Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Парафиновые углеводороды метанового ряда↑ Стр 1 из 3Следующая ⇒ Содержание книги
Поиск на нашем сайте
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.......................................................................................................... 3 1. Состав и свойства нефти............................................................................. 4 1.1 Парафиновые углеводороды метанового ряда....................................... 7 1.2 Нафтеновые углеводороды этиленового ряда......................................... 8 1.3 Ароматические углеводороды бензольного ряда................................... 9 2. Состав и свойства природного газа......................................................... 10 2.1 Газовый конденсат.................................................................................. 12 3. Состав и свойства газовых гидратов........................................................ 14 3.1 Образование газовых гидратов.............................................................. 14 3.2 Строение гидратов.................................................................................. 17 4. Состав и свойства воды............................................................................. 21 4.1 Химический состав воды......................................................................... 21 4.2 Физико - химические свойства воды...................................................... 22 5. Состав и свойства пластовых вод............................................................. 23 Список использованных источников и литературы.................................... 27
ВВЕДЕНИЕ
Флюиды (от латинского fluidus – текучий) – любые вещества, поведение которых при деформации может быть описано законами механики жидкостей. Термин введен в науку в 17 веке для обозначения гипотетических жидкостей, с помощью которых объясняли некоторые физические явления и образование горных пород. С развитием науки понятие «флюиды» изменилось. Реологическими и геологическими исследованиями доказано, что все реальные тела под действием длительных тангенциальных нагрузок ведут себя как жидкости. В геологических процессах, длительность которых измеряется миллионами лет, в качестве флюидов могут выступать не только газы,водные растворы, нефть, ил, магма, но и глины, соли, ангидриты, известняки и другие твердые вещества. Основными компонентами промышленной органической химии являются углеводороды. Углеводородное сырье становится основой для получения производных составляющих углеводородов. Углеводородным сырьем считают углеводороды природного происхождения и продукты, прошедшие процесс переработки. При типировании к углеводородному сырью относят следующие вещества: · Нефть · Природный газ
· Газовый конденсат В данной работе мы рассмотрим только химико–физические свойства, по большей части химические свойства углеводородного сырья, воды, пластовых вод и газогидратов.
Состав и свойства нефти
Нефть представляет собой комбинацию углеводородов в различных пропорциях, является полезным ископаемым. Физическими признаками являются жидкое состояние, маслянистость, специфичный запах, горючесть. Относится к ископаемым, находящимся в осадочных породах. Цвет нефти может различаться от грязно-коричневого до чисто черного, при этом встречаются месторождения с бесцветной или ярко-зеленой жидкостью. Нефть представляет собой весьма сложное минеральное вещество. Она не образует самостоятельного пласта, а заполняет пустоты в породах, принимает форму залегания вмещающих ее пород. Как правило, нефти небольшой относительной плотности обладают более светлой окраской, а большой - имеют темный и даже черный цвет и более вязки. Запах может варьироваться от приятного до насыщенно-тяжелого. Физические показатели нефти определяются наличием в ее составе примесей азота, серы или кислорода, остающихся в масле и нефтяном остатке. С конца ХХ века и до настоящего момента нефть считается ключевым полезным ископаеым, имеющим определяющую роль в экономике и производстве. Впервые была изучена пенсильванская нефть Северо-Американского нефтеносного бассейна, в которой немецкий ученый К. Шорлеммар (1834— 1892) обнаружил предельные углеводороды метанового ряда. Исчерпывающее объяснение строения углеводородов дал А.М. Бутлеров (1861), а основоположником науки о нефти принято считать Д.И. Менделеева. В большинстве случаев содержание углерода в нефти различных месторождений составляет 84-87%, а содержание водорода - 12-14%. На долю этих двух элементов приходится 97-99% всего состава нефти. Наиболее часто встречающаяся примесь - сера (до 7%), хотя во многих нефтях серы практически нет. Сера содержится в нефтях в чистом виде (самородная), в виде сероводорода или меркаптанов. Она усиливает коррозию металлов. Азота в нефтях не больше 1,7%, он совершенно безвреден в силу своей инертности. Кислород встречается в нефти не в чистом виде, а в различных соединениях (кислоты, фенолы, эфиры и т.д.) Его в нефти не более 3,6%. Каких-либо закономерностей в соотношении углерода и водорода не установлено. Из металлов в нефти присутствуют железо, магний, алюминий, медь, натрий, олово, кобальт, хром, германий, ванадий, никель, ртуть и другие. Содержание металлов столь мало, что они обнаруживаются лишь в золе, остающейся после сжигания нефти.
