зміст

Вступ
1.Фракціонний склад нафти
2.Бензіновие фракції
.1 Груповий склад
.2 Алкани
.3 Циклоалкани
.4 Арени
.5 Гетероатомних з'єднання
.Вліяніе Хімічного складу бензинів на їх антидетонаційні властивості
.Заключеніе
Список використаної літератури

Вступ

Нафта являє собою складну суміш рідких органічних речовин, в яких розчинені різні тверді вуглеводні і смолисті речовини. Крім того, часто в ній розчинені і супутні нафти газоподібні вуглеводні. Поділ складних сумішей на більш прості або в межі - на індивідуальні компоненти називається фракционированием. Методи поділу базуються на відмінності фізичних, поверхневих і хімічних властивостей поділюваних компонентів. При дослідженні і переробці нафти і газу використовуються наступні методи поділу: фізична стабілізація (дегазація), перегонка і ректифікація, перегонка під вакуумом, азеотропная перегонка, молекулярна перегонка, адсорбція, хроматографія, застосування молекулярних сит, екстракція, кристалізація з розчинів, обробка як хімічними реагентами , так і карбамідом (з метою виділення парафінів нормальної будови). Всіма цими методами можливо отримати різні фракції, за складом і властивостями різко відрізняються від вихідного продукту. Часто ці методи комбінують. Так, наприклад, абсорбція і екстракція при поділі смолистих речовин або екстракція і перегонка в процесі екстрактивної перегонки. При детальному дослідженні хімічного складу нафти практично використовуються всі перераховані вище методи.
Найбільш поширені методи і покладені в основу заводської переробки нафти. У процесі перегонки при поступово підвищується температурі компоненти нафти отгоняются в порядку зростання їх температур кипіння.
Для всіх індивідуальних речовин температура кипіння при даному тиску є фізичною константою. Так як нафта являє собою суміш великого числа органічних речовин, що володіють різним тиском насичених парів, то говорити про температуру кипіння нафти не можна.
В умовах лабораторної перегонки нафти або нафтопродуктів при поступово підвищується температурі окремі компоненти отгоняются в порядку зростання їх температур кипіння, або те ж саме, в порядку зменшення тиску їх насичених парів. Отже, нафта і її продукти характеризуються не температурами кипіння, а температурними межами початку і кінця кипіння і виходом окремих фракцій, переганяли в певних температурних інтервалах. За результатами перегонки і судять про фракційному складі.

1. Фракційний склад нафти

Оскільки нафта являє собою багатокомпонентну безперервну суміш вуглеводнів і гетероатомних з'єднань, то звичайними методами перегонки не вдається розділити їх на індивідуальні сполуки зі строго визначеними фізичними константами, зокрема температурою кипіння при даному тиску Прийнято розділяти нафту і нафтопродукти шляхом перегонки на окремі компоненти, кожен з яких є менш складною сумішшю. Такі компоненти називають фракціями або дистилятами. В умовах лабораторної або промислової перегонки окремі нафтові фракції отгоняются при постійно зростаючій температурі кипіння. Отже, нафта і її фракції характеризуються не температурою кипіння, а температурними межами початку кипіння і кінця кипіння.
При дослідженні якості нових нафт (т. Е. Складанні технічного паспорта), їх фракційний склад визначають на стандартних перегінних апаратах, забезпечених ректифікаційних колон (наприклад, на Арн-2 по ГОСТ 11011-85). Це дозволяє значно поліпшити чіткість погоноразделенія і побудувати за результатами перегонки так звану криву істинної температури кипіння в координатах температура - вихід фракцій в% мас., (Або% об.).
Нафти різних родовищ істотно відрізняються за фракційним складом і, отже, по потенційного змісту дистилятів моторного палива і мастильних масел. Більшість нафт містить 10-30% бензинових фракцій, що википають до 200% і 40-65% керосіногазойлевих фракцій, переганяли до 350 ° С. Відомі родовища легкій нафті з високим вмістом світлих (до 350 ° С). Так, Самотлорского нафту містить 58% світлих, а газоконденсату більшості родовищ майже повністю (85-90%) складаються з світлих. Видобуваються також дуже важкі нафти, що складаються в основному з висококиплячих фракцій (наприклад, нафту Ярегского родовища, що добувається шахтним способом).
3.
2.Бензіновая фракція

Ця фракція використовується для отримання різних сортів моторного палива. Вона являє собою суміш різних вуглеводнів, в тому числі нерозгалужених і розгалужених алканів. Тому бензинову фракцію нерідко піддають термічному риформингу, щоб перетворити нерозгалужені молекули в разветвленние.Качество бензину як моторного палива визначається його октановим числом. (Октанове число вказує відсоткове об'ємне зміст 2,2,4-триметилпентана (изооктана) в суміші 2,2,4-триметилпентана і гептана (алкан з неразветвленной ланцюгом), яка володіє такими ж детонаційними характеристиками горіння, як і випробовуваний бензин.

