Доклад: Бензины и горюче–смазочные материалы. Бензин доклад по химии


Доклад - Бензины и горюче–смазочные материалы

Оглавление.

 TOC o «1-3» h z u Часть Ι. Автобензины.PAGEREF _Toc128123065 h 2

1. Общаяхарактеристика бензинов.PAGEREF_Toc128123066 h 2

2.Состав и свойствабензинов. PAGEREF _Toc128123067 h 3

2.1. Состав бензинов.PAGEREF _Toc128123068 h 3

2.2. Свойства бензинов.PAGEREF _Toc128123069 h 4

2.3. Октановое число.PAGEREF _Toc128123070 h 5

2.4. Присадки.PAGEREF _Toc128123071 h 5

3.Сырьё дляполучения бензина.PAGEREF _Toc128123072 h 6

4.Технологияпроизводства бензина.PAGEREF _Toc128123073 h 7

4.1.Перегонка.PAGEREF _Toc128123074 h 7

4.2.Термический крекинг.PAGEREF _Toc128123075 h 7

4.3.Каталитический крекинг.PAGEREF _Toc128123076 h 8

4.4.Риформинг.PAGEREF _Toc128123077 h 8

4.5.Полимеризация.PAGEREF _Toc128123078 h 9

4.6.Алкилирование.PAGEREF _Toc128123079 h 10

4.7.Изомеризация.PAGEREF _Toc128123080 h 10

4.8.Гидрокрекинг.PAGEREF _Toc128123081 h 10

5.Классификациябензинов.PAGEREF _Toc128123082 h 11

6. Характеристикаассортимента бензинов.PAGEREF _Toc128123083 h 13

7. Правила,маркировки, упаковки, транспортировки и хранение безинов.PAGEREF _Toc128123084 h 22

Часть II.Горюче-смазочные материалы.PAGEREF _Toc128123085 h 23

1. Классификация и характеристикаассортимента горюче-смазочных материалов.PAGEREF _Toc128123086 h 23

Часть III. Правила,маркировки, упаковки, транспортировки и хранения бензинов и горюче-смазочныхматериалов.PAGEREF _Toc128123087 h 43

ЧастьΙ. Автобензины.1. Общаяхарактеристика бензинов.

Бензин — продуктпереработки нефти представляющий собой горючее с низкими детонационнымихарактеристиками. Из сырой нефти производится до 50% бензина. Эта величинавключает природный бензин, бензин крекинг-процесса, продукты полимеризации,сжиженные нефтяные газы и все продукты, используемые в качестве промышленныхмоторных топлив.

 Бензины предназначены для применения впоршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).Современные автомобильные бензины должны удовлетворять ряду требований,обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиямэксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однороднуютопливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметьгрупповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационныйпроцесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава исвойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на деталитопливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годыэкологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

2.Состав и свойства бензинов2.1. Состав бензинов.

Бензин -представляет собой смесь углеводородов состоящих в основном из предельных25-61 %, непредельных 13-45%, нафтеновых 9-71 %, ароматических 4-16 % углеводородовс длиной молекулы углеводорода от C 5 до C 10 и числом углеродных атомов от 4-5до 9-10 со средней молекулярной массой около 100Д.  Так же в состав бензина могут входить примеси- серо-, азот- и  кислослородсодержащихсоединений.

        Бензин — это самая легкая фракция изжидких фракций нефти. Эту фракцию получают  в числе  разных процессов возгонки нефти. По этому отфракционного состава бензинов зависят легкость и надежность пуска двигателя,полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля иинтенсивность из­носа деталей двигателя. Фракционный состав бензиновопределяется согласно ГОСТа 2177-82.                                                                                                                                                                                         

Легкие фракции бензина характеризуют пусковые свойстватоплива — чем ниже температура выкипания топлива, тем лучше пусковые свойства. Для запуска холодного двигателянеобходимо, чтобы 10% бензина выкипало при температуре не выше 55 градусов(зимний сорт) и 70 градусов (летний) по Цельсию. Зимние сорта бензина имеютболее легкий (чем летние) фракционный состав.  Легкие фракции нужны только на период пуска ипрогрева двигателя.

Основная часть топливаназывается рабочей фракцией. От ее испаряемости зависят: образование горючейсмеси при разных режимах работы двигателя, продолжительность прогрева (переводас холостого хода под нагрузку), приемистость (возможность быстрого перевода содного режима на другой). Содержание рабочей фракции должно совпадать с 50%отгона. Минимальный интервал температур от 90% до конца кипения улучшает качествотоплива и снижает его склонность к конденсации, что повышает экономичность иуменьшает износ деталей двигателя. Температуру выкипания 90% топлива иногданазывают точкой росы

2.2. Свойства бензинов.

Бензины — легковоспламеняющиесябесцветные или слегка желтые (при отсутствии специальных добавок) жидкости,имеющие плотность 700-780 кг/м³. Бензиныимеют высокую летучесть, и температуру вспышки в пределах 20-40 градусов поЦельсию. Температура кипения бензинов находится в интервале от 30 до <st1:metricconverter ProductID=«200 C» w:st=«on»>200 C</st1:metricconverter>. Температура засты­вания- ниже минус 60 градусов. При сгорании  бензиновобразуется  вода и углекислый газ. Приконцентрациях паров в воздухе 70—120 г/м³образуются взрывчатые смеси.

Автомобильные бензины в силу своихфизико-химических  характеристик должныобладать следующими свойствами:

·<span Times New Roman"">       

Однородностьсмеси;

·<span Times New Roman"">       

Плотность топлива -при +20 «С должна составлять690...750 кг/м;

·<span Times New Roman»">       

Небольшую вязкость — с ее увеличением затрудняется протекание топливачерез жиклеры, что ведет к обеднению смеси. Вязкость в значительной степенизависит от температуры. При изменении температуры от +40 до —40 °С расходбензина через жиклер меняется на 20...30%;

·<span Times New Roman"">       

Испаряемость -способность переходить из жидкого состояния вгазообразное.  Автомобильные бензиныдолжны обладать такой испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя(особенно чвзимой), его быстрый прогрев, полное сгорание топлива, а такжеисключалось образование паровых пробок в топливной системе;

·<span Times New Roman"">       

Давление насыщенных паров -чем выше давление паров прииспарении топлива в замкнутом пространстве, тем интенсивнее процесс ихконденсации. Стандартом ограничивается верхний предел давления паров летом — до670 ГПа и зимой — от 670 до 930 ГПа. Бензины с более высоким давлением склоннык образованию паровых пробок, при их использовании снижается наполнениецилиндров и теряется мощность двигателя, увеличиваются потери от испарения прихранении в баках автомобилей и на складах;

·<span Times New Roman"">       

Низкотемпературные свойства — способностьбензина выдерживать низкие температуры;

·<span Times New Roman"">       

7. Сгорание бензина.   Под   «сгоранием»   применительно   к автомобильным двигателям понимают быструюреакцию взаимодействия углеводородов топлива с кислородом воздуха с выделениемзначительного количества тепла. Температура паров при горении достигает1500...2400 °С.

    

2.3. Октановое число.

Для улучшения эксплуатационных свойствбензинов производители повышают их октановое число. Это достигается путемдобавления к бензинам некоторых высокооктановых компонентов.

Октановое число –показатель детонационных свойств моторного топлива. Детонацией называют такой характергорения, при котором воспламенение горючей смеси  происходит в нескольких точках цилиндра илипо всему объему  сразу.

Октановоечисло – наиболее важная характеристика бензина. Если октановое число бензина равно 95, то этоозначает, что он детонирует как смесь 95% изооктана и 5% гептана. Октановоечисло бензина после первичной перегонки нефти обычно не превышает 70. По этомудля повышения качества низкосортных бензинов помимо компаудирования используютантидетонаторы (до 0,3%).

2.4. Присадки.

Присадки — вещества,добавляемые (обычно в количествах 0,05-0,1%) к топливам, минеральным исинтетическим маслам для улучшения их эксплуатационных свойств. К присадкамотносятся, антидетонаторы, антиокислители, ингибиторы коррозии и др. Подробнеевиды и назначение присадок  рассмотрены вприложении  №1 «Перечень допущенныхприсадок».

3.Сырьё для получения бензина.

Сырьём для получения бензина являетсянефть.<span Times New Roman CYR",«serif»"> Нефть – этоприродная жидкая смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством другихорганических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе сгазообразными углеводородами (попутные газы, природный газ).                                                                                 

<span Times New Roman CYR",«serif»">Соединениясырой нефти – это сложные вещества, состоящие из пяти элементов – C, H, S, O иN, причем содержание этих элементов колеблется в пределах 82–87% углерода,11–15% водорода, 0,01–6% серы, 0–2% кислорода и 0,01–3% азота.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Углеводороды– основные компоненты нефти и природного газа. Простейший из них – метан Ch5 – являетсяосновным компонентом природного газа. Все углеводороды могут быть подразделенына алифатические (с открытой молекулярной цепью) и циклические, а по степениненасыщенности углеродных связей – на парафины и циклопарафины, олефины,ацетилены и ароматические углеводороды. Обычная сырая нефть из скважины — этозеленовато-коричневая легко воспламеняющаяся маслянистая жидкость с резкимзапахом.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Химическинефти очень различны и изменяются от парафиновых, которые состоят большейчастью из парафиновых углеводородов, до нафтеновых или асфальтеновых, которыесодержат в основном циклопарафиновые углеводороды; существует многопромежуточных или смешанных типов. Парафиновые нефти по сравнению с нафтеновымиили асфальтеновыми обычно содержат больше бензина и меньше серы и являютсяглавным сырьем для получения смазочных масел и парафинов. Нафтеновые типы сырыхнефтей, в общем, содержат меньше бензина, но больше серы и мазута, и асфальта.

4.Технология производства бензина.4.1.Перегонка.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Поступающаянефть нагревается в змеевике примерно до 320

°С, и разогретыепродукты подаются на промежуточные уровни в ректификационной колонне. Такаяколонна может иметь от 30 до 60 расположенных с определенным интерваломподдонов и желобов, каждый из которых имеет ванну с жидкостью. Через этужидкость проходят поднимающиеся пары, которые омываются стекающим внизконденсатом. При надлежащем регулировании скорости обратного стекания (т.е.количества дистиллятов, откачиваемых назад в колонну для повторногофракционирования) возможно получение бензина наверху колонны, керосина исветлых горючих дистиллятов точно определенных интервалов кипения напоследовательно снижающихся уровнях. Обычно для того, чтобы улучшить дальнейшееразделение, остаток от перегонки из ректификационной колонны подвергаютвакуумной дистилляции.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

4.2.Термический крекинг.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Склонностьк дополнительному разложению более тяжелых фракций сырых нефтей при нагревевыше определенной температуры привела к очень важному успеху в использованиикрекинг-процесса. Когда происходит разложение высококипящих фракций нефти,углерод и углеродные связи разрушаются, водород отрывается от молекулуглеводородов и тем самым получается более широкий спектр продуктов посравнению с составом первоначальной сырой нефти. Например, дистилляты, кипящиев интервале температур 290–400

° С, в результате крекинга даютгазы, бензин и тяжелые смолоподобные остаточные продукты. Крекинг-процесспозволяет увеличить выход бензина из сырой нефти путем деструкции более тяжелыхдистиллятов и остатков, образовавшихся в результате первичной перегонки.

<span Times New Roman CYR",«serif»;mso-bidi-font-weight:bold">

4.3.Каталитический крекинг.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Катализатор– это вещество, которое ускоряет протекание химических реакций без изменениясути самих реакций. Каталитическими свойствами обладают многие вещества,включая металлы, их оксиды, различные соли.

<span Times New Roman CYR",«serif»;mso-bidi-font-weight:bold">Процесс Гудри.

