Нафта і нафтопродукти

НАФТА І НАФТОПРОДУКТИ

"Нафта немає паливо. Топити можна і асигнаціями" - ці слова Д. І. Менделєєва стали хрестоматійними, але справедливі вони лише частково. На початку XX ст. ще за життя Д. І. Менделєєва, почався переклад кораблів військово-морського флоту найбільших держав з вугільного палива на нафтове. До 1914 р до початку першої світової війни, він практично завершився в більшості країн, в тому числі і вУкаіни. Це збільшило потужність силових установок, які працювали на судах, на одну третину без будівництва нових кораблів!

У наші дні в промислово розвинених країнах вся видобута і купується нафта йде на переробку. Але при цьому близько 90% всієї маси нефтепродуктов- палива і масла і лише 10% - сировина для нафтохімії. Таким чином, нафта не тільки паливо, але і основа багатьох абсолютно необхідних нам палив, насамперед моторних. І потреба в них продовжує зростати.

У 1896 р в світі було кілька автомобілів. Через 15 років їх кількість обчислювалася вже мільйонами. А в роки Другої світової війни в експлуатації знаходилося близько 40 млн. Автомобілів і тягачів, понад 200 тис. Літаків, майже 150 тис. Танків. Для того щоб вся ця техніка могла працювати, потрібні були сотні мільйонів тонн моторних і мастильних матеріалів.

Видобуток і споживання нафти - важливий показник промислового розвитку держав; організація її переробки відображає рівень хімічної науки і технології.

У 1932 р чудовий радянський вчений академік І. М. Губкін випустив книгу «Вчення про нафту», що стала згодом класичною. Вивчення нафти триває. Величезні наукові колективи досліджують склад і властивості нафти в цілому і численних її компонентів; удосконалюються методи видобутку і переробки цього найціннішого викопного сировини.

З точки зору геології нафту - найважливіше пальне копалина, масляниста рідина зі специфічним запахом, що утворює в надрах скупчення (як правило, разом з газоподібними горючими копалинами), а на поверхні Землі зазвичай перетворюється в напівтвердий асфальт або густу маль-ту. У хімії та ж нафта називається продуктом осмоления і часткової полімеризації нафти, а сама нафта - складною сумішшю вуглеводнів з іншими органічними сполуками.

Ненасичених вуглеводнів - олефінів і діолефінов - в сирої нафти практично немає, але вони утворюються в процесі її вторинної переробки (див. Ненасичені вуглеводні). Класифікують нафти за принципом переважання в них тих чи інших вуглеводнів. Нафтові поклади більшості местоторожденій змішані: метано-нафтенові, нафтено-ароматичні і т. Д. Молекулярна маса вуглеводнів нафти коливається в дуже широких межах. Правда, нафтенові вуглеводні нафти представлені головним чином п'яти- і шестичленними циклами.

Сира нафта, як правило, не відразу надходить на переробку, а проходить спочатку певну підготовку. Її зневоднюють, руйнують утворилися в процесі видобутку водонефтяние емульсії, застосовуючи для цього нагрівання до 50-160 ° С, іноді тиск (5-10 ат), поверхнево-активні речовини та деемульгатори - руйнівники емульсій. Але при зневодненні з нафти йдуть не всі розчинені у воді і в нафти хлористі солі. Якщо їх не видалити, потрібно буде застосовувати корозієстійких матеріали при переробці нафти. Тому вигідніше повне видалення хлоридів на стадії підготовки нафти до переробки, що забезпечує робота електрообессолівающіх установок. Легкі нафти після зневоднення і знесолення піддають ще й стабілізації - відганяють легку пропан-бутановую, а частково і пентанових фракції. Якщо цього не зробити, великі будуть втрати цінних легких вуглеводнів в процесі їх транспортування. До того ж нестабілізовані легкі нафти небезпечніше в зверненні, ніж стабілізовані. Розподіл нафт на легкі і важкі умовно: ця класифікація - по щільності і відповідно до кількості присутніх в нафти найлегших і найбільш летючих вуглеводнів. Легкими називають нафти з щільністю до 0,9 г / см3, важкими - більше 0,9 г / см3.

