМ», 2009.- 400 С.

3. Сыркин А.М., Мовсумзаде Э.М. Основы химии нефти и газа. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002 .- 110 С.

Размещено на Allbest.ru