Нефть – природный ресурс, играющий важную роль в жизни человека. Добываемая в сыром виде нефть, подлежит обязательной переработке и очистке, а из полученного материала, производятся разнообразные промышленные продукты и топливные смеси.
Топливо
Самый главный продукт, создаваемый из нефти – это топливо. На его изготовление расходуется большая часть добываемого природного ресурса. Чтобы создать необходимое топливо, нефть подвергается многочисленным переработкам.
Все знакомые нам топливные смеси: бензин, керосин, мазут, дизтопливо и т.д., невозможно произвести без этого важного компонента.
После переработки нефти для создания топлива, остаются отходы, из которых впоследствии и изготавливают другие нефтепродукты.
Пластиковая продукция
В современном мире большая часть различных бытовых изделий, окружающих нас повседневно, создается из пластика: посуда, оргтехника, игрушки, предметы обихода и многое другое. Этот материал производится из нефтяных отходов, получаемых после переработки. Пластик очень удобен для создания различной продукции, благодаря способности материала легко формироваться в необходимую форму.
- Полиэтилен
- Материалы для упаковки различной продукции, а также обычные бытовые пакеты, создаются из полиэтилена, который также изготавливается из переработанной нефти.
- Нейлон
Достаточно широкое применение в сфере промышленности обрел нейлон, практичный материал для создания различных изделий: колготок, гитарных струн, комплектующих для парашютов и многое другое. Нефтеотходы регулярно применяются для создания качественного нейлона.
Парафин
Парафиновая продукция нередко применяется в качестве смазочного материала, для изготовления парафиновых карандашей и свечек. Нефтяные отходы также являются важной составляющей при создании данного сырья.
Медицина и косметология
Многие могут удивиться, но нефть широко используется и при создании некоторых медпрепаратов (аспирин), а также для изготовления многих косметических средств. Практически каждая губная помада содержит в своем составе некоторые нефтяные продукты. Также этот компонент часто добавляется в мыло, шампуни, гигиенические средства и т.д.
Жевательная резинка
Без нефтепродуктов невозможно создать обычную жевательную резинку, имеющую тянущиеся свойства. Специальные полимеры, добываемые из нефти, создают необходимый эффект, поэтому нефтепродукты всегда добавляются при изготовлении жевательной резинки.
Источник: https://okzrusholding.ru/proizvodstvo/primenenie-nefti.html
Нефть и нефтепродукты
В 21 веке нефть и нефтепродукты являются неотъемлемой частью жизни людей. Без нефтепродуктов не обходится ни одна сфера человеческой деятельности. Нефтепродукт – это не только смесь углеводородов, но и химическое соединение, которое получают из нефти. Главные виды нефтепродуктов:
- топливо (бензин, керосин, дизельное топливо)
- ГСМ
- растворители
- нефтехимическое сырье
- электроизоляционные составы.
Любые нефтепродукты получают методом перегонки нефти. Вследствие перегонки из первичного сырья выделяются разные газообразные вещества. Главное устройство для перегонки — ректификационная колонна.
Нефтяные топлива
Большая популярность нефтяных фракций как топлива обусловлена высоким уровнем их теплоты сгорания, а также не высокой ценой и удобным использованием.
В процессе сгорания одного килограмма нефтяного топлива можно получить не менее 41670 кДж тепла, в то время как при сгорании такого же количества угля — примерно 33 330 кДж тепла, а древесины – лишь 19 500 кДж. Уровень себестоимости добычи нефтепродуктов примерно в 6 раз меньше, чем угля.
Также жидкие топлива обладают рядом достоинств перед твердыми, в особенности в процессе перевозки и применения. Любое топливо для двигателей и разных топочных устройств должно отвечать таким условиям:
- при сгорании должно выделяться наибольше количество тепла за конкретное время. Процесс их горения должен быть плавным и полным, при этом должно образовываться наименьше количество токсичных и коррозионно-агрессивных соединений и отложений
- своевременно должны образовываться однородные смеси паров топлива с воздухом, уровень испаряемости должен быть оптимальным
- топливо должно бесперебойно подаваться по системе питания в силовой агрегат в различных погодных условиях. Не должно возникать проблем с транспортировкой и хранением
- эксплуатационные свойства не должны ухудшаться со временем
- температура застывания и помутнения должна быть низкой
- в составе не должно быть коррозионно-агрессивных и механических примесей
- не высокая цена.
- для поршневого мотора с принудительным зажиганием (автомобильный и авиационный бензин)
- для поршневого двигателя с воспламенением от сжатия (дизельное топливо для быстроходных и тихоходных моторов)
- для реактивного двигателя (дозвуковая и сверхзвуковая авиация)
- для газотурбинного мотора и установок (транспортных и стационарных);
- для котельных установок (транспортных и стационарных).
Нефтяное масло
Нефтяное масло — это жидкая смесь высокомолекулярных углеводородов с очень высокой температурой кипения в пределах 300—600 °C. В основном это алкилнафтеновые и алкилароматические масла, которые получают в процессе переработки нефти.
В состав масел входят предельные, нафтеновые, ароматические и гибридные углеводороды, а также металлорганические и гетеропроизводные. С повышением вязкости и плотности нефтяного масла, усложняется его состав.
Так как разделить фракции на отдельные компоненты очень сложно, то определяют количество отдельных групп соединений. Выделяю такие виды нефтяных масел:
- остаточные
- дистилляционные
- компаундированные
- консервационные
- изоляционные
- белые
- смазочные.
Именно из нефтяных масел производят смазочные и смазочно-охлаждающие материалы, а также гидравлические жидкости.
В последние годы набирает популярность способ преобразования исходного нефтяного сырья в более дорогостоящие продукты при помощи гидрокрекинга.
В результате такого процесса получают масла, себестоимость которых более низкая, а свойства приближены к синтетическим.
По областям применения делятся на смазочные масла, электроизоляционные масла и консервационные масла. Используются также в косметической промышленности.
Чтобы придать особые свойства нефтяным маслам, в них вносят специальные присадки. Из нефтяных масел производят пластичные и технологические смазки, специальные жидкости, к примеру, смазочно-охлаждающие жидкости.
Товарные нефтепродукты
В процессе перегонки нефти типичного состава получают:
- 31% бензиновых фракции
- 10% керосиновых
- 51% дизельных
- 20% базового масла
- 15% мазута.
