Нефть і знаходять способи її переработки

Розділ: хімія, геодезія, геология.

Тема: НАФТА Й СПСОБЫ ЇЇ ПЕРЕРАБОТКИ.

Примечания:

Використання: Іспит, 06.2001, шк. № 119, р. Новосибірськ, оцінка: відмінно, перевірила: Сєдова О.В.

Автор: Ксюха Г.

Е-mail: [email protected].

Призначення: реферат.

Тип: WinWord.

Стр.

1. ВСТУПЛЕИЕ.

Нафта — рідке топливо.

Перебування у природі 1.

Фізичні властивості 1−2.

Класифікація нафти 2.

Склад нефти.

2−4.

2. ОСНОВНА ЧАСТЬ.

Нафта і знаходять способи її переработки.

1. Походження нафти 4−11.

2. Розвідка нафти 11;

3. Видобуток нафти 12;

4. Очищення нафти 14;

5. Перегонка нафти 15;

6. Крекінг нафтопродуктів: 18−20 a) Термічний 20 b) Каталітичний 20.

7. Риформинг.

3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Перспективи у майбутнє 21.

Застосування нафти і нафтопродуктів 21.

Продукти, отримані з нафти і 22−24 нефтепродуктов.

Нафта — рідке топливо.

Хто ж нафту? Теплотехнік відповість, що це чудовий, висококалорійне паливо. Але хімік заперечить: немає! Нафта — це складна суміш рідких вуглеводнів, у яких растворены газоподібні та інші речовини. І аби перелічити всі корми, отримані з нафти, потрібно витратити кілька аркушів, бо їх кілька тысяч.

Ще Д.І. Менделєєв зауважив, що топити піч нафтою однаково, що топити її ассигнациями.

Історична довідка. Дмитро Іванович Менделєєв (1834−1907). Російський хімік, відкрив періодичний закон хімічних елементів, різнобічний учений, педагог і авторитетний суспільний діяч. Здобув вищу освіту на відділенні математично-природничої грамотності фізико-математичного факультету Головного Педагогічного Інституту у Петербурзі, курс якого закінчив 1855 р. з золотою медаллю. Захистив безліч магістерських і докторські дисертації, читав лекції на ролі доцента .

До його праць — фундаментальний роботи з хімії, хімічним технологіям, фізиці, метрології, повітроплаванню, сільського господарства, економіки, народній просвіті. Написав працю «Основи хімії». У 1869 р відкрив періодичний закон хімічних элементов.

Нафта (від перс. neft) — пальна масляниста рідина зі специфічним запахом, поширене у осадової оболонці Землі та що є найважливішим корисним ископаемым.

Перебування в природе.

Поклади нафти перебувають у надрах Землі різній глибині, де нафту заповнює вільне простір між деякими породами. Якщо вона перебуває під тиском газів, то піднімається по свердловині на поверхню Землі. По запасам нафти Україна займає одне з чільних місць у мире.

Фізичні свойства.

Нафта — масляниста рідина від светло-бурого до чорного кольору, з характерним запахом. Вона трошки легше води та практично у ній не розчиняється. Оскільки нафту — суміш різних вуглеводнів, те в неї немає певної температури кипения.

Нафта сильно варіює за кольором (від ясно-коричневої, майже безбарвної, до темно-бурої, майже чорної) і з щільності (від легкої 0,65- 0,70 г/см3, до важкої 0,98−1,05 г/см3).

Початок кипіння нафти зазвичай вищі 280С. температура застигання коштує від +300 до -600С і переважно від змісту парафіну (ніж його прізвища більше, тим температура застигання вище). Теплоємність нафти 1,7- 2,1 кДж/кг; теплота згоряння 43,7−46,2 мДж/кг; диэлектрическая проницаемость2−2,5; електрична провідність 2.10−10−0,3.10−18 ом-1.см-1. В’язкість змінюється в межах і від хімічного і фракційного складу нафти і смолистости (вмісту у ній асфальтосмолистых речовин). Температура спалахи нафти коштує від -35 до 1200С залежно від фракційного складу і тиску насичених парів. Нафта розчинна в органічних розчинниках, у питній воді при умовах практично нерастворима, а може утворювати із нею стійкі эмульсии.

Класифікація нефти.

Нефть можна класифікувати з різних признакам.

1. За вмістом сірки: a) Малосернистые (до 0,5% P. S) b) Сірчисті (0,5−2% P. S) з) Высокосернистые (св. 2% S).

2. По потенційному змісту фракцій, выкипающих до 3500С: a) Т1 — тип нафти, у якій зазначених фракцій незгірш від 45% b) Т2 — 30−44,9% з) Т3 — менше 30%.

3. По потенційному змісту масел: a) М1 — незгірш від 25% b) М2 — менше 25%.

4. За якістю масел: a) Підгрупа И1 — з індексом в’язкості масел більше 85 b) Підгрупа И2 — з індексом 40−85.

Поєднання позначень класу, типу, групи, підгрупи і виду становить шифр технологічної класифікації нефти.

Склад нефти.

Залежно від родовища нафту має різний якісний і кількісний склад. Приміром, бакинська нафту багата циклопарафинами та порівняно бідна граничними вуглеводнями. Значно більше граничних вуглеводнів в грозненской і ферганської нафти. Пермська нафту містить ароматні углеводороды.

Представляючи собою рідина, значно легшу, ніж вода, нафту різних місць, іноді навіть сусідніх, різна за багатьма властивостями: кольору, щільності, летючості, температури кипіння… Проте будь-яка нафту це рідина майже нерозчинна у воді й по елементарного складу яка містить переважно вуглеводні з подмесью невеликої кількості кисневих, сірчистих, азотистих і мінеральних сполук, що видно як по елементарного складу, а й у всім властивостями вуглеводнів. У бакинської (апшеронской) нафти Марковников і Оглоблін знайшли від 86,6 до 87,0% вуглецю і зажадав від 13,1 до 13,4% водорода…

Історична довідка. Оглоблін Микола Миколайович (1852-?). Російський історик — археограф. Служив архіваріусом при Московському архиве.

Міністерства Юстиції. Автор досліджень «Огляд историкогеографічних матеріалів 17 і 18 століття». Його огляду архівних матеріалів з історії Сибіру друкувалися у товстих часописах «Російська старина»,.

«Історичний вісник», «Книговедение».

Історична довідка. Марковников Володимир Васильович також (1837−1904).

Російський хімік, учень Бутлерова. Основні наукові праці присвятив розвитку теорії хімічного будівлі, дослідженню нафти і нефтенов.

Захистив магістерську дисертацію «Про ізомерії органічних сполук», з урахуванням поглядів Бутлерова вивів правило Марковникова. У 1870-х отримав усі передбачені теорією будівлі ізомерні двохосновні кислоти загальної формули C3H6(CO2H)2. уперше отримав з'єднання з семи і восьмичленными циклами, вивчав механізм реакції этерификации, окислювання замещенных циклічних кетонов та інших. Досліджував соляні озера России.

