Что такое нефть. Ответ Нефть природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая, в основном, из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.
 Скачать 0.72 Mb.
|
80 °С.Что такое нефть? Ответ:Нефть – природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая, в основном, из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений. Относится к каустобиолитам (ископаемое топливо). Плотность в пределах от 650 до 1050 кг/м3. Имеет различные цвета. Основная причина добычи – бензин. Запах тоже различный и зависит присутствия в составе ароматических УВ и сернистых соединений. Химический состав нефти. Ответ: Нефть состоит из низкомолекулярных соединений (НМС) и высокомолекулярных соединений (ВМС). НМС – это парафиновые (алканы) УВ, нафтеновые (циклоалканы), нафтено-парафиновые и ароматические. ВМС – это высокомолекулярные парафиновые УВ. В процессе переработки нефти и нефтепродуктов образуются непредельные УВ. Алканы - CnH2n+2, циклоалканы - CnH2n, ароматические - CnH2n-6, непредельные УВ - CnH2n-2. Элементный состав нефти. Ответ: С химической точки зрения обычная (традиционная) нефть состоит из следующих элементов: Углерод – 84%, Водород – 14%, Сера – 1-3% (в виде сульфидов, дисульфидов, сероводорода и серы как таковой), Азот – менее 1%, Кислород – менее 1%, Металлы – менее 1% (железо, никель, ванадий, медь, хром, кобальт, молибден и др.), Соли – менее 1% (хлорид кальция, хлорид магния, хлорид натрия и др.). Фракционный состав нефти. Ответ:Фракционный состав является важным показателем качества нефти. В процессе перегонки на нефтеперерабатывающих заводах при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части – фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания.
   
Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии – в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При нормальных условиях (101,325 кПа и 0 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов. Попутный нефтяной газ (ПНГ) – смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; они выделяются в процессе добычи и перегонки (это так называемые попутные газы, главным образом состоят из пропана и изомеров бутана). К нефтяным газам также относят газы крекинга нефти, состоящие из предельных и непредельных (метана, этилена) углеводородов. Нефтяные газы применяют как топливо и для получения различных химических веществ. Из нефтяных газов путем химической переработки получают пропилен, бутилены, бутадиен и др., которые используют в производстве пластмасс и каучуков. Основную часть природного газа составляет метан (CH4) – от 70 до 98 %. В состав природного газа могут входить более тяжёлые углеводороды – гомологи метана: этан (C2H6), пропан (C3H8), бутан (C4H10). Природный газ содержит также другие вещества, не являющиеся углеводородами: водород (H2), сероводород (H2S), диоксид углерода (СО2), азот (N2), гелий (Не) и другие инертные газы. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Для облегчения возможности определения утечки газа в него в небольшом количестве добавляют одоранты – вещества, имеющие резкий неприятный запах (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц). Чаще всего в качестве одоранта применяется тиолы (меркаптаны), например, этилмеркаптан (16 г на 1000 м³ природного газа).
11. Состав насыщенных и ароматических углеводородов нефти. Ответ: Насыщенные углеводороды (предельные углеводороды), органические соединения, углеродные атомы которых соединены между собой простыми (одинарными) связями, общая формула СnН2n+2 (алканы, парафины, метановые углеводороды). Ароматические углеводороды имеют циклическое строение; циклы состоят из шести атомов углерода, соединенных попеременно одинарной и двойной связью. 12. Состав сернистых соединений нефтей. Ответ:Сернистые соединения нефти – сложные смеси, состоящие из меркаптанов, сульфидов, а также дисульфидов и гетероциклических соединений. Среди сернистых соединений нефтей и нефтяных фракций различают три группы. К первой относятся сероводороди меркаптаны, которые обладают кислотными свойствами, в связи с чем, являются наиболее коррозионно-активными. Ко второй группе относят нейтральные на холоду и термически мало устойчивые сульфиды и дисульфиды, при 130—160 °С они начинают распадаться с образованием H2S и меркаптанов. В третью группу соединений входят термически стабильные циклические соединения - тиофаны и тиофены. Сернистые соединения имеют характер либо открытых, либо замкнутых цепей. Примером первых являются алкил-сульфиды и меркаптаны. Многие сернистые соединения нефти представляют собой производные тиофена – гетероциклического соединения, молекула которого построена как бензольное кольцо, где две CH-группы заменены на атом серы. Большая часть сернистых соединений сосредоточена в тяжёлых фракциях нефтей, соответствующих гидрированным тиофенам и тиофанам. Сера в нефтях – нежелательный компонент. Сернистые соединения обычно имеют резкий неприятный запах и часто коррозионноактивны как в природном виде, так и в виде продуктов горения. Для удаления серы и её соединений разработано много специальных процессов очистки. 