Все перечисленные фракции представляют собой основу для производства товарных нефтепродуктов. Перечень товарных нефтепродуктов довольно обширен и разнообразен. Российская промышленность выпускает как минимум 500 наименований нефтепродуктов.Специалисты делят их на:
- светлые — бензин, керосин, топливо для реактивных моторов, дизельное топливо
- темные — масло и мазут
- пластичные смазки
- нефтехимические продукты.
Любой вид топлива имеет свои свой¬ства, которые обусловлены методом их сжигания.Главным использованием нефти можно назвать изготовление топлив и масел (примерно 0,7-0,8 т/т нефти). Помимо этого, в процессе переработки нефти изготавливают:
- парафины
- церезины
- воски
- вазелины
- пластические смазки
- битумы
- нефтяной кокс
- прочие нефтепродукты разного назначения.
Однако в числе самых важных целей современной нефтеперерабатывающей отрасли значится обеспечение сырьем нефтехимических заводов.
В то время как перечень главных топлив можно фактически заменить в обозримом будущем на альтернативные виды, к примеру, водород, природный газ, сжиженный газ, топливо из метанола, то заменить нефтяное сырье, предназначенное для изготовления различных нефтехимических продуктов маловероятно. Стоит отметить, что доля нефти, а именно, самые дорогих нефтяных фракций, которые используются для создания нефтехимического сырья, демонстрирует динамику к увеличению в большей части развитых государств.Товарные нефтепродукты по своим физико-химическим показателям должны удовлетворять нормам существующих стандартов. За границей пользуются стандартами ASTM, а также стандартами Европейского союза, Японии и прочих важных государств.
Нефтяной кокс
Это соединение представляет углерод нефтяного происхождения, а именно твёрдый остаток вторичной переработки нефти или нефтепродуктов.
Он применяется для создания электродов и коррозионностойких аппаратов, в качестве восстановителя в процессе получения ферросплавов.
Нефтяной кокс – это продукт твердой консистенции, имеющий темно-серый или почти черный цвет. Его получают в процессе коксования нефтяного сырья.
К основным показателям относятся:
- количество S серы
- количество золы
- количество влаги
- объем летучих веществ
- гранулометрический состав
- уровень механической прочности.
- малосернистые (до 1% серы)
- сернистые (до 2% серы)
- высокосернистые (свыше 2% серы)
- малозольные (до 0,5% золы)
- среднезольные (0,5-0,8% золы)
- высокозольные (свыше 0,8% золы)
- кусковой (частицы имеют размер свыше 25 мм)
- «орешек» (от 6 до 25 мм)
- мелочь (до 6 мм).
Где же применяется нефтяной кокс? К основным сферам его использования можно отнести:
- производство алюминия. В этом процессе кокс является восстановителем (анодная масса) в ходе выплавки алюминия из алюминиевых руд (бокситов). Количество необходимого кокса колеблется в пределах 550 — 600 кг/т алюминия
- производство электродов для сталеплавильных печей
- производство карбидов (кальция, кремния), используемых в процессе изготовления ацетилена
- производстве шлифовочных материалов
- производство проводников, огнеупоров
- высокосернистые коксы пригодны в качестве восстановителей и сульфидирующих агентов
- особые сорта кокса применяются в качестве конструкционного материала для производства химической аппаратуры, которая должна работать в условиях агресивных сред, к примеру, в ракетной технике.
Прежде чем приступить к использованию нефтяного кокса его необходимо облагородить (прокалить) на нефтеперерабатывающих комбинатах.
В процессе прокаливания испаряются летучие фракции и часть гетероатомов (к примеру, S и V), уменьшается показатель удельного электрического сопротивления.
Даже пищевая промышленность использует нефтяной кокс в процессе изготовления сахара, как заменитель доменного кокса.
Авиационный бензин | 0,73-0,75 |
Автомобильный бензин | 0,71-0,76 |
Топливо для реактивных двигателей | 0,76-0,84 |
Дизельное топливо | 0,80-0,85 |
Моторное масло | 0,88-0,94 |
Мазут | 0,92-0,99 |
Нефть | 0,74-0,97 |
Источник: http://mining-prom.ru/toplivodob/neft/neft-i-nefteprodukty/
Сферы и области применение нефти. Где применяется нефть?
Добыча и переработка нефти вот уже на протяжении двух веков занимает значимое место в мировой экономике. Это важная тема, которой интересуются многие. Но не все знают о том, какие сферы и области применения нефти существуют. Об этом мы расскажем в данной статье.
Нефть – черное золото
Нефть, как и многие другие вещества, стала известна человеку много столетий назад. Но именно нефть прозвали «черным золотом» за её неоценимые свойства и способность к переработке. В следствии нефтепереработки получают множество полезных продуктов и материалов, которые нашли свое применение в различных областях. Что же собой представляет это вещество?
Нефть – это горючая жидкость маслянистой структуры. В природе можно встретить нефть различных цветов. Да, в большинстве случаев это темно-коричневая или черная жидкость, но встречается и желтая, зеленая или вообще белая (так называемая «белая нефть»). Состоит данное вещество из жидких углеводородов, азотных элементов, органических кислот и множества других химических соединений.
Сферы и области применения нефти
Практически каждое изделие или продукт, которым мы пользуемся, имеет в своем составе продукты переработки нефти. И, чтобы это доказать, опишем самые популярные сферы и области применения нефти.
- Разные виды топлива – основной продукт нефтепереработки. Нефтепереработка включает в себя множество сложных взаимосвязанных процессов, в следствии которых получают жидкое топливо (бензин, дизельное топливо, керосин и мазут) и сырье для дальнейшей переработки.
- Второе место по праву занимает пластмасса (пластик). Каждый день мы пользуемся пластиковыми контейнерами, различными пакетами и мешками из пластмассы. Все они сделаны из нефти. Пластик очень удобен, так как он легко принимает любую форму и имеет свойства, полезные для производства бытовых предметов.
- Синтетические ткани. На данный момент, существуют разные искусственные волокна (нейлон, акрил, полиэстер) из которых делают одежду. Они имеют прекрасные свойства для производства самой разной одежды, начиная от белья и заканчивая обувью.
- Нефть также используется в сыром, не переработанном виде для строительства трубопроводов и линий электропередач.