…У пенсильванской нафти З. До. Девилль знайшов 83−84% вуглецю, 13,7- 14,7% водню, в рангунской (в Бірмі) 83,8% вуглецю і 12,7% водню, в огайской Мабери знайшов лише 83,6−85,8% вуглецю і 13,05−14,6% водню. Ту до 100 відповідає змісту кисню, сірки, азоту, води та мінеральних подмесей. Кількість сірки у деяких сортах нафти ледь становить кілька сотих % (наприклад, в звичайної зеленої бакинської нафти всього 0.06%). Азоту завжди мало, зазвичай менше 0,2%. Мінеральних подмесей (золи) ще менша і що ніхто не знає жоден випадок. Коли кількість їх доходило до 0,1%. Тому, з відрахуванням суми від інших складових почав, в сирої нафти треба починати з 1 до запланованих 4% кисню. Це випливає з те, що не в нафті містяться органічні (жирні і близькі до ним) кислоти, оскільки вони містять кисень. Відмінність елементарному складі, очевидно, не великі, попри значну різницю властивостей. Однак усе ж різницю складу відбилося у тому, що у 12 грам (атомне кількість) вуглецю ув американській нафти близько 1,95 грам водню, а бакинської лише 1,82. Це доводить, що в усій масі нафти міститься завжди менше водню, ніж у вуглеводнях складу СnH2n (бо них як на 12 частин вуглецю припадають 2 частини водню), і від цього складу бакинська нафту далі, ніж її американська, що підтверджено і знайомством з вуглеводнями, вилучаються з нефти.

Історична довідка. Сент — Клер Девилль Шарль (1814−1876). Французький хімік, член Паризької АН (з 1861 р.). в 1849 отримав азотний ангидрид.

(дією хлору на сухий нітрат срібла). У 1854 створив перший промисловий спосіб отримання алюмінію. Розробив методи очищення сирої платини і виділення її остатков.

Складовими началами нафти, крім невеличкий подмеси кисневих, сірчистих та інших сполук, є вуглеводні, суміш яких входить до складу різних очищених продуктів, отримуваних з нафти і знаходить різноманітне застосування. Основним способом відділення друг від друга, як цих промислових продуктів (різноманітних сумішей), і самостійних в хімічному сенсі вуглеводнів, які у нафти і її продуктах, є перегонка, джерело якої в різною пружності пара різних рідин при одному й тому ж температуре.

Нафта містить суміш вуглеводнів різних рядів, переважно середніх між жирними і ароматичними. Перші точні дослідження зроблено цьому плані близько 1860 року Пелузом і Кагуром мови у Франції, Шорлеммером в Англії й Уарреном і в Америці переважно над легкими вуглеводнями (бензином) пенсильванской нефти…

Історична довідка. Карл Шорлеммер (1834−1892). Німецький хімікорганик, глава Лондонського королівського суспільства. Працював в Оуэнском коледжі в Манчестері. Основні праці присвячені дослідженням граничних вуглеводнів. Довів рівнозначність чотирьох валентных вуглеводнів (1868). Запропонував систематику органічних сполук і заклав її основі підручник. Має також праці з історії органічної хімії. Був прогресивним громадським деятелем.

…Вони засвідчили, що містяться граничні (жирні) вуглеводні СnH2n+2, починаючи з газоподібних (CH4 завжди супроводжує нафту), розчинених у нафти і далі усе з вищими n, наприклад, в лигроине і бензин від C5H12 до C8H18, в гасі понад те та вищі від С9Н20. Понад те вже перші дослідники вказали не в нафті зміст вуглеводнів із меншим кількістю водню з CnH2n, СnH2n-2 тощо. буд. Але у дослідженні російської нафти професором Марковниковым знайшли переважати вуглеводні з низки нафтенов СnH2n. На початку 1880-ых років Менделєєв, витяг із різних зразків бензину бакинської нафти пентан С5Н12 і тим самим довів, що у нашої бакинської нафти містяться граничні вуглеводні. У природної нафти містяться і вуглеводні рядів СnH2n-2 і СnH2n-4, а ще й ароматні вуглеводні, хоча у дуже малому количестве.

Отже, головну масу всіх видів нафти утворює суміш граничних СnH2n+2 вуглеводнів з нафтенами СnH2n з подмесью СnH2n-2 до СnH2n-6, переважають ж особливо у російської нафти нафтены, а граничних вуглеводнів більш як у американської. Цьому утвердженню не суперечать навіть самі висококиплячі тверді вуглеводні (парафін, церезин), отримані з нафти і продуктів із нею сходственных (гірський віск та інших.). У цьому і всі явища, супроводжують перегонку нафти, повністю объясняются.

Нафта і знаходять способи її переработки.

Походження нефти.

Витоки сучасних поглядів на походження нафти виникли в XVIII — початку ХІХ століття. М. У. Ломоносов заклав гіпотези органічного походження нафти, пояснюючи її освіту впливом «підземного вогню» на «скам'янілі вугілля», у результаті, на його думку, утворювалися асфальти, нафти і «кам'яні олії». Ідея про мінеральному походження нафти уперше було висловлена А. Гумбольдтом в 1805 году.

Історична довідка. Михайло Ломоносов (1711−1765). Перший російський учений — натураліст світового масштабу, людина енциклопедичних знань, різнобічних інтересів і здібностей, одне із основоположників фізичної хімії, поет, що заклав підвалини сучасного літературної мови, художник, історик, поборник вітчизняного освіти та розвитку самостійної російської науки.

Розвиток хімії, експерименти по неорганическому синтезу вуглеводнів, проведені М. Бертло (1866 рік), Р. Биассоном (1871), послужили відправною точкою у розвиток гіпотези мінерального происхождения.

Історична довідка. П'єр Ежен Марселен Бертло (1827−1907). Французький хімік і авторитетний суспільний діяч. Синтезував величезну кількість органічних сполук, які стосуються різним класам. Взаємодією гліцерину і жирних кислот отримав (1853−1854) аналог природних жирів, довів можливості їх синтезу. Його роботи: синтези метану, етилену, бензола.

Досліджував швидкості освіту складних ефірів з спиртів і кислот.

Д. І. Менделєєв, дотримується до 1867 року уявлень про органічному походження нафти, в 1877 року сформулював відому гіпотезу її мінерального походження, за якою нафту утворюється великих глибинах за високої температури внаслідок взаємодії води з карбидами металів. За століття нагромадилася величезна кількість хімічних, геохімічних і геологічних даних, проливающих світло на проблему походження нафти. Нині переважна частина учених — хіміків, геохимиков і геологів — вважає цю найбільш обгрунтованими уявлення про органічному генезисі нафти, хоча є учені, які досі віддають перевагу мінеральної гіпотезі її створення. Усі гіпотези мінерального походження нафти об'єднує ідея синтезу вуглеводнів, кислородо-, сіроі азотосодержащих компонентів нафти з простих вихідних речовин — З, H2, CO, CO2, CH4, H2O і радикалів при високих температурах і взаємодії продуктів синтезу з мінеральної частиною глибинних пород.

