ХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА для студентов

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА

УФА 2004

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

2

УДК 665.6(075.8) ББК 35.514

П 88

Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ в качестве учебного пособия

Авторы-составители:

Пузин Ю.И., Рольник Л.З., Зорина Л.Н., Сергеева Л.Г.

Рецензенты:

Д-р хим. наук, проф. И.Б.Абдрахманов Д-р хим. наук, проф. Ф.Х.Кудашева

П 88 Химия нефти и газа: Учебное пособие / Ю.И.Пузин, Л.З.Рольник, Л.Н.Зорина, Л.Г.Сергеева. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. -129 с.

ISВN 5-7831-0575-9

Учебное пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования РФ по дисциплине «Химия нефти и газа» и предназначено для студентов заочной (дистанционной) формы обучения технических специальностей. В пособии рассмотрены основные теоретические вопросы курса, приводятся вопросы для самопроверки, задачи к контрольной работе. Материал книги поможет студентам и при подготовке к экзаменам.

УДК 665.6 (075.8) ББК 35.514

ISВN 5-7831-0575-9

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2004

© Пузин Ю.И., Рольник Л.З., Зорина Л.Н., Сергеева Л.Г. , 2004

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3

ВВЕДЕНИЕ Под химией нефти и газа подразумевается область знаний,

охватывающая изучение химического состава нефти и газов, ее отдельных фракций или индивидуальных веществ, выделенных из нефтяных и газовых фракций.

Задачей химии нефти и газа является не только перечисление свойств различных нефтей и газов, но главным образом раскрытие тех закономерностей, которые связывают отдельные свойства между собой. У

нефти нет "случайных" свойств: все они тесно связаны между собой, так как нефть в природе постоянно изменяется, как и всякие другие природные объекты, и каждый проведенный анализ нефти в действительности соответствует лишь какому-то определенному этапу превращения нефти.

Однако если нефть и газ рассматривать как важное промышленное сырье,

неизбежно встают вопросы их переработки, часто очень глубокой. Поэтому,

рассматривая свойства нефти, неизбежно привлечение как данных, касающихся переработки нефти, так и вопросов аналитической химии нефти. Многие аналитические методы опираются на реакции, ведущие к познанию нефти как сложной смеси, прежде всего, углеводородов, характеризующих нефть в целом.

Поэтому в данном пособии рассматриваются как свойства нефтей и газов в целом, так и свойства отдельных их компонентов и веществ, образующихся в ходе нефтепереработки и присутствие которых может обнаруживаться в нефтепродуктах.

1.ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕФТЕЙ И ГАЗОВ

Нефти - это маслянистые жидкости, чаще всего темные, практически не

растворимые в воде. Нефть и нефтепродукты флуоресцируют на свету, плохо проводят электричество.

1.1. Плотность. В практике нефтепереработки принято иметь дело с величинами относительной плотности. Это безразмерная величина, численно

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

4

равная отношению массы нефтепродукта при температуре определения к массе чистой воды при 4°С, взятой в том же объеме. В отличие от плотности,

относительным удельным весом называется отношение веса нефтепродукта при температуре определения к весу чистой воды при 4°С в том же объеме. При одной и той же температуре плотность и удельный вес численно равны, так как вес вещества пропорционален его массе. В ряде стран, в том числе России,

принято определять плотность ρ и удельный вес d при 20°С. Так как зави-

симость плотности нефтепродуктов от температуры имеет линейный характер,

где γ — температурная поправка к плотности на 1 град находится по таблицам

(см. Приложение, таблица 1) или может быть рассчитана по формуле

Высоковязкие смолистые нефти имеют плотность, близкую к единице. На величину плотности нефти оказывает существенное влияние наличие растворенных газов, фракционный состав нефти и количество смолистых веществ в ней. В большинстве случаев, чем больше геологический возраст и соответственно больше глубина залегания пласта, тем меньшую плотность имеет нефть. Плотности последовательных фракций нефти плавно увеличиваются. Плотность узких фракций нефти зависит также от химического состава. Для углеводородов средних фракций нефти с одинаковым числом углеродных атомов плотность возрастает для представителей разных классов в следующем порядке:

нормальные алканы < нормальные алкены < изоалканы < изоалкены < алкилциклопентаны < алкилциклогексаны < алкилбензолы < алкилнафталины.

Для бензиновых фракций плотность заметно увеличивается с увеличением количества бензола и его гомологов. Для некоторых нефтепродуктов плотность является нормируемым показателем качества.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

7

8.Определите плотность пропана и н-бутана по воздуху и кислороду при а)

0 С и 101,3 кПа; б) 70 С и 1,2 атм.

9.Определить плотность крекинг-газа при 400 С и 160 МПа, если его средняя молекулярная масса равна 30.

10.Определить плотность газа при 200 С и 253 кПа, если его молекулярная

масса равна 58.

1.2. Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов - это усредненная величина, поскольку нефти - сложные смеси органических соединений различного строения и молекулярной массы. Молекулярная масса изменяется в широких пределах, но для большинства нефтей она колеблется в пределах 220-

300. Она возрастает, также как и плотность, для нефтяных фракций с повышением температуры кипения.

1.2.1. Определение молекулярной массы по температуре кипения.

По мере увеличения пределов кипения нефтяных фракций молекулярная масса их (Mср) плавно увеличивается от 90 (для фракций 50—100°С) до 480 (для фракции 550—600°С). Для упрощенных расчетов можно пользоваться формулой Б.М.Войнова:

Мср = 60 +0,3 tср + 0,001 tср2 , (8)

где tср — средняя температура кипения, определяемая по данным стандартной разгонки, С.