Нафта: походження, класифікація, переробка, використання



Скачати 125.66 Kb.
Дата конвертації20.03.2017
Розмір125.66 Kb.
#12537
ТипРеферат
Реферат на тему:

Нафта: походження, класифікація, переробка, використання

Нафта — масляниста рідина темно-бурого або майже чорного кольо­ру з характерним запахом. Вона легша за воду (густина 0,73-0,97г/см3), у воді практично нерозчинна.

За складом нафта — складна суміш вуглеводнів різної молекуляр­ної маси, головним чином рідких (в них розчинені тверді і газоподібні вуглеводні). Звичайно ці вуглеводні парафінові, ароматичні, циклоалкани, співвідношення яких в нафтах різних родовищ змінюється в широких межах. Крім вуглеводнів, нафта містить оксиген-, сульфур- і нітрогенвмісні органічні сполуки.

Залежно від переважного вмісту вуглеводнів того чи іншого кла­су в нафтовій фракції з температурою кипіння 250-300 °С розріз­няють такі основні види нафти:



  1. метанова нафта, яка складається переважно з нерозгалужених алканів;

  2. нафтенова нафта, яка складається в основному з циклічних неароматичних вуглеводнів — циклоалканів, або нафтенів;

  3. змішана нафта, яка включає суміш алканів, нафтенів і ароматич­них вуглеводнів. Змішана нафта зустрічається найчастіше.

Іноді нафту класифікують за фізичними властивостями, напри­клад на легку нафту густиною меншою 0,9 г/мл і більш важку наф­ту. Усі види нафти мають домішки нітроген- і сульфурвмісних органічних сполук.

Дуже ймовірно, що нафта утворилася із залишків морських організмів і рослин, що осідали протягом мільйонів років на мор­ське дно. Неорганічні речовини служили каталізаторами гниття, яке викликалося анаеробними бактеріями (тобто тими, що жили без доступу повітря). При тектонічних зрушеннях донні органічні шари опинилися в товщі Землі, де на них діяли тиск земної кори і теплота внутрішніх шарів Землі. Донні шари перетворювалися в такий спосіб на суміші вуглеводнів; рідка нафта накопичувалася у вигляді нафтоносних шарів над непроникними для неї гірськими породами.


Неорганічна теорія


Згідно з неорганічною теорією, автором якої є Д.І.Менделєєв, нафта могла утворитися з карбідів металів, що знаходяться в над­рах Землі, і води, яка просочилася туди.

Запропонована також космічна теорія, за якою нафта могла утво­ритися з водню і вуглецю при формуванні нашої планети.

Сира нафта звичайно не застосовується. Для одержання з нафти технічно цінних продуктів її піддають переробці.

Первинна переробка нафти полягає в її перегонці. Перегонку здій­снюють на нафтопереробних заводах після відділення з нафти супутних газів. У процесі перегонки нафти одержують світлі нафтопроду­кти: бензин (tкип від 40 до 150-200 °С), лігроїн (tкип 120-240 °С), гас (tкип 150-300 °С), газойль — солярове масло (tкип вища 300 °С), а в залишку — в'язку чорну рідину — мазут.

Мазут піддають подальшій переробці. Його переганяють під змен­шеним тиском (щоб попередити розкладання) і виділяють мастила: веретенне, машинне, циліндрове та ін. З мазуту деяких сортів наф­ти виділяють вазелін і парафін. Залишок мазуту після відгону нази­вають нафтовим пеком або гудроном.

Переробка мазуту

Мазут


Мастила Вазелін Парафін Гудрон


Первинна переробка нафти



Фракції нафти


бензин

лігроїн

гас

газойль

мазут

Температура кипіння, °С

40-200

120-240

150-300

Понад 300




Застосування фракцій
















Продукти перегонки нафти мають різне застосування.

Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне й автомобільне пальне. Він складається звичайно з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 5 до 9 атомів Карбону.

Лігроїн служить пальним для дизельних двигунів, а також роз­чинником у лакофарбовій промисловості. Велику кількість його переробляють на бензин.

Гас застосовують як пальне для реактивних і тракторних двигу­нів, а також для побутових потреб. Він складається з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 9 до 16 атомів Карбону.

Солярове масло використовують як моторне пальне, а мастила — для змащення механізмів.



Вазелін використовують у медицині. Він складається із суміші рідких і твердих вуглеводнів.

Парафін застосовують для одержання вищих карбонових кислот, для просочення деревини у виробництві сірників і олівців, для виго­товлення свічок, гуталіну і т. д. Він складається із суміші твердих вуглеводнів.

Гудрон — нелетка темна маса, після часткового окиснення його застосовують для одержання асфальту.

Мазут, крім переробки на мастила і бензин, використовують як котельне рідке пальне.

Мастила, які виділяються під час перегонки мазуту, називають мінеральними (нафтовими) маслами на відміну від синтетичних масел, які одержують штучно (хоча всі масла є сумішами органічних сполук).

Важливою характеристикою пального (бензину, гасу) для двигу­нів внутрішнього згоряння є його октанове число (ОЧ). Детонація пального в моторах пояснюється нерівномірністю процесу його зго­ряння і залежить від якості бензину. Мірою детонаційної стійкості пального і служить ОЧ; воно чисельно дорівнює вмісту (в об'єм­них %) ізооктану (ОЧ = 100) в його еталонній суміші з н-гептаном (ОЧ = 0), при якому ця суміш має однакові, антидетонаційні влас­тивості з пальним, яке випробовують.