13. Состав азотистых соединений нефтей. Ответ: Азотистые соединения нефти — сложные смеси, состоящие из алифатических и ароматических аминов, а также гетероароматических соединений (производные пиридина, пиррола и др.), содержащиеся в нефтепродуктах. В промышленности такие соединения выводятся из нефти путём экстракции серной кислотой или полярными растворителями.Содержание азота в нефтях редко превышает 1 %. Оно снижается с глубиной залегания нефтей и мало зависит от характера вмещающих их пород. Азотистые соединения сосредоточены в высококипящих фракциях и особенно тяжёлых остатках. Все азотсодержащие соединения нефти подразделяются на две группы:
Азотистые основания представляют собой соединения, состоящие из ароматического кольца, в котором один атом углерода замещён азотом. Нейтральные соединения представлены производными пиррола (индол, карбазол, бензокарбазол) и амидами кислот. Особое место среди азотсодержащих соединений нефти принадлежит порфиринам, которые обнаружены во многих нефтях и в свободном состоянии, но чаще в виде комплексов с ванадием, никелем или железом. По строению молекулы порфирина схожи схлорофиллом, что позволило отнести эти структуры к реликтовым, унаследованным от исходной биомассы, а сами соединения — к хемофоссилиям. По своим свойствам азотистые соединения нефти снижают активность катализаторов, используемые при ихпереработке, а также способствуют осмолению и потемнению нефтепродуктов. Большие концентрации азота в бензинах вызывают усиленное коксо-и газообразование во время каталитического риформинга, а даже небольшое содержание азотистых соединений усиливает лакообразование в поршневой группе двигателя и отложению смол в карбюраторе. Очистка: Азотистые соединения выделяются из нефти в виде солей при воздействии на неё смесью серной кислоты и спирта при температуре около 50 °С.Порфирины сравнительно легко извлекаются из нефтепродуктов экстракцией полярными растворителями (например, ацетонитрилом). 14. Состав кислородсодержащих и металлорганический соединений нефтей. Ответ: Кислородсодержащие соединения в нефтях редко составляют больше 10 %. Эти компоненты нефти представлены кислотами, фенолами, кетонами, эфирами и лактонами, реже ангидридами и фурановыми соединениями. Их относят к различным классам соединений, тождественным по структуре углеродного скелета углеводородам данной фракции нефти. Содержание кислорода в нефтяных фракциях возрастает с повышением их температуры кипения, причём, по данным А. Ф. Добрянского, до 90—95 % кислорода приходится на смолы и асфальтены. Количество кислородсодержащих соединений нефти тесно связано с её геологическим возрастом и характером вмещающих пород. Так, по обобщенным данным, полученным при анализе различных нефтей, установлено, что среднее содержание кислорода (в %) возрастает от 0,23 в палеозойских отложениях до 0,40 в кайнозойских для терригенных (песчаных) пород-коллекторов. Содержание кислорода в нефтях, связанных с карбонатными породами, также убывает с увеличением возраста нефти, но оно всегда выше, чем в терригенных породах (0,31 %, в палеозойских отложениях). Наиболее распространёнными кислородсодержащими соединениями нефти являются кислоты и фенолы, которые обладают кислыми свойствами и могут быть выделены из нефти или её фракций щёлочью. Их суммарное количество обычно оценивают кислотным числом — количеством мг КОН, пошедшего на титрование 1 г нефтепродукта. Содержание веществ с кислыми свойствами, как и всех кислородсодержащих соединений, убывает с возрастом и глубиной нефтяных залежей. Металлоорганические соединения– это химические соединения, в которых углеродные атомы или органические группы связаны непосредственно с атомами металлов. Металлоорганические соединения играют важную роль в химии, во-первых, поскольку удобны для синтеза других соединений, во-вторых, потому что структуры некоторых из них привели химиков к новым полезным концепциям