- Синтетически каучуки. Продукты переработки нефти служат сырьем для производства и этого вещества. Из каучука в последствии делают шины для различного транспорта.
- Солнечные батареи. Панели, на которые наносят фотоэлементы для преобразования солнечной энергии, производят из нефтепродуктов.
- Пищевые продукты. Из нефти научились производить синтетический белок, который стал более дешевой заменой животному белку. Парафиновые смолы, которые также получают из нефти, используют для производства жевательной резинки.
Применение нефти в медицине и косметологии
Медицина также не может обойтись без нефти. Множество медицинских препаратов изготавливаются из углеводородов – производных нефтепродуктов. К таким препаратам относят аспирин, фенилсалицилат, вазелин, стрептоцид, антибиотики, различные антисептики и противоаллергические вещества.
В косметологических средствах (лаках для ногтей, карандашах для век и губ, губной помаде) содержится пропиленгликоль, минеральные вещества, парабены. Эти вещества являются продуктами переработки нефти.
Например, губные помады содержат церезин, жидкие и твердые парафины, которые также являются продуктами нефтепереработки.
Их вносят для увлажнения кожи и увеличения срока годности, придания вязкости и нужной консистенции косметическим товарам.
Нефть – востребованный во всем мире ресурс. Как видно, его применяют в самых разных сферах, начиная с топливной промышленности и заканчивая пищевой. Жизнь без нефти уже невозможно представить, и наверняка с развитием науки и технологий сферы и области применения нефти будут расширяться.
Источник: https://naruservice.com/articles/oblasti-primenenie-nefti
Нефтепродукты и область их применения
- Нефтепродукты и область их применения
- НЕФТЕПРОДУКТЫ — смеси различных газообразных, жидких и твердых углеводородов, получаемые из нефти и нефтяных попутных газов. Разделяются на следующие основные группы:
- -Топлива
- -нефтяные масла
- — нефтяные растворители
- -твердые углеводороды
- -битумы нефтяные
- -прочие нефтепродукты
- К топливам
относят углеводородные газы, бензины,
топливо для воздушно-реактивных
двигателей, дизельные топлива, котельные
топлива и др.
Нефтяные
масла-тяжелые дистиллятные и остаточные фракции нефти, подвергнутые специальной очистке. Подразделяются на смазочные масла и масла спецназначения. Последние используют для технологических целей и при эксплуатации механизмов. К ним относят: электроизоляционные-трансформаторные, конденсаторные, кабельные; для гидравлических систем; для технологических целей — закалочные и поглотители жидкости, смягчители и т.п.; для фармакопеи и парфюмерии (белые масла).
В качестве растворителей используют узкие бензиновые и керосиновые
фракции, полученные прямой перегонкой нефти.
Растворители применяют в резиновой промышленности, для приготовления клея, экстрагирования масел из семян и жмыхов, изготовления лаков и красок, при получении поливинил-хлорида и т.д.
Осветительные керосины -прямогонные керосиновые фракции, применяемые в осветительных и калильных лампах и как бытовое топливо.
К твердым углеводородам относят
парафин, церезин и озокерит и
их смеси с маслами.
Битумы
представляют собой твердые или
вязкие жидкие вещества, получаемые из остаточных продуктов нефтепереработки (из остатков после перегонки смолистых нефтей, из гудронов и др.).
Прочие
нефтепродукты включают: кокс нефтяной, пластичные смазки, углерод технический, углеводороды (бензол, толуол, ксилолы
и др.), а также асидол (в т.ч. мылонафт), различные фракции перегонки нефти и продукты их переработки (в частности, алкилат, нефтяные смолы)и др.
Обычно
различают светлые и темные нефтепродукты. К первым относят авиа- и автобензины, бензины-растворители, авиакеросин, керосины, дизельные топлива, к последним -мазут, а также получаемые в результате его перегонки дистиллятные масла и гудрон.
Часть товарных нефтепродуктов вырабатывают непосредственно из нефти или различных нефтяных фракций и остатков; многие нефтепродукты (напр.
, авто- и авиабензины, котельные топлива, масла) получают смешением (компаундированием) отдельных компонентов-продуктов переработки нефти.
Смешение компонентов позволяет производить товарный продукт необходимого качества и при этом рационально использовать свойства каждого компонента.
- Конечные
продукты нефтепереработки - Нефтеперерабатывающие заводы составляют смеси нефтепродуктов, добавляют необходимые присадки, обеспечивают кратковременное хранение и подготавливают их для загрузки на грузовики, баржи, корабли и вагоны.
- Газообразное
топливо, такое как пропан, загружается и транспортируется к потребителям в жидкой форме под давлением в специализированных вагонах.
Жидкое
топливо проходит смешивание (автомобильное и авиационное горючее, керосин, различные виды топлива для авиационных турбин, дизельные топлива получаются путем добавления цветных присадок, детергентов, антидетонационных присадок, оксигенатов и фунгицидных добавок в соответствующих пропорциях). Доставляется на автоцистернах, баржах, поездах и танкерах. Может быть транспортировано к потребителю по трубам, к примеру авиационное топливо в аэропорт или к поставщику в мульти-продуктных трубах.
Смазки
(светлые машинные масла, моторные масла и различные смазочные материалы получаются путем добавления стабилизаторов вязкости в необходимых количествах) обычно транспортируются в насыпной форме до прилегающей станции затаривания.
Парафин, используется, наряду с прочим, при упаковке замороженных пищевых продуктов. Может быть доставлен в насыпной форме для дальнейшей упаковки в блоки.
Сера
(или серная кислота), побочные продукты очистки нефти, могут содержаться в количестве до нескольких процентов в виде органических серосодержащих включений. Сера и серная кислота — полезные промышленные материалы. Серная кислота обычно транспортируется и поставляется в виде кислотного прекурсора олеум.
Сыпучий дёготь доставляется на упаковочные заводы для дальнейшего использования в многослойной мягкой кровле с верхним покрывным слоем из дёгтебетона и других нужд.
Асфальт — используется как связующее вещество для щебня при изготовлении асфальтобетона, который используется при строительстве дорог, и т. д. Транспортируется и поставляется в сыпучем виде.
Нефтяной
кокс, используется в различных углеродных продуктах, таких как некоторые виды электродов и твердое топливо.
