Нефть. Состав, физические свойства - Углеводороды нефти
Нефть -- горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространенная в осадочной оболочке Земли и являющаяся важнейшим полезным ископаемым.
Главной свойством нефти, которые принесли ей мировую славу исключительных энергоносителей, является ее способность выделять при сгорании значительное количество тепла. Нефть и ее производные обладают наивысшей среди всех видов топлив теплотой сгорания. Теплота сгорания нефти -- 41 МДж / кг, бензина -- 42 МДж / кг. Важным показателем для нефти является температура кипения, зависит от строения входящих в состав нефти углеводородов и колеблется от 50 до 550°С.
Нефть, как и любая жидкость, при определенной температуре закипает и переходит в газообразное состояние. Различные компоненты нефти переходят в газообразное состояние при различной температуре. Так, температура кипения метана -161,5 °С, этана -88°С, бутана 0,5 С, пентана 36,1 °С. Легкие нефти кипят при 50-100 °С, тяжелые -- при температуре более 100 °С.
Различие температур кипения углеводородов используется для разделения нефти на температурные фракции. При нагревании нефти до 180-200 °С выкипают углеводороды бензиновой фракции, при 200-250 °С -- лигроина, при 250-315°С -- керосиново -- газойлевые и при 315-350 °С -- масляной. Остаток представлен гудроном. В состав бензиновой и лигроиновой фракций входят углеводороды, содержащие 6-10 атомов углерода. Керосиновая фракция состоит из углеводородов с, газойлевая -- и т. д.
Важно свойство нефти растворять углеводородные газы. В 1 м3 нефти может раствориться в 400 м3 горючих газов. Большое значение имеет выяснение условий растворения нефти и природных газов в воде. Нефтяные углеводороды растворяются в воде крайне незначительно. Нефти различаются по плотности. Плотность нефти, измеренной при 20 °С, отнесенной к плотности воды, измеренной при 4 °С, называется относительной. Нефти с относительной плотностью 0,85 называются легкими, с относительной плотностью от 0,85 до 0,90 -- средними, а с относительной плотностью свыше 0,90 -- тяжелыми. В тяжелых нефтях содержатся в основном циклические углеводороды. Цвет нефти зависит от ее плотности: светлые нефти обладают меньшей плотностью, чем темные. А чем больше в нефти смол и асфальтенов, тем выше ее плотность. При добыче нефти важно знать ее вязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамической вязкостью называется внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкости движению общего потока. В легкой нефти вязкость меньше, чем в тяжелой. При добыче и дальнейшей транспортировке тяжелые нефти подогревают. Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости к плотности среды. Большое значение имеет знание поверхностного натяжения нефти. При соприкосновении нефти и воды между ними возникает поверхность типа упругой мембраны. Капиллярные явления используются при добыче нефти. Силы взаимодействия воды с горной породой больше, чем у нефти. Поэтому вода способна вытеснить нефть из мелких трещин в более крупные. Для увеличения нефтеотдачи пластов используются специальные поверхностно - активные вещества (ПАВ). Нефть имеет неодинаковые оптические свойства. Под действием ультрафиолетовых лучей нефть способна светиться. При этом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые -- бурым и желто-бурым. Это используется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком и имеет высокое удельное сопротивление. На этом основаны электрометрические методы установления в разрезе, раскрытом скважиной, нефтеносных слоев.
Нефть состоит главным образом из углерода -- 79,5--87,5 % и водорода -- 11,0--14,5 % от массы нефти. Кроме них в нефти присутствуют еще три элемента -- сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5--8 %. В незначительных концентрациях в нефти встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий и др. Их общий смысл не превышает 0,02--0,03 % от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоит нефть. Кислород и азот находятся в нефти только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.
Определение химического состава нефти и их фракций трудоемкое, и до конца невыполнимая на сегодня задача. Даже состав бензинов известен лишь на 80 %. Поэтому сейчас используются методы анализа, позволяющие определить групповой химический или структурно--групповой состав нефти и ее фракций. Наименее изучены компоненты высококипящих фракций нефти. При составлении материального баланса группового состава учитываются только три класса углеводородов: насыщенные алифатические (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (арены). Кроме того, иногда приводят детализированный групповой состав, отражающий также содержимое различных индивидуальных углеводородов, входящих в состав каждой из групп. Гибридные углеводороды сконцентрированы преимущественно в высококипящих фракциях нефти, что затрудняет определение их группового химического состава.