ИсследованияЭ.Гудри огнеупорных глин как катализаторов привели к созданию в 1936эффективного катализатора на основе алюмосиликатов для крекинг-процесса.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Среднекипящиедистилляты нефти в этом процессе нагревались и переводились в парообразноесостояние; для увеличения скорости реакций расщепления, т.е. крекинг-процесса,и изменения характера реакций эти пары пропускались через слой катализатора.Реакции происходили при умеренных температурах 430–480

°Си атмосферном давлении в отличие от процессов термического крекинга, гдеиспользуются высокие давления. Процесс Гудри был первым каталитическимкрекинг-процессом, успешно реализованным в промышленных масштабах. 4.4.Риформинг.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Риформинг- это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов вбензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют болеевысокое октановое число, чем молекулы других углеводородов, и поэтому онипредпочтительней для производства современного высокооктанового бензина.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Существуютдва основных вида риформинга – термический и каталитический. В первомсоответствующие фракции первичной перегонки нефти превращаются ввысокооктановый бензин только под воздействием высокой температуры; во второмпреобразование исходного продукта происходит при одновременном воздействии каквысокой температуры, так и катализаторов. Более старый и менее эффективныйтермический риформинг используется до сих пор, но в развитых странах почти всеустановки термического риформинга заменены на установки каталитическогориформинга.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Еслибензин является предпочтительным продуктом, то почти весь риформинг осуществляетсяна платиновых катализаторах, нанесенных на алюминийоксидный или алюмосиликатныйноситель.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Реакции, в результате которыхпри каталитическом риформинге повышается октановое число, включают:

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">1)<span Times New Roman"">         

дегидрирование нафтенов и ихпревращение в соответствующие ароматические соединения;

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">2)<span Times New Roman"">         

превращение линейных парафиновыхуглеводородов в их разветвленные изомеры;

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">3)<span Times New Roman"">         

гидрокрекинг тяжелых парафиновыхуглеводородов в легкие высокооктановые фракции;

<span Times New Roman CYR",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman CYR»">4)<span Times New Roman"">         

образование ароматическихуглеводородов из тяжелых парафиновых путем отщепления водорода. 4.5.Полимеризация.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Кромекрекинга и риформинга существует несколько других важных процессов производствабензина. Первым из них, который стал экономически выгодным в промышленныхмасштабах, был процесс полимеризации, который позволил получить жидкиебензиновые фракции из олефинов, присутствующих в крекинг-газах.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Полимеризацияпропилена – олефина, содержащего три атома углерода, и бутилена – олефина счетырьмя атомами углерода в молекуле дает жидкий продукт, который кипит в тех жепределах, что и бензин, и имеет октановое число от 80 до 82.Нефтеперерабатывающие заводы, использующие процессы полимеризации, обычноработают на фракциях крекинг-газов, содержащих олефины с тремя и четырьмяатомами углерода.

4.6.Алкилирование.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Вэтом процессе изобутан и газообразные олефины реагируют под действиемкатализаторов и образуют жидкие изопарафины, имеющие

октановое число,близкое к таковому у изооктана. Вместо полимеризации изобутилена в изооктен изатем гидрогенизации его в изооктан, в данном процессе изобутан реагирует сизобутиленом и образуется непосредственно изооктан.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Всепроцессы алкилирования для производства моторных топлив производятся сиспользованием в качестве катализаторов либо серной, либо фтороводороднойкислоты при температуре сначала

0–15°C,а затем 20–40° С. 4.7.Изомеризация.

<span Times New Roman CYR",«serif»">

<span Times New Roman CYR",«serif»">Другойважный путь получения высокооктанового сырья для добавления в моторное топливо– это процесс изомеризации с использованием хлорида алюминия и других подобныхкатализаторов.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Изомеризацияиспользуется для повышения октанового числа природного бензина и нафтенов спрямолинейными цепями.Улучшение антидетонационных свойств происходит врезультате превращения нормальных пентана и гексана в изопентан и изогексан.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Процессыизомеризации приобретают важное значение, особенно в тех странах, гдекаталитический крекинг с целью повышения выхода бензина проводится вотносительно незначительных объемах. При дополнительном этилировании, т.е.введении тетраэтилсвинца, изомеры имеют октановые числа от 94 до 107 (внастоящее время от этого способа отказались ввиду токсичности образующихсялетучих алкилсвинцовых соединений, загрязняющих природную среду).

4.8.Гидрокрекинг.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Давления,используемые в процессах гидрокрекинга, составляют от примерно от 70 атм. дляпревращения сырой нефти в сжиженный нефтяной газ (

LP-газ) до более чем175 атм., когда происходят полное коксование и с высоким выходом превращениепарообразной нефти в бензин и реактивное топливо. Процессы проводят снеподвижными слоями (реже в кипящем слое) катализатора. Процесс в кипящем слоеприменяется исключительно для нефтяных остатков – мазута, гудрона. В другихпроцессах также использовались остаточное топливо, но в основном –высококипящие нефтяные фракции, а кроме того, легкокипящие и среднедистиллятныепрямогонные фракции. Катализаторами в этих процессах служат сульфидированныеникель-алюминиевые, кобальт-молибден-алюминиевые, вольфрамовые материалы иблагородные металлы, такие, как платина и палладий, на алюмосиликатной основе.

<span Times New Roman CYR",«serif»">Там,где гидрокрекинг сочетается с каталитическим крекингом и коксованием, не менее75–80% сырья превращается в бензин и реактивное топливо. Выработка бензина иреактивных топлив может легко изменяться в зависимости от сезонныхпотребностей. При высоком расходе водорода выход продукции на 20–30% выше, чемколичество сырья, загружаемого в установку. С некоторыми катализаторамиустановка работает эффективно от двух до трех лет без регенерации.

5.Классификация бензинов.

Все бензины отличаются друг от друга, как по составу,так и по свойствам, так как их получают не только как продукт первичнойвозгонки нефти, но и как продукт  попутногогаза (газовый бензин) и  тяжелых фракцийнефти (крекинг-бензин).

Бензины классифицируют поразным основаниям, включая интервалы температур кипения, октановое число,содержание серы.

Крекинг-бензинысодержат значительный процент техкомпонентов, при смешении которых образуется моторное топливо. Однако их прямоеиспользование во многих странах законодательно ограничивается, поскольку онисодержат заметное количество олефинов, а именно олефины являются одной изглавных причин образования фотохимического смога. 

Крекинг-бензинпредставляет собой продукт дополнительной переработки нефти. Обычная перегонканефти дает всего 10–20% бензина. Для увеличения его количества более тяжелыеили высококипящие фракции нагревают с целью разрыва больших молекул до размеровмолекул, входящих в состав бензина. Это и называют крекингом. Крекинг мазутапроводят при температуре 450–550°С.   Благодаря крекингу можно получать изнефти до 70% бензина.

  Бензин газовыйпредставляет собой продукт переработки попутного нефтяного газа, содержащийпредельные углеводороды с числом атомов углерода не менее трех. Различаютстабильный (БГС) и нестабильный (БГН ) варианты газового бензина. БГС бываетдвух марок – легкий (БЛ) и тяжелый (БТ). Применяется в качестве сырья внефтехимии, на заводах органического синтеза, а также для компаундирования  автомобильного бензина (получения бензина с заданными свойствами путемего смешивания с другими бензинами).

Пиролиз– это крекинг при температурах 700–800°С. Крекинг и пиролиз позволяютдовести суммарный выход бензина до 85%. Необходимо отметить, чтопервооткрывателем крекинга и создателем проекта промышленной установки в 1891году был русский инженер В.Г.Шухов.

      

Этилированные бензины.  Это вид бензинов, который получилсвоё название главным образом из-за входящей в его состав антидетонационной присадки антидетонатора  — тетраэтилсвинца (ТЭС), служащей дляповышения октанового числа в бензинах. ТЭС представляет собой маслянистуюбесцветную жидкость с плотностью 1652,4 кг/куб.м. Температура кипения ТЭСсоставляет 200 градусов Цельсия, он растворим в бензине и органическихрастворителях, чрезвычайно ядовит, относится к первой группе опасности поотравляющему действию. ТЭС неустойчив — под действием температуры, солнечногосвета, воды, воздуха разлагается с образованием белого осадка.    

ТЭС используют в смеси с так называемыми«выносителями», при сгорании превращающими свинцовые соединения вгазообразное состояние. Смесь ТЭС и «выносителя» называется этиловойжидкостью, а бензины, к которым добавлена этиловая жидкость этилированными       

Для отличия этилированных бензинов от неэтилированныхпервые окрашиваются в яркие цвета. Эффективно повышают октановое число бензиновпервые 0,5-2 мл этиловой жидкости. Способность повышать свое октановое число отприбавления этиловой жидкости зависит от химического состава бензина.Превышение оптимального количества способствует увеличению нагарообразования иосвинцовывания деталей. Образующиеся нагары провоцируют калильное зажигание.Отработанные газы автомобилей, работающих на этилированном бензине, имеютповышенную токсичность за счет свинцовых соединений.

6. Характеристика ассортимента бензинов.

Основную массуавтомобильных бензинов в России вырабатывают по ГОСТ 2084-77 и ГОСТ Р51105-97 иТУ 38.001165-97. В зависимости от октанового числа ГОСТ 2084-77 предусматриваетпять марок автобензинов: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Для первых двух марокцифры указывают октановые числа, определяемые по моторному методу, дляпоследних — по исследовательскому.

В связи с увеличениемдоли легкового транспорта в общем объеме автомобильного парка наблюдаетсязаметная тенденция снижения потребности в низкооктановых бензинах и увеличенияпотребления высокооктановых.

Бензин А-72 практическине вырабатывается ввиду отсутствия техники, эксплуатируемой на нем. Наибольшаяпотребность существует в бензине А-92, который вырабатывается по ТУ38.001165-97, хотя доля бензина А-76 в общем объеме производства остается оченьвысокой. Указанные ТУ предусматривают также марки бензинов А-80 и А-96 соктановыми числами по исследовательскому методу соответственно 80 и 96.

Эти бензины предназначеныв основном для поставки на экспорт. Бензин АИ-98 с октановым числом 98 поисследовательскому методу производится по ТУ 38.401-58-122-95 и ТУ38.401-58-127-95. Бензины А-76, А-80, АИ-91, А-92 и А-96 допускаетсявырабатывать с использованием этиловой жидкости. Малоэтилированный бензин АИ-91с содержанием свинца 0,15 г/дм3 выпускается по отдельным техническим условиям(ТУ 38.401-58-86-94). При производстве бензинов АИ-95 и АИ-98 использованиеалкилсвинцовых антидетонаторов не допускается. Требования ГОСТ 2084-77 ккачеству автомобильных бензинов приведены в таблице.

Все бензины,вырабатываемые по ГОСТ 2084-77, в зависимости от показателей испаряемости делятна летние и зимние.

·<span Times New Roman"">       

Зимниебензины предназначены для применения в северных и северо-восточных районах втечение всех сезонов и в остальных районах с 1 октября до 1 апреля.

·<span Times New Roman"">       

Летние- для применения во всех районах кроме северных и северо-восточных в период с 1апреля по 1 октября; в южных районах допускается применять летний бензин втечение всех сезонов.

Параметры автомобильныхбензинов, вырабатываемых по ГОСТ 2084-77, существенно отличаются от принятыхмеждународных норм, особенно в части экологических требований. В целяхповышения конкурентоспособности российских бензинов и доведения их качества доуровня европейских стандартов разработан ГОСТ Р 51105-97 «Топлива длядвигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Техническиеусловия», который вводится в действие с 01.01.99 г. Этот стандарт незаменяет ГОСТ 2084-77, которым предусмотрен выпуск как этилированных, так и неэтилированныхбензинов. В соответствии с ГОСТ Р 51105-97 будут вырабатываться тольконеэтилированные бензины (максимальное содержание свинца не более 0,01 г/дм3).См. таблица №1

 Характеристики автомобильных бензинов (ГОСТ2084–77)                                                                                                                                       (Таблица №1)

Показатели

А-72

А-76 неэтил.

А-76 этил.

