Нафта — масляниста рідина темно-бурого або майже чорного кольору з характерним запахом. Вона легша за воду (густ. 0,73—0,97 г/см ), у воді практично не розчинна.
За складом нафта — складна суміш вуглеводнів різної молекулярної маси, головним чином рідких (в них розчинені тверді і газуваті вуглеводні). Звичайно це вуглеводні парафінові, циклоалкани, ароматичні, співвідношення яких у нафтах різних родовищ коливається в широких межах. Бакинська й ембинська нафта містить більше циклоалканів (з п’яти- і шестичленними кільцями), грозненська і західноукраїнська — парафінових, уральська — ароматичних. Крім вуглеводнів нафта містить кисневі, сірчисті та азотисті органічні сполуки.
Сиру нафту звичайно не використовують. Щоб добути з нафти технічно цінні продукти, її піддають переробці.
Первинна переробка нафти полягає в її перегонці. Перегонку провадять на нафтопереробних заводах після відокремлення попутних газів. При перегонці нафти добувають світлі нафтопродукти: бензин (т. кип. від 40 до 150— 200 °С), лігроїн (т. кип. 120—240°С), гас (т. кип. 150—300°С), газойль — солярове масло (т. кип. вища 300 °С), а в залишку — в’язку чорну рідину — мазут. Мазут піддають подальшій переробці. Його переганяють під зниженим тиском (щоб запобігти розкладу) і виділяють мастила: веретенне, машинне, циліндрове тощо. З мазуту деяких сортів нафти добувають вазелін і парафін. Залишок мазуту після відгонки називається нафтовим пеком, або гудроном.
Продукти перегонки нафти мають різноманітне застосування. Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне й автомобільне паливо. Він складається звичайно з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 5 до 9 атомів карбону.
Лігроїн використовують як паливо для дизельних двигунів, а також як розчинник у лакофарбовій промисловості. Великі кількості його переробляють на бензин.
Гас застосовують як паливо для реактивних і тракторних двигунів, а також для побутових потреб. Він складається з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 9 до 16 атомів карбону.
Солярове масло використовується як моторне паливо, а мастила — для змазування механізмів.
Вазелін використовують у медицині. Він складається із суміші рідких і твердих вуглевoднів.
Парафін застосовується для добування вищих карбонових кислот (див деревини у виробництві сірників і олівців, виготовлення свічок, гуталіну тощо. Він складається із суміші твердих вуглеводнів.
Гудрон — нелетка темна маса; після часткового окиснення застосовується для виготовлення асфальту.
Мазут крім переробки на мастила і бензин використовують як котельне рідке паливо.
При вторинних методах переробки нафти відбуваються зміни у структурі вуглеводнів, що входять до її складу. Серед цих методів велике значення має крекінг (розщеплення) вуглеводнів нафти, який здійснюють для підвищення виходу бензину.
Термічний крекінг проводять при нагріванні вихідної сировини (мазуту та ін.) до температури 450—550°С при тиску 2—7 МПа. При цьому молекули вуглеводнів з великим числом атомів карбону розщеплюються на дрібніші молекули насичених і ненасичених вуглеводнів. Наприклад:
С16Н34 −> С8Н18 + С8Н16;
C8H18 −> С4Н10 + С4Н8 і т.д.
Таким добувають здебільшого автомобільний бензин. Вихід його з нафти досягає 70 %. Термічний крекінг відкрив російський інженер В. Г. Шухов у 1891 р.
Каталітичний крекінг проводять за наявності каталізаторів (переважно алюмосилікатів) при 450 °С та атмосферному тиску. Цим добувають авіаційний бензин з виходом до 80 %. Такому виду крекінгу піддаються переважно гасова і газойлева фракції нафти. Під час каталітичного крекінгу разом з реакціями розщеплення відбуваються реакції ізомеризації. В результаті останніх утворюються насичені вуглеводні з розгалуженим карбоновим скелетом молекул, що поліпшує якість бензину. Важливим каталітичним процесом є ароматизація вуглеводнів, тобто перетворення парафінів і циклопарафінів на ароматичні вуглеводні. Внаслідок нагрівання важких фракцій нафтопродуктів при наявності каталізатора (платини або молібдену) вуглеводні, які містять б—8 атомів карбону в молекулі, перетворюються на ароматичні вуглеводні. Ці процеси відбуваються під час риформінгу (облагороджування бензинів).
Під час крекінг-процесів утворюється велика кількість газів (гази крекінгу), які містять здебільшого насичені й ненасичені вуглеводні. Ці гази використовують як сировину для хімічної промисловості.