Алканы и изоалканы у всей нефти в количествах от 3-5 до 50-60 % и более. Алканы при комнатной температуре инертные к действию многих химических реагентов и способны только к реакциям замещения. В группу жидких при обычных температурах алканов входят гомологи метана от пентана (С5Н12) в гексадекана (С16Н3) как нормальной, так и изоструктуры. Многие из них, кипящие от 28 (изопентан) до 300 °С, входят в состав основной массы нефтей, однако максимальное их количество содержится во фракциях, выкипающих от 200 до 300°С. Жидкие алканы входят в состав почти всех нефти, однако их содержание в различных нефти колеблется от 40 до 0%.
Сегодня разработан карбамидный метод определения и выделения, нормальных алканов, основанный на способности карбамида СО (NH2) 2 образовывать при обычной температуре твердые комплексные соединения с алканами, т. е. кларатни соединения или аддукты. Изоалканы можно выделить из их смеси с нормальными алканами хлорсульфоновой кислотой, с которой они взаимодействуют при комнатной температуре.
Жидкие алканы является основным компонентом товарных нефтепродуктов и сырьем для химической переработки. Наиболее легкокипящих жидкие алканы широко применяют как растворители. Это прежде петролейный эфир, выкипающая при 36-75 °С, а также обычные бензины и лигроина, в составе которых есть редкие алканы. В двигателях внутреннего сгорания наиболее нежелательными компонентами бензина есть нормальные, высокомолекулярные алканы, а самые необходимые широкорозголуженни изоалканы, имеющих низкую способность к детонации.
К твердым алканов относят как нормальные, так и изоалканы от гексадекана С16Н34, имеющий температуру плавления 18,1 °С до гептоконтану С70Н142 с температурой плавления более 100 °С. Смеси твердых алканов входят в состав нефтяных парафинов (технический, медицинский, спичечный) и церезинов, которые выделяют из нефти и озокерита ("земляной воск").
Похожие статьи
-
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ - Нефть и ее свойства
Главнейшим свойством нефти, принесшим им мировую славу исключительных энергоносителей, является их способность выделять при сгорании значительное...
-
При анализе состава бензиновых фракций широко используют газожидкосую хроматографию. Для получения достоверных результатов хроматографического разделения...
-
Нефть и ее переработка - Химические свойства насыщенных углеводородов
Нефть - природное ископаемое, представляющее собой сложную смесь органических веществ, главным образом углеводородов. Она является ценнейшим продуктом, с...
-
Так как нефть представляет собой смесь большого числа органических продуктов, исследование ее химического состава -- весьма сложная задача. Сравнительно...
-
Физические свойства воды. В современной шкале измерений вода принята за эталон по очень многим показателям. Температурой таяния льда является 0 градусов...
-
Нефть - это природная дисперсная система жидких органических соединений, главную часть которых составляют углеводороды различной молекулярной массы. С...
-
Нефть - это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. В зависимости от...
-
Система лабораторного контроля - Свойства и состав нефти
Для проведения анализов и определения качественных характеристик нефти организуется система лабораторного контроля. Большинство методов оценки и анализа...
-
Фракционный состав нефти и нефтепродукта определяют путем перегонки и ректификации. Перегонка (дистилляция) - это физический метод разделения, основанный...
-
Необходимое для химической промышленности сырье получают из нефти двумя путями. Один путь состоит в том, что вещество, уже присутствующее в сырой нефти,...
-
Стандартные методы, как правило, предусматривают использование количественного анализа, позволяющего установить точное содержание отдельных элементов и...
-
Физические методы исследования нефти - Свойства и состав нефти
Всякое индивидуально химически чистое вещество характеризуется совокупностью физических свойств, называемых его константами. Такими константами являются...
-
Алкины получают дегидрированием алкенов в процессах термической переработки нефти. Алкины легко вступают в реакции присоединения в результате разрыва...
-
ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ - Нефть и ее свойства
Нефть, получаемая непосредственно из скважин, называется сырой. В различных отраслях народного хозяйства применяются как сырая нефть, так и различные...
-
Химический состав, Физические свойства - Природный газ
Основную часть природного газа составляет метан (CH4) -- от 70 до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжелые углеводороды --...
-
Элементарный состав нефти - Свойства и состав нефти
Основными элементами, входящими в состав нефти, являются углерод (С) и водород (Н). Содержание углерода (С) колеблется в пределах 82-87%, водорода (H) -...
-
Электрофизические свойства. - Физические, химические свойства и способы получения кремния
Элементарный кремний в монокристаллической форме является непрямозонным. Ширина запрещенной зоны при комнатной температуре составляет 1,12 эВ, а при Т =...