АИ-91

АИ-93

АИ-95

Детонационная стойкость: октановое число, не менее:

моторный метод

72

76

76

82,5

85

85

исследовательский метод

Не нормируется

91

93

95

Массовое содержание свинца, г/дм3, не более

0,013

0,013

0,17

0,013

0,013

0,013

Фракционный состав: температура начала перегонки бензина, °С, не ниже:

летнего

35

35

35

35

35

30

зимнего

Не нормируется

10 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше:

летнего

70

70

70

70

70

75

зимнего

55

55

55

55

55

55

50 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше:

летнего

115

115

115

115

115

120

зимнего

100

100

100

100

100

105

90 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше:

летнего

180

180

180

180

180

180

зимнего

160

160

160

160

160

160

Конец кипен

www.ronl.ru

Доклад - Применение топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей

--PAGE_BREAK--Температура вспышки Летн. Л-0,02-40, где 0,02 содержание серы, 40 – температура вспышки. Зимн. З-0,1-35 Л-0,02-40 –эколог-е

Л-0,05-40- городское.

Котельные и тяжелые моторные топлива Мазут топочных –двух марок М-40 и М-100.

Мазут флотский Ф-5, Ф-12. М-40 и М-100 применяют в стационарных паровых котлах и промышленных печах.

Ф-5 и Ф-12 применяется  в судовых энергетических установках в качестве моторного топлива. Цифры в маркировке этих топлив обозначают  вязкость условную, определенную при 500С – вязкость основной показатель. Флотский мазут получают из прямогонных  остаточных фракций нефти. Флотский мазут Ф-5 представляет собой смесь  продуктов  прямой перегонки нефти т.е. состоит из 45-55% мазута и соответственно 55-45% дизельной фракции. Дизельная фракция добавляют  для уменьшения вязкости( также могут добавить до 22% керосино-газойливой фракции в качестве альтернативы). Керосино-газойливую фракцию получают путем  деструктивной (разложением у/в) переработки нефтяного сырья, как продукт kat или термического крекинга. Флотский мазут Ф-12 получают из прямогонных фракций выкипающих  выше 3500С и в зависимости  от характеристик мазута вовлекается до 30 % дизельной фракции.

Кинематическая вязкость определяется в системе – для всех светлых нефтепродуктов.

Вязкость определяют для темных нефтепродуктов- это вязкость условная,  например ВУ50. Аппарат ВУМ ( вязкость условная для мазутов) применяют для определения вязкости. Никогда  темные нефтепродукты не вычисляются по кинематической вязкости, её могут пересчитать. Определяется в секундах. Т.е. для Ф-5 не более 5 сек, для Ф-12 не более 12 секунд.

Мазут топочный  М-40 получают из остатков прямой перегонки нефти  с вовлечением от 8-15% дизельной фракции. Основа прямогонной фракции выше 3500С. Мазут М-100 это чистый продукт прямогонной  перегонки нефти, выкипающий  выше 3500С   и дизельное топливо здесь не добавляют. Мазут экспортный – смесь 85-90% мазута прямой перегонки  и 10-15% дистилятнных фракций (дизельной или керосиново-газойлевой фракции. Маркируется  М-1,0 (ВУ50≤25сек), в маркировке  указана содержание серы(1%) это верхний предел для экспортного  мазута.Основные эксплуатационные  характеристики котельных и тяжелых топлив. Эксплуатационные характеристики определяются поведением топлива в условиях хранения, транспортировки и эксплуатации. Эти показатели  определяются следующими физико-химическими  характеристиками: Вязкость – определяет методы и продолжительность  сливно-наливных операций, условия перевозки и перекачки, гидравлическое сопротивление при  транспортировке по трубопроводам и эффективность работы форсунок. От вязкости будет  зависеть способность  отстаивания от воды, чем выше вязкость, тем труднее отделяется вода. По химическому составу все темные топлива  отличаются наличием твердых парафинов, асфальто-смолистых веществ. Отдельные и тяжелые моторные топлива – это структурированные системы. Аномалии вязкости – если провести  термообработку или воздействовать  механически, то вязкость, определенная при одной и той же температуре будет отличаться от первоначальной. Содержание серы- нормы по содержанию серы определяются характеристиками нефти, из которой получен мазут. Для малосернистой нефти до 1%;

Для среднесернистой от 1- 2%

Для высокосернистой до 3,5%. По природе серы в легких дистиллятах и в темных топливах  сера отличается. В остаточных фракциях сера неактивная: сульфиды, теофены, теофаны. <img width=«18» height=«12» src=«ref-1_626781661-240.coolpic» v:shapes="_x0000_s1150"><img width=«2» height=«46» src=«ref-1_626781901-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1146"><img width=«34» height=«2» src=«ref-1_626782060-154.coolpic» v:shapes="_x0000_s1147"><img width=«2» height=«46» src=«ref-1_626781901-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1145"><img width=«18» height=«12» src=«ref-1_626781661-240.coolpic» v:shapes="_x0000_s1144"><img width=«2» height=«46» src=«ref-1_626781901-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1141"><img width=«2» height=«46» src=«ref-1_626781901-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1140"><img width=«2» height=«46» src=«ref-1_626781901-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1139"><img width=«34» height=«2» src=«ref-1_626782060-154.coolpic» v:shapes="_x0000_s1138"><img width=«2» height=«46» src=«ref-1_626781901-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1137">               R                                                       R <img width=«10» height=«13» src=«ref-1_626783403-235.coolpic» v:shapes="_x0000_s1143"><img width=«10» height=«13» src=«ref-1_626783638-234.coolpic» v:shapes="_x0000_s1142">                         → SO2и  SO3     

<img width=«10» height=«13» src=«ref-1_626783872-240.coolpic» v:shapes="_x0000_s1149"><img width=«10» height=«13» src=«ref-1_626784112-237.coolpic» v:shapes="_x0000_s1148"> 

     S                                                        S  Наличие в дымовых газах SO3повышает температуру начала конденсации  газа(повышает точку росы) в результате чего на поверхностях котлов конденсируется капли Н2SО4. Процесс гидрообессеривания подобен гидроочистке, различаются процессы с применением kat. Эти процессы достаточно непростые как в технологическом плане, так и недолговечностью kat, т.к. происходит закоксовывание kat.

Теплота сгорания- от теплоты сгорания зависит  расход топлива, измеренного кДж/кг, т т.е. это выделение тепла на единицу топлива. ГОСТом нормируется низшая теплота сгорания – это теплота сгорания, не учитывающая расход тепла на конденсацию паров воды. Высшая теплота сгорания – это теплота сгорания, учитывающая затраты тепла на конденсацию воды.

Теплота сгорания зависит от химического состава и от соотношения углерод-водород. Кроме того, низшая теплота сгорания зависит от содержания сернистых соединений. Для топлив высокосернистых  он ниже, чем малосернистых. Для котельных топлив низшая теплота сгорания  Qн=39900-41580 дж/кг,

при  р=940-970 кг/м3

Температура застывания – характеризует  условия хранения, слива и перекачки. Зависит от качества перерабатываемой нефти и от способа получения топлива. Для топочных мазутов М-40  и М-100 температура застывания должна быть до +250С . Для Ф-5 не выше –50С, для Ф-12 не выше –80С, для экспортного до 100С. Температура застывания – это показатель нестабильный, при длительном хранении повышается на 4-150С. Это явление  обусловлено взаимодействием  асфальто-смолистых веществ и твердых парафинов. Это  явление называется регрессия мазута. 

 Асфальто-смолистые вещества  являются ПАВ, т.е. способны концентрироваться  на границе раздела фаз между присутствующими твердыми парафинами, которые  образуют кристаллическую  систему, которая способна с течением времени отлагаться в резервуарах при хранении. При проведении термообработки топлива при температуре 40-700С температура застывания повышается  в зависимости от смолистости нефти на 10-15 пунктов, при термообработке при 90-1000С температура застывания резко понижается в зависимости  от скорости охлаждения. Температура застывания зависит  от температуры застывания самой дистиллятной фракции.  Для понижения температуры застывания используют депрессорные присадки. Для мазутов, кроме М-100 используют присадки синтезированные на основе сополимера этилена и винилацетата. Чем больше доля н-парафинов с большой молекулярной массой, тем ниже  эффективность используемых депрессорных присадок.

Температура вспышки для флотских мазутов определяют в закрытом тигле ( не ниже 75-800С), для котельных топлив определяют в открытом тигле (не ниже 90-1000С). Содержание примесей – содержание примесей воды, механических примесей, определения зольности. Показатель зольности характеризует содержание в топливе солей металла.

    продолжение --PAGE_BREAK--Газовые топлива

Газы горючие природные коммунально-бытового потребления. На эти газы не нормируется у/в состав, связано с различием состава.

Низшая теплота сгорания ГОСТ- 5542-87, ОСТ 51.40-93

Qн≥31,8 МДж/м3

Qн2s≤7 мг/м3

Qн2s≤20 мг/м3

QRsн≤16 мг/м3

В соответствии с ОСТом 51.40-93

СRSH≤36 мг/м3

О2, % об≤(не более)1. Механических примесей ≤ 0,001 г/м3

Точка росы – это максимальная температура, при которой при заданном составе газа и давления конденсируется первая капля влаги или у/в. Поэтому нормируют две точки росы (по влаге и по у/в). Точка росы – это показатель, характеризующий способность газа в процессе транспортировки оставаться в однофазном состоянии:

 

Умеренная климатическая зона

Холодная климатическая зона.

Лето

Зима

Лето

Зима

По влаге 0С

-3

-5

-10

-20

По у/в 0С

-5

-10

 

Если содержание С5 и выше не превышает  1 г/м3, то точка росы не нормируется. Если у/в используются как моторные топлива, то здесь уже вводятся дополнительные  характеристики учитывающие у/в состав продукта.

Состав, % масс

Сжиженных газов

ПА(пропан автомобильный

ПБА(пропан-бутан автомобильный)

С3Н8(пропан)

90±10%

50±10%

∑ С1-С2

Не нормируется

Не нормируется

∑ С4

Не нормируется

Не нормируется

∑ непредельных у/в

Не более 6%

Не более 6%

Давление насыщенных паров при различных температурах, Мпа:

450С

-200С

-400С

Не более 1,6

Не нормируется

Не менее 0,07

Не более 1,6

Не менее 0,07

Не нормируется

S,% масс

Не более 0,01

Не более 0,01

h3S, % масс

Не более 0,003

Не более 0,003

Использовать до

 температуры0С

До -350С

До -400С

Показатели

Бензины

Дизельное топливо

Этанол

Сжиженный нефтяной газ

Природный сжатый газ

Природный газ сжиженный

Метанол

Т кипения 0С

35-195

180-360

78

 -42

-162

-162

64,7

Т застывавания 0С

-60÷-80

-10÷-60

-114

-187

-182

-182

-97,8

Р насыщенных паров при 380С, МПА

65-92

0,3-0,35

17,0

160

--

--

12,6

Теплота сгорания стехиометрической смеси

3524-3553

3405-3418

3680

3520

3125

3125

3632

Октановое число:

Моторный метод

66-88

--

92

90-94

100-105

100-105

90

Исследовательский метод

76-98

--

108

93-113

110-115

110-115

106

Цетановое число

8-14

45-60

8

18-22

--

--

3

Условия хранения

Норм. условия

Норм. условия

Норм. усл-я

1,6 МПа

20-40 МПа

-1650С

Норм. усл-я

    продолжение --PAGE_BREAK--Нефтяные растворители Нефтяные растворителииспользуются в различных отраслях промышленности, для растворения и экстракции органических соединений. Основные потребители: лакокрасочные, резиновые, маслоэкстракционные производства. В качестве нефтяных растворителей используются узкие прямогонные фракции или фракции выделенные из продуктов вторичной переработки.

Все растворители подразделяют на:

— низкокипящие(бензиновые растворители) – узкие фракции, выкипающие до температуры не выше 1500С.

  — высококипящие — выкипающие до температуры  выше 1500С. Классификация нефтяных растворителей определяется с учетом группового состава:

П- парафинов(н-алканов) более 50%;

И — изопарафиновые растворители более 50%;

Н — нафтеновые более 50% ;

А — ароматические более 50%;

С  — смешанные не более 50%.Нефтяные растворители подразделяются на подгруппы.