Погане моторне паливо має нульовий октанове число, а хороше паливо-октанове число 100. Октанове число бензинової фракції, одержуваної з сирої нафти, зазвичай не перевищує 60. Характеристики горіння бензину поліпшуються при додаванні в нього антидетонаторной присадки, в якості якої використовується тетраетилсвинець (IV) , Рb (С2Н5) 4. Тетраетилсвинець є безбарвною рідиною, яку отримують при нагріванні хлороетана зі сплавом натрію і свинцю:
При горінні бензину, що містить цю присадку, утворюються частинки свинцю та оксиду свинцю (II). Вони сповільнюють певні стадії горіння бензинового палива і тим самим перешкоджають детонації. Разом з тетраетілсвінцом в бензин додають ще 1,2-дібромоетан. Він реагує зі свинцем і свинцем (II), утворюючи бромід свинцю (II). Оскільки бромід свинцю (II) являє собою летюча з'єднання, він видаляється з автомобільного двигуна з вихлопними газами.)
.1 Груповий склад нафт

З елементного складу слід, що нафта в основному складається з вуглеводнів. Найбільш широко в нафти представлені вуглеводні трьох класів: алкани, Циклоалкани і арени.
Присутні також вуглеводні змішаного будови. Порівняно жорсткі умови, в яких в природі знаходиться нафту (температура до 200 0 С і більше), обумовлює незначний вміст лише в деяких нафтах таких хімічно активних вуглеводнів, як алкени і алкіни.
З'єднання з циклічними і поліциклічні структурами переважають в нафтах, приуроченим до відносно молодим відкладенням (третинним), а алифатические структури більш характерні для нафт з палеозойських відкладень.
З вуглеводневого компонентів нафт відомі кисневі, сірчисті, азотисті сполуки, також смоли і асфальтени, содерджащіе і кисень, і сірку, і азот, але з не зовсім зрозумілою хімічної природою. Є і некотрие інші елементно - органічні сполуки, але характер їх теж поки не зовсім зрозумілий.
Нафта містить також і мінеральні речовини.

.2 Алкани

Вуглеводний склад нафти - є найбільш важливим показником їх якості, що визначає вибір методу переробки, асортимент і експлуатаційні властивості одержуваних нафтопродуктів. У вихідних нафтах містяться в різних співвідношеннях всі класи вуглеводів, крім алкенів: алкани, циклани, арени, а також гетероатомних з'єднання. Алкани (СnН2n + 2) - парафінові вуглеводи - складають значну частину групових компонентів нафт, газоконденсату і природних газів. Загальний вміст їх в нафтах становить 25-75% Маc. і тільки в деяких парафінистих нафтах типу Мангишлакскій досягає 40-50%. З підвищенням молярної фракцій нафти зміст в них алканів зменшується. Попутні нафтові і природні гази практично повністю, а прямогонні бензини найчастіше на 60-70% складаються з алканів. У масляних фракціях їх зміст знижується до 5-20% Маc. З алканів в бензинах переважають 2- і 3-монометілзамещенние, при цьому частка ізоалканов з четвертинним вуглецевим атомом менше, а етил і пропілзамещенние ізоалкани практично відсутні. Зі збільшенням числа атомів вуглецю в молекулі алканів понад 8 відносний вміст монозаміщених знижується. У газойльових фракціях (200-350 ° С) нафт містяться алкани від додекан до ейкозан. Встановлено, що серед алканів в них переважають монометілзамещенние і ізопреноїдного (з чергуванням бічних метильних груп через три вуглецевих атома в основі вуглецевого ланцюга) структури. В середньому вміст алканів ізопреноїдного будови становить близько 10-11%.