По содержанию серы нефти подразделяют на малосернистые с содержанием серы до 0,5% и на высокосернистые с содержанием серы более 0,5%. Присутствие серы в нефтях нежелательно, так как она разъедает нефтеперегонную аппаратуру, нефтепроводы и придает нефти неприятный запах. В составе нефти всегда присутствуют в относительно большем или меньшем количестве асфальтены и смолы. Асфальтены - это высокомолекулярные органические соединения, содержащие коме углерода и водорода серу и кислород. По внешнему виду представляют собой бурые или черные аморфные порошки. Смолы - это полужидкие, иногда почти твердые, тягучие темно-желтые или темно-коричневые вещества с относительной плотностью несколько выше единицы; по своим химическим свойствам очень напоминают асфальт. По содержанию асфальтенов и смол нефти подразделяют на малосмолистые с содержанием смол менее 8%; смолистые с содержанием смол 8-28%; сильно смолистые с содержанием смол более 28%. Основные физические свойства нефти - относительная плотность, вязкость, температура кипения, теплота сгорания, растворимость, электрические и оптические свойства. Нефти подразделяют на легкие и тяжелые. Нефти с относительной плотностью менее 0,9 считаются легкими, с плотностью 0,9 и более - тяжелыми. Различие плотности нефтей объясняется, прежде всего их химической природой, а также зависит от количества растворенного в них газа: чем больше количество газа в нефти, тем меньше ее плотность. Вязкость, или внутреннее трение, - это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц относительно друг друга под влиянием приложенной силы. существенное влияние на вязкость оказывают температура, давление и факторы химического характера. Вязкость жидкостей с повышением температуры уменьшается, а с повышением давления возрастает. Наибольшей вязкостью обладают ароматические углеводороды, далее следуют нафтены, затем парафины. Нефть не имеет определенной температуры кипения, поэтому для нее различают начальную и конечную температуру кипения. Чем меньше плотность нефти, тем при более низкой температуре она закипает. Теплота сгорания нефтей колеблется в пределах 10300-10800 ккал. Чем меньше плотность нефти, тем выше ее теплота сгорания. Нефть и ее дистилляты растворяются в воде в ничтожно малом количестве. Например, вода растворяет 0,027% керосина, т. е. 1 м3 воды может растворить только 270 грамм керосина. Нефть и нефтепродукты хорошо растворяются в органических растворителях: бензоле. хлороформе, сероуглероде, эфире. На этом свойстве основано определение нефтенасыщенности пород путем получения из них нефтяных вытяжек. Нефть и ее производные по отношению к электрическому току являются изоляторами. Сопротивление, которое она оказывает прохождению электрического тока, весьма велико и на изменении этого свойства нефтей основано применение электрокаротажа скважин. В зависимости от преобладания в нефти одного из трех представителей групп углеводородов в количестве более 50% нефти именуются метановыми, нафтеновыми, ароматическими. Если к доминирующему присоединяется другой углеводород в количестве не менее 25 %, то им дают комбинированное название, например метанонафтеновые.
Парафиновые углеводороды метанового ряда отличаются наибольшим содержанием водорода. Нафтеновые углеводороды этиленового ряда содержат меньше водорода. Ароматические углеводороды бензольного ряда - еще меньше водорода. Чистые классы нефтей парафиновых, нафтеновых и ароматических в природе не встречаются. В большинстве случаев нефти представляют собой смешанные типы с преобладанием того или иного класса.