Подгруппа – содержание ароматических у/в. максимально 0.   менее 0,1       0,1-0,5 0,5-2,5 2,5-5,0 5,0-25 25-50 Маркировка Нефрас С-4 155/200(уайт спирит)

С-4, где С — группа, а 4 – подгруппа, 200- предел выкипания.

Применяется в лакокрасочной промышленности. Подгруппа 4 – выделенная из прямогонного малосернистого бензина.

 Нефрас С-3 80/120 – прямогонная фракция выделенная из малосернистого бензина.

               (БР-1)

С-2 80/120 (Бр-2)  взаимозаменяемые растворители. Нефрас С-3 70/85 (бензин экстракционный)

Используется для экстракци(извлечения) масел. Узкая фракция, выделенная из Д-ароматизированного  бензина риформинга.

 Нефрас А-63/75 и А-65/75  бензин для промышленно-технических целей, узкая фракция, выделенная из бензина риформинга, используется в производстве этилена, синтетического каучука, в пищевой промышленности, для экстракции жиров.

Ароматические растворители(бензол технический и нефтяной, толуол технический и нефтяной). Бензол нефтяной высшей очистки 99,95% и с содержанием серы не более 0,00001%

Бензол технический 99,8%, и с содержанием серы не более 0,0002%.Нефтяные или минеральные масла и смазки Товарные масла – это узкие фракции с интервалом  температур выкипания 50-800С, выделенные  из мазута и прошедшие последовательную очистку от асфальто-смолистых веществ, твердых парафинов и нафтенов, а также гидроочистку. Это базовые масла, к ним добавляют присадки, иногда загустители. Для получения требуемых характеристик могут смешиваться 2 или 3 базовых масла.

Основные характеристики: физико-химические  и эксплуатационные характеристики масел. Индекс вязкости – основной показатель, который характеризует вязкостно-температурные свойства масел, т.е. изменение вязкости с изменением температуры. Определяет возможность использования масел в определенном  температурном интервале.Нефтяные масла выпускаются в следующих назначениях:

-         консервационные;

-         электроизоляционные;

-         вакуумные;

-         гидравлические;

-         технологические;

-         медицинские и парфюмерные;

-         смазочные;

-         индустриальные;

-         трансмиссионные;

-         газотурбинные;

-         компрессорные;

-         приборные;

-         моторные.

Номограмма Дина и Девиса <img width=«82» height=«67» src=«ref-1_626784349-614.coolpic» v:shapes="_x0000_s1164"><img width=«2» height=«154» src=«ref-1_626784963-163.coolpic» v:shapes="_x0000_s1151">                 ν 50 c Cт

<img width=«82» height=«67» src=«ref-1_626785126-637.coolpic» v:shapes="_x0000_s1160">

<img width=«82» height=«67» src=«ref-1_626785763-640.coolpic» v:shapes="_x0000_s1163"><img width=«82» height=«67» src=«ref-1_626786403-623.coolpic» v:shapes="_x0000_s1162"><img width=«82» height=«67» src=«ref-1_626786403-623.coolpic» v:shapes="_x0000_s1161"><img width=«2» height=«100» src=«ref-1_626787649-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1154"><img width=«98» height=«2» src=«ref-1_626787808-158.coolpic» v:shapes="_x0000_s1153"><img width=«226» height=«2» src=«ref-1_626787966-165.coolpic» v:shapes="_x0000_s1152">                                                  60

                                                        40

                                                             80

 

                                                           90

 

 

                                                                                                                                                                             ν 1000C Максимальный индекс вязкости у парафиновых у/в.

Минимальный индекс вязкости у ароматических у/в. При низких значениях индекса вязкости, испарение товарных масел ограничивается узким температурным интервалом.

Например, у моторного масла при низких температурах зависит  пуск двигателя  и циркуляция в системе смазки. При высоких температурных значениях вязкости  влияет  на возможность утечки вязкости через неплотности, а также вымывание смазки с металлических поверхностей. В условиях эксплуатации происходит саморегулировка вязкости.

Защищенные масла– их используют если требуется широкий интервал  температур при использовании. Это масло готовится на основе маловязкой дистиллятной фракции, вязкости 350-4000С, вводят полимерные добавки, загустители(ПИБ, ПММА)

Недостатки: полимеры подвергаются деструкции, которые вступают  в химические реакции  поэтому масло надо заменять на новое.

Предпочтение отдают пластичным маслам. Стабильность к окислению кислородом воздуха – это показатель важен для моторных масел. При окислении масел повышается кислотность.

Кислотное число ≤0,1 мг КОН/100г масла, при >2,5 КОН/100г масла – отработанное масло, иначе оно вызывает коррозию.

Смазывающая способность

Здесь различают: противозадирные, антифрикционные(уменьшение износа и трения), противоизносные.

    продолжение --PAGE_BREAK--

www.ronl.ru

Реферат - Чудесное топливо будущего

Реферат по химии

Ученика 9 «А» класса

средней школы № 117

г. Н. Новгород.

Учитель Пономарева М.Ю.

1998 г.

ПЛАН

1. Проблемы получения энергии.

2. Фотон вместо бензина.

3. Использование водородно-кислотного элемента.

4. Ядерные процессы.

5. Водородные двигатели.

6. Использование традиционного топлива в новом качестве.

Сейчас на человечество надвигается энергетический кризис, и пока официальная наука с прискорбием сообщает, что нет альтернативы традиционным источникам энергии — уголь, нефть, газ.

Огромную часть энергии дают нам АЭС и ГЭС. Поговорим об АЭС. На них используется энергия, получающаяся в результате расщепления атомного ядра. Но год назад Владимир Машков в своих исследованиях предложил расщеплять не тяжелые атомы, а легчайшие элементарные частицы.

Электроны и протоны будут превращаться в носители света – фотоны. При этом не образуется никаких осколков деления; вместо радиоактивных отходов мы получим энергию в чистом виде. На земле наступит экологический рай…

Самый наглядный пример превращения элементарных частиц в фотоны с выделением энергии – это шаровая молния. Она может существовать несколько минут, потому что имеет источник энергии. Не будь его – шаровая молния сразу бы распалась. Но она представляет собой некий плазменный комплекс, в котором электрические и магнитные поля формируют взаимопереходящие друг в друга бегущие и стоячие волны. В результате часть свободных электронов внутри объема шаровой молнии разлагается в энергию фотонов под действием электрических полей.

Фотонная энергетика открывает перед человечеством грандиозные перспективы. А, следовательно, уголь, нефть и газ перестанут использовать как топливо. На всех машинах установят источники фотонной энергии, горючим для которых станет атмосфера или кусок любого вещества.

Вот такую идею предложил известный исследователь физических полей и строения микромира, заместитель главного инженера Таганрогского авиационного завода Владимир Машков.

Но пока эти проекты не доступны и будут использоваться только в будущем, ну а сейчас уже ни у кого не остается сомнений, что человечество стоит на пороге эры нового топлива.

А пока разрабатываются новые проекты источников энергии. Например, водородно-кислотная система, извлекающая энергию из воды путем электролиза.

Проведем несложный опыт. В закрытый сосуд с разбав­ленным раствором серной кислоты погружены два платино­вых электрода. Один из них обтекается водородом, дру­гой — кислородом. Газы поступают из помещенных под электродами трубок, которые отделены друг от друга полунепроницаемой диафрагмой. Она препятствует прямому взаимодействию топлива, то есть водорода с кислородом. На аноде (положительном полюсе) молекулы водорода (Н2 ) благо­даря каталитическому действию поверхности платины дис­социируют на два атома (2Н), которые переходят в раствор в виде ионов Н+, оставляя свои электроны на платиновом аноде. Водородные ионы легко проходят через полунепроницаемую диафрагму в другую половину сосуда, на катоде (отрицательный полюс) кислород соединяется с ато­мами водорода или с водородными ионами и электронами, об­разуя воду. Если соединить оба полюса топливного эле­мента, то свободные электроны двинутся по нему от катода к аноду — в цепи потечет электрический ток.

_________________________________________________________

ПОТРЕБИТЕЛЬ

АНОД + - КАТОД

ЭЛЕКТРОЛИТ

Н

ДИАФРАГМА

Н2 О2

Физики сумели установить возможность ядерных реакций между легкими атомами, в том числе возможность реакций между атомами дейтерия (изотоп водорода).

2 D + 2 D = 1 H + 3 T

В результате получается атомы трития и протия — изо­топы водорода. К такой реакции неприменим закон сохранения массы, каким его представляла старая химия — в результате реак­ции получается недостача:

2 x 2.014102-1.007825-3.016049=0.00433 Г

Это немалая недостача, она означает, что если бы удалось найти условия, при которых может протекать реак­ция между двумя молями тяжелого водорода, то согласно уравнению Эйнштейна E= mc2 можно было бы получить энер­гию:

0.00433 x (3 x 1010 )2 Дж =3.9 x 1011 Дж

Это немалая энергия. В наше время, чтобы получить такую энергию, приходится сжигать в топках котлов ни много, ни мало 13,5 т первосортного угля.

Между тем в соответствии с уравнением ядерной реак­ции такую энергию можно получить при затрате всего лишь 120, 6 кг. Что же мешает получать энергию из воды?

Чтобы атомы могли вступить в ядерную реакцию, их ядра должны столкнутся, то есть сблизится до расстояния, начи­ная с которого межъядерные силы уже могут преодолеть электрическое отталкивание — примерно 10-14 м.

Но ядра атомов защищены своими электронными оболочками. Это оболочки простираются на расстояния в десятки тысяч раз больше. А самое главное — ядра заряжены и отталки­ваются друг от друга, как и все одноименно заряженные тела. Из закона Кулона следует, что потенциальная энергия (в джоулях) двух ядер, на расстояние 10-14 м, должна быть равна:

Дж = 2.3 x 10-14 x Z1 x Z2 Дж

Z1 x Z2 x (1.6 x 10-19 )2 x 9 x 109

10-14

если между собой сталкиваются элементы с атомными но­мерами Z1 и Z2.

Можно найти и скорость, с которой должны столк­нуться атомы, чтобы могла начаться ядерная реакция:

Z1 xZ2

V = 5.3 x 108 x

A

У дейтерия атомный номер Z=1. Масса изотопа А = 2, следовательно, скорость атомов должна быть: V = 3,8 x 106 м/с или 3800 км/с, что в 475 раз больше 1-ой кос­мической скорости. При обычной температуре физикам из­вестна средняя скорость теплового движения у атомов дейтерия, она равна всего лишь 1,9 м /с. При комнатной температуре, равной примерно 239 К, кинетическая энер­гия молекул возрастает пропорционально термодинамиче­ской температуре, или, что то же самое, пропорцио­нально квадрату скоро­сти. Следовательно, чтобы средняя скорость молекул дейтерия была достаточной для реакции между ядрами, нужно нагреть тяжелый водород до темпе­ратуры:

38002

Т = 293 х К = 1,2 х 109 К

1,92

Итак, сталкиваться и реагировать между собой могут только ядра дейтерия «нагретые» до температуры свыше миллиарда Кельвинов. Вот в этом то и заключается до­вольно серьезное затруднение для истинных героев науки — физиков.

Весьма заманчива своей дешевизной оказалась идея двигателя внутреннего сгорания, использующего в каче­стве топлива водород. Такой мотор, потребляя водород и воздух, выбрасывает в качестве продукта горения воду.

Американские исследователи Университета штата Окла­хома приспособили для водорода классический бензиновый автомобильный двигатель. Оказалось, что при прямом впрыскивании водорода в цилиндры — как в дизельных двигателях — отпадает надобность в опережении зажига­ния. Как показал анализ выхлопных газов, окислы серы и углерода в них вообще отсутствуют, а окислы азота со­держится лишь в незначительных количествах.