Нефтехимикаты
или нефтехимическое сырьё, часто отправляют на дальнейшую переработку. Нефтехимикаты могут быть олефинами, их прекурсорами или различными типами ароматических нефтехимикатов.
Нефтехимикаты обладают большим спектром применений. Они часто используются в качестве мономеров или сырья для их изготовления. Олефины, такие как альфа-олефины и диены, часто используются как мономеры, ароматические углеводороды так же могут быть использованы как прекурсоры мономеров. Затем мономеры проходят полимеризацию в различные виды полимеров.
Полимерные
материалы могут быть пластмассами, эластомерами или волокнами. Некоторые
полимеры используются в качестве гелей
и смазок. Нефтехимикаты также
находят применения в качестве растворителей
или сырья для их производства, прекурсоров для широкого диапазона веществ, таких как машинные жидкости, ПАВы для очистителей и т. д.
Физико
– химические свойства нефтепродуктов
Для оценки качества нефтепродуктов определяют ряд их физико-химимических свойств.
К числу важнейших
физ. свойств относят: вязкость, плотность и фракционный состав. Для установления последнего нефтепродукты перегоняют со строго определенной скоростью из колбы стандартных форм и размеров.
Фракционный состав представляют в виде зависимости между температурой паров нефтепродуктов в колбе и количеством конденсата (нефтепродукты, сконденсировавшегося в холодильнике и собранного в приемнике).
Для бензинов обычно приводят пять точек: температуру начала кипения и температуры выкипания 10%, 50%, 90% и 97,5% топлива. Для некоторых других нефтепродуктов, напр. дизельных топлив, часто указывают количество вещества, выкипающего до определенной заданной температуры, напр.
до 360 °С Фракционный состав масел обычно определяют при пониженном давлении (в вакууме) во избежание разложения высококипящих фракций при температурах их кипения.
Измеряют также
давление (упругость) паров (гл. обр. для
бензинов) в стальной бомбе при
соотношении объемов жидкой и
паровой фаз 1:4 при 38 °С. Обычно в технических условиях ограничивают верх. значение давления паров, как меру предотвращения образования «паровых пробок» в топливной системе двигателя.
Определяют температуру помутнения (для моторных топлив), при которой из топлива начинают выделяться кристаллы высокоплавких углеводородов или воды; температуру застывания (для масел, остаточных котельных топлив, дизельных и реактивных топлив и авиабензинов), при которой нефтепродукт в условиях опыта загустевает настолько, что уровень его в пробирке остается неподвижным в течение 1 мин при наклоне под углом 45o; температуру вспышки; температуру воспламенения; температуру плавления твердых нефтепродуктов (парафина, озокерита и др.), которая соответствует моменту полного затвердевания (кристаллизации) предварительно расплавленного продукта.
Цвет характеризует
качество очистки нефтепродуктов от смолистых и других окрашенных веществ; при этом цвет нефтепродуктов сравнивают с цветом специально окрашенных стекол.
Дуктильность, или
растяжимость, битумов характеризует
их способность растягиваться, не обрываясь, в тонкие нити под влиянием приложенной силы; определяется в спец. приборе (дуктилометре) путем растягивания образца битума стандартной формы с определенной скоростью при 25 °С.
К важнейшим
хим. свойствам нефтепродуктов относят: содержание серы, смол, парафина, др. показатели.
Содержание серы определяют несколькими способами. Для светлых нефтепродуктов наиболее распространен ламповый метод: навеска нефтепродукта сжигается в лампочке известной массы; продукты сгорания поглощаются титрованным раствором NaHCO3, избыток которого оттитровывают раствором НСl.
Метод иногда используют и для темных нефтепродуктов, которые предварительно разбавляют каким-либо легким нефтепродуктом с известным содержанием серы. Чаще навеску темного нефтепродукта сжигают в калориметрической бомбе в атмосфере О2 и количество образовавшихся ионов SO42- определяют гравиметрически после осаждения их хлоридом Ва.
Присутствие в нефтепродуктах агрессивных сернистых соединений, в частности элементной серы и меркаптанов, обнаруживают по изменению цвета медной пластинки после контакта ее с испытуемым нефтепродуктом.
Иногда пользуются так называемой докторской пробой, когда наблюдают изменение цвета элементной серы под влиянием продуктов взаимодействия с Na2PbO2 меркаптанов и H2S, имеющихся в нефтепродукте.
Содержание смол устанавливают, выделяя их из нефтепродуктов адсорбцией на каком-либо твердом адсорбенте (чаще всего на силика-геле) с последующей десорбцией подходящим экстрагентом, смесью этанола с бензолом.
В некоторых маслах и тяжелых остаточных топливах определяют так называемые акцизные смолы — вещества, способные реагировать с концентратом H2SO4 в строго регламентируемых условиях опыта.
В бензинах, реактивных и дизельных топливах определяют количество фактических смол, для чего навеску топлива испаряют в струе воздуха или водяного пара, а остаток взвешивают.
Содержание парафина устанавливают следующим образом: навеску нефтепродукта растворяют в подходящем растворителе, в бензине, раствор охлаждают до температуры от — 20 до — 40 °С и осаждают твердые углеводороды этанолом или пропанолом. Осадок отделяют на фильтре, охлаждаемом до заданной температуры, промывают смесью этанола с бензином для удаления масла и растворяют в петролейном эфире. Последний отгоняют и остаток взвешивают.
Устойчивость к окислению бензинов и некоторых других продуктов характеризуют величиной индукц. периода-интервалом времени, в течение которого испытуемый нефтепродукт, находящийся в атмосфере О2 под давлением 0,7 МПа при 100 °С, практически не окисляется.
Устойчивость к окислению некоторых реактивных топлив оценивают по количеству осадка, образующегося при жидкофазном окислении его в спецприборе в течение 4 ч при 150°С, моторных масел -по изменению механгических свойств тонкой пленки масла, находящегося на металлической поверхности в контакте с воздухом при 260 °С.
Коррозионную
активность масел оценивают по изменению массы (г/м2) металлической пластинки при воздействии на нее в течение 50 ч нагретого до 140°С испытуемого масла, слой которого периодически соприкасается с кислородом воздуха. О коррозионных свойствах топлив судят обычно по наличию или отсутствию в них активных сернистых соединений, что устанавливают с помощью медной пластинки.