Газовый конденсат
Газовый конденсат - сложное природное органическое вещество-смесь, состоящее преимущественно из легких (нефтяных) углеводородных соединений, растворённых в газе или переходящих в жидкую фазу при определённых пластовых термобарических условиях. Газовый конденсат получается из природного газа при разработке газоносных месторождений. В пластовых условиях при высоком давлении (от 10 до 60 МПа) и температуре в парообразном состоянии находятся некоторые бензино-керосиновые фракции и, что случается реже, более высокомолекулярные жидкие компоненты нефти. При разработке месторождений давление падает в несколько раз - до 4-8 МПа, и из газа выделяется сырой нестабильный конденсат, содержащий, в отличие от стабильного, не только углеводороды С5 и выше, но и растворённые газы метан-бутановой фракции. Содержание жидких компонентов в одном кубометре газа для различных месторождений составляет от 10 до 700 см³. Как правило, это прозрачная жидкость, но в зависимости от глубины, с которой она была извлечена, цвет может меняться от соломенного до желтовато-коричневого из-за примесей нефти. Газовый конденсат иногда называют белой нефтью — он может использоваться в качестве топлива. При уменьшении давления, по мере расходования газа, газовый конденсат выделяется в геологическом пласте и пропадает для потребителя. Поэтому при эксплуатации месторождений с большим содержанием газового конденсата из добытого на поверхность земли газа выделяют углеводороды С3 и выше, а фракцию C1—С2 для поддержания давления в пласте закачивают обратно. Главные направления в переработке газового конденсата — топливное и нефтехимическое. Из газового конденсата получаются высококачественные бензины, реактивное, дизельное и котельное топливо. Нефтехимическая переработка конденсата сводится к получению ароматических углеводородов, олефинов и других мономеров (маленьких молекул), используемых для производства пластмасс, синтетических каучуков, волокон и смол.
Образование газовых гидратов
Газовые гидраты подразделяются на техногенные (искусственные) и природные (естественные). Все известные газы при определенных давлениях и температурах образуют кристаллогидраты, структура которых зависит от состава газа, давления и температуры. Гидраты могут стабильно существовать в широком диапазоне давлений и температур. Например, гидрат метана существует при давлениях от 2*10-8 до 2*103 MPa и температурах от 70 до 350 K. Некоторые свойства гидратов уникальны. Например, один объем воды при переходе в гидратное состояние связывает 207 объемов метана. При этом ее удельный объем возрастает на 26% (при замерзании воды ее удельный объем возрастает на 9%). 1 м3 гидрата метана при P=26 атм и Т=0°С содержит 164 объема газа. При этом на долю газа приходится 0.2 м3, на воду 0,8 м3. Удельный объем метана в гидрате соответствует давлению порядка 1400 атм. Разложение гидрата в замкнутом объеме сопровождается значительным повышением давления. На рисунке 3.1.1 дана диаграмма условий существования гидрата некоторых компонентов природного газа в координатах давление-температура. Рисунок 3.1.1 - Кривые газо-гидрато-образования для некоторых компонентов природного газа.
Для образования газогидрата необходимы следующие три условия: 1. Благоприятные термобарические условия. Образованию газогидратов благоприятствует сочетание низкой температуры и высокого давления. 2. Наличие гидратообразующего вещества. К гидратообразующим веществам относятся метан, этан, пропан, двуокись углерода и др. 3. Достаточное количество воды. Воды не должно быть ни слишком мало, ни слишком много. Для предотвращения газогидратообразования достаточно исключить одно из трёх условий. Природные газовые гидраты представляют собой метастабильный минерал, образование и разложение которого зависит от температуры, давления, химического состава газа и воды, свойств пористой среды и др. Морфология газогидратов весьма разнообразна. В настоящее время выделяют три основных типа кристаллов: · массивные кристаллы. Формируются за счёт сорбции газа и воды на всей поверхности непрерывно растущего кристалла; · вискерные кристаллы. Возникают при туннельной сорбции молекул к основанию растущего кристалла; · гель-кристаллы. Образуются в объёме воды из растворённого в ней газа при достижении условий гидратообразования. В пластах горных пород гидраты могут быть как распределены в виде микроскопических включений, так и образовывать крупные частицы, вплоть до протяжённых пластов многометровой толщины. Благодаря своей клатратной структуре единичный объём газового гидрата может содержать до 160—180 объёмов чистого газа. Плотность гидрата ниже плотности воды и льда (для гидрата метана около 900 кг/м³). Ускоренному образованию газовых гидратов способствуют следующие явления:
· Турбулентность. Образование газовых гидратов активно протекает на участках с высокими скоростями потока среды. При перемешивании газа в трубопроводе, технологическом резервуаре, теплообменнике и т.п. интенсивность газогидратообразования возрастает. · Центры кристаллизации. Центр кристаллизации представляет собой точку, в которой имеются благоприятные условия для фазового превращения, в данном случае – образования твердой фазы из жидкой. · Свободная вода. Наличие свободной воды не является обязательным условием для гидратообразования, однако интенсивность этого процесса в присутствии свободной воды значительно возрастает. Кроме того, поверхность раздела фаз вода-газ является удобным центром кристаллизации для образования газогидратов.
Строение гидратов
В структуре газогидратов молекулы воды образуют ажурный каркас (то есть решётку хозяина), в котором имеются полости. Установлено, что полости каркаса обычно являются 12- («малые» полости), 14-, 16- и 20-гранниками («большие» полости), немного деформированными относительно идеальной формы. Эти полости могут занимать молекулы газа («молекулы—гости»). Молекулы газа связаны с каркасом воды ван-дер-ваальсовскими связями. В общем виде состав газовых гидратов описывается формулой M·n·H2O, где М — молекула газа-гидрато-образователя, n — число молекул воды, приходящихся на одну включённую молекулу газа, причём n — переменное число, зависящее от типа гидрато-образователя, давления и температуры. Полости, комбинируясь между собой, образуют сплошную структуру различных типов. По принятой классификации они называются КС, ТС, ГС - соответственно кубическая, тетрагональная и гексагональная структура. В природе наиболее часто встречаются гидраты типов КС-I (англ. sI), КС-II (англ. sII), в то время как остальные являются метастабильными.
Таблица 3.2.1 - Некоторые структуры клатратных каркасов газовых гидратов.
Рисунок 3.2.1 - Кристаллические модификации газогидратов. При повышении температуры и уменьшении давления гидрат разлагается на газ и воду с поглощением большого количества теплоты. Разложение гидрата в замкнутом объёме либо в пористой среде (естественные условия) приводит к значительному повышению давления. Кристаллогидраты обладают высоким электрическим сопротивлением, хорошо проводят звук, и практически непроницаемы для свободных молекул воды и газа. Для них характерна аномально низкая теплопроводность (для гидрата метана при 273 К в пять раз ниже, чем у льда). Для описания термодинамических свойств гидратов в настоящее время широко используется теория Ван-дер-Ваальса - Платтеу. Основные положения данной теории: · решётка хозяина не деформируется в зависимости от степени заполнения молекулами-гостями либо от их вида; · в каждой молекулярной полости может находиться не более одной молекулы-гостя; · взаимодействие молекул-гостей пренебрежимо мало; · к описанию применима статистическая физика. Несмотря на успешное описание термодинамических характеристик, теория Ван-дер-Ваальса - Платтеу противоречит данным некоторых экспериментов. В частности, показано, что молекулы-гости способны определять как симметрию кристаллической решётки гидрата, так и последовательность фазовых переходов гидрата. Помимо того, обнаружено сильное воздействие гостей на молекулы-хозяева, вызывающее повышение наиболее вероятных частот собственных колебаний. Большинство природных газов (CH4, C2H6, C3H8, CO2, N2, H2S, изобутан и т. п.) образуют гидраты, которые существуют при определённых термобарических условиях. Область их существования приурочена к морским донным осадкам и к областям многолетнемёрзлых пород. Преобладающими природными газовыми гидратами являются гидраты метана и диоксида углерода. При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промышленных коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с образованием гидратов на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы(метиловый спирт, гликоли, 30%-ный раствор CaCl2), а также поддерживают температуру потока газа выше температуры гидратообразования с помощью подогревателей, теплоизоляцией трубопроводов и подбором режима эксплуатации, обеспечивающего максимальную температуру газового потока. Для предупреждения гидратообразования в магистральных газопроводах наиболее эффективна газоосушка — очистка газа от паров воды.
Состав и свойства воды
Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, льды) — 361,13 млн км2. На Земле примерно 96,5 % воды приходится на океаны, 1,7 % мировых запасов составляют грунтовые воды, ещё 1,7 % — ледники и ледяные шапки Антарктиды и Гренландии, небольшая часть находится в реках, озёрах и болотах, и 0,001 % в облаках (образуются из взвешенных в воздухе частиц льда и жидкой воды). Бо́льшая часть земной воды — солёная, непригодная для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5 %, причём 98,8 % этой воды находится в ледниках и грунтовых водах. Менее 0,3 % всей пресной воды содержится в реках, озёрах и атмосфере, и ещё меньшее количество (0,003 %) находится в живых организмах. Исключительно важна роль воды в возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на планете Земля.
Химический состав воды
Вода (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение с химической формулой Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета (в малом объёме), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях). Составляет приблизительно около 0,05 массы Земли. Состав воды можно выяснить с помощью реакции разложения электрическим током. Образуется два объема водорода на один объем кислорода (объем газа пропорционален количеству вещества): 2H2O = 2H2↑ + O2↑ Вода состоит из молекул. Каждая молекула содержит два атома водорода, соединенные ковалентными связями с одним атомом кислорода. Угол между связями около 105º.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.......................................................................................................... 3 1. Состав и свойства нефти............................................................................. 4 1.1 Парафиновые углеводороды метанового ряда....................................... 7 1.2 Нафтеновые углеводороды этиленового ряда......................................... 8 1.3 Ароматические углеводороды бензольного ряда................................... 9 2. Состав и свойства природного газа......................................................... 10 2.1 Газовый конденсат.................................................................................. 12 3. Состав и свойства газовых гидратов........................................................ 14 3.1 Образование газовых гидратов.............................................................. 14 3.2 Строение гидратов.................................................................................. 17 4. Состав и свойства воды............................................................................. 21 4.1 Химический состав воды......................................................................... 21 4.2 Физико - химические свойства воды...................................................... 22 5. Состав и свойства пластовых вод............................................................. 23 Список использованных источников и литературы.................................... 27
ВВЕДЕНИЕ
Флюиды (от латинского fluidus – текучий) – любые вещества, поведение которых при деформации может быть описано законами механики жидкостей. Термин введен в науку в 17 веке для обозначения гипотетических жидкостей, с помощью которых объясняли некоторые физические явления и образование горных пород. С развитием науки понятие «флюиды» изменилось. Реологическими и геологическими исследованиями доказано, что все реальные тела под действием длительных тангенциальных нагрузок ведут себя как жидкости. В геологических процессах, длительность которых измеряется миллионами лет, в качестве флюидов могут выступать не только газы,водные растворы, нефть, ил, магма, но и глины, соли, ангидриты, известняки и другие твердые вещества. Основными компонентами промышленной органической химии являются углеводороды. Углеводородное сырье становится основой для получения производных составляющих углеводородов. Углеводородным сырьем считают углеводороды природного происхождения и продукты, прошедшие процесс переработки. При типировании к углеводородному сырью относят следующие вещества: · Нефть · Природный газ · Газовый конденсат В данной работе мы рассмотрим только химико–физические свойства, по большей части химические свойства углеводородного сырья, воды, пластовых вод и газогидратов.
