Инфоурок / Технология / Конспекты / Конспект на тему "Основные показатели характеризующие свойства нефти"

Конспект на тему "Основные показатели характеризующие свойства нефти"

Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 22 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>

библиотека
материалов



Основные показатели, характеризующие состав и свойства нефти.

Нефть это жидкий горючий минерал, распространенный в осадочной оболочке Земли. По составу нефть представляет собой сложную смесь углерода, водорода и соединений, содержащих помимо углерода и водорода гетероатомы- кислород, серу и азот[1]. Содержание углерода и водорода в различных нетях колеблется в сравнительно узких пределах и составляет в среднем для углерода 83,5-87 % и для водорода 11,5-14%. Повышенное соотношение водорода к углероду и объясняет жидкое состояние нефти. В сумме содержание S,O,N- 2-3%. Как видно из таблицы 1, имеются нефти, состоящие почти целиком из углерода и водорода. Азота в нетях (0,001-0,3 %) мало ; содержание кислорода колеблется в пределах 0,1-1,0 %, однако в некоторых высокосмолистых нефтях оно может быть 2-3%. Значительно разняться друг от друга нефти по содержанию серы.



Месторождение нефти

С

Н

О2

S

N

Охинское (Сахалин)

87,15

11,85

0,27

0,30

0,43

Саравак (Индонезия)

86,50

12,44

0,68

0,35

0,13

Кенкияк (Казахстан)

86,19

12,51

0,55

0,63

0,12

Грозненское

85,9

13,0

0,8

0,13

0,07

Шаймское (Западная Сибирь)

85,80

13,28

0,36

0,46

0,10

Пенсильвания (США)

85,80

14,00

-

0,10

1,10

Бостонское (Узбекистан)

85,69

14,14

0,07

0,01

0,09

Сураханское (Азербайджан)

85,30

14,10

0,54

0,03

0,03

Ромашкинское (Татарстан)

85,34

12,65

0,21

1,62

0,18

Коробкоское (Волгоградская область)

85,10

13,72

0,02

1,07

0,09

Белозерское (Самарская область)

84,66

13,41

0,02

1,81

0,10

Муготовское (Оренбургская область)

83,85

12,02

0,85

3,00

0,28

Первомайское (Татарстан)

87,73

13,33

0,50

2,2

0,24

Радаевское (Самарская область)

82,78

11,72

2,14

3,05

0,31



В очень малых количествах в нефти присутствуют и другие элементы, главным образом металлы. Среди них можно отметить ванадий, никель, железо, магний, хром, титан, кобальт, калий, кальций, натрий, а так же фосфор и кремний. Так же был найден германий 0,15-0,19 г/т [2].

Рис. 8.3. Химический состав нефти



Рисунок 1 Химический состав нефти

Кислородосодержащие соединения представлены нафтеновыми кислотами, фенолами и смолисто-асфальтеновыми соединениями

Нафтеновые кислоты – это соединения, содержащие карбоксильную группу – СOOH, коррозионно-агрессивные.

Фенолы – содержаться только в некоторых нефтях.

Смолисто-асфальтеновые вещества присутствуют в довольно значительных количествах (от следов до 25 % и более). Это сложные вещества, содержащие в своем составе кроме углерода (82-87,4%) и водорода (10,3-12,5%) кислород (до 2,5%), серу (0,8-7%) и азот (до 1%).

Серосодержащие соединения. Большая часть серы в нефтях находится в связанном состоянии т.е. в виде сераорганических соединений.

Встречаются сераорганические соединения следующих типов: меркаптаны (RSH), сульфиды (RS), дисульфиды (RS-SR), тиофен C4H4S и его производные, иногда сероводород и элементарная сера. Соединения сероводорода, а также меркаптаны вызывают коррозию аппаратуры, оборудования и трубопроводов.

Азотосодержащие соединения содержание колеблется от следов до 0,93%. В определённых условиях могут превращаться в амиак.