Д. І. Менделєєв вважав, що основою процесу освіти вуглеводнів є взаємодія карбідів глибинних металів із жовтою водою, яка проникає по тріщинам із поверхні велику глибину. Схема процесу представлялася наступним образом:

2FeC + 3H2O = Fe2O3 + C2H6 чи загальному виде:

MCm + mH2O > MOm + (CH2)m Виниклі в газоподібному стані вуглеводні, на думку Д. І. Менделєєва, піднімалися потім у верхню холодну частина земної кори, де їх конденсировались і накопичувалися в пористих осадових породах. Карбиды металів тоді в глибинних породах ще було відомі. У час припущення Д. І. Менделєєва підтвердилося, в глибинних породах знайдено карбиды низки елементів (Fe3C, TiC, Cr2C3, WC, SiC). Але великих скупчень де вони утворюють; це дрібні (частки міліметра) рідко які і розсіяні в породах мінеральні виділення. Тож освіти вуглеводнів у величезних кількостях, які відомі у природі, з цих позицій пояснити дуже важко. Немає сумнівів зараз також, що вода із поверхні по тріщинам великі глибини надходити не може. Але і істотно, флюидная фаза глибинних порід у певних умов містить воду, у принципі її взаємодію Космосу з карбидами можливо. Не виключено й освіту найпростіших углеродах, однак навряд чи може бути у великих количествах.

У 1892 року М. А. Соколовим було висунуто гіпотеза космічного походження нафти. Суть її зводиться при цьому мінеральному синтезу вуглеводнів з простих речовин, але початкової, космічної стадії формування Землі. Передбачалося, що вуглеводні перебувають у газової оболонці, а, по мері остигання поглиналися породами котра формувалася земної кори. Вивільняючись потім із остывавших магматичних порід, вуглеводні піднімалися в верхню частина земної кори, де утворювали скупчення. У основі цієї гіпотези були дані про наявність вуглецю і водню в хвостах комет і вуглеводнів в метеоритах.

У першій половині ХХ століття інтерес до гіпотезі мінерального походження нафти на основному було втрачено. Пошуки нафти велися в усьому світі, з поглядів на її органічному походження. З 1950 року знову почав зростати інтерес до мінеральної гіпотезі, причиною чого була, очевидно, недостатня ясність у низці питань органічної концепції, що викликало її критику. Найбільшу славу отримали уявлення М. А. Кудрявцева. Вони помітно змінювалися у часі, але сутність їх полягають у тому, що нафта й газ утворюються у глибинних зонах Землі з суміші H2COCO2 і CH4 внаслідок реакцій прямого синтезу вуглеводнів з CO і Н2:

CO + 3H2 = CH4 + H2, і навіть полімеризація радикалів =CH, -CH2, CH3. Передбачалося, що освіту вуглеводнів відбувається з реакційної суміші в роздрібнених глибинними розломами ділянках літосфери. Прорив які перебувають під високим тиском вуглеводнів вгору, в осадочную товщу, призводить до утворення покладів нафти і газа.

У пошуках доказів абіогенного синтезу нафти деякі дослідники зверталися до промисловим процесам отримання синтетичних палив (типу синтезу Фішера — Тропша). Однак у міру поглиблення знання будову нафти чітко було виявлено глибокі розбіжності у складі природних і синтетичних вуглеводневих сумішей. Останні мало містять широко які у нафти складно побудованих вуглеводневих молекул, насичених структурних аналогів компонентів живого речовини — жирних кислот, терпинов, стиролов тощо. д.

Ряд аргументів прибічників мінерального походження нафти грунтується на термодинамічних розрахунках. Є. Б. Чикалюк спробував визначити температуру нефтеобразования за співвідношенням між деякими изомерными вуглеводнями, допускаючи, що високотемпературний синтез призводить до утворення термодинамічно рівноважних сумішей. Розрахована в такий спосіб температура нефтеобразования становила 450−900єC, що він відповідає температурі глибинної зоні 100−160 км не більше верхньої мантії Земли.

Проте задля тієї ж нафти розрахунок на інших изомерным парам дає інші значення температури, цілком нереальні за умов земної кори і мантії. Нині доведено, що ізомерні вуглеводні нафти є неравновесными системами. З іншого боку, розрахунки термодинамічних властивостей вуглеводнів у сфері дуже високого тиску досить умовні через необхідність вдаватися до сверхдальним экстраполяциям.

У принципі так в глибинних умовах Землі за наявності З повагою та Н2 синтез СН4, його гомологов, і може бути, та деяких менших більш високомолекулярних сполук цілком імовірно й відбувається. Але немає достатніх ні теоретичних, ні експериментальних даних, які б однозначно довести можливості мінерального синтезу такої складної й закономірною по складу системи вуглеводнів, азото-, сіроі кисневмісних сполук якою є природна нафту, яка має оптичної активністю і дуже подібна за багатьма ознаками на молекулярному і изотопном рівнях з живою речовиною організмів і биоорганическим речовиною осадових пород.

Геологічні докази мінеральної гіпотези — наявність метану та деякі нафтових вуглеводнів в глибинних кристалічних породах, в гази та магмах, извергающихся з вулканів, прояви нафти і газу деяким глибинним розламах тощо. п. — є непрямими і завжди допускають подвійну трактовку.

Внедряющиеся в земну кору глибинні породи розплавляють і асимілюють осадові породи з наявних у них біогенним органічним речовиною, жерла вулканів також проходять через осадові товщі, причому, іноді регіонально нефте-газоносные, тому находимые у яких СН4 та інших нафтові вуглеводні могли утворитися у результаті мінерального синтезу, а й за термічної деструкції захопленого биогенного органічного речовини осадових порід або за вступі нафти на осадові породи вже після остигання магматичних порід. Але головне доказ полягає у великому схожості хімічних і геохімічних показників багатьох вуглеводневих і неуглеводородных сполук нафти з аналогічними компонентами живого речовини організмів і биогенного органічного речовини сучасних осадів та древніх осадових пород.

Геніальна здогадка М. У. Ломоносова про утворення нафти на результаті впливу підвищеної температури на биогенное органічна речовина осадових порід почала одержувати підтвердження у кінці XIX— початку XX століть під час проведення експериментальних хімічних і геологічних исследований.

Энглер (1888 р.) при перегонці сельдевого жиру отримав коричневого кольору олії, горючі гази і воду. У легкої фракції масел містилися вуглеводні від С5 до С9, у фракції більше 300єС парафины, нафтены, олефины і ароматні вуглеводні. Виникла гіпотеза освіти нафти з жирів тваринного происхождения.

Історична довідка. Энглер Карл Освальд (1842−1925). Німецький хімікорганик. Закінчив Фрейбургский університет. Професор університету в.

Галле (з 1872 р.) й усієї вищої технічної школи Карлсруе (1876−1919).

Основні праці з хімії і технології нафти, запропонував ряд приладів на її досліджень. Член-кор. Петербурзької АН (з 1913).

У 19-му році М. Д. Зелінський піддав перегонці озерний сапропелевый мул, майже нацело що складалася з рослинного матеріалу — залишків планктонних водоростей із високим вмістом липидов…

Історична довідка. Зелінський Микола Дмитрович (1861−1953). Російський хімік — органик, академік АН СРСР (з 1929 р.). Герой Соціалістичної Праці (з 1945 р). Одне з основоположників вчення про органічному каталіз. Був в Санкт — Петербурзі директором Центральної Лаборатории.

Міністерства фінансів (також завідувачем кафедри в Политехническом.

Інституті). Наукова діяльність дуже різнобічна: роботи з хімії тиофена, стереохимии органічних двуосновных кислот, електропровідності в неводних розчинах, хімії вуглеводнів і органическому каталізу. в.

1895−1907 вперше синтезував ряд циклопентановых і циклогексановых вуглеводнів, які послужили еталонами з вивчення хімічних властивостей нафтових фракцій. У 1915 успішно використовував окисные каталізатори при крекінгу нефти.