химической связи и, в-третьих, благодаря тому, что участвуют как нестойкие промежуточные соединения (интермедиаты) в каталитических реакциях. Металлоорганические соединения V, Ni, Cu, Zn и других металлов, содержащихся в нефтях, в основном, сосредоточены в гудроне, хотя некоторая часть (до 0,01%) их летуча и при перегонке переходит в масляные дистилляты. Основная часть металлов связана со смолами и асфальтенами. Значительная часть металлов находится в нефтях в виде металлопорфириновых комплексов. Содержание металлорганических соединений в нефтях с высоким содержанием гетероорганических соединений, смол и асфальтенов значительно - на 2-3 порядка выше, чем в малосернистых нефтях с низким содержанием асфальто-смолистых веществ. 15. Высокомолекулярные соединения нефти. Выделение смол и асфальтенов из нефти. Ответ: В нефтях наряду с основными углеводородными макрокомпонентами присутствуют различные группы высокомолекулярных гетероатомных соединений, объединяемых общим термином «смолисто-асфальтеновые вещества» (САВ). Смолисто-асфальтеновые вещества — гетероатомные высокомолекулярные соединения, включающие нефтяные смолы и асфальтены. Количество этих веществ в нефтях варьирует в пределах 1-40 %. По содержанию САВ нефти делят на 3 группы:
В основном САВ концентрируются в фракциях выкипающих более 350оС. В САВ полностью сконцентрированы содержащиеся в нефтях металлы (V,Ni,Fe,Coи др.), а также большая часть кислорода, азота и значительная часть серы. САВ образуют пробки при перекачивании нефти (АСПО). САВ используют для получения нефтяных стабилизаторов. При аналитическом определении САВ делят на следующие группы:
Смолы — тёмноокрашенные, различающиеся по консистенции (от пластичной до твёрдой), молекулярной массе, содержанию микроэлементов и гетероатомов вещества. Нефтяные смолы – вязкая или твёрдая, но легкоплавкая масса тёмно-бурого цвета. ММ –700 –1000. При выделении можно разделить смолы на нейтральные (бензольные) и кислые (спирт-бензольные).Асфальтены наиболее высокомолекулярные гетероорганические вещества нефти, представляющие собой твёрдые продукты от чёрно-бурого до чёрного цвета. Асфальтены обладают чёрным или тёмно-коричневым цветом и хрупкостью. Содержание их в нефтях 1-5 % мас., их доля в смолисто-асфальтеновой части 15-30 % мас. При нагревании свыше 350оС разлагаются с выделением газов и превращаются в кокс. Асфальтены склонны к ассоциации. ММ 2000-140000 а.е.м. в зависимости от метода определения. Асфальтены имеют как правило 3 ароматических или гетероароматических кольца, благодаря чему имеют плоское пространственное строение. Свежевыделенные асфальтены хорошо растворяются в сероуглероде, хлороформе, четырёххлористом углероде, бензоле и его гомологах, циклогексане и ряде других растворителей, не растворяются в низкомолекулярных алканах (C6-C8),диэтиловом эфире, ацетоне и др. Однако со временем, особенно под действием солнечного света, асфальтены теряют способность растворяться в бензоле. Карбены и карбоиды внешне напоминают асфальтены, но отличаются от последних более тёмной окраской. В сырых нефтях практически не встречаются. Выделение: Сольвентные методы. Эти методы наиболее часто применяются для выделения смолисто-асфальтеновых веществ из нефти, предусматривают разделение тяжёлых нефтяных остатков на асфальтены и мальтены. Они основаны на том, что в присутствии избытка низкомолекулярных алканов или других осадителей, по отношению к которым асфальтены лиофобны, они коагулируют, увлекая с собой в виде сольватных слоёв надмолекулярных структур некоторую часть смолистых продуктов. Основная проблема сольвентного способа - трудность чёткого отделения асфальтенов - состоит в том, что асфальтены приходится выделять из многокомпонентных систем, содержащих бесконечное разнообразие близких по химической природе веществ. Адсорбционные методы. Маркуссон впервые предложил способ разделения мальтенов на адсорбенте (фуллеровой земле) с последующей экстракцией углеводородных компонентов петролейным эфиром и смол спирто-бензольнойсмесью. Впоследствии метод использовался многими авторами, которые его модифицировали, меняя природу адсорбентов и экстрагентов. В качестве адсорбентов были рекомендованы отбеливающие глины, силикагель, оксид алюминия и др. Экстрагентами служат пентан, хлороформ и др. Процесс адсорбционной очистки движущимся адсорбентом позволяет проводить глубокое обессмоливание гудронов. Недостатком адсорбционного способа является то, что на адсорбенте остаётся 10—30% органических веществ, которые нуждаются в дополнительном выделении. Термокаталитическая деасфальтизация. Метод предусматривает осаждение смолисто-асфальтеновых веществ под давлением в присутствии катализатора и водорода, концентраты асфальтенов отделяются фильтрованием, центрифугированием или отстаиванием. Химические методы. Эти методы основываются на обработке нефти и нефтепродукта минеральными кислотами, например хлороводородной, хлорсульфоновой, азотной, фосфорной, сероводородом, расплавами гидроксидов щелочных металлов, водным аммиаком и др. Общий недостаток этих методов — высокая агрессивность реагентов, химическое взаимодействие со смолисто-асфальтеновыми веществами и невозможность их повторного использования. К химическим методам относится также выделение асфальтенов хлоридами металлов Асфальтены активно комплексуются в углеводородной среде с хлоридами металлов. 16. Влияние химического состава нефтей на их плотность, вязкость и температуру застывания. Ответ: Основную массу вещества нефти составляют углеводороды 3-х главных групп: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (арены). В нефти содержатся также незначительные количества кислородных и азоти стых соединений. Плотность В лёгких топливных фракциях нефти содержатся моноциклические нафтеновые углеводороды, молекулы которых включают в себя по одному кольцу из пяти или шести атомов углерода. В лёгкие фракции нефтей и нефтепродуктов входят моноциклические углево дороды с общей эмпирической формулой CnH2n-6, в составе которых одна или не сколько боковых парафиновых цепей. Ароматические углеводороды обладают боль шей плотностью в сравнении с цикланами и ал канами при той же молекулярной массе. В тяжелых нефтях содержатся преимущественно циклические углеводороды. В лёгких нефтях преобладают метановые углеводороды. Плотность парафинов меньше плотности аренов. Содержание в нефти лёгких фракций сказывается на плотности больше, чем содержание смол. Различие в плотности между лёгкими и средними фракциями существеннее, чем между средними и тяжёлыми (смолами). Вязкость Чем легче фракционный состав нефти, тем ниже вязкость; чем больше асфальто-смолистых веществ, тем она выше. Ароматические углеводороды обладают боль шей вязкостью в сравнении с цикланами и ал канами при той же молекулярной массе. С понижением температуры вязкость аре нов резко возрастает, что отрицательно сказывается на свойствах смазочных мате риалов. Наиболее пологую вязкостно-температурную кривую имеют нормальные алканы, а наиболее крутую - арены. Вязкость разветвлённых алканов незначительно больше вязкости их изомеров нормального строения и мало изменяется при понижении температуры. Наличие в молекулах углеводородов циклических фрагментов увеличивает вязкость и её изменение с изменением температуры. Вязкость алканов имеет наименьшие значения. Температура застывания Парафи новые углеводороды имеют высокую температуру застывания, поэтому их присутст вие в зимних сортах дизельных топлив и смазочных масел допускается в незначи тельных количествах. Нафтеновые углеводороды обладают низкими температурами застывания, яв ляются ценным компонентом зимних сортов топлив и масел. 17. Углеводороды биомаркеры. Ответ:В 80-е годы ХХ столетия был разработан метод анализа сырых нефтей с использованием биомаркеров. Биомаркеры - это органические соединения, присутствующие в сырой нефти, тяжёлых нефтяных осадках и нефтяносном грунте, имеющие углеродный скелет, происходящий от молекул-предшественников. Примерами биомаркеров являются гопаны, адамантаны, ряд пентациклических тритерпеновых углеводородов. Стандартный метод анализа этих объектов - хромато-масс-спектрометрия и тандемная масс- и хромато-масс-спектрометрия. Состав биомаркеров является "отпечатком пальцев" для определённого месторождения нефти и никогда не повторяется. Биомаркеры используются, чтобы коррелировать нефти друг с другом и с их нефтематеринскими породами, таким образом, углубляется понимание строения резервуаров, путей миграции и возможных подходов при проведении поисково-разведочных работ. Биомаркеры могут использоваться, чтобы оценить степень преобразованности и (или) биодеградации, таким образом, предоставляя важнейшую информацию, необходимую чтобы правильно оценить распределение и продуктивность бассейнов. 18. Классификация нефтей: химическая, технологическая, геохимическая. Ответ: Химическая: Классификация, отражающая химический состав нефти, предложена в 60-х годах Грозненским научно-исследовательским нефтяным институтом. В основу этой катассификации положено преимущественное содержание в нефти какого-либо одного или нескольких классов углеводородов. Различают нефти парафиновые, парафино-нафтеновые, нафтеновые, парафино-нафтено-ароматические, нафтено-ароматические, ароматические. В парафиновых нефтях все фракции содержат значительное количество алканов бензиновые - не менее 50 %, масляные - 20 % и более. В парафино-нафтеновых нефтях наряду с алканами в заметных количествах присутствуют циклоалканы, а содержание аренов невелико. Как и в чисто парафиновых, в нефтях этой группы мало смол и асфальтенов. Для нафтеновых нефтей характерно высокое (до 60 % и более) содержание циклоалканов во всех фракциях. Алканов в этих нефтях мало, смолы и асфальтены также имеются в ограниченном количестве. В парафино-нафтено-ароматических нефтях углеводороды всех трёх классов содержатся примерно в равных количествах, твёрдых парафинов мало (не более 2,5 %), а количество смол и асфальтенов достигает 10%. Нафтено-ароматические нефти характеризуются преимущественным содержанием циклоалканов и аренов, особенно в тяжёлых фракциях. Алканы имеются только в лёгких фракциях, причём в небольшом количестве. Содержание твёрдого парафина в нефти не превышает 0,3 %, а смол и асфальтенов — 15—20 %. Ароматические нефти характеризуются высокой плотностью во всех фракциях этих нефтей содержится много аренов. Технологическая: Более совершенна технологическая классификация, которая строится по таким показателям, как содержание серы, фракций, вы кипающих при температуре до 350 оС, а также парафина, масел и их вязкости. По принятой в настоящее время технологической классификации все нефти по содержанию серы делят на три класса: I – малосернистые (серы не более 0,5 %); II – сернистые (0,51– 2 %); III – высокосернистые (более 2 %). По выходу фракций, перегоняющихся до 350 °С, выделяют три типа: Т1 – не менее 45 %; Т2 – 30–44,9 %; Т3 – менее 30 %. По потенциальному содержанию базовых масел различают четыре группы нефтей: М1 – не менее 25 % в расчёте на нефть и более 45 % в расчёте на мазут; М2 – 15–25 % в расчёте на нефть и более 45 % в расчёте на мазут; М3 – 15–25 % в расчёте на нефть и 30–45 % в расчёте на мазут; М4 – менее 15 % в расчёте на нефть и менее 30 % в расчёте на мазут. Все нефти делят но качеству масел, оцениваемому индексом вязкости, на две подгруппы: И1 – индекс вязкости выше 85; И2 – индекс вязкости 40–85. Индекс вязкости – условный показатель, представляющий собой сравнительную характеристику испытуемого масла и эталонных масел. По содержанию парафина нефти разделяют на три вида: П1 – малопарафиновые (парафина менее 1,5 %); П2 – парафиновые (1,51–6 %); П3 –высокопарафиновые (более 6 %). Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологической классификации нефти. Например, нефть Жетыбайского месторождения с п-ова Мангышлак имеет шифр IТ2М3И1П3. В последние годы принят новый стандарт, в котором для сокращения шифра убирают буквы и оставляют только цифры. Приведённый шифр жетыбайской нефти выглядит теперь как 12313. Геохимическая: Петровым с сотрудниками предложено деление нефтей на типы в зависимости от особенностей концентрационного распределения алканов нормального и изопреноидного строения (С12Н26 ÷ ÷ С35Н72 и изо-С14Н30 ÷ С25Н52). В основу типизации положены результаты хроматографирования сырых нефтей и масс-спектро-метрического анализа. В качестве эталона, наилучшим образом отражающего средний состав нефти, принята фракция с температурой кипения 200 ÷ 430 °C. Все нефти разделены на две категории: А и В. К категории А отнесены нефти, на хроматограммах которых проявляются в аналитических количествах нормальные алканы; к категории В — нефти, на хроматограммах которых пики нормальных алканов отсутствуют. Далее, в зависимости от относительной концентрации алканов нормального и изопреноидного строения в нефтях категории А и от наличия или отсутствия изопреноидных алканов в нефтях категории В, нефти каждой категории разделены на два типа: A1, A2 и В1, В2. Для количественной характеристики типа нефти разработаны следующие критерии: 1) Ki = i / П. 2) Пф = П/Nфи iф = i / Nф где i — сумма высот пиков пристапа и фитапа; П —суммавысот пиков нормальных гепта- и октадеканов; A fф— значение циклоалканового фона. Циклоалкановым (условно) назван фон, образованный хроматографически неразделимыми циклоалканами, изоалканами и аренами, на котором проявляются пики реликтовых алканов. Значения классификационных параметров приведены в табл. 5.  19. Основные стадии технологии переработки нефти. Ответ: Сущность нефтеперерабатывающего производства Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных этапа: 1. Разделение нефтяного сырья на фракции, различающиеся по интервалам температур кипения (первичная переработка) 2. Переработка полученных фракций путём химических превращений содержащихся в них углеводородов и выработка компонентов товарных нефтепродуктов (вторичная переработка) 3. Смешение компонентов с вовлечением, при необходимости, различных присадок, с получением товарных нефтепродуктов с заданными показателями качества (товарное производство). Подготовка нефти к переработке (электрообессоливание) Сырая нефть содержит соли, вызывающие сильную коррозию технологического оборудования. Для их удаления нефть, поступающая из сырьевых емкостей, смешивается с водой, в которой соли растворяются, и поступает на ЭЛОУ - электрообессоливащую установку. Процесс обессоливания осуществляется вэлектродегидраторах - цилиндрических аппаратах со смонтированными внутри электродами. Под воздействием тока высокого напряжения (25 кВ и более), смесь воды и нефти (эмульсия) разрушается, вода собирается внизу аппарата и откачивается. Для более эффективного разрушения эмульсии, в сырьё вводятся специальные вещества - деэмульгаторы. Температура процесса 100-120°С. Первичная переработка нефти Обессоленная нефть с ЭЛОУ поступает на установку атмосферно-вакуумной перегонки нефти, которая на российских НПЗ обозначается аббревиатурой АВТ - атмосферно-вакуумная трубчатка. Такое название обусловлено тем, что нагрев сырья перед разделением его на фракции, осуществляется в змеевиках трубчатых печей (рис.6) за счёт тепла сжигания топлива и тепла дымовых газов. АВТ разделена на два блока - атмосферной и вакуумной перегонки. Вторичные процессы Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны схимической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с ихпреобразованием в более удобные для окисления формы. По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида: Углубляющие: Каталитическийкрекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксования, гидрокрекинг, производство битумов ит.д. Облагораживающие: Риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д. Прочие: Процессы по производствамасел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д. 20. Атмосферная перегонка. Ответ:Атмосферная перегонка предназначена для отбора светлых нефтяных фракций - бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих до 360°С, потенциальный выход которых составляет 45-60% на нефть. Остаток атмосферной перегонки - мазут. Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции в ректификационной колонне - цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость - вниз. Ректификационные колонны различных размеров и конфигураций применяются практически на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них варьируется от 20 до 60. Предусматривается подвод тепла в нижнюю часть колонны и отвод тепла с верхней части колонны, в связи с чем температура в аппарате постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся жидким и откачивается с низа колонны. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной переработке). 21. Что такое вакуумная дистилляция? Ответ:Вакуум-дистилляция – один из методов разделения смесей органических веществ. Широко применяется в ситуации, когда дистилляция не может быть осуществлена при атмосферном давлении из-за высокой температуры кипения целевого вещества, что приводит к термическому разложению перегоняемого продукта. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более низкой температуре, становится возможным разогнать жидкости, разлагающиеся при перегонке с атмосферным давлением. вакуумная дистилляция– этап переработки нефти – в атмосферном остатке (мазуте) послеотгонки лёгких фракций (атмосферная дистилляция) содержатся три основных компонента: парафины,нафтены и ароматические соединения. Они отправляются в колонну вакуумной перегонки, где углеводородыиспаряются при более низких температурах, что позволяет избежать их повреждения. В верхней частиколонны собирается вакуумный дистиллят, вакуумный остаток- внизу. Три или четыре слоя фракций,находящиеся между этими двумя, удаляются; они подвергаются дальнейшей переработке для удаленияненужных продуктов, прежде чем их можно использовать в качестве смазочных масел. 22. Чем отличается каталитический крекинг от термического? Ответ:   23. Что такое реформинг, гидрокрекинг и коксование? Ответ:Реформинг – это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов в бензолоподобные ароматические молекулы. Гидрокрекинг– процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьём гидрокрекинга является тяжёлый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит водородсодержащий газ, образующийся при реформинге бензиновых фракций. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина). В процессе гидрокрекинга происходят следующие превращения:
В зависимости от степени превращения сырья различают лёгкий (мягкий) и жёсткий гидрокрекинг. Коксование – процесс получения нефтяного кокса из тяжёлых фракций и остатков вторичных процессов. 24. Назовите первичные и вторичные методы переработки нефти. Ответ:
По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида:
25. Тепловой и масляный варианты переработки нефти: основные стадии переработки нефтяного сырья, фракционный состав нефти. Ответ:Производство масел включает в себя такие стадии как: - получение масляной фракции; - получение из масляных фракций базовых масел; - смешение базовых масел и добавление к ним присадок. 26. Октановое и цетановое числа. Их зависимость от строения углеводородов. Методы определения. Ответ:Прямые методы определения цетанового числа (по задержке воспламенения): Имеется ряд немоторных методов прямого определения задержки воспламенения. В этом случае применяется не одноцилиндровый двигатель с переменной степенью сжатия, а камера постоянного объёма.Непрямые методы определения цетанового числа: Непрямые методы определения цетанового числа в основном опираются на анализ компонентного состава. В основном это различного рода инфракрасные спектрометры.Определяют октановое число двумя методами - моторным и исследовательским на специальной моторной установке. При моторном методе имитируются более жёсткие условия работы двигателя, при которых топливная смесь после карбюрации нагревается до 150°С, а частота вращения выдерживается постоянной - 900 об/мин. При исследовательскому методе частота вращения снижается до 600 об/мин, а смесь не подогревается. 27. Напишите формулы строения углеводородов, которые могут находиться в нефти и содержат 8 атомов углерода в молекуле. Ответ:  Это октан.28. Температурный интервал перегонки авиационных бензинов находится в пределах от 40°С до 180°С. Назовите содержащиеся в них алканы исходя из температур кипения линейных изомеров. Ответ:Бензин авиационный: (т. кип. 40 - 180 °С); содержит углеводороды С6 — С10. В бензине обнаружено более 100 индивидуальных соединений, в число которых входят нормальные и разветвлённые алканы, циклоалканы и алкилбензолы (арены). 29. Почему выделить отдельные углеводороды из более высококипящих фракций нефти часто труднее, чем получить их из низкокипящих фракций? Какие химические методы используют для вторичной переработки нефти? Ответ:Потому что в основе метода определения фракционного состава нефти лежит процесс дистилляции – тепловой процесс разделения сложной смеси углеводородов нефти на отдельные фракции с различными температурными интервалами кипения путём испарения нефти с последующей дробной конденсацией образовавшихся паров. По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида:
30. 31. Можно ли представить химическими уравнениями процессы, происходящие: а) при перегонке нефти, б) при крекинге нефти? Дайте обоснованный ответ. Ответ: а) – нет; б) – да, так как в процессе перегонки нефти происходит просто разделение углеводородов с различными температурами кипения, то есть это физический процесс. При крекинге происходит также расщепление молекул углеводородов на молекулы углеводородов с меньшим числом атомов углерода, то есть это химический процесс. 32. Какой из газов крекинга нефти служит для получения изопропилового спирта? Ответ:Изопропиловый спирт — из пропилена газов крекинга. 33. Чем отличается состав газов термического и каталитического крекингов? Для каких целей эти газы используются? Ответ:При термическом крекинге образуется довольно много газообразного этилена, который может быть использован для производства полиэтилена, этилового спирта, этиленгликоля. Газы каталитического крекинга коксовых дистиллятов отличаются несколько повышенным содержанием непредельных и низкокипящих компонентов ( Н2, СН4 и сумма С2) и пониженной плотностью по сравнению с газами крекинга вакуумного газойля. Газ каталитического крекинга значительно отличается от газа термического крекинга высоким содержанием углеводорода С3 и С4, большим удельным весом и обычно большим содержанием изо-бутана |