С физической точки зрения нефть рассматривается как раствор газообразных и твердых углеводородов в жидкости. Природная нефть, добываемая из недр Земли, всегда содержит некоторое количество растворенных в ней газов (попутные природные газы), главным образом метана и его гомологов.

Анализ нефтей с выделением индивидуальных соединений требует много времени. В технологических расчетах при определении качества сырья, продуктов нефтепереработки и нефтехимии часто пользуются данными технического анализа, который состоит в определении некоторых физических, химических и эксплуатационных свойств нефтепродуктов. С этой целью используют следующие методы, в комплексе дающие возможность охарактеризовать товарные свойства нефтепродуктов в различных условиях эксплуатации, связать их с составом анализируемых продуктов, дать рекомендации для наиболее рационального их применения:

физические

определение плотности

вязкости

температура застывания

фракционный состав

теплоты сгорания

молекулярной массы

физико-химические

плотность



Плотность. Нефти различаются по плотности, т.е. по массе, содержащейся в единице их объема. Если в сосуд с нефтью налить воду, то, за исключением редких случаев, нефть всплывает. Обычно она легче воды. Плотность нефти, измеренная при 20°С, отнесенная к плотности воды, измеренной при 4°С, называется относительной плотностью нефти. Определение плотности можно проводить при любой температуре, а затем вычислить значение относительной плотности, используя коэффициент объемного расширения, значения которого приводятся в справочной литературе. Относительная плотность нефтей колеблется в пределах 0,82–1. Нефти с относительной плотностью до 0,85 называются легкими. Относительную плотность от 0,85 до 0,90 имеют средние нефти, а свыше 0,90 – тяжелые. В тяжелых нефтях содержатся преимущественно циклические углеводороды.

Плотность нефти зависит от многих факторов: химической природы входящих в нее веществ, фракционного состава, количества смолистых веществ, количества растворенных газов и других. Плотность нефти зависит и от глубины залегания, как правило, уменьшаясь с ее увеличением.

При определении плотности нефтей и нефтепродуктов обычно пользуются несколькими методами: с помощью ареометров с помощью пикнометрическим методом (наиболее точный).

Вязкостные свойства. При добыче и транспортировке нефти большое значение имеет такое ее свойство, как вязкость.

У легких нефтей вязкость меньше, чем у тяжелых. Она уменьшается также с повышением температуры, так как при этом увеличивается расстояние между молекулами. Поэтому при добыче и дальнейшей транспортировке по трубопроводам тяжелые нефти требуют подогрева. При 80–100°С вязкость тяжелых нефтей приближается к вязкости легких.

Для характеристики вязкости нефтей и нефтепродуктов на практике наиболее широко используется кинематическая вязкость.

Вязкость очень сильно зависит от температуры, поэтому всегда указывается температура ее определения. Вязкость нефти зависит от ее химического и фракционного состава, содержания асфальто-смолистых веществ. Чем легче фракционный состав нефти и чем выше ее температура, тем ниже вязкость; чем больше асфальто-смолистых веществ, тем она выше.

Нефть, как и любая жидкость, при определенной температуре закипает и переходит в газообразное состояние. Различные ее компоненты переходят в газообразное состояние при различной температуре.

Легкие нефти начинают кипеть при 50–100°С, тяжелые – при температуре более 100°С.

Различие температур кипения углеводородов, входящих в состав нефтей, широко используется на практике для разделения нефти на температурные фракции (франц. «фрактьон» – доля, часть от лат. «фракцио» – излом, ломание). Так, при нагревании нефти

До 200 °С выкипают углеводороды бензиновой фракции,

при 200–250 °С –керосиновые,

при 250–360°С – дизельные

при 360–550 °С – масляной.

Остаток представлен гудроном.

Обычно нефти плотностью менее 0,9 начинают кипеть при температуре, которая ниже 100°С. Температура начала кипения нефти зависит от ее химического состава. Так, при одной и той же плотности нафтеновые и ароматические углеводороды кипят при более низкой температуре, чем парафиновые.