Однако широкому применению водорода в качестве авто­мобильного топлива препятствует немало проблем, и са­мая трудная из них — топливные баки. На 10 кг водорода автомобиль может проехать столько же, сколько на 30 кг бензина, но такое количество газообразного водорода занимает объем 8000 л, а чтобы хранить его требуется прочный резервуар массой 1500 кг. Это натолкнуло кон­структоров на мысль использовать сжиженный водород; тогда те же 10 кг водорода помещаются в баллоне массой 80 кг и емкостью 160 л. Но чтобы иметь водород в сжиженном состоянии, нужно под­держивать в баллоне температуру -2530С. Применять со­суды Дьюара было бы слишком дорого. Возможно, конст­рукторам удастся использовать какие-то варианты широко применяемых в настоящее время резервуаров для хранения жидкого топлива, у которых суточные потери на испаре­ние не превышают 1,5%. Так, в экспериментальном авто­мобиле «Волга» смонтирован криогенный водородный бак общей массой 140 кг. Специалисты нашли и другое реше­ние: бак можно изготовить из гидридов металлов сплавов магния, марганца, титана и железа, которые обладают тем преимуществом, что поглощают часть испаряющегося водорода, а при нагреве (хотя бы выхлопными газами) ­снова выделяют его. Масса водородного бака из гидридов металлов превышает 150 кг.

Новое топливо уже опробовано на практике. Успешно прошел испытания автомобиль «Жигули» с комбинированным двигателем на бензине и водороде. К.П.Д. двигателя по­высился на четверть, расход бензина уменьшился на треть, а содержание вредных веществ в выхлопных газах снизилось до минимума. Большие надежды возлагаются и на электромобили, снабженные водородо-кислотными топ­ливными системами.

По мнению многих специалистов, водородный двигатель вряд ли найдет применение в легковых автомобилях, по соображениям безопасности, но он может пригодиться для общественного транспорта.

Большой интерес к водородному топливу проявляют и авиаконструкторы. В США еще в 1957г. исследовательская группа Национального управления по аэронавтике и ис­следованию космического пространства проводила испыта­ния двухмоторного самолета на водородном топливе. В 1973г. НАСА поручило фирме «Локхид» приспособить для водородного топлива два серийных боевых самолета (С-141 и «Старфайтер»). Фирма «Боинг» разработала вариант крупнейшего самолета «Джамбо-Джет» на водородном топ­ливе.

Есть еще одно важное соединение водорода — это пере­кись водорода, которая применяется для двигателей под­водных лодок, ракетных двигателей, в том числе и та­ких, которые могут поместиться в ранце за спиной чело­века.

На прошедшей в Москве международной конференции по моторному топливу заместитель директора научно-произ­водственной фирмы «Фордигаз» Сергей Шипунов уверял участников конференции, что если установить на автомо­билях их топливные системы для двигателей внутреннего сгорания, то содержание вредных веществ в выхлопных газах уменьшится в сотни раз. Во всем мире считается большим достижением, если удается уменьшить на не­сколько процентов количество этих ядов. Даже если пе­ревести автомобили с жидкого на газовое топливо, то вредных веществ в дыме станет в 3-10 раз меньше. А «Фордигаз» уверяет, что может понизить их содержание еще на порядок для машин на газе и на два порядка — на бензине. Это кажется просто невероятным.

Тем не менее «Фордигаз» убедился в этом на опыте. Топливная система была установлена не на автомобиле, а на двигателе для мобильной электростанции мощностью 4 киловатта. 14 человек проходили испытания в комнате площадью 20 квадратных метров. Окна в ней были за­крыты, а выхлопная труба выходила прямо в помещение. И вот мы залили в бак бензин, включили двигатель.

Двигатель работал на полную мощность целый час, но присутствующие не испытывали особых неудобств. Только стало жарко, но воздух был совершенно чистым. А газо­анализатор «Инфолит», сделанный в Германии, показал нулевое содержание вредных веществ в выхлопных газах. Когда сняли топливную систему и двигатель стал рабо­тать в обычном режиме, дым быстро наполнил комнату. Через 4 минуты присутствующие чуть не задохнулись.

А чудо объяснялось просто. Топливная система обеспе­чивала идеальное перемешивание воздуха с бензином, в результате он сгорал полностью — из выхлопной трубы вылетали только пары воды и углекислый газ.

Сначала жидкое топливо превращается потоком воздуха в аэрозоль. Он увлажняет специальную ткань, а с нее воздух срывает уже не капельки, а отдельные молекулы бензина. В результате жидкое топливо превращается в газообразное, и в таком состоянии поступает в специ­альный смеситель. Там к горючему добавляют строго оп­ределенную порцию воздуха и хорошо их перемешивают. Особые устройства поддерживают оптимальное соотношение молекул кислорода и углеводов на протяжении всей ра­боты двигателя — в результате топливо сгорает без ос­татка.

Водители знают, что обычный двигатель дает 7-8% окиси углерода в выхлопных газах, в лучшем случае (если хорошо отрегулировать) до 2%. Но испытания пер­вого двигателя с топливной системой показали, что содержание окиси углерода составило 8 сотых долей про­цента.

Это устройство величиной чуть больше стакана. Воздух и горючее проходят в нем по изогнутым каналам, которые лихо закручивают и перемешивают эту смесь, делая ее максимально однородной. И такая хитрая операция дает удивительный эффект.

Расход горючего снизился 20%. Но главное — количе­ство токсичных выбросов в атмосферы уменьшилось в 3 раза.

Давно известно, что задымление атмосферы вызывает парниковый эффект, из-за которого теплеет климат, тают ледники, затопляется суша, задыхаются люди. Наибольший вклад в эти разрушения вносит углекислый газ. Поэтому стала полной неожиданностью идея, родившаяся в инсти­туте горючих ископаемых: использовать углекислый газ для борьбы с парниковым эффектом. Извлекая газ из дыма, и пропуская через воду с катализатором, можно получать нечто подобное нефти. При этом выделится много кисло­рода.

На ощупь, по цвету и запаху эта жидкость напоминала настоящую нефть. Ее создатель академик АН Белоруссии заслуженный профессор Ярослав Паушкин подтвердил сход­ство результатами ее исследований — спектрометриче­ским, рентгенографическими, хроматографифеским и другими методами.

Облучая ультрафиолетом, раствор углекислого газа в воде, ученые получали ничтожное количество простых ор­ганических веществ. А Паушкин в Институте синтезировал сложные углеводороды и в больших количествах. То есть смоделировал некий эквивалент биосинтеза, который идет в искусственных условиях.

Идею этого эксперимента подсказали ему растения. Ка­ждый знает, что под действием солнечных лучей в расте­ниях из воды и углекислого газа образуются органиче­ские вещества. Но как? Для того чтобы соединить угле­род с водородом, нужно отщепить эти элементы от моле­кул исходных веществ. Люди делают это путем разложения воды электролизом. Но растения делают это намного тоньше.

Ученый взял обыкновенную воду, размешал в ней питье­вую соду и металлический порошок, нагрел до 400С. Тут вода бурно закипела и стала темнеть, превращаясь в ве­щества, подобные нефти.

Однако, это не такой способ получения органических веществ, как в растениях. В лаборатории смоделировали лишь похожую установку. Но почти такие же процессы мо­гут идти под землей, когда получается нефть.

Для опытов использовали углекислоту — «сухой лед» или питьевую соду — соединение углекислого газа. Но, по мнению Паушкина, можно разработать установку, кото­рая будет извлекать углекислый газ из дыма промышлен­ных предприятий, и тут же насыщать им воду с катализа­торами. При этом надо удалять «побочный продукт» неф­тяного производства — кислород, иначе пойдет обратная реакция.

Вот такие проекты сейчас разрабатываются, и надеюсь, за ними последует еще не один проект, еще более совершенный, чем нынешние.

www.ronl.ru

Доклад - Нефть, ее свойства

ВВЕДЕНИЕ

    Бурный научно-техническийпрогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйствав XIX – XX вв. привели к резкому увеличению потребления различныхполезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть.

  Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 – 4 тыс. лет до нашей эры.Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовалиасфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовалисьдля приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав «греческогоогня». В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов наБлижнем Востоке, Южной Италии и др. В начале XIX в. в России,а в середине XIX в. в Америке из нефти путем возгонки был полученкеросин. Он использовался в лампах. До середины XIX в. нефтьдобывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественныхвыходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного ибензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающейпромышленности.

  Нефть – это маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом,обычно коричневого цвета  с зеленоватым или другим оттенком, иногда почтичерная, очень редко бесцветная.

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И СОЕДИНЕНИЯ В НЕФТЯХ

  Нефти состоят главным образом из углерода – 79,5 – 87,5 % и водорода – 11,0 –14,5 % от массы нефти. Кроме них в нефтях присутствуют еще три элемента – сера,кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5 – 8 %. Внезначительных концентрациях в нефтях встречаются элементы: ванадий, никель,железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт,молибден, бор, мышьяк, калий и др. Их общее содержание не превышает 0,02 – 0,03% от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганическиесоединения, из которых состоят нефти. Кислород и азот находятся в нефтях тольков связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входитьв состав сероводорода.

Углеводородные соединения

  В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений.

  Нефть  в природных условиях состоит из смеси метановых, нафтеновых иароматических углеводородов. По углеводородному составу все нефтиподразделяются на: 1) метаново-нафтеновые, 2) нафтеново-метановые, 3)ароматическо-нафтеновые, 4) нафтеново-ароматические, 5) ароматическо-метановые,6) метаново-ароматические и 7) метаново-ароматическо-нафтеновые. Первым в этойклассификации ставится название углеводорода, содержание которого в составенефти меньше.

  В нефти также содержится некоторое количество твердых и газообразныхрастворенных углеводородов. Количество природного газа в кубометрах,растворенного в 1 т нефти в пластовых условиях, называется газовым фактором.

  В нефтяных (попутных) газах кроме метана и его газообразных гомологовсодержатся пары пентана, гексана и гептана.

Гетеросоединения

  Наряду с углеводородами в нефтях присутствуют химические соединения другихклассов. Обычно все эти классы объединяют в одну группу гетеросоединений (греч.«гетерос» – другой).

  В нефтях также обнаружено более 380 сложных гетеросоединений, в которых

куглеводородным ядрам присоединены такие элементы, как сера, азот и

кислород.Большинство из указанных соединений относится к классу сернистых

соединений– меркаптанов. Это очень слабые кислоты с неприятным запахом. С металлами ониобразуют солеобразные соединения – меркаптиды. В нефтях

меркаптаныпредставляют собой соединения, в которых к углеводородным

/> /> радикалам присоединена группа SH.

Рис. 1. Метилмеркаптан.

Меркаптаныразъедают трубы и другое металлическое оборудование буровых установок.

Главнуюмассу неуглеводородных соединений в нефтях составляют асфальтово-смолистыекомпоненты. Это темно-окрашенные вещества, содержащие помимо углерода иводорода кислород, азот и серу. Они представлены смолами и асфальтенами.Смолистые вещества заключают около 93% кислорода в нефтях. Кислород в нефтяхвстречается в связанном состоянии также в составе нафтеновых кислот (около 6%)– />, фенолов (не более 1%) – />,а также жирных кислот и их производных – />(Р).Содержание азота в нефтях не превышает 1%. Основная его масса содержится всмолах. Содержание смол в нефтях может достигать 60% от массы нефти,асфальтенов – 16%.

   Асфальтены представляют собой черноетвердое вещество. По составу они сходны со смолами, но характеризуются инымисоотношениями элементов. Они отличаются большим содержанием железа, ванадия,никеля и др. Если смолы растворяются в жидких углеводородах всех групп, тоасфальтены нерастворимы в метановых углеводородах, частично растворимы внафтеновых и лучше растворяются в ароматических. В “белых” нефтях смолысодержатся в малых количествах, а асфальтены вообще отсутствуют.

ПРОИЗВОДНЫЕ НЕФТЕЙ

   В 1888 г. предложено называть всегорючие ископаемые каустобиолитами. Они подразделяются на две группы: угли ибитумы. К битумам (лат. “битумен” – смола) отнесли нефть и горючие газы, атакже твердые вещества, родственные нефтям. При классификации производных нефтивыделяют две ветви. Одна из них объединяет последовательные продукты изменениянефтей с нафтеновым основанием – минералы асфальтового ряда. Ко второй ветвиотносятся продукты изменения нефтей с парафиновым основанием – минералыпарафинового ряда.

   Продукты изменения нефтей с нафтеновым основаниемподразделяют на три группы: группу асфальтов, группу асфальтитов и группукеритов. К первой группе относятся мальты и асфальты. Мальты – это черные,очень густые смолистые нефти. Они богаты серой и кислородом. Асфальты представляютсобой буро-черные или черные вязкие, слегка эластичные или твердые аморфныевещества. Асфальтиты отличаются от асфальтов большей твердостью, хрупкостью ибольшей обогащенностью смолисто-асфальтовыми компонентами. Мальты, асфальты иасфальтиты полностью растворяются в органических растворителях. В отличие отних кериты (нефтяные угли) не плавятся и не растворяются в органическихрастворителях.

   Основными продуктами изменения нефтей с парафиновымоснованием являются озокериты. Это – воскообразные вещества плотностью меньшеединицы. Они хорошо растворяются в бензине, бензоле, скипидаре и сероуглероде.Они легко воспламеняются и горят ярким коптящим пламенем. Озокерит – это смесьалканов от /> до />. Вторичные компонентыпредставлены маслами, смолами и асфальтенами.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТЕЙ

   Главнейшим свойством нефти, принесшим им мировую славуисключительных энергоносителей, является их способность выделять при сгораниизначительное количество теплоты. Нефть и ее производные обладают наивысшейсреди всех видов топлив теплотой сгорания. Теплота сгорания нефти – 41 МДж/кг,бензина – 42 МДж/кг. Важным показателем для нефти является температура кипения,которая зависит от строения входящих в состав нефти углеводородов и колеблетсяот 50 до 550°С.

   Нефть, как и любая жидкость, при определеннойтемпературе закипает и переходит в газообразное состояние. Различные компонентынефти переходят в газообразное состояние при различной температуре. Так,температура кипения метана –161,5°С, этана –88°С, бутана 0,5°С, пентана 36,1°С.Легкие нефти кипят при 50–100°С, тяжелые – при температуре более 100°С.

   Различие температур кипения углеводородов используетсядля разделения нефти на температурные фракции. При нагревании нефти до180–200°С выкипают углеводороды бензиновой фракции, при 200–250°С –лигроиновой, при 250–315°С – керосиново-газойлевой и при 315–350°С – масляной.Остаток представлен гудроном. В состав бензиновой и лигроиновой фракций входятуглеводороды, содержащие 6–10 атомов углерода. Керосиновая фракция состоит изуглеводородов с />, газойлевая – /> и т.д.

   Важным является свойство нефтей растворятьуглеводородные газы. В 1 м3 нефти может раствориться до 400 м3горючих газов. Большое значение имеет выяснение условий растворения нефти иприродных газов в воде. Нефтяные углеводороды растворяются в воде крайненезначительно. Нефти различаются по плотности. Плотность нефти, измеренной при20°С, отнесенной к плотности воды, измеренной при 4°С, называетсяотносительной. Нефти с относительной плотностью 0,85 называются легкими, сотносительной плотностью от 0,85 до 0,90 – средними, а с относительнойплотностью свыше 0,90 – тяжелыми. В тяжелых нефтях содержатся в основномциклические углеводороды. Цвет нефти зависит от ее плотности: светлые нефтиобладают меньшей плотностью, чем темные. А чем больше в нефти смол иасфальтенов, тем выше ее плотность. При добыче нефти важно знать ее вязкость.Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамической вязкостьюназывается внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкости движению общегопотока. У легких нефтей вязкость меньше, чем у тяжелых. При добыче и дальнейшейтранспортировке тяжелые нефти подогревают. Кинематической вязкостью называетсяотношение динамической вязкости к плотности среды. Большое значение имеетзнание поверхностного натяжения нефти. При соприкосновении нефти и воды междуними возникает поверхность типа упругой мембраны. Капиллярные явления используютсяпри добыче нефти. Силы взаимодействия воды с горной породой больше, чем унефти. Поэтому вода способна вытеснить нефть из мелких трещин в более крупные.Для увеличения нефтеотдачи пластов используются специальныеповерхностно-активные вещества (ПАВ). Нефти имеют неодинаковые оптическиесвойства. Под действием ультрафиолетовых лучей нефть способна светиться. Приэтом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым и желто-бурым. Этоиспользуется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком и имеет высокоеудельное сопротивление. На этом основаны электрометрические методы установленияв разрезе, вскрытом буровой скважиной, нефтеносных пластов.

ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТЕЙ

   Существуют две теории происхождения нефти: биогенная иабиогенная. Сторонники первой – органики – считают, что нефть образовалась восадочном чехле земной коры в результате глубокого преобразования животных ирастительных организмов, живших миллионы лет назад. Другие – неорганики –доказывают, что нефть образовались в мантии земли неорганическим путем. Ответна этот вопрос даст ответ на другой вопрос: в каких конкретных точкахобразуется нефть?

ОРГАНИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ

   Органическая концепция начинает развиваться послесоздания работы М. В. Ломоносова о нефти. Он писал: «Увериться можем опроисхождении сих горючих подземных материй из растущих вещей их легкостью».Сторонники органической концепции также спорили о том, что явилось исходнымвеществом для нефти: растения или животные? Победилите, кто утверждал: и растения, и животные. Другим предметом спора было местозалегания нефти. Одни ученые считали, что нефть залегает там же, где иобразовалась, другие, что нефть образовалась в одном месте, а скопилась вдругом. Победила вторая точка зрения.

   Органическая концепция в своем развитии опирается нагеологические наблюдения. Так, 99,9% известных скоплений нефти приурочено косадочным толщам. Поэтому ученые считают, что нефть является продуктом процессаосадонакопления. Было установлено, что залежи нефти находятся в линзахпроницаемых пород, окруженных непроницаемыми породами.

   Интересными оказались результаты исследования осадочныхпород. Так, в глине в 2–4 раза больше органического вещества, чем в песке.Данное органическое вещество (ОВ) подразделяется на три фракции: битумоиды,гуминовые кислоты и кероген. Битумоиды сходны по составу с нефтями в залежах.Они составляют до 10–15 % ОВ. Битумоиды на 5–55 % состоят из углеводородов.Поэтому чем больше углеводородов в осадке, тем богаче эти породы битумоидами.ОВ состоит на 15–20 % из гуминовых кислот. Нерастворимое осадочное органическоевещество называется керогеном. Кероген сходен по составу с бурым углем. ОВсостоит на 70–80 % из него.

   Битумоиды рассеянного ОВ подобны липоидам – жирам,состоящим из длинным углеродных цепей. Отсюда сделан вывод: липоиды,синтезируемые организмами, являются источником битумоидов в осадках. Внастоящее время можно считать доказанной возможность образования углеводородовиз липоидов, белков и углеводов. Липоиды по своему химическому составу стоятближе всего к соединениям, входящим в состав нефти. Некоторые ученые полагают,что уже само механическое накопление углеводородов, попадающих из живоговещества в осадок, может привести к образованию нефти. На процесс происхождениянефти также влияют горные породы. Так, алюмосиликаты, из которых состоит глина,являются катализаторами  в процессе образования нефти. И именно в глинистыхпородах происходит преобразование рассеянного ОВ.

   С позиций современной органической позиции нефтьобразуется следующим образом.

   Моря и озера населены планктоном. После его отмиранияостатки растений и животных организмов падают на дно, образуя толстый слой ила.После этого начинается биохимическая стадия образования нефти. Микроорганизмыпри ограниченном доступе кислорода перерабатывают белки, углеводы и т.д. Приютом образуются метан, углекислый газ, вода и немного углеводородов. Даннаястадия происходит в нескольких метрах от дна моря. Затем осадок уплотняется:происходит диагенез. Начинаются химические реакции между веществами поддействием температуры и давления. Сложные вещества разлагаются на болеепростые. Биохимические процессы затухают. С увеличением глубины растетсодержание рассеянной нефти. Так, на глубине до 1,5 км идет газообразование, наинтервале 1,5–8,5 км идет образование жидких углеводородов – микронефти – притемпературе от 60 до 160°С. А на больших глубинах при температуре 150 –200°Собразуется метан. По мере уплотнения илов микронефть выжимается в вышележащиепесчаники. Это процесс первичной миграции. Затем под влиянием различных силмикронефть перемещается вверх по наклону. Это вторичная миграция, котораяявляется периодом формирования самого месторождения.

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ

   Существует несколько вариантов концепциинеорганического происхождения нефти.

   Наиболее последовательной является минеральная(карбидная) гипотеза Менделеева. Менделеев доказывает, что при образованиинефти главным остатком разложения является  уголь, а в Пенсильвании и Канаденефть встречается в девонских и силурийских пластах, угля не заключающих. Изживотного жира нефть также не могла произойти, так как они бы дали многоазотистых соединений, которых мало в нефти. Причем запасы нефти огромны, и дляих образования потребовалось бы много жиров. Менделеев полагает, что вода,проникая глубоко в землю и встречая там углеродистое железо, реагирует с ним идает окислы и углеводороды (пары нефти). Они поднимались до холодных слоев идавали нефть и, если не было бы препятствий, поднимались бы на поверхность.Сторонники органической концепции признают, что  Менделеевым «впервые серьезнои научно был поставлен вопрос о генезисе нефти».

   В 1950 г. профессор Кудрявцев выдвинул магматическуюгипотезу образования нефти. Кудрявцев считает, что в мантии Земли при высокойтемпературе образуются углеводородные радикалы СН, СН2 и СН3.Вследствие перепада давления они перемещаются ближе к земной поверхности. Врезультате понижения температуры радикалы реагируют между собой и с водородом,образуя большое количество простых и сложных углеводородов. К ним примешиваютсяуглеводороды, полученные из окиси углерода и водорода. Дальнейшее движениеуглеводородов, обусловленное огромным перепадом давлений и разностью давленийнефти и воды, происходит по заполненным водой трещинам и приводит их наповерхность или в ловушки (часть природного резервуара, в которой можетустановиться равновесие между газом, нефтью и водой).

   Существует и космическая гипотеза неорганическогопроисхождения нефти. Согласно данной гипотезе, Земля при остывании и формированииее как планеты захватила водород из первичной газовой материи. Этот водород,перемещаясь по глубинным разломам на поверхность, вступает в реакцию суглеродом жидкой магмы и образует нефтяные углеводороды.

   Неорганическая концепция, так же как и органическая,опирается на наблюдения. Так, известно около 30 залежей нефти, приуроченных кизверженным и метаморфическим породам. Подсчитано, что ежегодно вулканывыбрасывают около 3,3´105т углеводородов.

   Для доказательства карбидной теории на чугундействовали соляной и серной кислотами, и был получен водород и смесьуглеводородов, имеющих запах нефти.

*         *         *

   В настоящее время господствующей является органическаяконцепция. Она отличается большей стройностью,зрелостью и завершенностью суждений. В рамках неорганической концепциисуществует несколько гипотез, подчас взаимоисключающих друг друга.

ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

   Нефть, получаемая непосредственно из скважин,называется сырой. В различных отраслях народного хозяйства применяются каксырая нефть, так и различные продукты, получаемые из нее в результатепереработки.

   В настоящее время из нефти путем сложноймногоступенчатой переработки извлекается много составных частей.

   В процессе первичной переработки из нефти удаляют пластовуюводу и неорганические вещества. Перед перегонкой в ректификационной колонненефть нагревают до 350°С, перед этим отогнав из нефти летучие углеводороды.Первыми переходят в парообразное состояние  и отгоняются углеводороды снебольшим количеством атомов углерода. С повышением температуры смесиперегоняются углеводороды с более высокой температурой кипения. При такойперегонке получают следующие фракции (смесь жидкостей с близкими температурамикипения, полученная в результате первичной перегонки)/> .

1.    Газолиноваяфракция, собираемая от 40 до 200°С, содержит углеводороды от /> до />; при дальнейшей перегонкеполучают газолин, бензин и т.д.

2.    Лигроиноваяфракция, собираемая в пределах от 150 до 250°С, содержит углеводороды от /> до />; лигроин применяется какгорючее для тракторов.

3.    Керосиноваяфракция, собираемая от 180 до 300°С, содержит углеводороды от /> до />; керосин после очистки используетсякак горючее для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

4.    Газойлеваяфракция, собираемая свыше 275°С; газойль – дизельное топливо – используется вдизельных двигателях.