-
Заключение - Свойства и состав нефти
Элементарный (часто говорят "химический") состав нефти полностью не известен. Знание элементного состава нефти необходимо, прежде всего, для выбора...
-
Введение, Физические и химические свойства - Понятие о микроэлементах (цинк)
Микроэлементы -- химические элементы, входящие в состав организмов в ничтожно малых количествах и необходимые для нормальной жизнедеятельности....
-
Углеводороды - Углеводороды нефти
В природе углеводороды встречаются преимущественно в виде природного газа, нефти, каменного угля. Есть два способа использования этих горючих ископаемых:...
-
ВВЕДЕНИЕ - Нефть и ее свойства
Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX - XX вв. привели к резкому увеличению...
-
Первичная перегонка сырой нефти с получением шести довольно широких фракций, является лишь очень грубым разделением. Упрощенная схема такой первичной...
-
Физические и химические свойства водорода - Электролиз воды
Молекулярный водород при обычных условиях - газ без цвета и запаха, легко воспламеняется и горит синеватым неярким пламенем. В свободном состоянии...
-
ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ - Нефть и ее свойства
Существуют две теории происхождения нефти: биогенная и абиогенная. Сторонники первой - органики - считают, что нефть образовалась в осадочном чехле...
-
На холоду даже дымящаяся серная кислота (олеум) почти не действует на предельные углеводороды, но при высокой температуре она может их окислять. При...
-
Отдельные представители насыщенных углеводородов - Химические свойства насыщенных углеводородов
Метан - бесцветный газ, не имеющий запаха. В природе образуется в результате различных процессов брожения. Так, он получается при гниении клетчатки...
-
Введение - Свойства и состав нефти
В настоящее время нефть является основными источником энергии в большинстве стран мира. В России топливно-энергетический комплекс является одной из основ...
-
Физические свойства кремнийорганических полимеров - Кремнийорганические полимеры
Кремнийорганические полимерные жидкости не имеют запаха, сильно различаются по вязкости, температуре кипения и замерзания. Они очень термостойки и если...
-
Основная масса высокооктановых, бензинов как автомобильных, так и авиационных представляет собой смесь преобладающего по объему основного (базового)...
-
Физические свойства - Физические свойства тантала
Тантал обладает высокой температурой плавления -- 3290 K (3017 °C); кипит при 5731 K (5458 °C). Плотность тантала -- 16,65 г/смі[2]. Несмотря на...
-
Представления о методах исследования состава нефти и нефтепродуктов - Химия нефти и газа
Анализ нефти и нефтепродуктов проводят с целью установления состава их основных компонентов (алканов, циклоалканов и аренов), а также примесей,...
-
Свойства золота, Физические свойства - Золото: свойства и получение
Физические свойства Цвет золота ярко-желтый, если в нем отсутствуют примеси. Но чистое золото (и то не совсем) бывает почти исключительно в банковских...
-
Известно, что в аналогичных производствах зарубежных стран низкомолекулярный полиэтилен является одним из видов продукции, выпускаемых предприятием [5]....
-
Применение H2O2 связано с его окислительными свойствами и безвредностью продукта его восстановления (H2O). Его использую для отбеливания тканей и мехов,...
-
Введение - Углеводороды бензиновой фракции прямой перегонки нефти различных месторождений
Бензин (от франц. benzine) - смесь легких углеводородов с температурой кипения 30 - 205ОС. Прозрачная жидкость плотностью 0,70-0,78 г/см3. Производится...
-
Кремний - камень, дающий огонь - Физические и химические свойства кремния
Третьим элементом, наиболее распространенным в природе, является кремний. Название этого элемента произошло от латинского "ляпис креманс", что значит -...
-
Алкены и циклоалкены (олефины и циклоолефины) Алкены встречаются в нефти довольно редко, тогда как алкины вообще не встречаются. Однако алкены и алкины в...
-
3. Физические свойства, Химические свойства - Золото
Чистое золото - мягкий металл желтого цвета. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например: монетам придают примеси других металлов, в...
-
Состав нефти и ее свойства - Нефть и нефтяная промышленность
Нефть - это горная порода. Она относятся к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что...
-
Факторы, влияющие на состав и свойства молока - Химия и физика молока
1. Порода коров 2. Стадия лактации 3. Здоровье коров 4. Режим кормления 5. Другие факторы. Выход и качество молочных продуктов, определяемые составом...
Нефть. Состав, физические свойства - Углеводороды нефти