…У цьому отримано кокс, смоли, на газ і пирогенетическая вода. Газ складалася з СН4, СО2, Н2 і Н2S. Смола містила бензин, гас і досить важкі смолисті речовини. У бензині знайшли алканы, нафтены і арени; в гасі переважали циклічні полиметиленовые вуглеводні. Отримана суміш вуглеводнів багато в чому подібна до природної нафтою, важкі фракції мали оптичної активністю. Оптична активність — одна з фундаментальних властивостей, загальних для живого речовини, продуктів його перетворення і природних нафти. При мінеральному синтезі вуглеводнів виникають рацемические суміші, не які мають оптичної активністю, оскільки вони містять однакову кількість левоі правовращающихся молекул, що вигідно з позицій термодинаміки (така суміш характеризується максимумом энтропии).

Для живої природи, навпаки, характерна дзеркальна асиметрія: все біогенні амінокислоти — ліві, цукру — праві дзеркальні ізомери. Оптична асиметрія органічних молекул — достатня підстава для твердження про наявності живого речовини чи продуктів його посмертного перетворення. З цих позицій оптично активна нафту може лише продуктом біосфери, а чи не мінерального синтезу. Оптична активність нафти пов’язана переважно з вуглеводнями типу тритерпанов і стеранов.

Одержання оптично активних нефтеподобных продуктів при перегонці органічного речовини планктонних водоростей послужило підвалинами гіпотези походження нафти із рослинного матеріалу. Цьому сприяли і геологічні дослідження. При пошуках і розвідці нафтових родовищ геологи вже у ХІХ столітті стали відзначати часту приуроченість нафтових покладів до древнім морським відкладенням, збагаченим сапропелевым органічним речовиною, які були нафтоматеринскими.

Починаючи з робіт А. Д. Архангельського (1927 р.) і П. Д. Траска (1926 — 1932 рр.) розгорнулися дослідження органічного речовини сучасних осадів та древніх осадових порід. Значний вплив на напрям досліджень надав І. М. Губкин…

Історична довідка. Губкин Іване Михайловичу (1871−1939). Радянський геолог, творець сучасної геологічної Академії АН СРСР. У 1917;18 відряджений США з вивчення нафтової промисловості. Председатель.

Особливою комісії з Курській Магнітної Аномалії. З 1930 в Московської гірської Академії завідувач кафедри геології і нафтових месторождений.

Основні праці з геології нафти. У праці «Вчення про нафту» 1932 р. виклав своє уявлення про походження нафти, умовах формуванні нафтових родовищ. Розробив питання первинності та вторинність нафтових покладів, міграції нафти і є, класифікація нафтових покладів і закономірність їх розподілу. Роботи про завданні нафтової бази между.

Волгою і Уралом викладені у «Урало-Волжская нефтеносная область».

…Він підкреслював, що широке регіональне поширення родовищ нафти на осадових товщах змушує відкинути будь-які можливі екзотичні джерела для освіти нафти і слід вважати, що джерелом нафти може лише поширена в осадових породах розпорошеного органічна речовина змішаного растительно-животного походження. Детальні дослідження виявили дедалі більші риси подібності між вуглеводнями розсіяного органічного речовини осадових порід, названих М. Б. Вассоевичем микронефтью, і з його месторождений…

Історична довідка. Вассоевич Микола Броніславович (1902;?). російський геолог, член-кор. АН СРСР. У 1924;40 вивчав геологічне будову та нафтогазоносність Сівши. Кавказу, Грузії, Азербайджану й півночі Сибіру. В.

1940;63 працював у Всесоюзному нафтовому науково — дослідницькому інституті, де займався основні проблеми літології і Тюменської нафтової геології. Був завідувачем кафедри геології і геохімії горючих копалин геологічного факультету МДУ. Його основні праці були, на методиці вивчення флишевых відкладень, і навіть з теорії осадочно-миграционного.

(органічного) походження нефти.

…Особливого значення мало відкриття нафти, успадкованих від тварини речовини біомолекул («хімічних копалин», за аналогією з палеонтологическими).

Важливими «біогенними знаками» є властиві живому речовини багато изопреноидные вуглеводні, виникнення яких пов’язують із фитолом — периферичним структурним елементом молекули хлорофілу. Завдяки великому сходству у молекулярній структурі між стероидами і стеранами, тритерпеноидами і тритерпанами живого речовини і, їх присутність є надійним показником органічного генези нефти.

По стереохимическим особливостям нафтові стераны і тритерпаны всетаки дещо відрізняються вихідних біологічних сполук, що пов’язано зі змінами при термічному перетворення просторового будівлі одного чи навіть кількох хиральных центрів біомолекул. Пентоциклические тритерпены зустрічаються переважно у наземних рослинах. У органічному речовині морських осадових порід й у нафти поширені тетрациклические вуглеводні - стераны, властиві зеленою-зеленим-синьо-зеленим планктонным водоростям, що були одним їх основних биопродуцентов при накопиченні сапропелевого органічного речовини в морських опадів протягом всього геологічного времени.

До успадкованим біогенним структурам належить і нормальні алканы. Утримання їх не в нафті сягає 10−15, котрий іноді 30%. свідченням освіти н-алканов з біогенних жирних кислот є випадки переважання в малопреобразованных нафти н-алканов з непарною числом атомів вуглеводнів над «парними». Для живого речовини й освіченого потім із нього органічного речовини опадів завжди характерно переважання жирних кислот з четным числом атомів вуглецю. Поступове згладжування цих первинних генетичних ознак до приблизно однаковою концентрації «парних» і «непарних» н-алканов й у органічному речовині нафти материнських порід і нефтезалежей іде за рахунок мері наростання глибини і температури у надрах внаслідок вторинних реакций.

Отже, за багатьма ознаками на молекулярному рівні, і наявності «биомаркеров» простежується зв’язок між живим речовиною організмів, органічним речовиною осадових нефте-материнских порід і в покладах. Сумарна кількість успадкованих від живого речовини біогенних молекулярних структур іноді досягає не в нафті 30% від своїх массы.

Детальний вивчення складу і розподілу «биомаркеров» в органічному речовині осадових порід й у нафти дозволяє як стверджувати органічне походження нафти, і навіть визначати для конкретних покладів, з яких саме відкладень у яких надходили нафтові вуглеводні для формування месторождений.

Відомо, що нафта розподілено в осадових товщах нерівномірно, і це теж зрозуміле з позицій органічної концепції її створення. Вихідна для нафти органічна речовина накопичувалося в опадах протягом геологічного часу нерівномірно. Максимумів його накопичення в девонських, юрско-меловых і третинних відкладеннях відповідають максимальні маси які утворилися розсіяних нафтових вуглеводнів в нефте-материнских відкладеннях цього віку і її максимуми запасів нафти на відкритих месторождениях.

Отже, все хімічні, геохімічні і геологічні дані з переконливістю засвідчують органічному походження нефти.

Відомо, що з нагріванні сапропелевых сланців до 150−170є З починається слабке термічне розкладання термічного речовини, який підвів до підвищення виходу экстрактивных речовин; при 200є З їхніми утворюється помітно більше, а при 370−400є З після нагрівання протягом 1 години до 60−80% органічного речовини сланці переходить до розчинне стан. Утворюється багато асфальтово-смолистых речовин, містять все основні класи нафтових вуглеводнів, і навіть гази (СO2, CH4, H2S) і пирогенетическая вода.

