• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ОСНОВНИЙ СКЛАД НАФТИ

Нафта за зовнішніми ознаками являє собою маслянисту рідину темного кольору з характерним запахом (іноді можуть бути "світлі" нафти) за хімічним складом - дуже складну природну суміш різних сполук. В залежності від складу густина нафти коливається в широкому діапазоні від 810 до 986 кг/м³. Бувають також нафти легкі і важкі. Елементарний хімічний склад нафти різних родовищ не од­наковий. Основними елементами нафти є вуглець (83-87%), во­день (12- 14%), а також кисень (0,1-0,3%), сірка (0,01-5%), азот (0,02-1,7). Склад нафти деяких родовищ наведений в табл. 2.

Таблиця 2 Приблизний елементарний склад нафти

Паливо складається з горючої та негорючої частини. Вуглець - С - основна горюча частина палива. Водень - Н - друга складова палив. У порівнянні з вуглецем його вміст в паливі значно менший, а теплоти при його згорянні виділяється в 4 рази більше порівняно з теплотою згоряння вуглецю. Кисень - О - не горить і не виділяє теплоти, тому фактично є внутрішнім баластом. Азот - N - також, як і кисень, не горить і є внутрішнім баластом палив.

Сірка - S - є небажаним компонентом палив, бо згоряє вона з утворенням SO₂ і SO₃, які викликають сильну газову або рідинну корозії металевих поверхонь.

Зола - негорючий компонент, який може бути в паливі, є небажаною, і навіть шкідливою домішкою, бо при її наявності посилюється абразивне зношування, ускладнюється експлуатація, наприклад, котельних устаткувань.

Для переробки нафти на паливно-мастильні матеріали для автотракторної, дорожньо-будівельної, сільськогосподарської та іншої техніки за якістю одержуваних продуктів та технологією переробки краще ті, які містять малу кількість сірки. Сумарний вміст сірки, азоту та кисню в малосірчаних нафтах складає менше 1 %, в високосірчастих - іноді досягає 5% і більше.

Нафта кипить в широкому діапазоні температур. Фракційний склад нафти з різних родовищ дуже відрізняється. За фракційним складом нафти визначають, якому методу переробки вона підлягає, які нафтопродукти та їх кількість (бензину, гасу, дизельного палива, мазуту) з неї можна отримати.

Якість нафтопродуктів, що можна отримати фізичними методами переробки, та можливі варіанти вторинних (деструктивних -хімічних) методів переробки залежать також від хімічного (групового) складу нафт. Хімічний склад різних нафт також не однаковий.

За груповим хімічним складом нафта являє собою складну суміш вуглеводнів, сірчаних, кисневих та азотних сполук. У складі нафти є три групи вуглеводнів: парафінові, нафтенові та ароматичні (табл. 3), в нафтопродуктах можуть бути ненасичені вуглеводні, які з'являються в процесі переробки нафти чи нафтопродуктів.

Парафінові вуглеводні (загальна формула С_пН_2пт2) із вмістом атомів вуглецю від 1 до 4 за нормальних умов е газоподібні, від 5 до 16 - рідкі, більше 16 - тверді речовини. Починаючи з бутану, вуглеводні, що мають однакову молекулярну масу й кількість вуглецевих і водневих атомів в молекулі, можуть мати різні структурні формули. Вуглеводні з ланцюговою структурою називаються нормальними і позначаються літерою "н", з розгалуженою - ізомерами і позначаються префіксом "ізо-". Фізичні та хімічні властивості вуглеводнів нормальної та розгалуженої структури не однакові. Чим складніша молекула, більша її молекулярна вага, тим більше ізомерів має речовина. Так, октан С₈Н₁₈ має 17 ізомерів, тетрадекан С₁₄Н₃₀ - 2835 ізомерів.

Фракція - частина нафти (або нафтопродукту), яка кипить у визначених межах температур, або температура, при значенні якої википає певна частина - об'єм нафти (або нафтопродукту).