Коксуемость-способность нефтепродукта образовывать углистый остаток (кокс) при испарении нефтепродукта в стандартном приборе и в строго определенных условиях нагрева; определяется главным образом для моторных и цилиндровых масел, тяжелых остаточных топлив, 10%-ного остатка от перегонки дизельных топлив, а также для сырья процессов каталитич. и термич. крекинга, производства нефтяных коксов и битумов и др.
Высота некоптящего
пламени характеризует осветительная и нагревательная способность светлых нефтепродуктов (осветит. керосинов, реактивных и дизельных топлив) при сжигании их в лампах, нагреват. приборах и т.д.
Этот показатель зависит от группового химического состава нефтепродуктов и прежде всего от содержания ароматических углеводородов. Испытуемый образец сжигают в лампе спец.
конструкции и измеряют максимальную высоту некоптящего пламени.
Имеется также
ряд показателей, определяющих потребительные свойства нефтепродуктов. К ним относят, в частности, показатели детонационной стойкости бензинов (октановое число)и воспламеняемости дизельных топлив (цетановое число).
Источник: http://stud24.ru/chemistry/nefteprodukty-i-oblast-ih-primeneniya/111821-329126-page1.html
Нефть: химический состав, свойства и применение
Нефть представляет собой вязкую маслянистую горючую жидкость почти черного цвета с бурым или зеленоватым оттенком и характерным запахом. В воде нефть не растворяется, а при интенсивном перемешивании образует стойкие, медленно рассасывающиеся эмульсии.
Она представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большинство (80-90 %) – жидкие углеводороды, а остальные – растворенные углеводородные газы (до 10%), минеральные соли, растворы солей органических кислот, механические примеси.
нефть и продукты ее переработки используются практически во всех отраслях народного хозяйства: на транспорте, в медицине, сельском хозяйстве, строительстве, легкой и пищевой промышленности.
Основную массу вещества нефти составляют углеводороды, которые отличаются друг от друга различным содержанием углерода и водорода в молекуле, а также ее строением. Углеводороды нефти относятся к следующим группам: парафиновые, нафтеновые, ароматические.
- Сырая нефть — жидкая природная ископаемая смесь углеводородов широкого физико-химического состава, которая содержит растворенный газ, воду, минеральные соли, механические примеси и служит основным сырьем для производства жидких энергоносителей (бензина, керосина, дизельного топлива, мазута), смазочных масел, битумов и кокса.
- Товарная нефть — нефть, подготовленная к поставке потребителю в соответствии с требованиями действующих нормативных и технических документов, принятых в установленном порядке.
- Химический состав нефти.
Качество сырой нефти и получаемых нефтепродуктов зависит от ее состава. В химическом отношении нефть представляет собой сложную смесь углеводородов. Кроме углерода и водорода в нефти содержится: сера, кислород, азот и следы металлов.
Углеводородный состав нефти. Основную массу вещества нефти составляют углеводороды, которые отличаются друг от друга различным содержанием углерода и водорода в молекуле, а также ее строением. Углеводороды нефти относятся к следующим группам: парафиновые, нафтеновые, ароматические.
Парафиновые углеводороды являются насыщенными соединениями.
Нафтеновые (циклопарафины) углеводороды.
Ароматические углеводороды. Называют все соединения, в молекулах которых есть бензольное кольцо.
Сернистые соединения в нефти. Сернистые соединения в том или ином количестве встречаются во всех нефтях. В некоторых случаях их содержание достигает 6%.
Кислородные соединения в нефти. Атомы кислорода в нефти входят в следующие соединения: нафтеновые кислоты, соединения фенольного характера, эфиры, смолистые вещества.
Азотистые соединения в нефти.
Свойства нефти.
Нефть обладает одним важным свойством – способностью гореть и выделять тепловую энергию. В воде нефть не растворяется, а при интенсивном перемешивании образует стойкие, медленно рассасывающиеся эмульсии.
Плотность нефти и нефтепродуктов зависит от содержания в них легких и тяжелых фракций. Плотность API.
Чем больше величина плотности в API , тем легче соединение.
Молекулярная масса – среднее арифметическое молекулярных масс веществ, входящих в нефть. Зависит от химического и фракционного состава нефти.
Температура кипения – зависит от фракционного состава.
Тепловые свойства – удельная теплоемкость, удельная скрытая температура испарения.
Фракционный состав нефти. Характеристика фракций.
Важным показателем качества нефти является ее фракционный состав.
Фракция – часть нефти, выкипающая в определенном интервале температур. Каждая фракция характеризуется температурой начала кипения (н.к.) и конца кипения (к.к.).
Разделение нефти на фракции основано на том, что различные углеводороды, входящие в ее состав, кипят при разной температуре. Вначале выкипают легкие углеводороды, входящие в состав бензина, затем более тяжелые компоненты реактивного топлива, керосина, далее – еще более высококипящие углеводороды, из которых вырабатывают дизельное топливо.
Нефтепереработка– многоступенчатый процесс физической и химической обработки сырой нефти, результатом которого является получение комплекса нефтепродуктов. Переработку нефти осуществляют методом перегонки, то есть физическим разделением нефти на фракции.
- Фракции, получаемые при прямой перегонке, называют светлыми дистиллятами. Обычно при прямой перегонке получают следующие фракции, название которым присвоено в зависимости от направления их дальнейшего использования:
- — бензиновая фракция (газолин) – 50 – 140 °С;
- — лигроиновая фракция (тяжелая нафта) – 110 – 180 °С;
- — керосиновая фракция – 140 – 280 °С;
- — дизельная фракция (легкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят) – 180 – 350 °С.
Выход бензина при прямой перегонке составляет от 5 до 20 % от массы нефти. Остаток после отбора светлых фракций называется мазутом. Мазут и получаемые из него фракции называются темными. Нефти различных месторождений заметно различаются по фракционному составу, содержанию темных и светлых фракций.
