Химические элементы и соединения в составе нефти

Химические элементы и соединения в составе нефти.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородных веществ: жидких, газообразных и твердых. В ее состав входит кислород, азот, сера. В составляет углерод 84-87%, водород 12-14%, водород 12-14% что составляет всего состава. На остальные элементы приходится 1 -2% в редких случаях 3-5% за счет содержания серы. В зависимости от группы углеводородов различают след, виды нефтей

-алифатические

-нафтеновые

-ароматические

-алифатические углеводороды это группа пред, углеводородов с общей формулой

С_пН2_п+2

Углеводороды от СН4- С₄Ню при нормальных условиях это газы. С5Н]2-С16Н34 -жидкие вещ-ва. С17Н36-С35Н72:-твердые вещ-ва.

Углевод нафтен гр. СnН2n также встречается в нефтях с больших количествах. Их обычно называют циклопарафинами. Продукты этих нефти отличаются высоким качеством.

Углеводород ароматической группы С„Н„ они наиболее бедны углеводородом хим. неустойчивы. Бензол СбНеэто гр. вкл. в себя весь бензольный ряд(толуол, ксилол и др.) Неуглеводородные соединения содержатся в основном у асфальто-смолистой части здесь наблюд. большое количество кислорода-93%. Кроме кислорода содержатся азот в соединениях виде нарфиринов янорфина и гемоглобина, что лишни раз указывает на органическое происхождение нефти. Постоянные компоненты в составе нефти является сера 0,1-5 и более % По содержанию серы

-малосернистые -0,51 %

-сернистые -0,51-2%

-высокосернистые -2% Зольная часть нефти без водородной нефти состоит из окиси железа, ванадия и никеля. В нефти добываемые с водой основными компонентами являются соли натрия.

Н. представляет собой Ж., обычно коричневого или черного цвета, часто зеленоватым или зеленовато-желтым отливом. Консистенция нефти различна: от жидкой маслянистой до густой снопообразной Она легче воды, имеет специфический запах, к-ый в случае присутствия сернистых соединений становится очень неприятным. Н. состоит из органических соединений, основную часть к-ых составляют УВ.

В Н. присутствуют 3 основные группы УВ:

1) Парафиновые УВ, алканы. СnН2n+2. Это полностью насыщенные соединения.

Парафиновые УВ химически весьма устойчивы.

2) Нафтеновые УВ, циклоалканы. СnН2n. Это непредельные соединения, но благодаря замыканию УВ цепи в кольцо они имеют насыщенный характер.

3) Ароматические УВ, арены. Простейшие имеют формулу СnH2n-6 и содержат в своем составе ароматическое ядро бензола. Эти соединения довольно устойчивые. В то же время они обладают повышенной химической активностью по сравнению с метановыми и нафтеновыми УВ и довольно легко могут быт от них отделены.

3. Физические свойства нефти: плотность, вязкость, поверхностное натяжение, тепловые и электрические свойства. Их количественная оценка и приделы изменения.

Плотность нефти. Плотность является одним из важных свойств, используемых для характеристики нефтей и нефтепродуктов. Аб­солютная величина плотности зависит от содержания смолисто-асфальтеновых компонентов, природы веществ, составляющих массу нефти, и присутствия растворенного газа.

Плотность твердых и жидких веществ выражается в граммах на кубический сантиметр, а газов — в граммах на литр.

В СССР плотность нефтей и нефтепродуктов относят к нормальной температуре 20° С и к плотности воды при 4° С. Так как в системе СГС за единицу массы принимают массу 1 см³ воды при темпера­туре 4° С, то плотность, выраженная в граммах на кубический сан­тиметр, численно будет равна удельному весу по отношению к воде при 4° С. В СССР в качестве стандарта принята величина плотности р|°. Величина плотности для различных по составу нефтей колеб­лется от 0,77 до 1 г/см³.

В ряде стран, например в США, Англии, кроме абсолютных единиц плотности, применяются условные единицы, к которым от­носятся °АР1, градусы Боме (°Ве') и др.

Вязкость. Вязкостью жидкости называется ее способность ока­зывать сопротивление перемещению ее частиц относительно друг друга под влиянием действующих на них сил; абсолютная вязкость измеряется в пуазах. Размерность пуаза (г*см-1*сек-1)

При исследовании нефтей обычно определяют не абсолютную, а кинематическую вязкость.Разделив абсолютную вязкость (ну)нефти на её плотность р(о), полу­чим кинематическую вязкость(ню). Чем больше циклов (ароматических или нафтеновых) содержится в молекуле нефти, тем больше ее вязкость. Вязкость нефти сильно снижается при увеличении в ней легких фракций и растворенных газов. При нормальном давлении с повышением температуры вяз­кость нефти уменьшается, а вязкость газов возрастает. Более вы­сокомолекулярные углеводороды в газовом состоянии в отличие от нефти имеют не большую, а меньшую вязкость. Примесь воды резко увеличивает кинематическую вязкость нефти.

Поверхностным натяжением называется сила, с которой жидкость сопротивляется увеличению своей поверхности. Сила, выраженная в динах и отнесенная к единице площади поверх­ностного слоя, принимается за единицу поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение, как это следует из приведенного выше определения, может измеряться лишь на границе различных сред там, где есть поверхность. В табл. 13 даны величины поверхностного натяжения некоторых нефтей СССР по отношению к воздуху и воде. Поверхностное натяжение циклических углеводородов на границе с водой и воздухом больше, чем метановых, при том же количестве атомов углерода в молекуле. Теплота сгорания – количество теплоты в килоколориях выделяемое 1 кг. Топлива при сгорании до конца. Люминисценсия – холодное свечение вещества.Нефть не проводит ток.