Переробка нафти починається з її перегонкі- процесу термічного поділу нафти на кілька основних фракцій: бензин, нафта, гас, реактивне і дизельне палива, топковий мазут. Останній використовують не тільки як пальне, а й як сировину для виробництва парафіну, мастил, гудрону і деяких інших нафтопродуктів. Перегонку нафти ведуть в безперервно діючих трубчастих установках (див. С. 156). Залишком перегонки зазвичай є мазут або гудрон; мазут переганяється в вакуумі, в результаті чого відбираються масляні фракції і залишається гудрон.

Але перегонка лише початкова стадія переробки нафти. За первинною переробкою слідують вторинні: крекінг, риформінг, гидроформинг і інші, при яких відбувається розпад важких вуглеводнів на більш легкі.

Отримані нафтопродукти обов'язково необхідно чистити, після чого до них додають різні присадки, щоб поліпшити їх експлуатаційні якості.

Тепер коротко про найважливіші нафтопродуктах.

Бензин. Правильніше - бензини. Складна суміш легких вуглеводнів нафти, що застосовується головним чином як паливо для карбюраторних двигунів. Температура кінця кипіння не вище 205 ° С, але 10% маси має переганятися при температурі 68- 79 ° С. Це так звана пускова фракція, від її характеристик залежить легкість запуску двигуна. Бензини отримують як при прямій перегонці нафти, так і в процесах її вторинної переробки. Частина виробленого бензину використовується в хімічній промисловості як розчинник.

Гас - це суміш вуглеводнів, що википають при температурі 180-320 ° С, але деякі гас, наприклад з суруханской і грозненской нафти, починають кипіти при більш низькій температурі. Сто років тому гас називали інакше - фотогеном, що в перекладі з давньогрецької означає «народжує світло». У той час гас був лише паливом освітлювальних (гасових) ламп. Однак пізніше він став і моторним паливом: спочатку для тракторів, а потім і для реактивних літаків. Класичні авіаційні палива - Т-1 і Т-5 - робляться на основі гасової фракції нафти. Використовується гас і як пальне в рідкому ракетному паливі.

Дизельне паливо. На цьому паливі працює дизель - двигун внутрішнього згоряння. Це середні і частково важкі фракції нафти. Межі википання - 270-400 ° С.

Мінеральні масла: моторні, індустріальні (для змащення верстатів), приладові, трансмісійні, циліндрові, турбінні, компресорні та ін. Це все мастила, а є ще й несмазочние: трансформаторні, кабельні, поглинювальні і ін. Серед нафтопродуктів є і медичні препарати, наприклад вазелінове масло і просто вазелін. Все це досить важкі фракції нафти, піддані спеціальному очищенню.

Парафін, церезини - тверді вуглеводні і їх суміші з маслами. До складу парафіну входять головним чином насичені вуглеводні від до з температурами плавлення 50-70 ° С. Суміш вищих твердих насичених вуглеводнів мелкокристаллического будови складу називається церезином. Найбільше парафіну споживає сірникова промисловість - їм просочують деревину, щоб вона горіла рівніше. У хімічній промисловості парафін використовують для отримання карбонових кислот і спиртів, миючих засобів, поверхнево-активних речовин.

Крім того, в процесах нафтопереробки отримують бітуми і нафтовий кокс (з найважчих фракцій), сажу (необхідну гумовому виробництва), найважливіші розчинники - бензол і толуол (див. Нефтехимия).

Нафтові технічні бітуми мають широке застосування в народному господарстві: дорожні, будівельні бітуми і ін. В якості хімічної сировини використовують гази нафтопереробки і багато інших продуктів термічної і каталітичної переробки нафти.