Характеристика нафти

Размещено на http://allbest.ru

Характеристика нафти

1. Визначення

Нафта - це складна суміш рідких вуглеводнів, у яких розчинені газоподібні й інші речовини. І щоб перелічити всі продукти, одержувані з нафти, потрібно витратити кілька аркушів, тому що їх уже кілька тисяч.

Нафта (від перс. neft) - пальна масляниста рідина зі специфічним запахом, розповсюджена в осадовій оболонці Землі і яка є найважливішою корисною копалиною.

2. Склад

За складом нафта - суміш вуглеводнів різної молекулярної маси, головним чином рідких. Крім вуглеводнів, нафта містить оксигено-, сульфуро-, нітрогеновмісні органічні сполуки.

Сиру нафту звичайно не використовують. Щоб добути з нафти технічно цінні продукти, її піддають переробці.

3. Фізичні властивості

Найголовнішою властивістю нафти, які принесли їй світову славу виняткових енергоносіїв, є її здатність виділяти при згорянні значну кількість тепла. Нафта і її похідні володіють найвищою серед усіх видів палив теплотою згоряння. Теплота згоряння нафти - 41 МДж/кг, бензину - 42 МДж/кг. Важливим показником для нафти є температура кипіння, що залежить від будови вхідних до складу нафти вуглеводнів і коливається від 50 до 550°С.

Нафта, як і будь-яка рідина, при визначеній температурі закипає і переходить у газоподібний стан. Різні компоненти нафти переходять у газоподібний стан при різній температурі. Так, температура кипіння метану -161,5°С, етану -88°С, бутану 0,5°С, пентану 36,1°С. Легені нафти киплять при 50-100°С, важкі - при температурі більш 100°С.

Розходження температур кипіння вуглеводнів використовується для поділу нафти на температурні фракції. При нагріванні нафти до 180-200°С википають вуглеводні бензинові фракції, при 200-250°С - лігроїнові, при 250-315°С - керосиново-газойлеві і при 315-350°С - масляній. Залишок представлений гудроном. До складу бензинової і лигроиновой фракцій входять вуглеводні, що містять 6-10 атомів вуглецю. Гасова фракція складається з вуглеводнів з , газойлева - і т.д.

Важливим є властивість нафти розчиняти углеводородние гази. У 1 м3 нафті може розчинитися до 400 м3 пальних газів. Велике значення має з'ясування умов розчинення нафти і природних газів у воді. Нафтові вуглеводні розчиняються у воді вкрай незначно. Нафти розрізняються по щільності. Щільність нафти, обмірюваної при 20°С, віднесеної до щільності води, обмірюваної при 4°С, називається відносної. Нафти з відносною щільністю 0,85 називаються легенями, з відносною щільністю від 0,85 до 0,90 - середніми, а з відносною щільністю понад 0,90 - важкі. У важких нафтах містяться в основному циклічні вуглеводні. Колір нафти залежить від її щільності: світлі нафти мають меншу щільність, чим темні. А чим більше в нафті смол і асфальтенів, тим вище її щільність. При видобутку нафти важливо знати її в'язкість. Розрізняють динамічну і кінематичну в'язкість. Динамічною в'язкістю називається внутрішній опір окремих часток рідини руху загального потоку. У легкій нафті в'язкість менше, ніж у важкій. При видобутку і подальшому транспортуванні важкі нафти підігрівають. Кінематичною в'язкістю називається відношення динамічної в'язкості до щільності середовища. Велике значення має знання поверхневого натягу нафти. При зіткненні нафти і води між ними виникає поверхня типу пружної мембрани. Капілярні явища використовуються при видобутку нафти. Сили взаємодії води з гірською породою більше, ніж у нафти. Тому вода здатна витиснути нафту з дрібних тріщин у більш великі. Для збільшення нафтовіддачі шарів використовуються спеціальні поверхнево-активні речовини. Нафта має неоднакові оптичні властивості. Під дією ультрафіолетових променів нафта здатна світитися. При цьому легені нафти світяться блакитним світлом, важкі - бурим і жовто-бурої. Це використовується при пошуку нафти. Нафта є діелектриком і має високий питомий опір. На цьому засновані електрометричні методи встановлення в розрізі, розкритому свердловиною, нафтоносних шарів.

4. Способи переробки нафти

Сьогодні вся нафта, що добувається, піддається переробці для одержання багатьох різноманітних продуктів. При переробці нафти мають місце наступні основні процеси: 1) перегін; 2) термічний крекінг; 3) каталітичний крекінг; 4) піроліз; 5) коксування; 6) деструктивна гідрогенізація. Більшість названих процесів протікає в присутності різних каталізаторів.

Нафту, яку переробляють шляхом перегону поділяють на фракції, які після відповідного очищення можуть бути використані як товарний продукт чи як сировина для подальшої більш глибокої переробки.

Перегоном нафти називають процес її термічного поділу на частини без помітного розкладання вуглеводнів, що входять до складу нафти. Перегін оснований на властивості вуглеводнів що входять до складу нафти, виділяти пару визначеної пружності при даній температурі. При підвищенні температури нафти, що переганяється, пружність пари над нею зростає і коли вона досягає чи перевершує тиск навколишнього середовища починається рух частинок пари в простір з меншим тиском.