У принципі так той самий процес термічного (чи термокаталитического) розкладання відбувається у природні умови при зануренні містять сапропелевое органічна речовина відкладень під накапливающиеся з них молодшими опадами. Тільки природних яких умовах він протікає вкрай повільно, зі швидкістю занурення опадів зазвичай від 50−100 до 300 м/млн. років. Опускання на глибину 2−3 км, що характеризується більшу частину покладів зчинений нафти і температурою до 150−160єС здійснюється період від 10 до 60 млн. років. Такий дуже повільний природний «технологічний» процес термічного перетворення органічного речовини з підйомом температури однією градус Цельсія за 60- 400 тис. років важко уявити, проте проведені дослідження підтверджують, що у природні умови він реалізовується дуже широко у багатьох впадинах, заповнених потужними товщами накопичених опадів. Детальні геолого-геохимические дослідження дозволили ученим простежити послідовні стадії цього процесса.

Балансові розрахунки термічного перетворення сапропелевого органічного речовини і процесів еміграції нафтових вуглеводнів по отриманим експериментальним даним дозволили створити теоретичну кількісну модель освіти нафти. Головна фаза нефтеобразования характеризується максимальної швидкістю генерації нафтових вуглеводнів, зазвичай, у глибинному діапазоні 2−3 км — при температурі від 80−90 до 150−160єС. При низькому геотермическом градиенте, повільному наростання температури з глибиною головною фази нефтеобразования реалізується у глибшої зоні, приблизно до 6−8 км. Загальна кількість які виникають бітумінозних речовин і нафтових вуглеводнів перевищує 30%, а кількість эмигрировавшей в пористі пласти колектори нафти сягає 20% від вихідної маси сапропелевого органічного речовини. Спливання нафти, винесеною з глинистих нефте-материнских порід у водонасыщенные пористі пласти, наводить поступово до утворення її скупчень (покладів) у найбільш піднесених ділянках пластів (на антиклинальных структурах). Процес нефтеобразования та формування її покладів у цьому заканчивается.

Розвідка нефти.

Мета нефтеразведки — виявлення, геолого-економічна оцінка та підготовка до розробки покладів нафти. Нефтеразведка проводиться за допомогою геологічних, геофізичних, геохімічних і бурових робіт у раціональному поєднанні і последовательности.

У першій стадії пошукового етапи у басейнах з не встановленої нефтегазоносностью або вивчення слабко досліджених тектонічних зон чи нижніх структурних поверхів в басейнах із порушенням установленої нефтегазоносностью проводяться регіональні роботи. І тому здійснюються аэромагнитная, геологічна і гравіметрична зйомки, геохімічні дослідження вод і порід, профільне те що території електроі сейсморазведкой, буріння опорних і параметричних свердловин. Через війну встановлюються райони для подальших пошукових работ.

У другий стадії виготовляється понад детальне вивчення нафтогазоносних зон шляхом детальної гравиразведки, структурно-геологической зйомки, електроі сейсморозвідки, структурного буріння. Виробляється порівняння знімків масштабів 1:100.000 — 1:25.000. уточнюється оцінка прогнозів нафтогазоносності, а структур з доведеною нефтегазоносностью, підраховуються перспективні запасы.

На третьої стадії виробляється буріння пошукових свердловин за метою відкриттів родовищ. Перші пошукові свердловини бурятся на максимальну глибину. Зазвичай першим разведуется верхній поверх, та був глибші. У результаті дається попередня оцінка запасов.

Розвідувальний етап — завершальний в геологоразведочном процесі. Основна мета — підготовка до розробки. У процесі розвідки би мало бути оконтурены поклади, визначено литологический склад, потужність, нефтегазонасыщенность. По завершення розвідувальних робіт підраховуються запаси й даються рекомендації про введення родовища у розробку. Ефективність пошуку залежить від коефіцієнта відкриттів родовищ — ставленням числа продуктивних площ до загальної кількості разбуренных пошукових бурінням площадей.

Видобуток нефти.

Майже вся видобута у світі нафту, витягається у вигляді бурових свердловин, закріплених сталевими трубами високого тиску. Для підйому нафти і супутніх їй газу й води на поверхню свердловина має герметичну систему підйомних труб, механізмів і арматури, розраховану на роботи з давлениями, сумірними з шаровими. Видобутку нафти з допомогою свердловин передували примітивні способи: збір в поверхні водойм, обробка піщанику чи вапняку, просоченого нафтою, у вигляді колодцев.

Збір нафти із поверхні водойм — це, очевидно, перший за часом появи спосіб видобутку, який до нашої ери застосовувався у Мідії, Вавилонії і Сирії. Збір нафти на Росії, із поверхні річки Ухти розпочато Ф. С. Прядуновым в 1745 р. У 1858 на півострові Челекен нафту збирали калабанях, по яким вода падала з озера. У канаві робили загату з дощок з проходом води у нижній частині: нафту накопичувалася на поверхности.

Розробка піщанику чи вапняку, просоченого нафтою, і вилучення потім із нього нафти, вперше описані італійським ученим Ф. Аріосто в 15 столітті. Неподалік Модени Італії такі нефтесодержащие грунти подрібнювалися і підігрівалися в казанах. Потім нафту вичавлювали в мішках з допомогою преса. У 1833 -1845 рр. нафту добували з піску березі Азовського моря. Пісок поміщали в ями з похилим дном і поливали водою. Вимиту з піску нафту збирали із поверхні води пучками травы.

Видобуток нафти з криниць здійснювалася в Киссии, древньої області між Ассирією і Мідією в розмірі 5 столітті до нашої ери з допомогою коромисла, до якому прив’язувалося шкіряне відро. Докладний опис криничній видобутку нафти на Баку дав німецький натураліст Еге. Кемпфер. Глибина криниць досягала 27 м, її стінку обкладалися каменем чи укріплювалися деревом.

Видобуток нафти у вигляді свердловин початку широко застосовуватися з 60-х р. 19 століття. Спочатку поруч із відкритими фонтанами і збиранням нафти на вириті поруч із свердловинами земляні комори видобування нафти здійснювалася і з допомогою циліндричних відер з клапаном в днище. З механізованих способів експлуатації вперше у 1865 США запровадили глубоконасосная експлуатація, що у 1874 р застосували на нафтопромислах у країні, в 1876 в Баку. У 1886 р В. Г. Шухов запропонував компресорну видобуток нафти, яка випробували в Баку в 1897 г. Більше досконалий спосіб підйому нафти з свердловини — газлифт — запропонував в 1914 р М. М. Тихвинский.

Процес видобутку нафти, починаючи з припливу її за пласту до вибоям свердловин і по зовнішньої перекачування товарної нафти з промислу, можна розділити умовно на 3 этапа.

V Рух нафти пласту до свердловин завдяки штучно створюваної різниці тисків в пласті і вибоях скважин.

V Рух нафти від вибоїв свердловин до їх усть лежить на поверхні - експлуатація нафтових скважин.