Найменше ОЧ мають нормальні алкани; ОЧ зростає при переході від алканів до алкенів, циклоалканів та ізоалканів, найбільшими значеннями ОЧ характеризуються арени, наприклад:

Октанові числа деяких вуглеводнів


Формула вуглеводню

Назва


Октанове число

СН3(СН2)5СН3

(н-гептан)

0

СН3(СН2)4СН3

(к-гексан)

26

CH3(CH2)4CH = CH2

(гексен-1)

63

С6Н12

(циклогексан)

77

СН3СН2СН(СН3)СН3

(ізопентан)

90

СН3С (СН3) 2СН2СН (СН3) СН3

(ізооктан; 2,2,4-триметилпентан)

110

C6H6

(бензол)

108

Бензини, одержані перегонкою нафти, мають октанові числа від 30 до 45.

При вторинних методах переробки нафти відбувається зміна струк­тури вуглеводнів, що входять до її складу. Серед цих методів велике значення має крекінг (розщеплення) вуглеводнів нафти, який про­водять для підвищення виходу бензину. Крекінг — це високотемпературна переробка нафтових фракцій з метою одержання більш ни­зькомолекулярних продуктів. Застосовують два основних види кре­кінгу: термічний і каталітичний.

Термічний крекінг здійснюється тільки під впливом високої тем­ператури. Залежно від температури розрізняють такі види терміч­ного крекінгу.

1. Низькотемпературний піроліз, який застосовують для перероб­ки висококиплячих фракцій нафти:

Г


450-480°C

1-1,5 МПа


удрон, мазут,
масла, що переганяються,

газойль + кокс.

Масла, що утворюються в цьому процесі, можна використовувати як сировину для каталітичного крекінгу.

2. Піроліз при помірних температурах.

З
750-850°C


ріджені гази Олефіни, дієни;

(етан, пропан, н-бутан), ароматичні

легкий і важкий бензин углеводні.

Одержану суміш вуглеводнів розділяють шляхом перегонки при низьких температурах і тисках.



3. Високотемпературний піроліз застосовують для одержання низь­комолекулярних ненасичених вуглеводнів, насамперед ацетилену при 2000 °С.

К
каталізатор

600 °С
аталітичний крекінг
проводиться при більш низьких темпера­турах з використанням каталізаторів. Він застосовується в основно­му для одержання високооктанових бензинів. Спеціально підібрані каталізатори забезпечують ізомеризацію і циклізацію вуглеводнів, унаслідок чого підвищується їх октанове число (ОЧ). Як такі каталізаторивикористовують алюмосилікати складу , а та­кож цеоліти:

Газойль Бензин з високим

вакуумний газойль октановим числом

Каталізатор швидко дезактивується вугільним порошком (сажею), який осаджується на ньому, і його доводиться часто змінювати або очищати.

Варіантом каталітичного крекінгу є гідрокрекінг, який проводиться із застосуванням водню. Цей спосіб використовують для переробки висококиплячих фракцій нафти:

Г
320-420°C

10-20 МПа

2
азойль, Гази, що скраплюються,

мазут, бензин, дизельне паливо,

гудрон авіаційне пальне, сировина

для мастил.

Каталізаторами служать суміші NiO + WO3 або СоО + МоО3, на­несені на цеоліти або аморфні алюмосилікати.

Риформінг — каталітична переробка бензинових фракцій прямої перегонки нафти за допомогою водню під тиском з використанням каталізаторів. Застосовується головним чином для одержання високооктанового моторного пального. Так, з бензинової фракції нафти з 04 = 30-45 у результаті каталітичного риформінгу одержують бензин з ОЧ = 85 - 95 . Крім того, за допомогою риформінгу виділя­ють бензол та інші арени.

Схема каталітичного риформінгу


Б
520°C,1-5 МПа

каталізатор



2
ензин (фракція

перегонки нафти) Риформінг-бензин.



Як каталізатор використовують платину з добавкою ренію або суміш оксидів МоО3, СоО і Сr2О3, нанесених на А2О3 або алюмоси­лікати; ці каталізатори сприяють протіканню реакцій дегідруван­ня, гідрування й ізомеризації.
Каталог: ld
ld -> Принципи реалізації наукової діяльності університету: активна участь у формуванні та
ld -> Програма навчальної дисципліни історія світової культури
ld -> Тема Основні етапи розвитку документознавства
ld -> Програма навчальної дисципліни міфологія Галузь знань 0201 культура Напряму підготовки 020101 культурологія
ld -> Дивовижний світ многогранників
ld -> Програма розвитку дітей дошкільного віку зі спектром аутистичних порушень
ld -> Діти з порушеннями психофізичного розвитку як суб'єкт корекційної освіти план
ld -> Інформаційний пакет 04 основи корекційної педагогіки
ld -> Есе на тему: “Українське мистецтво другої половини ХVII-XVIII ст.”
ld -> Дипломної освіти «Допущено до рецензування»

Скачати 125.66 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка