Нафта і її властивості

Нафта являє собою горючу, маслянисту рідину, переважно темного кольору, зі специфічним запахом. За хімічною природою ця рідина є складним з'єднанням двох основних елементів - вуглецю і водню. Хіміки такі сполуки називають вуглеводнями.

Відомо величезна кількість різних за своїми властивостями вуглеводнів, що відрізняються один від одного числом атомів вуглецю і водню в молекулі і характером їх зчеплення.

Найпростішим вуглеводнем є газ метан. Молекула метану складається з одного атома вуглецю і чотирьох атомів водню: СН4.

Наступним вуглеводнем по числу атомів вуглецю в молекулі є етан: С2 Н6.

Пропан С3 Н8 має три атома вуглецю і вісім атомів водню в молекулі.

Вуглеводні від метану до бутану (С4 Н10) включно при атмосферному тиску знаходяться в газоподібному стані. З цих вуглеводнів і складається нафтовий газ.

Вуглеводневі сполуки, що містять від 5 до 17 атомів вугле-роду в молекулі (С5 Н12

С17 Н36), - рідкі речовини. Ці соеди-вати входять до складу нафти.

Вуглеводні, в молекулі яких є понад 17 атомів вуглецю, відносяться до твердих речовин: це парафіни і церезини, що містяться в тих чи інших кількостях у всіх нафтах.

Всі описані вуглеводні відносяться до метанового ряду. Їх загальна хімічна формула Сn Н2 / n + 2.

Крім вуглеводнів метанового ряду зустрічаються також вуглеводні інших рядів, наприклад вуглеводні ряду етилену. Представником цього ряду є етилен; його хімічна фор-мула С2 Н4. Загальна формула вуглеводнів ряду етилену Сn Н2N.

Зустрічаються також ароматичні вуглеводні бензольного ряду, що виражаються формулою Сn Н2N-6. Представником цього ряду є бензол С6 Н6.

Нафта і нафтовий газ - це суміш самих різних вуглеводні-пологів, починаючи від найпростішого метану і закінчуючи найбільш вищими за змістом в молекулі атомів вуглецю.

Фізичні властивості нафт і нафтових газів, а також їх якост-ного характеристика залежать від переважання в них окремих вуглеводнів або їх різних груп.

- За змістом смолистих речовин в мазуті, отриманому після відбору світлих фракцій до 300 ° С, нафти класифікуються на малосмолисті - при утриманні смол не більше 8%, смолисті - при утриманні смол від 8 до 25%. високосмолістие - при содер-жаніі смол понад 25%.

- За змістом парафіну нафти діляться також на три групи:

Крім того, нафти поділяються за основними якісними показниками - за змістом бензинових, гасових і масляних фракцій.

Товарні якості і фракційний склад нафт визначають шляхом лабораторної розгону їх. Розгін нафти заснована на тому, що кожен вуглеводень, що входить до її складу, має свою визна-поділену точку кипіння. Легкі вуглеводні мають низькі точки кипіння. Наприклад, у пентана (С5 Н12) точка кипіння дорівнює 36 ° С, у гексана (С6 Н14) - 69 ° С. У важких вуглеводнів точка кипіння більш висока і доходить до 300 ° С і вище. Тому при підігріванні нафти спочатку википають і випаровуються більш легкі її фракції; при підвищенні температури нафти кипіти і випаровуватися починають більш важкі вуглеводні.

Якщо пари нафти, підігрітою до певної температури, зібрати і охолодити, то вони знову перетворяться в рідину, що представляє собою групу вуглеводнів, що википають з нафти в даному інтервалі температур. Таким чином, в залежності від тих-ператури підігріву нафти з неї спочатку випаровуються самі ліг-кі - бензинові фракції, потім більш важкі - гасові, потім соляровим і т. Д.

Найпростіша переробка нафти заснована на тому ж принципі, що і описана лабораторна разгонка нафти. Це пряма пере-гонка нафти з виділенням з неї в умовах атмосферного тиску і нагрівання до 300-350 ° С бензинових, гасових і соляровим фракцій.

Первинна характеристика нафти на промислі визначається

Зазвичай користуються поняттям відносної щільності, предста-вляющей собою відношення маси нафти до маси води в такому ж обсязі при 4 ° С. Відносна щільність не має розмірності. Для різних нафт відносна щільність має величину від 0,78 до 0.98.

У промисловій практиці за величиною щільності сирої нафти орієнтовно судять про її якість. Легкі нафти щільністю до 0,88 найцінніші, оскільки містять більше бензинових і мас-ляних фракцій.

Одним з основних фізичних властивостей будь-якої рідини є в'язкість, тобто здатність рідини і.газа чинити опір взаємному переміщенню їх часток при русі. Чим більше в'язкість рідини, тим більший опір вона повинна долати на своєму шляху.

Нафти володіють самої різної в'язкістю, в кілька разів перевищує в'язкість води.

При підвищенні температури в'язкість будь-якої рідини різко зменшується. Тому при перекачуванні в'язких нафт і мазутів їх підігрівають для зниження в'язкості.

На нафтових родовищах спостерігається збільшення темпера-тури з глибиною. Тому в'язкість нафти в нафтових пластах завжди менше, ніж на поверхні. З точки зору видобутку нафти це вельми сприятливий фактор, тому що чим менше її в'язкість, тим з мен-шим витратою енергії пов'язана видобуток кожної тонни нафти.

Особливе значення в справі видобутку, транспорту і зберігання нафти має її випаровуваність. Випаровуванням називається перехід рідин у поверхні на відкритому повітрі з рідкої фази в парову фазу. Цей перехід може відбуватися при будь-якій температурі.

Якщо зберігати нафту у відкритому резервуарі, то вона неминуче буде випаровуватися. Нафта буде втрачати найлегші фракції і тим в більшій кількості, ніж вище температура навколишнього середовища.

Щоб уникнути втрат легких фракцій нафти при її видобутку, транс-порте і зберіганні весь шлях від свердловини до нефтеперерабатива-ющего заводу повинен бути герметизований, т. Е. Нафту не повинна мати контакту з повітрям.