Молекулярная масса. Молекулярная масса – важнейшая характеристика нефти. Этот показатель дает «среднее» значение молекулярной массы веществ, входящих в состав той или иной фракции нефти, и позволяет сделать заключение о составе. Он широко применяется для расчетов аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов.

Молекулярную массу нефтепродуктов, как и индивидуальных веществ, определяют различными методами. Молекулярная масса определяется криоскопическим методом – по понижению температуры кристаллизации раствора исследуемого продукта, например в бензоле, нитробензоле и др.; эбулиоскопическим – по повышению точки кипения (в случае легких нефтяных функций); методом Раста – по понижению температуры плавления сплава исследуемого вещества с камфорой, бензойной кислотой, дифениламином и др. (для более высококипящих нефтепродуктов). Кроме того, молекулярную массу нефтепродуктов можно рассчитывать по эмпирическим формулам. Чаще всего используется формула Б. П. Войнова:

Тепловые свойства. Главнейшим свойством нефти и горючих газов, принесшим им мировую славу исключительных энергоносителей, является их способность выделять при сгорании значительное количество теплоты.

Теплотой сгорания называется отношение количества теплоты, выделяющейся при горении, к массе сгоревшего до конца (т.е. до образования углекислоты СО 2 и воды Н 2 О) топлива.

Цвет, флуоресценция и люминесценция.

Цвет нефтей в зависимости от их химического состава может быть различным. Чем больше в нефти смол и особенно асфальтенов, тем окраска ее по глубине или оттенку более темная. Легкие нефти плотностью 0,78–0,79 кг/дм 3 имеют желтую окраску, нефти средней плотности (0,79–0,82 кг/дм 3) – янтарного цвета и тяжелые – темно-коричневые и черные.

Большинство нефтей, а также их фракции обладают флуоресценцией: они имеют синеватый или зеленоватый цвет в отраженном свете. Это свойство связано с присутствием в нефтях многоядерных углеводородов ароматического ряда.

Фракционный состав нефти. Нефть и нефтепродукты обычными методами перегонки невозможно разделить на индивидуальные соединения. Это делается путем перегонки на отдельные части, любая из которых является менее сложной смесью. Такие части называют фракциями, или дистиллятами. Фракция – это группа углеводородов, которая выкипает в определенном интервале температур.

Нефтяные фракции в отличие от индивидуальных соединений не имеют постоянной температуры кипения. Они выкипают в определенных интервалах температур, то есть имеют температуру начала и конца кипения. Эти обе температуры зависят от химического состава фракции.

Фракционный состав нефтей и нефтепродуктов показывает содержание в них различных фракций, выкипающих в определенных температурных пределах.

Нефти разных месторождений очень отличаются одна от одной по фракционному составу, а отсюда – и по потенциальному содержанию бензиновых, керосиновых, дизельных и масляных дистиллятов. Очевидно, что фракционный состав нефти определяет пути ее промышленной переработки.

Большинство нефтей содержит в среднем 15–30% фракций, выкипающих при температуре до 200°С, 40–50% фракций, которые перегоняются при температуре до 360°С.

Легкие нефти, не вмещающие масляных фракций, встречаются редко. Большей частью они сопутствуют газам в газоконденсатных месторождениях и их называют газоконденсатами.

Групповой химический состав нефти.

Углеводороды, составляющие основу нефти и горючих газов, представлены множеством индивидуальных соединений. Химический состав нефти полностью не известен, но уже установлено 425 углеводородных соединений, каждое из которых в свою очередь является исходным для более сложных соединений. В зависимости от строения молекул углеводороды, входящие в состав нефтей и природных газов, подразделяются на три основные группы: парафиновые, нафтеновые и ароматические. Представители этих групп отличаются друг от друга соотношением числа атомов углерода и водорода, которое выражается общей формулой группы, и характером их внутренних структурных связей.