Источник: https://megaobuchalka.ru/4/29157.html
ПОИСК
Важнейшие нефтепродукты и их применение. Основными видами нефтепродуктов являются [c.216]
Перечислить важнейшие нефтепродукты и указать их применение, [c.217]
Назовите важнейшие нефтепродукты и укажите области их применения. [c.523]
Качество важнейших нефтепродуктов и прежде всего моторных топлив и смазочных материалов в настоящее время является ключевой проблемой в нефтеперерабатывающей промышленности. Как было показано в 15— 18, проблема качества нефтепродуктов тесно увязана с условиями их применения и эксплуатации в двигателях и машинах. [c.103]
В книге рассмотрены свойства нефти, углеводородных газов п важнейших нефтепродуктов. Описаны технологические схемы переработки нефти и газов, их аппаратурное оформление, контроль и регули рование, экономика и техника безопасности. [c.2]
Чем различаются важнейшие нефтепродукты по химическому [c.50]
Укажите важнейшие нефтепродукты, полученные при первичном процессе перегонки нефти, их свойства, состав и применение. [c.269]
В нефтеперерабатывающей промышленности для получения ряда важнейших нефтепродуктов и повышения их качества широко применяют химические процессы. Использование химических процессов обеспечивает более глубокую переработку нефти с получением светлых нефтепродуктов в количествах, превышающих их содержание в исходной нефти в 1,5 — 2 раза. [c.618]
Производство важнейших нефтепродуктов в США в 1956 г. [24] [c.9]
Нефтяные топлива разделяются на моторные, или светлые нефтепродукты, применяемые для сжигания в двигателях, и котельные — для сжигания в топках паровых котлов и в промышленных печах.
Первые из них разделяются в свою очередь на карбюраторные, дизельные и топлива для реактивных авиационных двигателей. Карбюраторным топливом для двигателей внутреннего сгорания с карбюраторами является бензин.
Бензин в настоящее время — это важнейший нефтепродукт, так как служит топливом для двигателей, устанавливаемых на автомашинах и винтомоторных самолетах. Авиационный бензин является более легким, плотность его 0,73— 0,76 г/с.и , т. кип.
40—180° С, автомобильный — более тяжелым, плотность его 0,74—0,77 г см, т. кип. 50—200° С. Важнейшей характеристикой бензина как топлива является его стойкость к детонации. [c.210]
В табл. 15 приведено среднее содержание серы в важнейших нефтепродуктах по отношению к содержанию серы в нефтях, принятому за единицу. [c.20]
Как видно из табл. 1 в Югославии удельный вес нефти и газа в энергетическом балансе страны постоянно увеличивается. Производство важнейших нефтепродуктов в Югославии приведено в табл. 2. [c.5]
Алканы встречаются в природных газах и в нефти. Важнейшие нефтепродукты — бензин, горючие и смазочные масла — представляют собой смеси различных углеводородов. [c.59]
Таков ассортимент отечественных масел. Многие из них используются не только по своему прямому назначению, но и в качестве сырьевых компонентов таких важнейших нефтепродуктов, как пластичные смазки и смазочно-охлаждающие технологические среды. [c.44]
Табл. 4 показывает общее потребление нефти и отдельных важнейших нефтепродуктов на душу населения в странах ОЕЭС. [c.512]
Качество важнейших нефтепродуктов, и прежде всего моторных топлив п смазочных материалов, в настоящее время является ключевой проблемой в нефтеперерабатывающей про.мышленности. [c.94]
Условия (7,7 ) ограничивают получение товарной продукции из наличного количества компонентов. При этом ограничении не меньше ( ) ставится по тем товарным продуктам, по которым установлен жесткий народнохозяйственный план.
Поскольку условие ( ) допускает перевыполнение плана производства по важнейшим нефтепродуктам, то неизбежно уменьшение производства каких-либо других нефтепродуктов, главным образом тех, по которым возможно отклонение от плана в сторону уменьшения.
Поэтому во избежание несовместности поставленных ограничений это условие принимается в виде двух неравенств (7,7 ). [c.195]
Смазочные масла, называемые также минеральными маслами,— важные нефтепродукты, широко применяемые для смазки самых разнообразных механизмов. Различают масла веретенное, машинное, автотракторные (автолы), авиационные, цилиндровые, трансмиссионные, компрессорные, турбинные, масла специального назначения. [c.239]
Важнейшие нефтепродукты можно подразделить на следующие группы 1) горючие газы 2) жидкое топливо 3) смазочные материалы 4) парафины и церезины 5) битумы 6) нефтяной кокс 7) нефтехимическое сырье. [c.226]
В первом издании пастояш ей книги (1928 г.) излагались научные и технические основы нефтепереработки, которая к этому времени мало изменилась с момента своего возникновения в 1855 г., когда В. Силлимэн впервые онисал свойства важнейших нефтепродуктов и методы их получения.
При подготовке второго издания (1942 г.) книга практически была написана заново, так как нефтеперерабатывающая промышленность претерпела существенные качественные изменения основу ее к этому времени составляли термический крекинг и разделение углеводородов с помощью селективных растворителей.
[c.8]
Коренной переворот в методах переработки нефти происходит после изобретения двигателя внутренного сгорания. В связи с этим, бензин, не находивший ранее промышленного применения, становится с начала XX века одним из важнейших нефтепродуктов. [c.120]
Действующие оптовые цены и себестоимость важнейших нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах УССР в 1964 г. (в % к их уровню по Херсонскому НПЗ) [c.7]
Карбюраторным топливом для двигателей вн треинего сгорания является бензин. Бензин в настоящее время — важнейший нефтепродукт, так как служит топливом для двигателей, устанавливаемых на автомашинах и винтомоторных самолётах. [c.104]
Подсчеты показывают, что если рубракс будут производить нефтеперерабатывающие заводы, находящиеся в районах Центра, Поволжья и т. д., ближе расположенные к пунктам наибольшего го дотребления, то это не только устранит чрезмерно дальние и нерациональные перевозки, но и резко улучшит обеспечение народного хозяйства этим важным нефтепродуктом. [c.144]
Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г. Химия и технология нефти и газа. 2-е изд. Л., Химия , 1977.— В книге расснотрены состав и свойства нефти, нефтяных газов и важнейших нефтепродуктов описаны процессы первичной переработки нефти, термический и каталитический крекинг. [c.310]
В книге рассмотрены химические и физические свойства нефти и углеводородных — газов, аксплуатационные характеристики важнейших нефтепродуктов. Описаны способы и даны технологические схемы переработки нефти и газов, их аппаратурное оформление, контроль и автоматическое регулирование, жономика и техника безопасности. [c.2]
Ответ. Важнейшие нефтепродукты бензин, лигроин, керосин, газойль, мазут.
