Методы разделения и определения состава углеводородных смесей. Раздел 1

Содержание

Слайд 2

ХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА КАК НАУКА ПОЛУЧИЛА СВОЕ РАЗВИТИЕ В КОНЦЕ

ХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА КАК НАУКА ПОЛУЧИЛА СВОЕ РАЗВИТИЕ В КОНЦЕ

XIX В. И ПО МЕРЕ НАКОПЛЕНИЯ ЗНАНИЙ О НЕФТИ (ЕЕ СОСТАВЕ, СВОЙСТВАХ) ОКОНЧАТЕЛЬНО СФОРМИРОВАЛАСЬ В ПЕРВЫЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯ ХХ В.

В настоящее время «Химия нефти и газа» как наука решает следующие задачи:
1) исследование химического состава
- нефтей,
- нефтепродуктов,
- газоконденсатов,
- газов с помощью современных физико-химических методов анализа;
2) исследование физико-химических свойств углеводородов и др. компонентов нефти и их влияния на свойства нефтепродуктов; установление связи между строением молекул компонентов нефти и свойствами нефтепродуктов;
3) исследование химизма и механизма термических и каталитических превращений компонентов нефти;
4) исследование проблемы происхождения нефти

Слайд 3

НЕФТЬ – КАК ПРИРОДНЫЙ ОБЪЕКТ Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов

НЕФТЬ – КАК ПРИРОДНЫЙ ОБЪЕКТ

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и

органических соединений серы, азота, кислорода.
Это маслянистая жидкость , обычно темно-бурого цвета, хотя встречаются нефти и светлые.
Относительные плотности нефтей колеблются обычно между 0,8 и 0,9, молекулярная масса в пределах 200-300.
Нефть обычно залегает в пористых породах – песках, песчаниках, известняках (коллекторы). Часто в нефтяном месторождении вода и большие количества газа сопутствуют нефти. (см. рис.)
Слайд 4

НЕФТЬ– КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ И СЫРЬЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ. - Нефть является

НЕФТЬ– КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ И СЫРЬЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ.

- Нефть является горючим

ископаемым наряду с природным газом, каменным и бурым углем, сланцами.
- Несмотря на высокую теплотворную способность 42 000 кДж/кг, сырая нефть не используется в качестве топлива, так как представляет собой богатый источник углеводородов – ценного сырья для получения нефтепродуктов (бензина, дизельных топлив, смазочных масел и т.д.) и продуктов нефтехимического синтеза.
- Из органических веществ нефти, природного газа и каменноугольной смолы производится огромное количество материалов, лекарств, красителей, растворителей, синтетических моющих средств, без которых трудно представить нашу жизнь.
- Нефть состоит из готовых углеводородов, тогда как для получения углеводородов из твердых горючих ископаемых (уголь, сланцы) необходима их специальная термическая обработка (в результате получается смесь жидких продуктов у/в-ого характера и значительные количества остатка).
Слайд 5

Горючие полезные ископаемые - нефть, природный газ и каменный уголь -

Горючие полезные ископаемые - нефть, природный газ и каменный уголь -

составляют основу экономического благополучия современного общества. В последнее десятилетие XX в. 87% энергии, потребляемой человечеством, выделялось при горении, причем доля нефтепродуктов и природного газа была равна 65%, а угля - 22%.
На долю всех остальных источников энергии - атомные, гидроэлектростанции, энергии ветра, приливов и т.д. - остается всего лишь около 13%.
Слайд 6

ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ Основной трудностью перед исследователями происхождения «природной нефти», является

ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ

Основной трудностью перед исследователями происхождения «природной нефти», является недостаток

прямых и убедительных фактов ее образования. Исследователь может лишь оперировать предположениями и косвенными фактами, что допускает их различное толкование.
Слайд 7

ТЕМА 2. ЭЛЕМЕНТНЫЙ, ФРАКЦИОННЫЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕФТЕЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЙ.

ТЕМА 2. ЭЛЕМЕНТНЫЙ, ФРАКЦИОННЫЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕФТЕЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЙ.

Слайд 8

ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НЕФТИ - Все горючие ископаемые состоят из пяти основных

ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ НЕФТИ

- Все горючие ископаемые состоят из пяти основных элементов:

углерода, водорода, азота, кислорода, серы.
- Главные элементы из которых состоят все компоненты нефти – это углерод и водород.
- По содержанию водорода нефть занимает промежуточное положение среди горючих ископаемых, и оно увеличивается в ряду:
уголь< нефть<природный газ.
Количество углерода и водорода в нефтях колеблется в сравнительно узких пределах:
Слайд 9

1. Нефти, добытые в различных месторождениях, отличаются по своему элементному составу.