Рис 8.5. Структурные формулы нафтеновых углеводородов

Рис 8.5. Структурные формулы нафтеновых углеводородов

Таким образом, групповым химическим составом нефти называют содержание в ней углеводородов определенных химических групп, которые характеризуются соотношением и структурой соединений атомов углерода и водорода.









Таблица 8.2. Содержание углеводородных фракций, %

Регион размещения нефтяных месторождений

 

Парафиновые фракции

 

Нафтеновые фракции

 

Ароматические фракции

Предкарпатье

47–49

26–35

18–25

Днепровско-Донецкая впадина

 

28–66

 

22–53

 

12–33

Беларусь

60–71

13–27

11–21

Литва

73–74

22–23

4–5

Азербайджан (материк)

28–56

39–68

2–17

Азербайджан (море)

35–56

27–60

1–20

Дагестан

58–62

25–31

11–13

Чечено-Ингушетия

51–61

16–41

8–28

Калининградская обл.

70–74

21–26

4–5

Краснодарский край

20–47

42–56

11–50

Ставропольский край

51–65

20–37

12–15

Рис. 8.6. Структурные формулы ароматических углеводородов

Рис. 8.6. Структурные формулы ароматических углеводородов.

.

Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 22 ноября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru


Краткое описание документа:

Нефть — это жидкий горючий минерал, распространенный в осадочной оболочке Земли. По составу нефть представляет собой сложную смесь углерода, водорода и соединений, содержащих помимо углерода и водорода кислород, серу и азот. В очень малых количествах в нефти присутствуют и другие элементы, главным образом металлы. Среди них можно отметить ванадий, никель, железо, магний, хром, титан, кобальт, калий, кальций, натрий, а также фосфор и кремний. Так же был найден германий 0,15-0,19 г/т. В конспекте рассказывается какими видами соединении представлены серосодержащие соединения, азотосодержащие соединения, кислородосодержащие соединения.

Так же приведена сравнительная таблица по отношению в нефти углерода и водород, серы, азота, кислорода. Сравнение производится на нефтях следующих месторождений:

Охинское (Сахалин)

Саравак (Индонезия)

Кенкияк (Казахстан)

Грозненское

Шаймское (Западная Сибирь)

Пенсильвания (США)

Бостонское (Узбекистан)

Сураханское (Азербайджан)

Ромашкинское (Татарстан)

Коробкоское (Волгоградская область)

Белозерское (Самарская область)

Муготовское (Оренбургская область)

Первомайское (Татарстан)

Радаевское (Самарская область)

Кроме того, рассказывается о следующих видов анализа нефти.

определение плотности

вязкости

температура застывания

фракционный состав

теплоты сгорания

молекулярной массы

плотность

вязкостные свойства

В представленном конспекте уделяется внимание молекулярной масса. Поскольку показатель молекулярная масса – важнейшая характеристика нефти. Этот показатель дает «среднее» значение молекулярной массы веществ, входящих в состав той или иной фракции нефти, и позволяет сделать заключение о составе. Он широко применяется для расчетов аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов.

Молекулярную массу нефтепродуктов, как и индивидуальных веществ, определяют различными методами. Молекулярная масса определяется криоскопическим методом – по понижению температуры кристаллизации раствора исследуемого продукта, например, в бензоле, нитробензоле и др.; эбулиоскопическим – по повышению точки кипения (в случае легких нефтяных функций); методом Раста – по понижению температуры плавления сплава исследуемого вещества с камфорой, бензойной кислотой, дифениламином и др. (для более высококипящих нефтепродуктов). Кроме того, молекулярную массу нефтепродуктов можно рассчитывать по эмпирическим формулам. Чаще всего используется формула Б. П. Войнова

Так же сравниваются нефти по содержанию углеводородных фракций. Для сравнения используются следующие регионы размещения нефтяных месторождений.

Днепровско-Донецкая впадина

Беларусь

Литва

Азербайджан (материк)

Азербайджан (море)

Дагестан

Чечено-Ингушетия

Калининградская обл.

Краснодарский край

Ставропольский край

Общая информация

Номер материала: 306121
Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 22 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>