Таблиця З. Приблизний груповий склад нафт

Парафінові вуглеводні мають саму високу масову теплоту згоряння з усіх класів вуглеводнів, бо вони містять саму велику кількість водневих атомів. За нормальних умов парафінові вуглеводні хімічно стабільні, тому палива і оливи, які містять велику кількість парафінових вуглеводнів, стабільні при зберіганні. При високих температурах стійкість до окислення киснем повітря у нормальних і ізопарафінових вуглеводнів відрізняється: стійкішими є ізопарафінові вуглеводні, і чим більше розгалужена їх молекула, тим більша стійкість до окислення при високих температурах. Тому н. парафінові вуглеводні, як менш стійкі до окислення при високих температурах, є небажаними компонентами бензинів, бо мають погані антидетонаційні властивості, тобто низькі октанові числа. Так, октанове число н. пентану становить 61,9; н. гексану - 26,0; н. гептану - 0,0: н. октану - мінус 20 за моторним методом (див. розділ 2.4). Високі октанові числа мають газові вуглеводні, котрі використовуються як паливо для газобалонних автомобілів та іншої техніки.

В дизельних паливах н. парафінові вуглеводні покращують само­займання робочої суміші, тобто покращують цетанові числа (див. розділ 3. 3). Так, цетанові числа для н. парафінових вуглеводнів скла­дають: для н. октану - 63, 8; н. декану - 76,9; н. тетрадекану - 96,1; н. гексадекану - 100; н. октадекану - 102,6. Але поряд з високими цетановими числами н. парафінові вуглеводні мають великий не­долік: вони погіршують низькотемпературні властивості палив. Так, нормальний н. гексадекан має температуру плавлення + 18,15 °С, н. октадекан - +28,18 °С.

В оливних фракціях н. парафінові вуглеводні покращують в'язкісно-температурні властивості (оцінюються індексом в'язкості), але погіршують низькотемпературні показники.

Ізопарафінові вуглеводні мають більш високі октанові числа порівняно з н. парафіновими однакової маси, наприклад, октанові числа для С₆Н₁₄ і С₇Н₁₆ різної будови становлять: для н. гексану -26,0 і 2,3-диметилбутану - 94,3; а для н. гептану - 0,0 і 2,3-диметилпентану - 88,5. З ускладненням розгалуженості молекули октанове число вуглеводнів підвищується. Ізопарафінові вуглеводні мають цетанові числа менші порівняно з н. парафіновими вуглеводнями однакової маси, але вони покращують низькотемпературні властивості порівняно з н. парафіновими вуглеводнями.

Нафтенові вуглеводні (загальна формула С_пН_2п) є похідними циклопентану і циклогексану. Майже всі нафтенові вуглеводні мають бокові ланцюги. Вуглеводні, до складу яких входять декілька нафтенових кілець, називаються поліциклічними.

Нафтенові вуглеводні мають меншу теплоту згоряння порівняно з парафіновими, тому що містять меншу кількість водню в молекулі. Вони мають більш високі октанові числа порівняно з н. парафіновими, наприклад, октанові числа для н. гексану і циклогексану становлять 26,0 і 77,2 відповідно. Тому вони в бензині є більш бажаними компонентами, ніж н. парафінові вуглеводні.

Цетанові числа нафтенових вуглеводнів нижчі порівняно з цетановими числами н. парафінових вуглеводнів, наприклад, цетанові числа для н. гептану і метилциклогексану становлять 56,3 і 20,0, для н. гексадекану (н. цетану) і н. гексилциклогексану - 100,0 і 35,0 відповідно. Але більш низькі температури плавлення нафтенових вуглеводнів порівняно з н. парафіновими роблять їх цінними компонентами дизельних палив.

В оливних фракціях нафтенові вуглеводні підвищують в'язкість, а з довгими боковими ланцюгами - індекс в'язкості (див. розділ 5.2.1).

Ароматичні вуглеводні (загальна формула С_п Н_2п-_х, де х не менше 6), в основному, є похідними бензолу: толуол, ксилоли, нафталін, антрацен тощо. Ароматичні вуглеводні містять ще менше водню, ніж нафтенові, тому їх масова теплота згоряння ще нижча.

Ароматичні вуглеводні мають високу хімічну стабільність. Вони термостабільні, тому є бажаними компонентами бензинів з точки зору антидетонаційних властивостей. Так, октанове число для бензолу становить 108, толуолу - 100... 103, ізопропилбензолу - 98, 7. Але ароматичні вуглеводні мають підвищену здатність до утворення нагарів та лаків. В товарних бензинах їх повинно бути не більше 40... 45%. У зв'язку з високою термічною стабільністю ароматичні

вуглеводні є небажаними компонентами дизельних палив. Арома­тичні вуглеводні мають високу розчинну здатність щодо гумових та полімерних виробів.

Ароматичні вуглеводні в оливах, особливо поліциклічні, збільшують в'язкість, але погіршують в'язкісно-температурні властивості, тобто зменшують індекс в'язкості.