V Збір нафти й що її газу й води лежить на поверхні, їх поділ, видалення мінеральних солей з нафти, обробка пластовою води, збір попутного нафтового газу. Під розробкою нафтового родовища розуміється здійснення процесу переміщення рідин і є в пластах до експлуатаційним свердловин. Управління процесом руху рідин і є досягається розміщенням на родовищі нафтових, нагнітальних і контрольних свердловин, кількістю і порядком введення їх у дію, режимом роботи свердловин і балансом пластової енергії. Прийнята для конкретної поклади система розробки визначає техніко-економічні показники. Перед забуриванием поклади проводять проектування системи розробки. З даних розвідування й пробної експлуатації встановлюють умови, за яких протікати експлуатація: її геологічне будова, коллекторские властивості порід (пористість, проникність, ступінь неоднорідності), фізичні властивості рідин в пласті (в'язкість, щільність), насиченість порід нафти водою і газом, пластові тиску. Базуючись цих даних, виробляють економічну оцінку системи, і вибирають оптимальную.

При глибокому залягання пластів підвищення нафтовіддачі у низці випадків успішно застосовується нагнітання в пласт газу з великим давлением.

Вилучення нафти з свердловин виробляється або з допомогою природного фонтанирования під впливом пластовій енергії, або шляхом застосування однієї з кількох механізованих способів підвищення рідини. Зазвичай, у стадії розробки діє фонтанная видобуток, а, по мері ослаблення фонтанирования свердловину переводять на механізований спосіб: газліфтний чи эрлифтный, глубинонасосный (з допомогою штангових, гидропоршневых і гвинтових насосов).

Газліфтний спосіб вносить суттєві доповнення на звичайну технологічну схему промислу, бо за ньому необхідна газлифтная компресорна станція з газораспределителем і газосборными трубопроводами.

Нафтовим промислом називається технологічний комплекс, що з свердловин, трубопроводів, й установки різного призначення, з допомогою яких родовищі здійснюють вилучення нафти у надрах Земли.

На родовищах, розроблюваних з допомогою штучного заводнения, споруджують систему водопостачання з насосними станціями. Воду беруть з природних водойм з допомогою водозабірних сооружений.

У процесі видобування нафти важливе його місце займає внутрипромысловый транспорт продукції свердловин, здійснюваний трубопроводами. Застосовуються 2 системи внутрипромыслового транспорту: напірні і самотечные. При напірних системах досить власного тиску гирло свердловин. При самотечных рух відбувається поза рахунок перевищення позначки гирла свердловини над позначкою групового збірного пункта.

Під час розробки нафтових родовищ, присвячених до континентальним шельфам, створюються морські нефтепромыслы.

Очищення нефти.

Перший завод для очищення нафти було побудовано Росії у 1745 р., в період правління Єлизавети Петрівни, на Ухтинском нафтовому промислі. У Петербурзі та у Москві тоді користувалися свічками, а містечках — скіпами. Але що тоді у багатьох церквах горіли неугасаемые лампади. Вони наливалося гарное олію, що було ні чим іншим, як сумішшю очищеної нафти з олією. Купець Набатів був єдиним постачальником очищеної нафти для соборів і монастырей.

Наприкінці XVIII століття була винайдено лампа. З появою ламп зріс попит на керосин.

Очищення нафти — видалення з нафтопродуктів небажаних компонентів, які впливають на експлуатаційні властивості палив і масел.

Хімічна очищення виробляється шляхом впливу різних реагентів на удаляемые компоненти очищаемых продуктів. Найпростішим способом є очищення 92−92% сірчаної кислотою і олеумом, застосовуваний видалення непредельных і ароматичних углеводородов.

Фізико-хімічна очищення проводиться за допомогою розчинників, вибірково видаляють небажані компоненти з очищаемого продукту. Неполярные розчинники (пропан і бутан) йдуть на видалення з залишків нафтопереробки (гудронів), ароматичних вуглеводнів (процес деасфальтации). Полярні розчинники (фенолу та інших.) застосовуються видалення полициклических ароматичних углеродов з короткими бічними ланцюгами, сірчистих і азотистих з'єднання з олійних дистиллятов.

При адсорбційної очищенні з нафтопродуктів видаляються непредельные вуглеводні, смоли, кислоти та інших. адсорбционную очищення здійснюють при контактуванні нагрітого повітря з адсорбентами чи фільтрацією продукту через зерна адсорбента.

Каталитическая очищення — гидрогенизация в м’яких умовах, застосовується видалення сірчистих і азотистих соединений.

Перегонка нефти.

Брати Дубинины вперше створили пристрій для перегонки нафти. З 1823 р. Дубинины стали вивозити фотоген (гас) багатьма тисячами пудів з Моздока всередину Росії. Завод Дубининых був простий: казан в грубці, з казана йде труба через бочку із жовтою водою на порожню бочку. Бочка із жовтою водою — холодильник, порожня — приймач для керосина.

У Америці вперше досліди по перегонці нафти здійснив в 1833 р. Силлиман.

На сучасний завод замість казана влаштовується помилкова трубчаста піч. Замість трубки для конденсації й міжнародного поділу парів споруджуються величезні ректифікаційні колони. Щодо прийому продуктів перегонки вибудовуються цілі містечка резервуаров.

Нафта складається з суміші різних речовин (переважно вуглеводнів) і тому немає певній точки кипіння. На трубчатках нафту підігрівають до 300−325о. Під час такої температурі більш леткі речовини нафти перетворюються на пар.

Печі на нафтоперегінних заводах особливі. На вигляд схожі на вдома без вікон. Викладаються печі з кращого вогнетривкої цегли. Усередині, вздовж і впоперек, тягнуться труби. Довжина труб в печах сягає кілометра. Коли завод працює, за цими трубах із швидкістю — до двох метрів в секунду — рухається нафту. Саме тоді з потужної форсунки в піч рухається полум’я. Довжина мов полум’я сягає кількох метрів. При температурі 300−325о нафту переганяється в повному обсязі. Якщо температуру перегонки збільшити, вуглеводні починають розкладатися. Нафтовики знайшли спосіб перегонки нафти без розкладання вуглеводнів. Вода кипить при 100о тоді, коли тиск одно атмосфері, чи 760 мм. рт. ст. Але вони можуть кипіти, наприклад, і за 60 градусів. І тому треба лише понизити тиск. При тиску в 150 мм термометр покаже всього 60о.

Чим менший тиск, то швидше закипає вода. Це ж відбувається з нафтою. Багато вуглеводні за умов атмосферного тиску киплять лише при 500о. Отже, при 325о ці вуглеводні не кипят.

Якщо ж знизити тиск, всі вони закиплять і за дешевше температуре.

У цьому законі заснована перегонка в вакуумі, т. е. при зниженому тиску. На сучасних заводах нафту переганяється або під атмосферним тиском, або під вакуумом, найчастіше заводи складаються із двох галузей — атмосферної і вакуумної. Такі заводи і називаються атмосферновакуумні. Цими заводах виходять водночас і всі продукти: бензин, нафта, гас, газойль, мастила і Тюменської нафтової бітум. Неиспарившихся частин за такої перегонки залишається набагато менше, аніж за атмосферной.

Дружніше відбувається випаровування нафти, як у установку вводиться пар. Складна й цікава робота ректифікаційної колони. У цьому колоні відбувається поділ речовин з їхньої температур кипіння, але одночасно виробляється додаткове багаторазове кип’ятіння конденсирующейся жидкости.

Колони робляться дуже високими — до 40 м. Усередині ліпіди діляться горизонтальними перегородками — тарілками — з отворами. Над отворами встановлюються колпачки.

