II . Переработка нефти

Цель переработки нефти: получение бензина и сырья для нефтехимии.

Виды переработки нефти:

а) перегонка (физический процесс) - первичная переработка нефти - выход не более 20%,

б) крекинг (химический процесс) - вторичная переработка - выход до 80%.

а) Перегонка нефти.

Фракция – смесь УВ, кипящих в определённом температурном интервале.

Продукты первичной переработки:

Прямая перегонка нефти

· устройство ректификационной колонны (Н = 50 – 60 м, Д = 3 м);

· сущность перегонки нефти;

· продукты перегонки (фракции):

1. Бензиновая – С₅ – С₁₂, tє кипения = 40 – 200^о С – состав бензина

2. Лигроиновая – С₈ – С₁₄, tє кипения = 150 – 250^о С – горючее для тракторов

3. Керосиновая – С₁₂ – С₁₈, tє кипения = 180 – 300^оС – горючее для тракторов, ракет

4. Дизельная – С₁₂ – С₁₈, tє кипения = 180 – 350^оС – дизельное топливо

5. Гудрон – асфальт

Главный недостаток перегонки нефти – малый выход бензина (20 – 30%).

Крекинг термический – 470 – 550^о С, р = 2-6 Мпа

С₁₆Н₃₄ — С₈Н₁₈ + С₈Н₁₆

С₈Н₁₈ — С₄Н₁₀ + С₄Н₈

С₄Н₁₀ — С₂Н₆ – С₂Н₄

Состав бензина – разветвленные углеводороды, непредельные (но их меньше, чем в бензине термического крекинга).

Пиролиз – высокотемпературный крекинг – 650 – 700^о С. Получают непредельные углеводороды.

Риформинг – получение ароматических углеводородов (ароматизация нефти)

Химическая переработка углеводородов нефти позволяет получать не только горюче смазочные материалы, но и целый ряд органических веществ (схема).

Виды крекинга:

а) каталитический:

б) термический.

Реформинг (ароматизация) - превращение предельных углеводородов в ароматические, что улучшает качество бензина. Сущность риформинга - дегидрирование в присутствии катализатора – платины.

Природный газ

· состав природного газа;

· применение метана и его соединений.

Таблица 1 - Состав природного и попутного нефтяных газов (в объёмных процентах)

Свойства нефти:

Плотность. Измеряется в кг/м³, по плотности нефти можно судить о её составе, применение нефти зависит от её состава. В нефти с небольшой плотностью меньше тяжелых углеводородов: асфальтенов, битумов, её легче отделить от воды и механических примесей.

Вязкость - свойство нефти оказывать при передвижении сопротивление перемещению частиц относительно друг друга, чем меньше вязкость, тем легче нефть передвигается по трубам при транспортировке, легче поддается переработке.

Газовый фактор – количество газа на 1 тонну нефти, газ отделяется на месторождении, либо подается потребителю, либо подается на факел

Виды нефти:

По составу углеводородов:

· метановые,

· нафтеновые,

· ароматические,

· смешанные.

По плотности:

^· лёгкие - плотность 0,65- 0,87%

^· средние – плотность 0,871-0,910%

· тяжёлые – плотность 0,910-1,05 г/см³

По содержанию серы:

· малосернистые до 0,5%

· сернистые 0,5-2%

· высокосернистые свыше 2%

По содержанию твёрдых парафинов, растворённых в нефти (нефтяной парафин):

· высокопарафиновые - до 25%

· парафинистые или парафиновые - более 1,5%-6%

· малопарафиновые менее 1,5%

Нефть – это очень ценное полезное ископаемое, но неправильное использование и нарушение технологии добычи нефти приводят к серьёзным последствиям.

Следует отметить основные экологические проблемы:

1. Загрязнение воздуха.

Основными загрязнителями являются:

предприятия нефтегазового комплекса, теплоэлектроцентрали;

транспорт.

2.Загрязнение поверхностных вод.

Основными источниками загрязнений водоёмов являются стоки от буровых скважин, транспортных средств. Химические реагенты, нефть, нефтепродукты, фенолы, тяжёлые металлы являются основными загрязнителями, попадающими в водоёмы. Тяжёлые фракции нефти, оседая на дно рек, способствуют хроническому загрязнению и вызывают гибель данной фауны

3. Нарушение почвенно-растительного покрова.

Почвы подвергаются химическому загрязнению в районах месторождений нефти и газа. В районах пробуренных скважин отмечается повышенное содержание в почве цинка, свинца, никеля, хрома, бора, стронция. Вечная мерзлота способствует накоплению загрязняющих веществ в почве и длительному хранению. В условиях низких температур растительный покров развивается чрезвычайно медленно, поэтому природа более ранима. Чем в других районах планеты.

Длительность восстановления ландшафтов составляет от 15 до 100 лет, но основная их часть вообще не восстанавливается. Из-за бездумного освоения нефтегазовых ресурсов Ямала выведено из оборота 60тыс. км² оленьих пастбищ, в 1990 году сгорело 14 тыс. км² ягельников. При существующей практике экосистемы разрушены на 20-30%.

Вопрос: «Что такое парафин, который применяется для изготовления свечей, с химической точки зрения?»

Ответ:

Парафин - это воскоподобное вещество, смесь предельных углеводородов состава С₁₈Н₃₈ – С₃₅Н₇₂, t плавления = 40-60⁰С, получают из нефти. Применяют для приготовления парафинистой бумаги, пропитки древесины в спичечном и карандашном производствах, как изоляционный материал, химическое сырьё и т.д. В медицине используют для парафинолечения.

Вопрос:

Что такое асфальт?