Експлуатаційні властивості палив, олив залежать від їх хімічного складу. В табл. 4. наведений приблизний груповий хімічний склад газойлів (складових дизельного палива) з температурами кипіння 200... 300 °С і оливних фракцій з температурами кипіння 350... 500 °С з нафти різних родовищ.

Таблиця 4. Груповий хімічний склад газойлів та оливних фракцій нафти різних родовищ

Чим більше парафінових вуглеводнів в дизельному паливі, тим нижче його температура самозапалювання (вище цетанове число), але гірші низькотемпературні властивості. В оливних фракціях парафінові вуглеводні знаходяться, як правило, у вигляді бокових ланцюгів ізомерної будови з нафтеновими чи ароматичними вуглеводнями, що надає оливам хороших в'язкісно-температурних властивостей (особливо це стосується сполучення парафінових бокових ланцюгів з нафтеновими вуглеводнями).

Ненасичені вуглеводні утворюються під час переробки нафти та нафтопродуктів. У паливах можуть знаходитися сполуки загальної формули С_пН_2п, які мають один подвійний зв'язок. З усіх властивостей ненасичених вуглеводнів слід виділити їх низьку хімічну стабільність. Завдяки подвійному зв'язку вони легко окислюються, полімерізуються, утворюючи смоли. Внаслідок більш високих октанових чисел порівняно з октановими числами н. парафінових вуглеводнів і можливості розширення сировинної бази для одержання бензинів вміст ненасичених вуглеводнів допускається в бензинах, які не підлягають зберіганню. Продукти з великим вмістом ненасичених вуглеводнів треба використовувати в найкоротший термін. Ненасичені вуглеводні є сировиною для хімії і нафтохімії.

Властивості палив і олив залежать від хімічного та фракційного складу, тобто від того, які вуглеводні і в якій кількості містяться та їх температур кипіння. У бензинах є вуглеводні з числом атомів вугле­цю від 4 до 12 (приблизно), в дизельних паливах від 12 до 25, в оливах - від 20 до 70.

Кисневі сполуки, які містяться в паливах і оливах, являють со­бою органічні кислоти і асфальто-смолисті речовини. Органічні кис­лоти спричинюють корозію, передусім, кольорових металів. Основ­на доля кисню, що міститься в нафті і нафтопродуктах, знаходиться у вигляді асфальто-смолистих речовин. Вони спричинюють підви­щене утворення різних відкладень, тому вміст їх небажаний.

Сірчані сполуки у складі палив і олив можуть бути у вигляді сірки, сірководню, меркаптанів (активні сірчані сполуки), сульфідів, дисульфідів та інших (це так звані неактивні сірчані сполуки). Активні сірчані сполуки спричинюють сильну корозію металів. Неактивні сполуки, які містяться у паливах, самі корозії не спричинюють, її викликають продукти їх згоряння. Крім корозії, сірчані сполуки збільшують нагароутворення, знижують октанові числа в бензинах. Іноді вони мають корисну дію, наприклад, в гіпоїдних оливах підви­щують міцність мастильної плівки.

Азот знаходиться в паливах і оливах у вигляді асфальто-смолистих речовин.

Нафта і нафтопродукти не мають електропровідності, але під час тертя об металеві поверхні утворюється статичний заряд електрики. Тому всі ємкості, арматуру, в яких відбувається перекачування, зливання-наливання нафтопродуктів, треба заземляти.

Читайте також:

1. D-петля, що складається з 8–12 залишків, декілька з яких – дигідроуридинові.
2. I. При підготовці до переговорів визначите склад делегації і її керівника.
3. II. Анатомічний склад лімфатичної системи
4. II. Вимоги до складання паспорта бюджетної програми
5. II. За зміною ступенів окиснення елементів, які входять до складу реагуючих речовин
6. III Етап: Складання карти ризиків авіакомпанії й ранжирування виявлених ризиків
7. III. Вимоги до учасників, складу груп і керівників туристських подорожей
8. III. Вимоги до учасників, складу груп і керівників туристських подорожей
9. Part A. Зовсім нескладний eтикет.етикет.
10. А) Роздільне складання таблиць (За підручником Богдановича М.В.)
11. Аварійно-рятувальні підрозділи Оперативно-рятувальної служби цивільного захисту, їх призначення і склад.
12. Автокореляція залишків – це залежність між послідовними значеннями стохастичної складової моделі.

Переглядів: 3599