Суміш вуглеводневих парів з печі вступає у нижню частина колонны.

Назустріч неиспарившемуся залишку нафти знизу колони подається перегрітий пар. Ця пара прогріває неиспарившийся залишок і захоплює з всі легені вуглеводні вгору колони. У нижню частина колони стікає освобождённый від легких вуглеводнів важкий залишок — мазут, а пари долають тарілку за тарілкою, прагнучи горі колонны.

Спочатку перетворюються на рідина пари з високими температурами кипіння. Це буде соляровая фракція, яка кипить за температури понад 300о. Рідкий соляр заливає тарілку до отворів. Парам, що йде з печі, тепер доведеться пробулькивать через шар соляра.

Температура парів вище температури соляра, і соляр знову кипит.

Вуглеводні, киплячі за нормальної температури нижче 300о, відриваються його й летять вгору колони, на секцію гасових тарелок.

У соляре, вихідному з колони, тому немає бензину чи керосина.

У колонах буває 30−40 тарілок, розділених на секції. Крізь усі тарілки проходять пари, з кожної вони пробулькивают через шар сконденсировавшихся парів й у проміжках з-поміж них зустрічають з верхньої тарілки краплі зайвого, не убравшегося на верхню тарілку конденсата.

Принципова технологічна схема установки для атмосферновакуумної перегонки нафти. Апарати 1, 3 — атмосферні ректифікаційні колони; 2 — печі для нагріву нафти і мазуту; 4 — вакуумна ректифікаційна колона; 5 — конденсатори — холодильники; 6 — теплообменники.

Лінії: I — нафту; II — легкий бензин; III — отбензиненая нафту; IV — важкий бензин; V — гас і газойль; VI — водяну пару; VII — мазут; VIII — гази розкладання; IX — масляні фракції; Х — гудрон.

В колоні безупинно йде складна, кропітка праця. Вуглеводні збираються в секціях по температур кипіння. Для кожної групи вуглеводнів в колоні є свої секції і свій выход.

Вуглеводні сгруппируются у своїй секції тільки тоді ми, коли їх нічого очікувати вуглеводнів інших температур кипения.

Коли вони зберуться разом, вони з колони виходять у холодильник, та якщо з холодильника — в приёмник.

З самісіньких верхніх секцій колони йде не бензин, а пари бензину, так як температура вгорі колони вище температури легко киплячих частин бензину. Пари бензину йдуть спочатку у конденсатор.

Тут перетворюються на бензин, які направляють й у холодильник, потім у приёмник.

Крекінг нефтепродуктов.

Вихід бензину з нафти можна приймати значно більшу (до 65−70%) шляхом розщеплення вуглеводнів довгою ланцюгом, що є, наприклад, в мазуті, на вуглеводні з не меншою відносної молекулярної масою. Такий процес називається крекингом (від анг. Crackрасщеплять).

Крекингом називається процес розщеплення вуглеводнів, що є не в нафті, у результаті якого утворюються вуглеводні із меншим числом атомів вуглецю в молекуле.

Крекінг винайшов російський інженер В. Г. Шухов в 1891 р. У 1913 р винахід Шухова почали запровадити у Америці. Нині США 65% всіх бензинів виходить тріщання — заводах.

Історична довідка. Володимире Григоровичу Шухов (1853−1939). Будівельник і механік, нафтовик і теплотехнік, гідротехнік і суднобудівник, вчений і винахідник. За проектами Шухова було побудовано більше ніж 500 сталевих мостів. Шухов вперше запропонував використовувати замість складних шарнірів прості сполуки на заклепках. Надзвичайно цікаві роботи Шухова зі спорудження металевих сітчастих оболонок. Винайшов тріщання нефти.

Нафтопроводи, якими нафту перекачується, також зроблено з його формулам. Резервуари для зберігання нафти також наявність його заслуга. Наші нафтовики часто розповідають про судового позову двох американських фірм. Близько 25 років як розв’язано американська фірма «Кросу» звернулася до суду зі скаргою те що, що фірму «Даббса» привласнила її винахід — тріщання. Фірма «Кросу» вимагала з іншого велику суму за «незаконне» використання винаходи. Суд встав набік «Кросу». На суді адвокат фірми «Даббса» заявив, що тріщання винайдено, а й не інший фірмою, а російським інженером Шуховым. Шухов тоді був живий. Приїхали у його Москву американці й запитали, що вона може довести, що тріщання винайдено їм. Шухов видобув із столу документи, з яких було ясно, що свій тріщання Шухов запатентував ще 35 років як розв’язано до позови цих двох фирм.

Апаратура тріщання — заводів переважно той самий, що у перегонки нафти. Це — печі, колони. Але режим переробки інший. Сировину теж інше. Процес розщеплення ведеться за більш високих температур (до 6000 З), часто при підвищеному тиску. При таких температурах великі молекули вуглеводнів раздробляются більш мелкие.

Мазут густий і важкий, його питому вагу близький до одиниці. Це тому, що він з складних та великих молекул вуглеводнів. Коли мазут піддається крекингу, частина складових його вуглеводнів розпадаються на менші, та якщо з дрібних вуглеводнів таки складаються легкі нафтові продукти — бензин, керосин.

При крекінгу нафту піддається хімічним змін. Змінюється будова вуглеводнів. У апаратах тріщання — заводів відбуваються складні хімічні реакції. Ці реакції посилюються, як у апаратуру вводять катализаторы.

Однією з таких каталізаторів є спеціально оброблена глина. Ця глина в малому роздробленому стані - у вигляді пилюки — вводять у апаратуру заводу. Вуглеводні, перебувають у пароподібному стані, поєднано з аналітичними порошинами глини і раздробляются з їхньої поверхні. Такий тріщання називається крекингом з пылевидным каталізатором. Цей вид крекінгу широко распространен.

Каталізатор потім відокремлюється від вуглеводнів. Вуглеводні йдуть власним шляхом на ректифікацію й у холодильники, а каталізатор — до своєї резервуари, де його властивості восстанавливаются.

Процес крекінгу приміром із розривом вуглеводневих ланцюгів і освітою простіших граничних і непредельных вуглеводнів, например:

С16Н34 С8Н18 + С8Н16 гексадекан октан октен які утворилися речовини можуть розкладатися далее:

С8Н18 С4Н10 + С4Н8 октан бутан бутен.

С4Н10 С2Н6 + С2Н4 бутан етан етилен (этен) Выделившийся у процесі крекінгу етилен широко використовується для виробництва поліетилену і етилового спирта.

Розщеплення молекул вуглеводнів протікає по радикальному механізму. Спочатку утворюються вільні радикалы:

СН3 — (СН2)6 — СН2: СН2 — (СН2)6 — СН3 t t CН3 — (СН2)6 — СН2. +. СН2 — (СН2)6 — СН3 Вільні радикали хімічно дуже активні і може брати участь у різних реакціях. У процесі крекінгу одне із радикалів отщепляет атом водню (а), а інший — приєднує (б):

а) CН3 — (СН2)6 — СН2. СН3 — (СН2)5 — СН=СН2 + НО.

1-октен б) CН3 — (СН2)6 — СН2. + СН3 — (СН2)6 — СН3.

октан.

Розрізняють 2 виду крекінгу: термічний і каталитический.

Термічний крекинг.