5.    Остатокпосле перегонки нефти – мазут. Мазут – это масло, состоящее из углеводородов,содержащих до сорока атомов углерода. Температура кипения мазута – свыше 350°С.При его повторной перегонке получают смазочные масла, парафиновый воск иасфальт (битум). Смазочные масла – смесь нелетучих жидкостей, полученных приперегонке мазута в вакууме. Парафиновый воск – мягкое твердое вещество, котороеотделяют от смазочного масла после перегонки мазута в вакууме. Битум –жидкость, которая остается после перегонки мазута в вакууме. Это деготь,черное, полутвердое при температуре 20°С вещество.

   Главный недостаток перегонки нефти – малый выходбензина (не более 20%). Его выход можно увеличить с помощью крекинга ириформинга. Крекинг – это реакция, при которой разрываются длинные цепи алканови образуются более легкие алканы и алкены. Риформингом называется процессоблагораживания бензина, в котором бензин получается из легких фракций путемразрыва прямой цепи молекул алканов и преобразования их в молекулы сразветвленными цепями. Крекинг проводится при высокой температуре (термическийкрекинг) или в присутствии катализатора (каталитический крекинг). Бензин,полученный с помощью каталитического крекинга, обладает большей детонационнойстойкостью, потому что в нем содержится большое количество разветвленныхуглеводородов. Такой бензин более устойчив при хранении. Качество бензинаопределяется по его октановому числу. Оно изменяется от 0 до 100 иувеличивается при использовании антидетонаторов, например, тетраэтилсвинец />.

   При температуре 700°С и выше происходит пиролиз нефти –разложение органических веществ без доступа воздуха. Главными продуктамипиролиза являются непредельные газообразные (этилен, ацетилен) и ароматические(толуол, бензол и др.)  углеводороды.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

   В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов.Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердоетопливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины,битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и ихсоли, высшие спирты и т.д.

   Наибольшее применение продукты переработки нефтинаходят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти вполтора раза более высокой теплотой сгорания по сравнению с лучшими углями. Онзанимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков при горении. Заменатвердых видов топлива мазутом на ТЭС, заводах и на железнодорожном и водномтранспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитиюосновных отраслей промышленности и транспорта.

   Энергетическое направление в использовании нефти до сихпор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансесоставляет более 46%.

   Однако в последние годы продукты переработки нефти всешире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% добываемойнефти потребляются в качестве сырья для современной химии. Например, этиловыйспирт применяется примерно в 150 отраслях производства. В химическойпромышленности применяются формальдегид (HCHO),пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирти т.д.

   Продукты переработки нефти применяются и в сельскомхозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян,ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т.д. Вмашиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и частиаппаратов из пластмасс, смазочные масла и др. Широкое применение нашел нефтянойкокс, как анодная масса при электровыплавке. Прессованная сажа идет наогнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяютсяполиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин,производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем для которых служатметиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюрмернойпромышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт,хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др. Производные нефтесинтеза находятширокое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительнойпромышленности.

   Химизация нефти позволила сократить расходы пищевыхпродуктов на технические цели.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   Нефть (и  газ) останутся в ближайшем будущем основойобеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтегазохимической промышленности.Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработкинефтяных (и газовых) месторождений. Но ресурсы  нефти (и газа) в природеограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычипривело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятнорасположенных месторождений.

   В проблеме рационального использования нефти (и газа)большое значение имеет повышение коэффициента их полезного использования. Одноиз основных направлений здесь предполагает углубление уровня переработки нефтив целях обеспечения потребности страны в светлых нефтепродуктах инефтехимическом сырье. Другим эффективным направлением является снижениеудельного расхода топлива на производство тепловой и электрической энергии, а такжеповсеместное снижение удельного расхода электрической и тепловой энергии вовсех звеньях народного хозяйства.

Использованная литература:

1)    Судо М. М. Нефть и горючие газы всовременном мире. – М.: Недра, 1984.

2)    Химия. Школьный иллюстрированныйсправочник. – М.: Росмэн, 1995.

3)  Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Органическая химия: учебникдля 10 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1991.

/>

www.ronl.ru

Доклад - Нефть - Химия

Реферат на тему                            

   “Нефть”.

                       

  Нефть-масляная горючая жидкость обычно темного цвета со своеобразным запахом;она немного легче воды и в нейне растворяется.

  То чтонефть в основном состоит из углеводородов можно легко подтвердить на следующемопыте. Поставим пробирку с нефтью на огонь предварительно прикрепив к нейтрубку с отверстиями для входа и выхода газа. К концу трубки закрепим еще однупробирку. Нагрев пробирку с нефтью можно заметить что перегоняется она не приопределенной температуре, как индивидуальные вещества, а в широком интервалетемператур. Сначала при умеренном нагревании перегоняются преимущественновещества с большей молекулярной массой. Состав нефти неоднороден. Обычно всеони содержат 3 вида углеводородов:парафины(обычно нормальногостроения), циклопарафины (нафтены) и ароматические, хотя соотношения этихуглеводородов бывают разные. Например нефть Мангышлака богата предельнымиуглеводородами, в районе Баку -циклопарафинами, с острова Борнео богата ароматическимиуглеводородами.

  Все нефтипри простой перегонке разделяются на фракции:

1) Газовая фракция (tкипения до 40°C) содержит нормальные иразветвленные алканы до C5.

2) Бензин (газолин) (t°кипения 40-180°C)содержит до 20% от общегосостава. Углеводороды- C6-C10.

3) Керосин (t°кипения 180-230°C)-содержит углеводороды C11-С12В основном используется вкачестве топлива.

4) Легкий газойль(t°230-305°C) -легкое дизельное топливо, всостав входят C13-C17. Используют как дизельное топливо.

5) Тяжелый газойль и легкийдистиллят. (t°кипения 305-405°С). С18-С25.

6)  Смазочные масла(t°кипения 405-515°C). Содержат углеводороды C26-C38, Из которых наиболее известенвазелин.

7) Остаток после перегонкиназывают асфальтом или гудроном.

 

 

Помимоуглеводородов нефть содержит около 10% сернистых, азотистых, икислородсодержащих соединений.

  Самоераспространенное топливо на сегодняшний день -Бензин. Он применяется в качествегорючего для автомашин и самолетов с поршневыми двигателями. Он используетсятакже как растворитель масел, каучука, для очистки тканей и т.д.

  Лигроинявляется горючим для тракторов.

  Керосин-горючее для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

  Газойльиспользуется в качестве горючего для дизелей.

  Послеотгонки из нефти светлых продуктов остается вязкая черная жидкость -мазут. Изнего путем дополнительной перегонки получают смазочные масла: автотракторные, авиационные,дизельные и др. Кроме переработки на смазочные масла мазут подвергаетсяхимической переработки на бензин, а также используется как жидкое топливо вкотельных установках. Из некоторых сортов нефти выделяют смесь твердых углеводородов-парафин;смешивая твердые и жидкие углеводороды получают вазелин.

  Одной изсамых важных характеристик бензина является детонация. Детонация -это взрывноесгорание бензина. Наименьшей стойкостью к детонации обладают парафинынормального строения. Углеводороды разветвленные, а также непредельные иароматические более устойчивы к детонации;они допускают более сильноесжатие горючей смеси и, следовательно, позволяют конструировать более мощныедвигатели.

  Дляколичественной характеристики детонационной стойкости бензинов выработанаоктановая школа. Каждый углеводород и каждый сорт бензина характеризуетсяопределенным октановым числом. Октановое число изооктана (2,2,4-триметилпентана), обладающего высокой детонационной стойкостью принято за 100.Октановое число н -гептан, чрезвычайно легко детонирующего, принято за 0. Еслиговорят, что бензин имеет октановое число 76, то это значит, что он допускаеттакое же сжатие в цилиндре без детонации, как смесь из 76% изооктана и 24%гептана.

 

 

  Бензиныизвлекаемые из нефти, имеют сравнительно низкие октановые числа. Применяяспециальные способы переработки получают бензины с более высокими октановыми числами.

www.ronl.ru

Доклад - Нефть - Химия

 

 

РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ

НА ТЕМУ: «Нефть»

Выполнил:Дорошенко Андрей 10 «б»

Руководитель:Михайлова Л.И.

Санкт-Петербург

2003 г.

     

План:

1.<span Times New Roman"">                

Происхождениенефти

2.<span Times New Roman"">                

Переработканефти

2.1<span Times New Roman"">             

Перегонканефти

2.2<span Times New Roman"">             

Крекинг             Происхождение нефти

 Вопросы об исходном веществе, из которогообразовалась нефть, о процессах нефтеобразования и формирования нефти вконцентрированную залежь, а отдельных залежей в месторождения до сего времениещё не являются окончательно решёнными. Существует ряд мнений как об исходныхдля нефти веществах, так и о причинах и процессах, обусловливающих еёобразование. В последние годы благодаря трудам главным образом советскихгеологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей  удалось выяснить основные закономерности впроцессах нефтеобразования. В настоящее время установили, чтонефть органическогопроисхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразованияорганических веществ.

 Ранее выдвигались и другие теории образованиянефти.

 В конце XIX в., когда в астрономии ифизике получило развитие применение спектральных методов исследования и вспектрах различных космических тел были обнаружены не только углерод и водород,но и углеводороды, русский геолог Н. А. Соколов выдвинул космическую гипотезуобразования нефти. Он предполагал, что когда земля была в огненно-жидкомсостоянии, то углеводороды из газовой оболочки проникли в массу земного шара, а впоследствии при остываниивыделились на его поверхности. Эта гипотеза не объясняет ни географического, нигеологического распределения нефтяных месторождений…

 В конце XIXв. Д. И. Менделеевым,обратившим внимание на приуроченность известных тогда месторождений нефти ккраевым частям гор, была выдвинута теория неорганического происхождения нефти.Предполагалось, что углеводороды, образующиеся при действии воды на раскалённыекарбиды металлов, проходили по  трещинамиз глубоких слоёв в зону осадочной оболочки земного шара, где путём их конденсациии гидрогенизации образовались нефтяные месторождения.

 Эта теория образования нефти не получилапризнания среди геологов и химиков. Трудно представить себе образование нефтипутём действия на карбиды металлов воды океанов, просочившейся в глубину землипо  трещинам земной коры, так как эти трещиныне могут идти так глубоко.

 Кроме того, наличие в земной коре большихзалежей карбидов железа, до которых может проникнуть вода океанов, оченьсомнительно.

 Количество металлического железа (а не егоокислов), которое может попасть из очень глубоких зон на поверхность твёрдойкоры, ничтожно. Окислы железа содержать карбиды металлов не могут. Вероятностьже наличия карбидов металлов в самом металлическом железе также крайненезначительна.

 Все приведённые выше соображения говорят отом, что в наружной оболочке космического типа при наличии окислительнойобстановки не приходится ожидать образования и сохранения карбидов железа идругих металлов в сколько-нибудь значительных количествах…

 М. В. Ломоносов первый указал на связь междугорючими полезными ископаемыми — углём и нефтью и выдвинул впервые в мире всередине XVIIIв. гипотезу о происхождении нефти из растительныхостатков.

 Академик В. И. Вернадский обратил внимание наналичие в нефти азотистых соединений, встречающихся в органическом мире.

 Предшественники академика И. М. Губкина,русские геологи Андрусов и Михайловский также считали, что на Кавказе нефтьобразовалась из органического материала. По мнению И. М. Губкина, родина нефти находится в области древнихмелководных морей, лагун и заливов. Он считал, что уголь и нефть – члены одногои того же генетического ряда горючих ископаемых.

 Уголь образуется в болотах и пресноводныхводоёмах, как правило, из высших растений. Нефть получается главным образом изнизших растений и животных, но в других условиях.

 Нефть постепенно образовывалась в толщеразличных по  возрасту осадочных пород,начиная от наиболее древних осадочных пород – кембрийских, возникших 600 млн.лет назад, до сравнительно молодых – третичных слоёв, сложившихся 50 млн. летназад.