1. Нефти, добытые в различных месторождениях, отличаются по своему элементному составу.


Существуют нефти:
- состоящие почти целиком из углерода и водорода (штат Пенсильвания в США, Узбекистан),
- или высокосернистые нефти (Волго-Уральская нефтегазоносная область, нефти из месторождений Татарстана и Башкирии).
2. Изменяется элементный состав нефти и со временем.
С увеличением возраста нефти содержание кислорода, азота и серы в ней уменьшается, а углерода и водорода увеличивается. (Отщепление гетероэлементов происходит в виде простейших соединений: CO2, H2, H2S, NH3, S, N2).
Кроме вышеназванных элементов, в нефтях обнаружены в незначительных количествах очень многие элементы, в том числе:
Ca, Mg, Fe, Al, Si, Ge, V, Ni, Na, Bi и др.
Слайд 10

ГРУППОВОЙ СОСТАВ НЕФТИ - Нефть представляет собой сложную многокомпонентную систему. -

ГРУППОВОЙ СОСТАВ НЕФТИ

- Нефть представляет собой сложную многокомпонентную систему.
- Знание группового

состава нефти позволяет (судить о происхождении нефти) использовать ее в процессах нефтехимического производства с максимальной эффективностью.
- Основная масса компонентов нефти –это углеводороды.
- В нефти представлены три класса углеводородов.
Слайд 11

1 КЛАСС УГЛЕВОДОРОДОВ - ПАРАФИНОВЫЕ (АЛКАНЫ) В состав нефти могут входить:

1 КЛАСС УГЛЕВОДОРОДОВ - ПАРАФИНОВЫЕ (АЛКАНЫ)

В состав нефти могут входить: -

газообразные (С1 –С4),
- жидкие (С5–С15 ) и
- твердые (С16 –С60) парафины.
Преимущественно это углеводороды нормального строения. Парафины с развернутой цепью составляют доли % и построены на основе изопреноидных структур:
— С — С — С —
|
C Д/з: подробнее о парафиновых у/в нефти.
Слайд 12

2 КЛАСС УГЛЕВОДОРОДОВ – НАФТЕНОВЫЕ (ЦИКЛОАЛКАНЫ) 2. Нафтеновые углеводороды равномерно распределены

2 КЛАСС УГЛЕВОДОРОДОВ – НАФТЕНОВЫЕ (ЦИКЛОАЛКАНЫ)

2. Нафтеновые углеводороды равномерно распределены в

нефтях независимо от их геологического возраста.
В среднем нефти содержат до 25 -75 % масс. нафтенов.
Нафтены нефти представлены: - моноциклическими,
- бициклическими и
- полициклическими соединениями.
Простейшие нафтены – циклопропан, циклобутан и их гомологи не обнаружены.
Особенно велико содержание в бензиновых и керосиновых фракциях нефти метилзамещенных циклопентанов и циклогексанов.
Д/з: более подробно о нафтеновых углеводородах
Слайд 13

3 КЛАСС УГЛЕВОДОРОДОВ – АРОМАТИЧЕСКИЕ (АРЕНЫ) 3. Ароматические углеводороды в нефти

3 КЛАСС УГЛЕВОДОРОДОВ – АРОМАТИЧЕСКИЕ (АРЕНЫ)

3. Ароматические углеводороды в нефти представлены

соединениями следующих рядов: - бензол и его гомологи, CnH2n-6 ;
- нафталин и его гомологи, CnH2n-12 ;
- сложные конденсированные системы, состоящие из
трех, четырех и пяти конденсированных ядер;
- гибридные (или смешанные) углеводороды, состоящие из нафтеновых и ароматических фрагментов.
Экспериментально установлено, что для каждой из фракций нефти характерны свои ароматические углеводороды, причем с увеличением относительной молекулярной массы фракции содержание аренов в них увеличивается.
Д\з: более подробно об аренах.
Слайд 14

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ НЕФТИ - Важным показателем качества нефти является фракционный состав

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ НЕФТИ

- Важным показателем качества нефти является фракционный состав

(ФС).
- Фракционный состав определяется при лабораторной перегонке, в процессе которой при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части – фракции, отличающиеся др. от др. пределами выкипания.
- Каждая из фракций характеризуется температурами начала и конца кипения.
Слайд 15

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЙ Х Классификация нефтей является базой, которая позволяет предопределить ассортимент

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЙ Х

Классификация нефтей является базой, которая позволяет предопределить ассортимент

и качество продуктов, подобрать наилучшие условия переработки тех или иных нефтей.
С того времени, как добыча нефти и ее переработка вышли на промышленных уровень, классификация нефти претерпевала изменения и дополнения.