Розщеплення молекул вуглеводнів протікає за більш високої температурі (470−5500 З). Процес протікає повільно, утворюються вуглеводні з неразветвленной ланцюгом атомів углерода.

У бензині, отриманому внаслідок термічного крекінгу, поруч із граничними вуглеводнями, міститься багато непредельных вуглеводнів. Тому цей бензин має більшої детонаційної стійкістю, ніж бензин прямий перегонки.

У бензині термічного крекінгу міститься багато непредельных вуглеводнів, які легко окислюються і полимеризуются. Тому цей бензин менш стійкий при зберіганні. У його згорянні можуть засориться різні частини двигуна. Для усунення цього шкідливого впливу до такого бензину додають окислители.

Каталітичний крекинг.

Розщеплення молекул вуглеводнів відбувається у присутності каталізаторів і за дешевше температурі (450−5000 С).

Головне увагу приділяють бензину. Його намагаються отримати більше й обов’язково найкращої якості. Каталітичний тріщання з’явився саме у результаті довголітньої, завзятій боротьби нафтовиків за підвищення якості бензину. У порівняні з термічним крекингом процес протікає значно швидше, у своїй відбувається розщеплення молекул вуглеводнів, а й їхні ізомеризація, тобто. утворюються вуглеводні з розгалуженою ланцюгом атомів углеродов.

Бензин каталітичного крекінгу проти бензином термічного крекінгу має більшою детонаційної стійкістю, тому що мав містяться вуглеводні з розгалуженою ланцюгом вуглецевих атомов.

У бензині каталітичного крекінгу непредельных вуглеводнів міститься менше, і тому процеси окислення і полімеризації у ньому не протікають. Такий бензин більш стійкий при хранении.

Риформинг.

Риформинг — (від анг. Reforming — переробляти, покращувати) промисловий процес переробки бензинових і лигроиновых фракцій нафти з єдиною метою отримання високоякісних бензинів і ароматичних вуглеводнів. При цьому молекули вуглеводнів переважно не розщеплюються, а перетворюються. Сировиною служить бензинолигроиновая фракція нефти.

До 1930;х 20 століття риформинг був різновид термічного крекінгу і проводився при 5400 З щоб одержати бензину з октановим числом 70−72.

З 40-х років риформинг — каталітичний процес, наукові основи якого розроблено Н.Д. Зелінськ, і навіть В.І. Каржевым, Б. Л. Молдовським. Вперше цей процес здійснено 1940 р в США.

Його проводять у промислової установці, має нагрівальну піч і щонайменше 3−4 реакторів при t 350−5200 З, у присутності різних каталізаторів: платинових і поліметалевих, містять платину, реній, іридій, германій та інших. щоб уникнути дезактивації каталізатора продуктом ущільнення коксом, риформинг здійснюється під високим тиском водню, який циркулює через нагрівальну піч і реактори. Через війну риформінгу бензинових фракцій нафти отримують 80−85% бензин з октановим числом 90−95, 1−2% водню й інше кількість газоподібних вуглеводнів. З трубчастої печі під тиском нафту подається в реакційну камеру, де знаходиться каталізатор, звідси йде в ректификационную колону, де поділяється на продукты.

Важливе значення має риформинг для ароматичних вуглеводнів (бензолу, толуолу, ксилола та інших.). Раніше є основним джерелом отримання цих вуглеводнів була коксова промышленность.

Перспективи на будущее.

Нині нафтохімія дає майже на чверть всієї хімічної продукції. Нафта — найцінніше природне копалину, який відкрив перед людиною дивовижні можливості «хімічного перевтілення». Усього похідних нафти нараховується близько 3 тысяч.

Нафта посідає чільне місце у світовому паливно-енергетичному господарстві. Її частка у загальному споживанні енергоресурсів невпинно зростає. Нафта лежить в основі паливно-енергетичних балансів всіх економічно розвинених стран.

Продукти, отримані з нафти, їх применение.

З нафти виділяють різноманітні продукти, мають велике практичне значення. Спочатку від нього відокремлюють розчинені вуглеводні (переважно метан). Після отгонки летючих вуглеводнів нафту нагрівають. Першими переходить до газоподібне стан і отгоняются вуглеводні з гаком числом атомів вуглецю в молекулі, мають щодо низьку температуру кипіння. З підвищенням температури суміші перегоняются вуглеводні з вищої температурою кипіння. Таким чином взяток окремі суміші (фракції) нафти. Найчастіше за такої перегонці отримують три основні фракції, які потім піддаються подальшому поділу. Основні фракції нафти следующие:

1. Фракція, встановлена від 400 до 2000 З, — газолінова фракція бензинов.

— містить вуглеводні від С5Н12 до С11Н24. При подальшої перегонці виділеної фракції отримують: газолин (від 400 до 700 З), бензин (от.

700 до 1200 З) — авіаційний, автомобільний і т.д.

2. Лигроиновая фракція, встановлена не більше від 1500 до 2500 З, містить вуглеводні від С8Н18 до С14Н30. Нафта застосовується як пальне для тракторов.

3. Гасова фракція включає вуглеводні від С12Н26 до С18Н38 з температурою кипіння від 1800 до 3000С. гас після очищення використовують у якій як пальне для тракторів, реактивних літаків і ракет.

4. Газойль (вище 2750 З) — дизельне топливо.

5. Мазут — залишок від перегонки. Містить вуглеводні з великою кількістю атомів вуглецю (до багатьох десятків) в молекулі. Мазут також поділяють на фракції: a) Соляровые олії - дизельне паливо, b) Мастильні олії (авиатракторные, авіаційні, індустріальні та інших.), з) Вазелін (основа для косметичні засоби та якості ліків). І др.

З деяких сортів нафти отримують парафін (для сірників, свічок та інших.). Після отгонки залишається гудрон. Його широко застосовують у дорожньому строительстве.

Застосування продуктів крекинга.

Менделєєв характеризував нафти, що вона є цінним сировиною для виробництва багатьох органічних продуктов.

Применение продуктів, отримані процесі крекінгу нефти.

Застосування нефти.

———————————;

Вибухові вещества.

Лекарствен;

ные мази.

Антифризы.

Пальне для двиг. внутр. сгорания.

НЕФТЬ.

Мазі для парфюмерии.

Раствори;

тели СН2 — СП — СН2.

ВІН ВІН ОН.

Пропілен та інших. непредельные ув.

Волокна лавсана.

Растворители.

Бутадиен-стироловый каучук.

Бутадиено;

вый каучук.

СН2 -СН2.

ВІН ОН.

С2Н4.

С2Н5ОН СН2=СН — - СН=СН2.

Растворители.

Антифризы.

Спирты.

Моторне топливо.

Бензин.

Керосин.

Битум.

Мазут.

Соляровитті масло.

Асфальт.

Ароматичні УВ.

Бензол.

Толуол.

Анилин.

Мастильні масла.

Лигроин.

Вазелин.

Автолы.

Трансформаторное масло.

Парафин.

Мастика.

Парфюмер.

Оргстекло.

Пластмассы.

Медикаменты.

Синт. каучук.

Ацетилен.

Полиэтилен.

Етил. спирт.

Этилен.

Газ.

Масні кислоти (мыло).

Дизельне топливо Легкие дистилляты.

Лаки.

Нафталин.

Газолин НЕФТЬ.