.3 Циклоалкани

Циклоалкани (ц. СnН2n) - нафтенові вуглеводи - входять до складу всіх фракцій нафт, крім газів. В середньому в нафтах різних типів вони містяться від 25 до 80% мас. Бензинові і гасові фракції представлені в основному гомологами циклопентана і циклогексану, переважно з короткими (C1 - С3) алкілзаміщених цикланів. Висококиплячі фракції містять переважно поліциклічні гомологи цикланів з 2-4 однаковими або різними цикланів зчленованого або конденсованого типу будови. Розподіл цикланів по фракціям нафти найрізноманітніше. Їх зміст зростає в міру обважнення фракцій і тільки в найбільш висококиплячих масляних фракціях падає. Можна відзначити наступний розподіл ізомерів цикланів: серед С7 - циклопентаном переважають 1,2 - і 1,3-діметілзамещенние; С8 - циклопентану представлені переважно тріметілзамещеннимі; серед алкілціклогексанов переважає частка ді-і тріметілзамещенние, що не містять четвертинного атома вуглецю.
Циклани є найбільш високоякісною складовою частиною моторного палива і мастильних масел. Моноциклічні циклани надають моторного палива високі експлуатаційні властивості, є більш якісною сировиною в процесах каталітичного риформінгу. У складі мастильних масел вони забезпечують мале зміна в'язкості від температури (т. Е. Високий індекс). При однаковому числі вуглецевих атомів циклани в порівнянні з алканами характеризуються більшою щільністю і, що особливо важливо, меншою температурою застигання.

.4 Арени

Арени (ароматичні вуглеводні) з емпіричної формулою СnНn + 2-2Ка (де Ка - число аренових кілець) - містяться в нафтах зазвичай в меншій кількості (15-50%), ніж алкани і циклани, і представлені гомологами бензолу в бензинових фракціях. Розподіл їх по фракціям різна і залежить від ступеня ароматизований нафти, що виражається в її щільність. У легких нафтах вміст аренів з підвищенням температури кипіння фракції, як правило, знижується. Нафти середньої щільності цікланового типу характеризуються майже рівномірним розподілом аренов по фракціям. У важких нафтах зміст їх різко зростає з підвищенням температури кипіння фракцій. Встановлено наступну закономірність розподілу ізомерів аренов в бензинових фракціях: з C8-аренов більше 1,3-діметілзамещенних, ніж Етилбензол; С9-аренов переважають 1,2,4-тріметілзамещенние. Арени є цінними компонентами в автобензину (з високими октановим числом), але небажаними в реактивному паливі і дизельному паливі. Моноциклічні арени з довгими бічними алкільними ланцюгами надають мастил високі в'язкісно-температурні властивості.

.5 Гетероатомних з'єднання

Гетероатомних називають з'єднання, в яких крім атомів вуглецю містяться гетероатоми (O, S, N). У всіх нафтах присутні гетероатомних з'єднання: кисневі, сірчисті, азотисті. У нафтах містяться гетероатомних з'єднання як циклічного, так і в значно меншому ступені ациклічні характеру. Зміст і співвідношення їх залежить від віку і походження нафти.
Кількість гетероатомних з'єднань в низкомолекулярной частини нафти невелика (до 10%). Основна їх маса концентрується в високомолекулярної частини (до 40%) нафти і особливо в смолисто-асфальтовому залишку (до 100%).
Смолисто-асфальтових речовин більше в молодих нафтах, і тому вони зазвичай містять більше гетероатомних з'єднань.
Присутність певних гетероатомних з'єднань і їх зміст в нафтах має велике значення для вирішення питання про вихідний матеріал нафти і процесів її перетворення в період дозрівання.
.Вліяніе Хімічного складу бензинів на їх антидетонаційні властивості
органічний паливо моторний нафту
Антидетонаційні властивості бензинових фракцій нафт визначаються, в основному, співвідношенням груп алканів, ізоалканов, циклопентаном, цкклогексанов і аренів. Фізико-хімічні властивості автомобільних бензинів і регулювальні параметри двигунів повинні бути ретельно пов'язані один з одним.
До основних характеристик автомобільних бензинів відносять:
· Детонационную стійкість;
· Випаровуваність (фракційний склад і тиск насичених парів);
·густина;
· Вуглеводневий склад.
Одним з основних показників якості автомобільних бензинів є їх детонаційна стійкість, від якої найбільшою мірою залежать надійність, підвищення потужності, економічність і тривалість експлуатації двигуна автомобіля.
Бензин прямої перегонківосточних сірчистих нафт є низькооктановий (ОЧ = 43-53). У них міститься 5-11% ароматичних вуглеводнів, 10-30% нафтенових, 60-80% - нормальних парафінових, 1,2% олефінових і 0,048-0,2% сірки. Високостабільного. Містять мало фактичних смол. Використовуються для виробництва автомобільних бензинів.
Бензин прямої перегонкімалосерністих нафт типу бакинських, майкопських, ехабінскіх, туркменських мають більшу детонаційної стійкістю (ОЧ = 62-70). Майже не містять сірки.
Бензини термічного крекінгу (ОЧ = 66-70) отримують із залишків переробки нафти (мазуту). Містять багато олефінових вуглеводнів і сірки (0,3-0,4%) і мають низьку хімічну стабільність. Ароматичні вуглеводні 2,5-14%, Олефіни 21-52%, нафти 8-10%, парафіни 35-60%. При зберіганні і транспортуванні утворюються смоли, їх октанове число знижується.
Бензини каталітичного крекінгу отримують з легкого сировини - керосино-газойлевой фракції прямою перегонкою (авіаційний бензин) і з важкого дистиляту - вакуумного газойлю (фракції 320-4200С) (автомобільний бензин). Висока детонаційна стійкість (ОЧ = 75-77). Містять ароматичні вуглеводні 20-26%, олефіни 12-28%, нафти 10-18%, паврафіни і ізопарафінов 33-48%.
Розробка методів оцінки антидетонаційних властивостей бензіновначалась в 1918-1919 рр. майже одночасно з вивченням явища детонації в двигунах, коли Г. Рікардо створив двигун зі змінним ступенем стиснення і запропонував оцінювати паливо значенням ступеня стиснення, при якому двигун розвиває максимальну потужність. Цей показник був названий найвищою корисної ступенем стиснення.
Подальші дослідження показали неспроможність методу, так як значення найвищої корисної ступеня стиснення не тільки не залишалося постійним при переході на інший двигун, але змінювалося навіть при роботі на одному і тому ж двигуні в залежності від умов навколишнього середовища.
Пізніше був розроблений метод оцінки детонаційної стійкості палива за допомогою паливних еквівалентів, заснований на порівнянні антидетонаційних якостей випробуваного палива з антидетонаційними властивостями деяких певних видів палива, прийнятих за еталон.В якості еталонних видів палива вибиралися два: одне з яких детонує слабо, а інше - сильно , з таким розрахунком, що всі види палива, що підлягають випробуванню, по своїй схильності до детонації знаходилися між обраними еталонами. За величину, що характеризує антидетонаційні якості палива, було прийнято процентний вміст слабодетонірующего палива в еталонної суміші, еквівалентної по детонаційної стійкості досліджуваного зразка.
Введення порівняльної оцінки антидетонаційних властивостей бензину дало можливість оцінювати ці якості за допомогою деякої умовної одиниці, а також контролювати антидетонаційні якості палива на спеціальних одноциліндрових моторних установках, що істотно спростило випробування.
Порівняльні випробування проводили на різноманітних установках (двигунах) і при різних режимах роботи. Як еталонних палив застосовували бензол, толуол, спирт, які змішували з будь-яким легкодетонірующім бензином. 

Однак такі еталони не дозволяли отримувати задовільні результати, так як умови роботи двигуна на бензолі, толуолі і спирті значно відрізняються від умов роботи на товарних бензинах.
Крім того, при використанні в якості легкодетонірующего еталона промислового бензину неможливо повсюдно забезпечити суворе сталість його антидетонаційних якостей. Накопичений досвід показав, що відносне розташування палива по Антидетонаційна властивостями не є постійним, а залежить в значній мірі від режиму роботи випробувальної установки, методу порівняння палива з еталоном, складу порівнюваних видів палива і т. Д. У зв'язку з цим виникла необхідність встановити єдину одиницю вимірювання, що оцінює антидетонаційні якості палив, а також розробити однакові умови випробування.
Мірою детонаційної стійкості бензину є октанове число (ОЧ) по умовно прийнятій шкалі. У цій шкалі в якості еталонного палива стали застосовувати хімічно чисті вуглеводні - сильно детонує нормальний гептан (С7Н16) і слабо детонує ізооктан (2,2,4-триметилпентан) (С8Н18) і їх суміші, що задовольняють основним вимогам до еталонного палива:
· Постійний склад і можливість отримання ідентичного якості;
· Тривалий термін зберігання;
· Антидетонаційні властивості, що охоплюють весь діапазон бензинів;
· Близькість умов згоряння в двигуні до умов згоряння товарних бензинів.

висновок
органічний паливо моторний нафту
Нафта, нафтові фракції та нафтопродукти є, як правило, суміші дуже великого числа близько киплячих компонентів. Число компонентів в бензинових фракціях може досягати 500, а в масляних фракціях ще більше. Як правило, їх розділяють шляхом перегонки на окремі частини, кожна з яких є менш складною сумішшю. Нафтові фракції, на відміну від індивідуальних сполук, що не мають постійної температури кипіння. Вони википають в певних інтервалах температур, тобто мають температури початку і кінця кипіння (Тнк і ТКК). Тнк і ТКК залежать від хімічного складу фракції. Таким чином, фракційний склад нафти і нафтопродукту показує вміст в них (в об'ємних або вагових відсотках) різних фракцій, що википають в певних температурних межах. Цей показник є найважливішою характеристикою нафтових сумішей і має велике практичне значення.
Повні дані про характеристику складу нафти і нафтопродуктів дозволяють вирішувати головні питання переробки: проводити сортування нафти і нафтопродуктів на базах змішання, визначати варіанти переробки нафти (паливний, паливно-масляний, або нафтохімічний), вибирати схеми переробки, визначати глибину відбору масляних фракцій від потенціалу ( відношення маси фракцій, виділених на установці, до їх масі, що міститься в нафті), вихід окремих фракцій. Знання фракційного складу нафтопродукту дозволяє розрахувати їх найважливіші експлуатаційні характеристики. Внаслідок особливостей хімічного складу нафт різних родовищ, фізико-хімічні характеристики ідентичних по температурі кипіння фракцій будуть неоднакові. Кожна нафту має свою характерну криву розгону, обумовлену специфічним розподілом в ній окремих компонентів (вуглеводневих і не вуглеводневого з'єднань) як за змістом, так і за температурі кипіння.
Зміни фізико-хімічних характеристик взаємно корелюють. На цьому засновано багато методів визначення характеристик і складу нафти і нафтопродуктів, і в даний час накопичений значний обсяг інформації про кореляційних взаємозв'язках. Однак більшість з них знайшли обмежене застосування через громіздкість і непристосованості для використання в інформаційних технологіях.

Список використаної літератури

1. Обрядчіков С. Н., Принципи перегонки нафти, М.- Л., 1940.
. Діяров І.М., Батуева І.Ю., Садиков О.Н., Солодова Н.Л. Хімія нафти. Керівництво до лабораторних занять: Навчальний посібник для вузів. - Л .: Хімія, 1990.
. Богомолов А. І., Гайлі А.А., Громова В.В. і др.Хімія нафти і газу: Навчальний посібник для вузів / Під ред. В. А. Проскурякова, А. Е. Драбкіна.- 3-е изд., Доп. і испр. - СПб: Хімія, 1995..
. Батуева І. Ю., Гайлі А.А., Поконова Ю.В. Хімія нафти. Під редакцією 3. І. Сюняева. Ленінград: Хімія, 1984.
.Соколов В. Л., Фурсов А. Я. Пошуки і розвідка нафтових і газових родовищ. - М .: Недра, 2000. - 296 с.
.Справочнік Нафтопромислової геології / Под ред. Н. Е. Бикова. - Москва: Недра, 2001. - 525 с.
7.Спутнік нафтогазопромислового геолога: Довідник / За ред. І. П. Чаловского. - М .: Недра, 2000. - 376 с.
8.Буланов А.Н. «Регламент роботи цеху первинної підготовки нафти на« Бистрінском »НГВУ», Сургут, ВАТ «Сургутнафтогаз», 1997
.Еріх В.Н., Расіна М.Г., Рудін М.Г. "Хімія і технологія нафти і газу". Ленінград, "Хімія", 1972.
.Скобло А.І., Трегубова І.А., Єгоров М.М. "Процеси і апарати, нафтопереробної і нафтохімічної промисловості". Москва, Державне науково-технічне видавництво., 1962.
.Нестеров І.І., Рябухін Г.Е. "Таємниці нафтової колиски". Свердловськ, Середньо-Уральське книжкове видавництво, 1984.
.Суд М. М. "Нафта і горючі гази в сучасному світі". Москва, Надра, 1984.