Состав и свойства нефти
Нефть представляет собой комбинацию углеводородов в различных пропорциях, является полезным ископаемым. Физическими признаками являются жидкое состояние, маслянистость, специфичный запах, горючесть. Относится к ископаемым, находящимся в осадочных породах. Цвет нефти может различаться от грязно-коричневого до чисто черного, при этом встречаются месторождения с бесцветной или ярко-зеленой жидкостью. Нефть представляет собой весьма сложное минеральное вещество. Она не образует самостоятельного пласта, а заполняет пустоты в породах, принимает форму залегания вмещающих ее пород. Как правило, нефти небольшой относительной плотности обладают более светлой окраской, а большой - имеют темный и даже черный цвет и более вязки. Запах может варьироваться от приятного до насыщенно-тяжелого. Физические показатели нефти определяются наличием в ее составе примесей азота, серы или кислорода, остающихся в масле и нефтяном остатке. С конца ХХ века и до настоящего момента нефть считается ключевым полезным ископаеым, имеющим определяющую роль в экономике и производстве. Впервые была изучена пенсильванская нефть Северо-Американского нефтеносного бассейна, в которой немецкий ученый К. Шорлеммар (1834— 1892) обнаружил предельные углеводороды метанового ряда. Исчерпывающее объяснение строения углеводородов дал А.М. Бутлеров (1861), а основоположником науки о нефти принято считать Д.И. Менделеева. В большинстве случаев содержание углерода в нефти различных месторождений составляет 84-87%, а содержание водорода - 12-14%. На долю этих двух элементов приходится 97-99% всего состава нефти. Наиболее часто встречающаяся примесь - сера (до 7%), хотя во многих нефтях серы практически нет. Сера содержится в нефтях в чистом виде (самородная), в виде сероводорода или меркаптанов. Она усиливает коррозию металлов. Азота в нефтях не больше 1,7%, он совершенно безвреден в силу своей инертности. Кислород встречается в нефти не в чистом виде, а в различных соединениях (кислоты, фенолы, эфиры и т.д.) Его в нефти не более 3,6%. Каких-либо закономерностей в соотношении углерода и водорода не установлено. Из металлов в нефти присутствуют железо, магний, алюминий, медь, натрий, олово, кобальт, хром, германий, ванадий, никель, ртуть и другие. Содержание металлов столь мало, что они обнаруживаются лишь в золе, остающейся после сжигания нефти. По содержанию серы нефти подразделяют на малосернистые с содержанием серы до 0,5% и на высокосернистые с содержанием серы более 0,5%. Присутствие серы в нефтях нежелательно, так как она разъедает нефтеперегонную аппаратуру, нефтепроводы и придает нефти неприятный запах. В составе нефти всегда присутствуют в относительно большем или меньшем количестве асфальтены и смолы. Асфальтены - это высокомолекулярные органические соединения, содержащие коме углерода и водорода серу и кислород. По внешнему виду представляют собой бурые или черные аморфные порошки. Смолы - это полужидкие, иногда почти твердые, тягучие темно-желтые или темно-коричневые вещества с относительной плотностью несколько выше единицы; по своим химическим свойствам очень напоминают асфальт. По содержанию асфальтенов и смол нефти подразделяют на малосмолистые с содержанием смол менее 8%; смолистые с содержанием смол 8-28%; сильно смолистые с содержанием смол более 28%. Основные физические свойства нефти - относительная плотность, вязкость, температура кипения, теплота сгорания, растворимость, электрические и оптические свойства. Нефти подразделяют на легкие и тяжелые. Нефти с относительной плотностью менее 0,9 считаются легкими, с плотностью 0,9 и более - тяжелыми. Различие плотности нефтей объясняется, прежде всего их химической природой, а также зависит от количества растворенного в них газа: чем больше количество газа в нефти, тем меньше ее плотность. Вязкость, или внутреннее трение, - это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц относительно друг друга под влиянием приложенной силы. существенное влияние на вязкость оказывают температура, давление и факторы химического характера. Вязкость жидкостей с повышением температуры уменьшается, а с повышением давления возрастает. Наибольшей