Останнім часом (поряд зі збільшенням виробітку палива і масел) вуглеводні нафти широко використовуються як джерело хімічної сировини. Різними з них добувають речовини, необхідні для виробництва пластмас, синтетичного текстильного волокна, синтетичного каучуку, спиртів, кислот, синтетичних мийних засобів, вибухових речовин, отрутохімікатів, синтетичних жирів тощо.
Сукупність процесів демінералізації нафти, переробки первинної нафти, вакуумної переробки мазуту, подальший поділ та очищення нафтових фракцій, одержаних при атмосферній та вакуумній перегонках. При первинній переробці первісний хімічний склад нафти не змінюється, тому її називають фізичною, недеструктивною або прямою перегонкою. Нафту поділяють на окремі фракції шляхом випаровування та подальшого поділу парів на фракції, які википають у певному інтервалі температур.
Для скорочення втрат легких компонентів здійснюють стабілізацію нафти, а також застосовують спеціальні герметичні резервуари зберігання нафти. Від основної кількості води й твердих частинок нафту звільняють шляхом відстоювання в резервуарах на холоді або при підігріві. Остаточно її зневоднюють і знесолюють на спеціальних установках. Однак вода й нафта часто утворюють важко роздільну емульсію, що сильно сповільнює або навіть перешкоджає зневоднюванню нафти. У загальному випадку емульсія – це система із двох взаємно нерозчинних рідин, у яких одна розподілена в іншій у зваженому стані у вигляді дрібних крапель. Існують два типи нафтових емульсій: нафта у воді, або гідрофільна емульсія, і вода в нафті, або гідрофобна емульсія. Частіше зустрічається гідрофобний тип нафтових емульсій. Утворенню стійкої емульсії передують зниження поверхневого натягу на межі розділення фаз і створення навколо частинок дисперсної фази міцного адсорбційного шару. Такі шари утворюють треті речовини – емульгатори. До гідрофільних емульгаторів належать лужні мила, желатин, крохмаль. Гідрофобними є добре розчинні в нафтопродуктах лужноземельні солі органічних кислот, смоли, а також дрібнодисперсні частинки сажі, глини, оксидів металлов.
Объяснение:
Нафта — масляниста рідина темно-бурого або майже чорного кольору з характерним запахом. Вона легша за воду (густ. 0,73—0,97 г/см ), у воді практично не розчинна.
За складом нафта — складна суміш вуглеводнів різної молекулярної маси, головним чином рідких (в них розчинені тверді і газуваті вуглеводні). Звичайно це вуглеводні парафінові, циклоалкани, ароматичні, співвідношення яких у нафтах різних родовищ коливається в широких межах. Бакинська й ембинська нафта містить більше циклоалканів (з п’яти- і шестичленними кільцями), грозненська і західноукраїнська — парафінових, уральська — ароматичних. Крім вуглеводнів нафта містить кисневі, сірчисті та азотисті органічні сполуки.
Сиру нафту звичайно не використовують. Щоб добути з нафти технічно цінні продукти, її піддають переробці.
Первинна переробка нафти полягає в її перегонці. Перегонку провадять на нафтопереробних заводах після відокремлення попутних газів. При перегонці нафти добувають світлі нафтопродукти: бензин (т. кип. від 40 до 150— 200 °С), лігроїн (т. кип. 120—240°С), гас (т. кип. 150—300°С), газойль — солярове масло (т. кип. вища 300 °С), а в залишку — в’язку чорну рідину — мазут. Мазут піддають подальшій переробці. Його переганяють під зниженим тиском (щоб запобігти розкладу) і виділяють мастила: веретенне, машинне, циліндрове тощо. З мазуту деяких сортів нафти добувають вазелін і парафін. Залишок мазуту після відгонки називається нафтовим пеком, або гудроном.
Продукти перегонки нафти мають різноманітне застосування. Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне й автомобільне паливо. Він складається звичайно з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 5 до 9 атомів карбону.
Лігроїн використовують як паливо для дизельних двигунів, а також як розчинник у лакофарбовій промисловості. Великі кількості його переробляють на бензин.
Гас застосовують як паливо для реактивних і тракторних двигунів, а також для побутових потреб. Він складається з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 9 до 16 атомів карбону.
Солярове масло використовується як моторне паливо, а мастила — для змазування механізмів.
Вазелін використовують у медицині. Він складається із суміші рідких і твердих вуглевoднів.
