Химический склад нафти і є

Химический склад нафти і є.

Что таке нафта та природний газ відомо всім. І тоді водночас навіть фахівці що неспроможні домовитися між собою у тому, як утворюються нафтові поклади. Така ситуація видасться таких вже дивній, якщо розпочати ознайомитися з «біографією» цього корисного ископаемого.

В кращому сорт вугілля — антрациті, наприклад, на вуглець доводиться 94%. Решта дістається водню, кисню й інших елементам.

Конечно, чистого на природі мало буває: його пласти завжди засмічені порожній породою, різними вкрапленнями і включеннями… Однак у цьому разі ми говоримо щодо пластах, родовищах, а лише про вугілля узагалі.

В нафти міститься не менше вуглецю, скільки й кам’яному вугіллі - близько 86%, тоді як водню побільше — 13% проти 5−6% у вугіллі. Зате кисню не в нафті зовсім небагато — всього 0,5%. З іншого боку, у ній є й азот, сірка та інші мінеральні речовини.

Такая спільність по элементному складу, звісно, не могла пройти непоміченою для учених. І тому нафту разом із газом належать до до того ж класу гірських порід, що вугілля (антрацит, кам’яний і буре), торф і сланці, саме — до класу каустобиолитов.

Это мудре слово складається з трьох грецьких слів: kaustikos — пекучий, bios — життя й lithos — камінь. Можете тепер перевести самі.

Такое назва може бути ні точним. Як це спричинило класу каменів, нехай органічного походження, нехай і горючих, можна віднести рідку нафту, а тим паче природного газу…

Замечание цілком резонний. Проте, напевно, Ви будете здивовані ще більше, коли дізнаєтеся, що нафту спеціалісти відносять до мінералам (хоча латинське слово minera означає «руда»). Разом з газом вона належить до горючих з корисними копалинами. Так склалося історично, і нас із Вами цю класифікацію змінювати. Просто давайте враховувати, що мінерали бувають як твердими.

В хімічному відношенні нафту — дуже складна суміш вуглеводнів, подразделяющаяся на дві групи — важку і легку нафту. Легка нафту містить приблизно за два відсотка менше вуглецю, ніж важка, зате відповідно, більше водню і кисню.

Главную частина нафт становлять групи вуглеводнів — алканы, нафтены і арени.

Алканы (у літературі Можете також мати справу з назвами граничні вуглеводні, насичені вуглеводні, парафины) хімічно найстійкіші. Загальна формула СnH (2n+2). Якщо атомів вуглецю в молекулі трохи більше чотирьох, то при атмосферному тиску алканы будуть газоподібними. При 5−16 атомах вуглецю це рідини, а понад — вже тверді речовини, парафины.

К нафтанам відносять алициклические вуглеводні складу CnH2n, CnH (2n-2) і CnH (2n-4). У нефтях содердится переважно циклопентан С5Н10, циклогексан С6Н10 та його гомологи. І, насамкінець, арени (ароматні вуглеводні). Вони значно біднішими воднем, співвідношення углерод/водород в аренах саме високе, набагато вища, ніж у нафти на цілому. Зміст водню в нефтях коливається в межах, але у середньому може з’явитися лише на рівні 10−12% тоді як зміст водню в бензолі 7,7%. Хіба казати про складних полициклических з'єднаннях, в ароматичних кільцях яких багато ненасичених зв’язків углерод-углерод! Вони становлять основу смол, асфальтенов та інших попередників коксу, і будучи вкрай нестабільними, ускладнюють життя нафтопереробникам.

Посмотрите, як влаштовані молекули пентана С5Н10, циклогексана С6Н12 і бензолу С6Н6 — типових представників кожного з цих класів:

Кроме вуглецевої частини вчених у нафти є асфальто-смолистая складова, порфірини, сірка і зольна частина.

Асфальто-смолистая частина — темне щільне речовина, яка частково розчиняється в бензині. Растворяющуюся частина називають асфальтеном, а нерастворяющуюся, зрозуміло, смолою.

Порфирины — особливі органічні сполуки, що мають у собі азот. Багато вчених вважають, що колись вони утворилися з хлорофілу рослин i гемоглобіну тварин.

Серы не в нафті буває значна частина — до 5%, і її приносить чимало клопоту нафтовикам, викликаючи корозію металів.

И, нарешті, зольна частина. Це те, що залишається після спалювання нафти. У попелі, зазвичай містяться сполуки заліза, нікелю, ванадію та інших речовин. Про використанні їх ми ще поговоримо надалі.

К сказаного, мабуть, можна додати, що геологічний сусід нафти — природний газ — теж непросте за складом речовина. Найбільше — до 95% по обсягу — у цій суміші метану. Присутні також етан, пропан, бутаны та інші алканы — від С5 і від. Ретельніший аналіз, дозволив знайти у природному газі й невеличкі кількості гелію.

Использование газу почалося давно, але здійснювалося спочатку лише місцях його природних виходів на поверхню. У Дагестані, Азербайджані, Ірані обліковано і інших східних районах невідь-скільки років горіли ритуальні «вічні вогні», поруч із нею процвітали з допомогою прочан храми.

Позже відзначені випадки застосування газу, одержуваного з пробурених свердловин чи криниць і шурфів, споруджуваних до різних цілей. Ще першому тисячолітті нашої ери в китайської провінції Сичуань при бурінні свердловин на сіль було відкрито газове родовище Цзылюцзынь. Практичні що люди з Сычуаня досить скоро навчилися використовувати його для випарювання солі з розсолу. Ось Вам приклад типово енергетичного застосування.

В надувалася протягом багатьох століть людина використовував такі подарунки природи, але промисловим освоєнням ці випадки назвати не можна. Лише середині 19 століття природного газу стає технологічним паливом, одним із перших прикладів можна навести склоробне виробництво, організоване з урахуванням родовища Дагестанські вогні. До речі, нині більш 60% стекольного виробництва виходить з використанні як технологічного палива саме газу.

Вообще кажучи, переваги газового палива стали очевидні досить давно, мабуть, з моменту появи промислових процесів термічної (без доступу повітря) деструкції твердих палив. Розвиток металургії призвело до заміні примітивних смолокурен коксовыми печами. Коксовій газу швидко знайшлося побутове застосування — з’явилися газові ріжки висвітленню вулиць та приміщень. У 1798 року у Англії було влаштовано газове висвітлення головного корпусу мануфактури Джеймса Уатта, а 1804 року утворилося перше суспільство газового висвітлення. У 1818 року газові ліхтарі освітили Париж. І дуже швидко коксування почали застосовувати щоб одержати й не так металургійного коксу, скільки спочатку светильного, і потім і побутового газу. Газифікація побуту перетворилася на синонім прогресу, процеси газифікації палива вдосконалювалися, а отримуваний газ почали дедалі частіше називати «міським газом».

Интересно відзначити, що вдосконалення пирогенетической технології йшло шляхом більш повного використання паливного потенціалу. При сухий перегонці типу коксування в газ переходить трохи більше 30−40% теплоти палива. При окислительной газифікації з додаванням кисню, повітря, водяної пари можна добыить переведення гривень у газ до 70−80% і більше потенційної теплоти. Практично при газифікації твердих палив в зольном залишку органічних сполук не залишається.

Однако у газу, одержуваного при окислительной газифікації, теплота згоряння нижче, ніж в газу при коксовании. Тому, за виробництві міського газу комбінували процеси коксування з газификационными. Згодом, вже у 20 столітті, з’явилася можливість підняти калорійність побутового газу, включивши до схему газифікації операцію каталического метанирования — перетворення частини оксиду вуглецю і водню, які у газі окислительной газифікації, в метан. Тим самим було вдалося досягти яка потрібна на нормальної роботи горілок теплоти згоряння одержуваного побутового газу щонайменше 16,8 Мдж/м3 (4000 ккал/м3).

Итак, газ замінив решта видів палива сначал висвітленню, потім на приготування їжі, опалення жител. Але знадобилися майже століття цих цілей використовувався практично лише штучний газ, отриманий із твердих палив. Хіба ж природного газу ?

Дело у цьому, що серйозно почали шукати і розробляти родовища газу в 20-х роках 20 століття. І лише 30-х роках техніка буріння великі глибини (до 3000 метрів і більше) дозволила забезпечити надійну сировинну базу газової промисловості.

Развитию нова галузь завадила друга світова війна. Проте вже у 1944 року почалися пошукові роботи з прокладанні першого промислового газопроводу Саратов-Москва. То справді був первісток, на яких в 50-і роки пішли Дашава-Киев, Шебелинка-Москва. Наступні десятиліття увесь СРСР перетинали потужні траси, з яких час передаються величезні кількості газу. Саме тому газ стає поступово енергоносієм номер один для комунально-побутових потреб й управління промислових енергетичних установок. Частка газу перевищила 60-відсотковий кордон у енергетиці виробництва цементу, скла, кераміки, інших будівельних матеріалів, наближається до 50% в металургії і машинобудуванні. Застосування газу в стаціонарних енергетичних установках дозволяє собі з урахуванням зниження витрати за власні потреби електростанцій збільшити їх ККД на 6−7%, підвищити продуктивність на 30% і більше.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.