Пару, яка виходить з нагрівального апарата, охолоджують і вона конденсується, створюючи розрідження і сприяючи відділенню наступних більш висококиплячих частин суміші, що переганяється.

Таким чином, при перегоні нафти виникає безупинне переміщення пари із простору, що нагрівається, в охолоджуване середовище, і це продовжується до повного перегону рідини.

Найчастіше нафту переганяють на наступні фракції: бензинову, що википає до 170-200 °C; гасову, що википає при 175-270 °C; газойлеву, що википає при 270-350 °С і залишок-мазут.

При перегоні нафти одержують також газ прямої гонки, що представляє собою важку частину попутних газів, що залишилися розчиненими в нафті. Як правило, вихід газу прямого перегонку невеликий.

Сьогодні застосовують високопродуктивні безперервнодіючі трубчасті перегінні установки, що відрізняються конструкцією печей, у яких відбуваються нагрівання нафти, чи конструкцією інших апаратів, що входять до складу установки.

Бензин з газами прямого перегонку відбирається у верхній частині колони і спрямовується на охолодження і конденсацію. Після відділення від нього води у відстійнику бензин збирають у проміжному резервуарі звідки насосом перекачують у сховище. Газ, що залишається після конденсації бензину, направляють у газгольдери.

Інші фракції також збирають по висоті колони і направляють у резервуари. Залишок, що невипарувався, із дна колони спрямовується в приймач.

На трубчастих установках можна переганяти понад 2000 т нафти на добу. Одержані в результаті перегонку нафти фракції використовують після відповідної обробки , як товарні види палива і мастил чи піддають вторинній переробці.

5. Продукти переробки

З нафти виділяють різноманітні продукти, що мають велике практичне значення. Спочатку від неї відокремлюють розчинені вуглеводні(переважно метан). Після відгонки летких вуглеводнів нафту нагрівають. Першими переходять у газоподібний стан і відганяються вуглеводні з невеликим числом атомів вуглецю в молекулі, що мають відносно низьку температуру кипіння. З підвищенням температури суміші переганяються вуглеводні з більш високою температурою кипіння. Таким чином можна зібрати окремі суміші (фракції) нафти. Найчастіше при такій перегонці одержують три основні фракції, які потім піддаються подальшому поділу. Основні фракції нафти наступні:

Лігроїн використовують як пальне для дизельних двигунів, а також як розчинник у лакофарбовій промисловості. Великі кількості його переробляють на бензин.

Гас застосовують як пальне для реактивних і тракторних двигунів, а також для побутових потреб. Він складається з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 9 до 16 атомів Карбону.

Газойль (або солярове масло) використовується як моторне пальне, а мастила - для змазування механізмів.

Мазут, крім переробки на мастила і бензин, використовують також як котельне рідке пальне.

При вторинних методах переробки нафти відбуваються зміни у структурі вуглеводнів, що входять до складу нафти. Серед цих методів велике значення має крекінг (розщеплення) вуглеводнів нафти, який застосовують для підвищення октанового числа бензину.

Термічний крекінг проводять при нагрівання вихідної сировини, наприклад, мазуту, до температури 450-550 °С при тиску 20-70 атм. При цьому молекули вуглеводнів із великим числом атомів Карбону розщеплюються на дрібніші молекули насичених і ненасичених вуглеводнів. Таким способом добувають здебільшого автомобільний бензин.

Каталітичний крекінг поводять при наявності каталізаторів (переважно алюмосилікатів) при температурі 450 °С та атмосферному тиску. Під час каталітичного крекінгу разом із реакціями розщеплення відбуваються реакції ізомеризації. У результаті їх утворюються насичені вуглеводні з розгалуженим карбоновим ланцюгом, що поліпшує якість бензину.

Важливим каталітичним процесом є ароматизація вуглеводнів, тобто перетворення парафінів і циклопарафінів на ароматичні вуглеводні. І ще один каталітичний процес - риформінг(облагороджування) бензинів - сприяє насиченню бензину ароматичними вуглеводнями, що позитивно впливає на його якості.

З деяких сортів нафти одержують парафін (для виробництва сірників, свіч і ін.) Після відгону залишається гудрон. Його широко застосовують в дорожньому будівництві.

нафта переробка родовище

6. Місцезнаходження в Україні

Східний регіон утворився на Дніпровсько-Донецькій нафтогазоносній області і наразі є найпродуктивнішим за обсягами видобутку вуглеводнів в Україні. Він має близько 85% запасів природного газу та близько 61% видобувних запасів нафти України. Географічно розташований в межах Чернігівської, Сумської, Полтавської, Дніпропетровської, Харківської, Луганської та частково Донецької області.

Західний нафтогазоносний регіон

Західний регіон включає в себе Передкарпатську, Карпатську, Волино-Подільську нафтогазоносні та Закарпатську газоносну область. Географічно розміщується у Волинській, Львівській, Івано-Франківській, Чернівецькій та Закарпатській областях.

Південний нафтогазоносний регіон

Південний регіон утворюють Переддобрудзька, Причорноморсько-Кримська, Індоло-Кубанська та Азовсько-Березанська нафтогазоносні області. Географічно розташований в Одеській, Миколаївській, Херсонській, Запорізькій і частково Донецькій області, а також у Криму.

Размещено на Allbest.ru