Парафін застосовується для добування вищих карбонових кислот (див деревини у виробництві сірників і олівців, виготовлення свічок, гуталіну тощо. Він складається із суміші твердих вуглеводнів.
Гудрон — нелетка темна маса; після часткового окиснення застосовується для виготовлення асфальту.
Мазут крім переробки на мастила і бензин використовують як котельне рідке паливо.
При вторинних методах переробки нафти відбуваються зміни у структурі вуглеводнів, що входять до її складу. Серед цих методів велике значення має крекінг (розщеплення) вуглеводнів нафти, який здійснюють для підвищення виходу бензину.
Термічний крекінг проводять при нагріванні вихідної сировини (мазуту та ін.) до температури 450—550°С при тиску 2—7 МПа. При цьому молекули вуглеводнів з великим числом атомів карбону розщеплюються на дрібніші молекули насичених і ненасичених вуглеводнів. Наприклад:
С16Н34 −> С8Н18 + С8Н16;
C8H18 −> С4Н10 + С4Н8 і т.д.
Таким добувають здебільшого автомобільний бензин. Вихід його з нафти досягає 70 %. Термічний крекінг відкрив російський інженер В. Г. Шухов у 1891 р.
Каталітичний крекінг проводять за наявності каталізаторів (переважно алюмосилікатів) при 450 °С та атмосферному тиску. Цим добувають авіаційний бензин з виходом до 80 %. Такому виду крекінгу піддаються переважно гасова і газойлева фракції нафти. Під час каталітичного крекінгу разом з реакціями розщеплення відбуваються реакції ізомеризації. В результаті останніх утворюються насичені вуглеводні з розгалуженим карбоновим скелетом молекул, що поліпшує якість бензину. Важливим каталітичним процесом є ароматизація вуглеводнів, тобто перетворення парафінів і циклопарафінів на ароматичні вуглеводні. Внаслідок нагрівання важких фракцій нафтопродуктів при наявності каталізатора (платини або молібдену) вуглеводні, які містять б—8 атомів карбону в молекулі, перетворюються на ароматичні вуглеводні. Ці процеси відбуваються під час риформінгу (облагороджування бензинів).
Під час крекінг-процесів утворюється велика кількість газів (гази крекінгу), які містять здебільшого насичені й ненасичені вуглеводні. Ці гази використовують як сировину для хімічної промисловості.
Останнім часом (поряд зі збільшенням виробітку палива і масел) вуглеводні нафти широко використовуються як джерело хімічної сировини. Різними з них добувають речовини, необхідні для виробництва пластмас, синтетичного текстильного волокна, синтетичного каучуку, спиртів, кислот, синтетичних мийних засобів, вибухових речовин, отрутохімікатів, синтетичних жирів тощо.
Объяснение:
Сукупність процесів демінералізації нафти, переробки первинної нафти, вакуумної переробки мазуту, подальший поділ та очищення нафтових фракцій, одержаних при атмосферній та вакуумній перегонках. При первинній переробці первісний хімічний склад нафти не змінюється, тому її називають фізичною, недеструктивною або прямою перегонкою. Нафту поділяють на окремі фракції шляхом випаровування та подальшого поділу парів на фракції, які википають у певному інтервалі температур.
Для скорочення втрат легких компонентів здійснюють стабілізацію нафти, а також застосовують спеціальні герметичні резервуари зберігання нафти. Від основної кількості води й твердих частинок нафту звільняють шляхом відстоювання в резервуарах на холоді або при підігріві. Остаточно її зневоднюють і знесолюють на спеціальних установках. Однак вода й нафта часто утворюють важко роздільну емульсію, що сильно сповільнює або навіть перешкоджає зневоднюванню нафти. У загальному випадку емульсія – це система із двох взаємно нерозчинних рідин, у яких одна розподілена в іншій у зваженому стані у вигляді дрібних крапель. Існують два типи нафтових емульсій: нафта у воді, або гідрофільна емульсія, і вода в нафті, або гідрофобна емульсія. Частіше зустрічається гідрофобний тип нафтових емульсій. Утворенню стійкої емульсії передують зниження поверхневого натягу на межі розділення фаз і створення навколо частинок дисперсної фази міцного адсорбційного шару. Такі шари утворюють треті речовини – емульгатори. До гідрофільних емульгаторів належать лужні мила, желатин, крохмаль. Гідрофобними є добре розчинні в нафтопродуктах лужноземельні солі органічних кислот, смоли, а також дрібнодисперсні частинки сажі, глини, оксидів металлов.