Бензин — автомобильное и авиационное топливо лигрюин — горючее для тракторов керосин — ракетное топливо газойль — дизельное топливо из мазута получают соляровые и смазочные масла, вазелин, который используется в косметическом производстве, и гудрон, который находит применение в дорожном строительстве. [c.50]
Источник: https://www.chem21.info/info/1501911/
Химия нефти
Страница 1 | Страница 2 | Страница 3 |
Знание химического состава природных нефтяных систем служит отправной точкой для прогнозирования их фазового состояния и свойств фаз при различных термобарических условиях, соответствующих процессам добычи, транспортировки и переработки нефтяных смесей. Тип смеси — нефть, газоконденсат или газ — также зависит от ее химического состава и сочетания термобарических условий в залежи. Химический состав определяет возможное состояние компонентов нефтяных систем при данных условиях — молекулярное или дисперсное.
;Нефтяные системы отличаются многообразием компонентов, способных находиться в молекулярном или дисперсном состоянии в зависимости от внешних условий. Среди них встречаются наиболее и наименее склонные к различного рода межмолекулярным взаимодействиям (ММВ), что в итоге обусловливает ассоциативные явления и исходную дисперсность нефтяных систем при нормальных условиях.
Химический состав для нефти различают как элементный и вещественный.
Основными элементами состава нефти являются углерод (83,5-87 %) и водород (11,5-14 %). Кроме того, в нефти присутствуют:
- сера в количестве от 0,1 до 1-2 % (иногда ее содержание может доходить до 5-7 %, во многих нефтях серы практически нет);
- азот в количестве от 0,001 до 1 (иногда до 1,7 %);
- кислород (встречается не в чистом виде, а в различных соединениях) в количестве от 0,01 до 1 % и более, но не превышает 3,6 %.
Из других элементов в нефти присутствуют — железо, магний, алюминий, медь, олово, натрий, кобальт, хром, германий, ванадий, никель, ртуть, золото и другие. Однако, содержание их менее 1 %.
В вещественном плане нефть в основном состоит из углеводородов и гетероорганических соединений.
Углеводороды
Углеводороды (УВ) представляют собой органические соединения углерода и водорода. В нефти в основном содержатся следующие классы углеводородов:
Алканы
Алканы или парафиновые углеводороды – насыщенные (предельные) УВ с общей формулой CnH2n+2. Содержание их в нефти составляет 2 — 30-70 %. Различают алканы нормального строения (н-алканы — пентан и его гомологи), изостроения (изоалканы — изопентан и др.) и изопреноидного строения (изопрены – пристан, фитан и др.).
В нефти присутствуют газообразные алканы от С1 до С4 (в виде растворённого газа), жидкие алканы С5 – С16, составляют основную массу жидких фракций нефти и твёрдые алканы состава С17 – С53 и более, которые входят в тяжёлые нефтяные фракции и известны как твёдые парафины. Твёрдые алканы присутствуют во всех нефтях, но обычно в небольших количествах — от десятых долей до 5 % (масс.), в редких случаях — до 7-12 % (масс.).
В нефти присутствуют всевозможные изомеры алканов: моно-, ди-, три — , тетразамещенные. Из них превалируют в основном монозамещенные, с одним разветвлением. Метилзамещенные алканы по степени убывания располагаются в ряд: 2-метилзамещенные алканы > 3-метилзамещенные алканы > 4-метил-замещенные алканы.
К 60-м годам относится открытие в нефтях разветвленных алканов изопреноидного типа с метальными группами в положениях 2, 6, 10, 14, 18 и т. д. Обнаружено более двадцати таких УВ в основном состава С9-С20.
Наиболее распространенными изопреноидными алканами в любых нефтях являются фитан С20Н42 и пристан С19Н40, содержание которых может доходтить до 1,0 -1,5 % и зависит от генезиса и фациальной обстановки формирования нефтей.
Таким образом, алканы в различных пропорциях входят в состав всех природных смесей и нефтепродуктов, а их физическое состояние в смеси — в виде молекулярного раствора или дисперсной системы — определяется составом, индивидуальными физическими свойствами компонентов и термобарическими условиями.
Циклоалканы
Циклоалканы или нафтеновые углеводороды – насыщенные алициклические УВ. К ним относятся моноциклические с общей формулой CnH2n, бициклические – CnH2n-2, трициклические – CnH2n-4, тетрациклические – CnH2n-6.
По суммарному содержанию циклоалканы во многих нефтях преобладают над другими классами УВ: их содержание колеблется от 25 до 75 % (масс.). Они присутствуют во всех нефтяных фракциях. Обычно их содержание растет по мере утяжеления фракций.
Общее содержание нафтеновых углеводородов в нефти растёт по мере увеличения ее молекулярной массы. Исключение составляют лишь масляные фракции, в которых содержание циклоалканов падает за счет увеличения количества ароматических углеводородов.
Из моноциклических УВ в нефти присутствуют в основном пяти- и шестичленные ряды нафтеновых УВ.
Распределение моноциклических нафтенов по нефтяным фракциям, их свойства изучены гораздо более полно по сравнению с полициклическими нафтенами, присутствующими в средне- и высококипящих фракциях.
В низкокипящих бензиновых фракциях нефтей содержатся преимущественно алкилпроизводные циклопентана и циклогексана [от 10 до 86 % (масс.)], а в высококипящих фракциях — полициклоалканы и моноциклоалканы с алкильными заместителями изопреноидного строения (т.н. гибридные УВ).
Из полициклических нафтенов в нефтях идентифицировано только 25 индивидуальных бициклических, пять трициклических и четыре тетра- и пентациклических нафтена. Если в молекуле несколько нафтеновых колец, то последние, как правило, сконденсированы в единый полициклический блок.
Бицикланы С7-С9 чаще всего присутствуют в нефтях ярко выраженного нафтенового типа, в которых их содержание достаточно высоко.
Среди этих углеводородов обнаружены (в порядке убывания содержания): бицикле[3,3,0]октан (пенталан), бицикло[3,2,1]октан, бицикло[2,2,2]октан, бицикло[4,3,0]нонан (гидриндан), бицикло[2,2,1]гептан (норборнан) и их ближайшие гомологи. Из трицикланов в нефтях доминируют алкилпергидрофенантрены.
Тетрацикланы нефти представлены главным образом производными циклопентано-пергидрофенантрена — стеранами.