вязкостью обладают ароматические углеводороды, далее следуют нафтены, затем парафины. Нефть не имеет определенной температуры кипения, поэтому для нее различают начальную и конечную температуру кипения. Чем меньше плотность нефти, тем при более низкой температуре она закипает. Теплота сгорания нефтей колеблется в пределах 10300-10800 ккал. Чем меньше плотность нефти, тем выше ее теплота сгорания. Нефть и ее дистилляты растворяются в воде в ничтожно малом количестве. Например, вода растворяет 0,027% керосина, т. е. 1 м3 воды может растворить только 270 грамм керосина. Нефть и нефтепродукты хорошо растворяются в органических растворителях: бензоле. хлороформе, сероуглероде, эфире. На этом свойстве основано определение нефтенасыщенности пород путем получения из них нефтяных вытяжек. Нефть и ее производные по отношению к электрическому току являются изоляторами. Сопротивление, которое она оказывает прохождению электрического тока, весьма велико и на изменении этого свойства нефтей основано применение электрокаротажа скважин. В зависимости от преобладания в нефти одного из трех представителей групп углеводородов в количестве более 50% нефти именуются метановыми, нафтеновыми, ароматическими. Если к доминирующему присоединяется другой углеводород в количестве не менее 25 %, то им дают комбинированное название, например метанонафтеновые. Парафиновые углеводороды метанового ряда отличаются наибольшим содержанием водорода. Нафтеновые углеводороды этиленового ряда содержат меньше водорода. Ароматические углеводороды бензольного ряда - еще меньше водорода. Чистые классы нефтей парафиновых, нафтеновых и ароматических в природе не встречаются. В большинстве случаев нефти представляют собой смешанные типы с преобладанием того или иного класса.
Парафиновые углеводороды метанового ряда
Наиболее распространены в природных условиях углеводороды метанового ряда: метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8 и др. Эти углеводороды называют также предельными или насыщенными, что подчеркивает их небольшую химическую активность, а также плохую способность вступать в соединение с атомами других веществ.
Рисунок 1.1.1 Метан, этан, пропан.
Метановые — наиболее простые по строению, получившие свое название от самого простейшего из всех углеводородов — метана. Структурная формула метана напоминает простейшее из живых существ — амебу. Только у метана вместо ядра — атом углерода, а протоплазму образуют 4 атома водорода. Каждый следующий углеводород имеет на 1 атом углерода больше, т. е. структурная формула алканов имеет вид: СnН2n+2. Как бы не вытягивалась цепочка углеводородов, она всегда будет окружена водородной оболочкой. В нефти встречаются почти все члены этого ряда: СН4 — С4Н10 — газы; С5Н12 — С17Н36 — жидкости; начиная с С18Н38 — могут находиться в нефти в виде кристаллов и входят в состав парафинов. Отсюда еще одно название углеводородов — парафиновые. Названия первых 10 членов по порядку: метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, гептан, октан, нонан, декан. Начиная с четвертого углеводорода — бутана, все имеют несколько разновидностей — изомеров. Молекулы их построены по-разному, хотя химическая формула одинакова. Если основной член ряда имеет вид простой цепочки, то у изомеров цепь ветвится. Различаясь по структуре, по прочности связей, изомеры отличаются и свойствами. Углеводороды от метана до бутана (С4Н10) включительно при атмосферном давлении находятся в газообразном состоянии. Из них состоит нефтяной газ. Углеводородные соединения, содержащие от 5 до 17 атомов углерода в молекуле (С5Н12—C17H36) — жидкие вещества. Эти соединения входят в состав нефти. Углеводороды, в молекулах которых имеется свыше 17 атомов углерода, относятся к твердым веществам. Это парафины и церезины, содержащиеся в тех или иных количествах во всех нефтях. По содержанию парафинов нефти подразделяют на беспарафиновые - с содержанием парафина до 1%; слабо парафиновые - с содержанием парафина 1-2%; парафиновые - с содержанием парафина свыше 2%.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-25; просмотров: 1059; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.147.86.80 (0.016 с.) |