Технологии энергосбережения

Физико-химические свойства углеводородов

 3. Нефть и газ- основное энергетическое сырье

3.1. Химический состав нефти

. Нефть является смесью большого числа различных углеводороводов (УВ) парафинового (молекулярная формула СnH2n+2), нафтенового и ароматического (СnH2n-2,-4,-6) рядов. Содержание углерода колеблется в пределах 82÷87%, водорода 11÷14%. На долю этих двух компонентов приходится до 99% всего состава. Из УВ различного строения обычно преобладают УВ метанового (парафинового) ряда, реже нафтенового. Обычно в нормальных условиях (т.е. при давлении Р=0,1 МПа и температуре 00С (2730К) () Нефть представляет собой маслянистую горючую жидкость обычно темно-коричневого цвета с зеленоватым оттенком. В природе встречаются нефти и более светлой окраски - светло-коричневые, красноватые, зеленые и даже бесцветные. Объяснение такому многообразию нефти можно найти в их исключительно сложном составе, хотя по элементарному составу все они довольно близки

Углеводороды от метана до бутана (СН4÷С4Н10) парафинового ряда при нормальных условиях, находятся в газообразном состоянии. Углеводороды, содержащие от 5 до 17 атомов углерода в молекуле (С5Н12÷С17Н36), при нормальных условиях - жидкие вещества. Углеводороды, в молекуле которых имеется свыше 17 атомов углерода - твердые вещества. К ним относятся парафин и церезин.

В пластовых условиях нефть состоит из трех частей. На поверхности она теряет газ и частично парафин. Газ, выделившийся из нефти при добыче, принято называть попутным или нефтяным.

В зависимости от состава и некоторых свойств, проводится классификация нефти, что облегчает ее сортировку по качеству и выбор той или иной технологической схемы сбора. По содержанию парафина нефти подразделяют на:

· малопарафиновые (≤ 1,5%);

· парафиновые (1,5÷6%);

· высокопарафиновые (> 6%).

Иногда встречаются нефти с высоким содержанием парафина (до 30%), например, нефти месторождений Узень и Жетыбай. В нормальных условиях это твердые вещества. Нефти северных месторождений Тюменской области содержат до 20% парафина.

Сернистые соединения считаются, как правило, вредными примесями нефти, так как или непосредственно корродируют металл, или в процессах переработки превращаются в корродирующие соединения. По содержанию серы нефти делятся на три класса:

· малосернистые (с содержанием серы до 0,5%);

· сернистые (0,5÷2%);

· высокосернистые (более 2%).

Сера может находиться в нефти и в свободном состоянии, и в виде органических соединений (сульфиды, меркаптаны и др.). Кислород чаще присутствует в виде нафтеновых и жирных кислот, а также асфальтенов. Кроме этих соединений нефти в очень небольших количествах содержат хлор, йод, фосфор, мышьяк, калий, натрий, азот и многие другие элементы таблицы Д.И. Менделеева, а также пластовую воду.
Известно, что чистые углеводороды без цвета и запаха. Цвет нефти, как считает часть специалистов, придает смола. Достаточно 0,1% ее, чтобы придать чистым углеводородам соломенно-желтый оттенок. Специфический запах нефти чаще всего придает сероводород (Н2S).