К пентацикланам нефтей относятся углеводороды ряда гопана, лупана, фриделана.
Достоверных сведений об идентификации полициклоалканов с большим количеством циклов нет, хотя на основе структурно-группового и массспектрального анализа можно высказать предположения о присутствии нафтенов с числом циклов, большим пяти. По некоторым данным, высококипящие нафтены содержат в молекулах до 7-8 циклов.
Различия в химическом поведении циклоалканов часто обусловлены наличием избыточной энергии напряжения. В зависимости от размеров цикла циклоалканы подразделяют на малые С3, С4 — хотя циклопропан и циклобутан в нефтях не обнаружены), нормальные (С5-С7), средние (C8-С11) и макроциклы (от C12 и более).
В основе этой классификации лежит зависимость между размером цикла и возникающими в нем напряжениями, влияющими на стабильность. Для циклоалканов и, прежде всего, для их различных производных, характерны перегруппировки с изменением размеров цикла.
Так, при нагревании циклогептана с хлоридом алюминия образуется метилциклогексан, а циклогексан при 30-80°С превращается в метилциклопентан. Пяти- и шестичленные углеродные циклы образуются гораздо легче, чем меньшие и большие циклы.
Поэтому в нефтях встречается гораздо больше производных циклогексана и циклопентана, чем производных других циклоалканов.
На основе исследования вязкостно-температурных свойств алкилзамещенных моноциклогексанов в широком интервале температур выяснено, что заместитель по мере его удлинения уменьшает среднюю степень ассоциации молекул. Циклоалканы, в отличие от н-алканов с таким же числом углеродных атомов, находятся в ассоциированном состоянии при более высокой температуре.
Арены
Арены или ароматические углеводороды — соединения, в молекулах которых присутствуют циклические углеводороды с π–сопряжёнными системами. Содержание их в нефти изменяется от 10-15 до 50 %(масс.).
К ним относятся представители моноциклических: бензол и его гомологи (толуол, о-, м-, п-ксилол и др.
), бициклические: нафталин и его гомологи, трициклические: фенантрен, антрацен и их гомологи, тетрациклические: пирен и его гомологи и другие.
На основе обобщения данных по 400 нефтям показано, что наибольшие концентрации аренов (37 %) характерны для нефтей нафтенового основания (типа), а наименьшие (20 %) — для нефтей парафинового типа.
Среди нефтяных аренов преобладают соединения, содержащие не более трех бензольных циклов в молекуле.
Концентрации аренов в дистиллятах, кипящих до 500°С, как правило, снижаются на один-два порядка в следующем ряду соединений: бензолы >> нафталины >> фенантрены >> хризены >> пирены >> антрацены.
Общей закономерностью является рост содержания аренов с повышением температуры кипения. При этом арены высших фракций нефти характеризуются не большим числом ароматических колец, а наличием алкильных цепей и насыщенных циклов в молекулах. В бензиновых фракциях обнаружены все теоретически возможные гомологи аренов C6-C9.
Углеводороды с малым числом бензольных колец доминируют среди аренов даже в самых тяжелых нефтяных фракциях. Так, по экспериментальным данным моно-, би-, три-, тетра- и пентаарены составляют соответственно 45-58, 24-29, 15-31, 1,5 и до 0,1 % от массы ароматических углеводородов в дистиллятах 370-535°С различных нефтей.
Моноарены нефтей представлены алкилбензолами. Важнейшими представителями высококипящих нефтяных алкилбензолов являются УВ, содержащие в бензольном ядре до трех метильных и один длинный заместитель линейного, α-метилалкильного или изопреноидного строения. Крупные алкильные заместители в молекулах алкилбензолов могут содержать более 30 углеродных атомов.
Главное место среди нефтяных аренов бициклического строения (диарены) принадлежит прозводным нафталина, которые могут составлять до 95 % от суммы диаренов и содержать до 8 насыщенных колец в молекуле, а второстепенное — производным дифенила и дифенилалканов. В нефтях идентифицированы все индивидуальные алкилнафталины С11, С12 и многие изомеры С13-C15. Содержание дифенилов в нефтях на порядок ниже содержания нафталинов.
- Из нафтенодиаренов в нефтях обнаружены аценафтен, флуорен и ряд его гомологов, содержащих метальные заместители в положениях 1-4.
- Триарены представлены в нефтях производными фенантрена и антрацена (с резким преобладанием первых), которые могут содержать в молекулах до 4-5 насыщенных циклов.
- Нефтяные тетраарены включают углеводороды рядов хризена, пирена, 2,3- и 3,4-бензофенантрена и трифенилена.
Содержание в нефтях полиаренов с пятью и большим числом конденсированных бензольных циклов очень невелико. Из таких углеводородов в тяжелых нефтяных фракциях обнаружены: 1,2- и 3,4-бензопирены, перилен, 1,2,5,6-дибензоантрацен, 1,1,2-бензоперилен и коронен.
Повышенная склонность аренов, особенно полициклических, к молекулярным взаимодействиям обусловлена низкой энергией возбуждения в процессе гомолитической диссоциации. Для соединений типа антрацена, пирена, хризена и т. п.
характерна низкая степень обменной корреляции π–орбиталей и повышенная потенциальная энергия ММВ из-за возникновения обменной корреляции электронов между молекулами.
С некоторыми полярными соединениями арены образуют достаточно устойчивые молекулярные комплексы.
Взаимодействие π–электронов в бензольном ядре приводит к сопряжению углерод-углеродных связей. Следствием эффекта сопряжения являются следующие свойства аренов:
- плоское строение цикла с длиной С-С-связи (0,139 нм), занимающей промежуточное значение между простой и двойной С-С-связью;
- эквивалентность всех С-С-связей в незамещенных бензолах;
- склонность к реакциям электрофильного замещения протона на различные группы по сравнению с участием в реакциях присоединения по кратным связям.
Церезины
Гибридные углеводороды (церезины) – углеводороды смешанного строения: парафино–нафтенового, парафино–ароматического, нафтено–ароматического. В основном, это твёрдые алканы с примесью длинноцепочечных УВ, содержащих циклановое или ароматическое ядро. Они являются основной составной частью парафиновых отложений в процессах добычи и подготовки нефтей.
Страница 1 | Страница 2 | Страница 3 |
Источник: http://proofoil.ru/Oilchemistry/chemicalconstituents.html