Презентация "Характеристика нефти" по химии – проект, доклад

Характеристика нефти

Нефть – это смесь у/в различного состава или, это раствор газообразных и твердых веществ в жидкости ( с физической точки зрения) Групповой состав нефти (химический): парафины, нафтены, ароматика, смолисто-асфальтеновые вещества (САВ). Элементный состав нефти: углерод 83-87%, водород 12-14%, сера 1-2%, кислород, азот, почти нет минеральных примесей

Состав нефти

Элементный состав нефти (технический): мальтены (легкие фракции, растворяющиеся в петролейном эфире) асфальтены (растворимы в бензоле) карбены (растворимы в хинолине) карбоиды (нерастворимы ни в чем) Мальтены и асфальтены содержаться в природной нефти, а карбены и карбоиды являются продуктами термической деструкции у/в сырья в технологических условиях.

Фракционный состав нефти

Нефть легко разделяется на фракции по температурам кипения. При этом не происходит разрушения углеводородов, по крайней мере при атмосферном давлении. Фракции нефти: бензиновая tкип

Групповой состав нефти

Алканы СnH2n+2 составляют значительную часть нефти и попутного газа. Выделены алканы от CH4 до С33H68. Циклоалканы (нафтены) СnH2n составляют большую часть нефти. Арены от 15%-50%

моноциклические полициклические

По мере увеличения tкип. фракции в остаток накапливается большое количество многоядерных циклоалкановых и ареновых структур. Они могут взаимодействовать друг с другом, давая гибридные соединения.

Гетероатомы нефти

S (0,1-4% масс.) входит в состав нефти в виде элементарной серы, H2S, меркаптанов, сульфидов, тиофенов. N (0,02-0,6% масс.)входит в состав нефти в виде гетероциклов или ароматического амина (пиридин, анилин, пиррол). O (1-2% масс.)входит в состав нефти в различных функциональных группах (кислоты, спирты, кетоны, эфиры). Смолисто-асфальтеновые вещества (САВ)

асфальтены (ядро)

смолистые вещества

переходная зона

дисперсионная среда (нефть)

Технологическая характеристика нефти

В основу классификации нефти положены следующие показатели: общее содержание серы; содержание парафина; выход светлых фракций (выкипающих до t=3500C); содержание базовых масел; индекс вязкости базовых масел.

Содержание серы и парафинов

1. Содержание серы определяется путем сжигания навески в кварцевой трубке и улавливания газообразных продуктов. По содержанию серы нефти делят на 3 типа: I – ≤0,5% малосернистые нефти II – 0,51-2,0% сернистые нефти III – >2,0% высокосернистые нефти 2. Содержание парафина определяют путем его осаждения или экстракции селективными растворителями. По содержанию парафина нефти делят на 3 вида: П1 – ≤1,5% низкопарафинистые нефти П2 –1,51-6,0 среднепарафинистые нефти П3 – >6,0 высокопарафинистые нефти

Выход светлых фракций

Кривая ИТК строится на основе экспериментальных данных: при разгонки нефти отбираются 100С или 3% фракции. Выход фракции 250-3500С по ИТК: ω=44-26=18% (масс.) Фракция с вязкостью 12,5 мм2/с будет иметь выход: ω=55-44=11% (масс.) Считая, что выход всех предыдущих фракций (до первой масляной составил 44%)

Выход светлых фракций определяют в виде массовой доли по кривой истинной температуры кипения (ИТК).

Рисунок - Связь ИТК и вязкости при 500С (ν50) с выходом фракций

Содержание базовых масел

Содержание базовых масел – определяется с помощью кривой ИТК. В данном случае основным показателем отбираемых фракций является вязкость. По потенциальному содержанию базовых масел нефти делят на 4 группы: Выход: на нефть на мазут (>350) М1 – >25% >45,0 М2 – 15-24,9% >45,0 М3 – 15-24,9% 30,0-44,9 М4 –

Индекс вязкости

Индекс вязкости базовых масел (безразмерный) – характеризует изменение вязкости при нагревании жидкости при стандартных температурах (как правило, 500С и 1000С). чем меньше изменяется индекс вязкости при изменении температуры, тем качественнее нефть. По индексу вязкости нефти делят на 4 подгруппы: И1 – >95 И2 – 90-95% И3 – 85-89,9% И4 –

Классификация нефтей

1) Генетическая классификация (по соотношению остатков высших и низших растений в составе нефти) сапропелито-гумитовые нефти сапропелевые гумито-сапропелевые 2) Классификация по групповому составу парафиновые парафино-нафтеновые нафтеновые парафино-нафтено-арматические нафтено-ароматические ароматические

Показатели Технологической классификации

Технологическая классификация

3) Технологическая классификация (по основным технологическим показателям) Например, нефть марки IIТ1М2И1П2 - это нефть сернистая (0,51-2,0%) с высоким выходом светлых фракций (>55%), средним содержанием масел (15-25%) и парафина (1,5-6,0%) и высоким значением индекса вязкости (>95)  при переработки этой нефти необходимо удалять серу, депарафинизировать, переработывать нефть по моторному варианту, затем выделять масла в соответствии с индексом вязкости.

Состав природного газа

Выделяют: Газовые месторождения попутные нефтяные газы (выделяют при добыче нефти) «сухие» (на 98% состоят из СН4) «жирные» (кроме СН4 содержат до 50% С2С4) растворенные газы (выделяют из нефти при определенных условиях) Газоконденсатные месторождения – нефть, растворенная в сжатом газе; содержит легкие у/в Кроме СН4 в газах содержатся CO2 (0,17%), N2 (0,4 30%), H2S (315%), O2 (в виде примесей), инертные газы (Ar, Kr, Xe, Ne)

Использование природного газа

Теплота сгорания «сухих» газов – 35 МДж/м3, «жирных» газов – от 42 до 60 МДж/м3. Из «жирных» газов получают газовый бензин (сжиженная под давлением р=0,4-0,6 МПа пропан-бутановая фракция). «Сухой» газ используется для сжигания в промышленности и является химически ценным сырьем.

Основные реакции CH4

хлорирование: CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl хлористый метил CH3Cl + Cl2  CH2Cl2 + HCl хлористый метилен CH2Cl2 + Cl2  CHCl3 + HCl хлороформ CHCl3 + Cl2  CCl4 + HCl четыреххлор-ый углерод нитрование (действие рз. HNO3) нитропарафины окисление: CH4 + O2 CH3OH метанол CH4 + O2 HCOH + H2O формальдегид крекинг: CH4  C + 2H2 (t=10000C, без O2) сажа 2CH4  C2H2 + 3H2 (t=15000C) ацетилен конверсия (получение синтез-газа CO+H2): CH4 + H2O  CO + 3H2 синтез-газ CH4 + 2H2O  CO2 + 4H2 синтез-газ