 Накопление органическогоматериала для будущего образования нефти происходило в прибрежной полосе, взоне борьбы между сушей и морем…

 По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторыеучёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктони др.), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большоезначение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров,белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

 И. М. Губкин дал критическийанализ проблемы происхождения нефти и разделил органические теории на тригруппы: теории, где преобладающая роль в образовании нефти отводится погибшимживотным; теории, где преобладающая роль отводится погибшим растениям, и,наконец, теории смешанного животно-растительного происхождения нефти.

 Последняя теория, детально разработанная И. М.Губкиным, носит название сапропелитовой от слова “сапропель”–глинистый ил – и является господствующей. В природе широко распространеныразличные виды сапропелитов.

Различиев исходном органическом веществе является одной из причин существующегоразнообразия нефтей. Другими причинами являются различие температурных условийвмещающих пород, присутствие катализаторов и др., а также последующие преобразованияпород, в которых заключена нефть…

 В СССР были проведены исследования, врезультате которых удалось установить роль микроорганизмов в образовании нефти.Т. Л. Гинзбург-Карагичева, открывшая присутствие в нефти разнообразнейшихмикроорганизмов, привела в своих исследованиях много новых, интересныхсведений.

 Она установила, что в нефтях, ранеесчитавшихся ядом для бактерий, на больших глубинах идёт кипучая жизнь, непрекращавшаяся миллионы лет подряд.

 Целый ряд бактерий живёт в нефти и питаетсяею, меняя, таким образом, химический состав нефти. Академик И. М. Губкин всвоей теории нефтеобразования придавал этому открытию большое значение.Гинзбург-Карагичевой установлено, что бактерии нефтяных пластов превращаютразличные органические продукты вбитуминозные.

 Под действием ряда бактерий происходитразложение органических веществ и выделяется водород, необходимый дляпревращения органического материала в нефть…

 Академиком Н. Д. Зелинским, профессором В. А.Соколовым и рядом других исследователей большое значение в процессенефтеобразования придавалось радиоактивным элементам. Действительно, доказано,что органические вещества под действием альфа-лучей распадаются быстрее и приэтом образуются метан и ряд нефтяных углеводородов.

 Академик Н. Д. Зелинский и его ученикиустановили, что большую роль в процессе нефтеобразования играют катализаторы.

 В более поздних работах академик Зелинскийдоказал, что входящие в состав животных и растительных остатков пальмитовая,стеариновая и другие кислоты при воздействии хлористогоалюминия в условияхсравнительно невысоких температур (150-400о) образуют продукты,по  химическому составу, физическимсвойствам и внешнему виду похожие на нефть. Профессор А. В. Фрост установил,что вместо хлористого алюминия – катализатора, отсутствующего в природе, — егороль в процессе нефтеобразования играют обыкновенные глины, глинистыеизвестняки и другие породы, содержащие глинистыеминералы.

                     Переработка нефти

                           Перегонка нефти

 Как только вода в чайникезакипит, из чайника со свистом начнёт вылетать пар. Если теперь подставитьчайник к окну, то пар тотчас же начнёт конденсироваться на стекле и со стекластанут падать капли дистиллированной, или перегнанной воды. Перегонка нефтиоснована на том же принципе – сначала нефть испаряется, а затем пары еёконденсируют с разделением на погоны – бензиновые, керосиновые и т.д.

 Секрет получения светлых продуктов из чёрнойнефти человек разгадал очень давно. Ещё при Петре Первом пользовались очищеннойнефтью.

 Первый завод для очисткинефти был построен в России на Ухтинском нефтяном промысле. Это было в 1745г.,в период царствования Елизаветы Петровны. В Петербурге и в Москве тогда дляосвещения пользовались свечами, а в малых городах и деревнях – лучинами. Но ужеи тогда во многих церквях горели “неугасимые”лампады.В лампады наливалось гарное масло, которое было не чем иным, как смесьюочищенной нефти с растительным маслом.

 Купец Набатов был единственным поставщикомочищенной нефти для соборов и монастырей.

 В конце XVIIIстолетия была изобретеналампа.

 С появлением ламп увеличился спрос на керосин.

 Когда братья Дубины построили в Моздокенефтеперегонный завод, свой керосин, называющийся тогда фотогеном, ониотправляли в Россию.

 И первый, и второй, и все последующиенефтеперегонные заводы получали бензин, керосин и другие продукты выпариваниемнефти.

 Завод Дубининых был очень прост. Котёл впечке, из котла идёт труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой –холодильник, пустая бочка – приёмник для керосина.

 На современном заводе вместо котла устраиваетсяложная трубчатая печь. Вместо трубки для конденсации и разделения паровсооружаются огромные ректификационные колонны. Адля приёма продуктов перегонки выстраиваются целые городки резервуаров.

 Нефть состоит из смеси различных веществ(главным образом углеводородов) и потому не имеет определённой точки кипения.На трубчатках нефть подогревают до 300-325о. При такой температуреболее летучие вещества нефти превращаются в пар.

 Печи на нефтеперегонных заводах особые. С видуони похожи на дома без окон. Выкладываются печи из лучшегоогнеупорного кирпича.Внутри, вдоль и поперёк, тянутся трубы. Длина труб в печах достигает километра.

 Когда завод работает, по  этим трубам с большой скоростью – до двухметров в секунду – движется нефть. В это время из мощной форсунки в печьустремляется пламя. Длина языков пламени достигает нескольких метров.

 При температуре 300-325о нефтьперегоняется не полностью. Если температуру перегонки увеличить, углеводородыначинают разлагаться.

 Нефтяники нашли способ перегонки нефти безразложения углеводородов.

 Вода кипит при 100о тогда, когдадавление равно атмосфере, или 760 мм. рт. ст. Но она может кипеть, например, ипри 60о. Для этого надо лишь понизить давление. При давлении в 150мм термометр покажет всего 60о.

 Чем меньше давление, тем скорее закипает вода.То же самое происходит с нефтью. Многие углеводороды в условиях атмосферногодавления кипят только при 500о. Следовательно, при325о этиуглеводороды не кипят.

 А если снизить давление, то они закипят и приболее низкой температуре.

 На этом законе основана перегонка в вакууме,т. е. при пониженном давлении. На современных заводах нефть перегоняется илипод атмосферным давлением, или под вакуумом, чаще всего заводы состоят из двухчастей – атмосферной и вакуумной. Такие заводы так и называютсяатмосферно-вакуумные. На этих заводах получаются одновременно все продукты:бензин, лигроин, керосин, газойль, смазочные масла и нефтяной битум.Неиспарившихся частей при такой перегонки остаётся гораздо меньше, чем приатмосферной.

 Дружнее происходит испарение нефти, когда вустановку вводитсяпар.

 Сложна и интересна работа ректификационной колонны.В этой колонне происходит не только разделение веществ по  их температурам кипения, но одновременнопроизводится дополнительное многократное кипячение конденсирующейся жидкости.

 Колонны делаются очень высокими – до 40 м.Внутри они разделяются горизонтальными перегородками – тарелками – сотверстиями. Над отверстиями устанавливаются колпачки.

 Смесь углеводородных паров из печи поступает внижнюю часть колонны.

 Навстречу неиспарившемуся остатку нефти снизуколонны подаётся перегретый пар. Этот пар прогревает неиспарившийся остаток иувлекает с собой все лёгкие углеводороды вверх колонны. В нижнюю часть колонныстекает освобождённый от лёгких углеводородов тяжёлый остаток – мазут, а парыодолевают тарелку за тарелкой, стремясь к верху колонны.

 Сначала превращаются в жидкость пары с высокимитемпературами кипения. Это будет соляровая фракция, которая кипит притемпературе выше 300о. Жидкий соляр заливает тарелку до отверстий.Парам, идущим из печи, теперь приходится пробулькивать через слой соляра.

 Температура паров выше температуры соляра, исоляр снова кипит.

  Углеводороды, кипящие при температуре ниже300о, отрываются от него и летят вверх колонны, на секциюкеросиновых тарелок.

 В соляре, выходящем из колонны, поэтому нетбензина иликеросина.

 В колоннах бывает 30-40 тарелок, разделённыхна секции. Через все тарелки проходят пары, на каждой они пробулькивают черезслой сконденсировавшихся паров и в промежутках между ними встречают падающие сверхней тарелки капли лишнего, не убравшегося на верхнюю тарелку конденсата.

 В колонне непрерывно  идёт сложная, кропотливая работа.Углеводороды собираются в секциях по температурам кипения. Для каждой группы углеводородов в колонне имеютсясвои секции и свой выход.

 Углеводороды сгруппируются в своей секциитолько тогда, когда в них не будет углеводородов других температур кипения.

Когдаони соберутся вместе, они из колонны выходят в холодильник, а из холодильника –в приёмник.

Изсамых верхних секций колонны идёт не бензин, а пары бензина, так кактемпература вверху колонны выше температуры легко кипящих частей бензина. Парыбензина идут сначала в конденсатор.

 Здесь они превращаются в бензин, которыйнаправляется также в холодильник, а затем в приёмник.

                                        Крекинг

 Крекинг изобрёл русский инженер Шухов в 1891 г. В1913 г. изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США65% всех бензинов получается на крекинг-заводах.

 Наши нефтяники часто рассказывают о судебнойтяжбе двух американских фирм.

 Около двадцати пяти лет назад американскаяфирма Кросса обратилась в суд с жалобой на то, что фирма Даббса присвоила еёизобретение – крекинг. Фирма Кросса требовала с фирмы Даббса большую суммуденег за “незаконное”использование изобретения.

 Суд встал на сторону Кросса. Даббсуприходилось совсем плохо.

 Выручил Даббса адвокат. На суде адвокатзаявил:

-<span Times New Roman"">         

Крекинг изобретён не Кроссом, а русским инженером Шуховым.

Шуховтогда был жив. Приехали к нему в Москву американцы и спрашивают:

-<span Times New Roman"">         

Чем вы докажете, что крекинг изобретён вами?

Шуховвынул из стола документы и предъявил американцам. Из документов было ясно, чтоШухов свой крекинг запатентовал за тридцать лет до тяжбы Кросса с Даббсом.

 Аппаратура крекинг-заводов в основном та же,что и заводов для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработкидругой. Другое и сырё.

 Слово “крекинг”означает расщепление. На крекинг-заводах углеводороды не перегоняются, арасщепляются. Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600о),часто при повышенном давлении.

 При таких температурах крупные молекулыуглеводородов раздробляются на более мелкие.

 Мазут густ и тяжёл, его удельный вес близок кединице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов.

 Когда мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородовраздробляется на более мелкие. А из мелких углеводородов как раз и составляютсялёгкие нефтяные продукты — бензин, керосин.

 Мазут – остаток первичной перегонки. Накрекинг-заводе он снова подвергается переработке, и из него, так же как изнефти на заводе первичной перегонки, получают бензин, лигроин керосин.

 При первичной перегонки нефть подвергаетсятолько физическим изменениям. От неё отгоняются лёгкие фракции, т. е.отбираются части её, кипящие при низких температурах и состоящие из разных по  величине углеводородов. Сами углеводородыостаются при этом неизменёнными.

 При крекинге нефть подвергается химическимизменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводовпроисходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда ваппаратуру вводят катализаторы.

 Одним из таких катализаторов являетсяспециально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном состоянии – ввиде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся впарообразном и газообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляютсяна их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевиднымкатализатором. Этот вид крекинга теперь широко распространяется.

 Катализатор потом отделяется от углеводородов.Углеводороды идут своим путём на ректификацию и в холодильники, а катализатор –в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются.

 Катализаторы – крупнейшее достижениенефтепереработки.

 На крекинг-установках всех систем получаютбензин, лигроин, керосин, соляр и мазут.

 Главное внимание уделяют бензину. Его стараютсяполучить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появилсяименно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышениекачества бензина.

Списокиспользуемой литературы: “Книга для чтения по  химии (часть вторая)”Авторы: К. Я. Парменов, Л. М. Сморгонский, Л. А. Цветков.       

 

 

      

        

   

www.ronl.ru


Смотрите также