Нафта: склад, переробка і всі використання її продуктів

• 3) вакуумна перегонка – для рідин, що википають при температурі вище 350оС;

• 4) молекулярна дистиляція – для високомолекулярних речовин;

• 5) перегонка методом одноразового випарювання.

Звичайно нафти густиною менше 0, 9 г/см3 починають кипіти при температурі нижче 100о С. Температура початку кипіння нафти залежить від її хімічного складу, причому при одній і тій же густині нафтенові й ароматичні вуглеводні киплять при більш низькій температурі, ніж метанові. При переробці нафти в лабораторних умовах відбирають такі фракції:

• 1) від 40 до 180-200 оС – бензинові фракції, у яких можуть виділяти вузькі відгони:

o від 40 до 70-90 оС – петролейний ефір і

o від 160 до 205 оС – лігроїн;

• 2) від 200 до 300 оС – гасові фракції;

• 3) 270-350 оС – газойлева фракція;

• 4) 300-370 оС – солярова фракція;

• 5) залишок після відгону усіх фракцій називається мазутом.

У промислових умовах перегонка нафти здійснюється одноразовим випарюванням з подальшою ректифікацією, при якій відбирають такі світлі фракції: бензинову (до 18о С), гасову (120-315о С), дизельну чи гасогазойлеву (180-350о С) і різні проміжні відгони. Світлі фракції за допомогою наступного очищення, змішування, а іноді і після вторинного перегону перетворюються в продукти прямого гону нафти.

До світлих товарних нафтопродуктів прямого перегону відносять бензин (автомобільний і авіаційний), розчинник у лакофарбовому виробництві, що заміняє скипидар («уайт-спірит»), розчинник для гумової промисловості, екстракційний, петролейний ефір, лігроїн (приладовий), гас (освітлювальний, для технічних цілей). Мазут переробляється перегоном під вакуумом для одержання масляних фракцій.

Дистиляційні олії (авіаційні, автомобільні, дизельні, індустріальні і білі), що утворюються після перегону мазуту, відбираються за в'язкістю, а не за температурою кипіння і густиною.

Залишок після перегону мазуту (вище 500оС) називається гудроном, чи напівгудроном у залежності від в'язкості. Використовуються вони для приготування високов'язких мастил, будівельних і дорожніх нафтових бітумів. «Залишковими оліями» називають продукти, що одержують з гудронів екстракцією органічними розчинниками.

Значна частина мазуту використовується як паливо на електростанціях і в суднових двигунах. Деяка кількість мазуту є сировиною для одержання легких моторних палив методами крекінгу. Перегону на олії піддають тільки мазути так званих «масляних нафт», мазути яких у деяких випадках використовуються як мастила без перегонки.

 

 

Октан – один з вуглеводнів нафти, атоми вуглецю (карбону) позначені чорними, а водню (гідрогену) – білими сферами.

За хімічною природою і походженням нафта близька до природних горючих газів, озокериту, а також асфальту. Іноді всі ці горючі копалини об'єднують під загальною назвою петролітів і відносять до ще більшої групи так званих каустобіолітів – горючих мінералів біогенного походження, які включають також торф, буре і кам'яне вугілля, антрацит, сланці. Нафта утворюється разом з газоподібними вуглеводнями на глибині понад 1, 2 – 2 км; залягає на глибинах від десятків метрів до 5 – 6 км. Однак на глибинах понад 4, 5 – 5 км переважають газові і газоконденсатні поклади з незначною кількістю легких фракцій. Максимальне число покладів нафти розташовується на глибині 1 – 3 км. Поблизу земної поверхні нафта перетворюється в густу мальту, асфальт і інше наприклад, бітумінозні піски і бітуми.

 

 

Середня молекулярна маса Н. 220-300 г/моль (рідко 450-470). Густина 0, 65-1, 05 (звичайно 0, 82-0, 95 г/см3) ; нафта, густина якої нижче 0, 83, – легка, 0, 831-0, 860 – середня, вище за 0, 860 – важка. Вона містить велике число різних органічних речовин і тому характеризується не температурою кипіння, а температурою початку кипіння рідких вуглеводнів (звичайно >28 °C, рідше > 100 °C – для важких нафт) і фракційним складом – виходом окремих фракцій, що переганяються спочатку при атмосферному тиску, а потім під вакуумом у певних температурних межах, як правило, до 450-500 °С (википає ~ 80% об'єму проби), рідше 560-580 °С (90-95%). Температура застигання від – 60 до + 30 °C; залежить переважно від вмісту в нафті парафіну і легких фракцій. В'язкість змінюється в широких межах (від 2 до 266 мм2/с для різних нафт), визначається фракційним складом нафти і її температурою, а також вмістом смолисто-асфальтенових речовин. Питома теплоємність 1, 7-2, 1 кДж/ (кг•К) ; діелектрична проникність 2, 0-2, 5; електрична провідність від 2•10−10 до 0, 3•10-18 Ом−1•см−1.

Колір нафти змінюється від жовтого до чорного забарвлення з ростом її густини. Нафтові вуглеводні (бензин, лігроїн, гас і деякі висококиплячі продукти), як правило, безбарвні, якщо добре очищені. Однак найчастіше крекінг-бензини, гаси, висококиплячі продукти прямої перегонки нафти в залежності від ступеня очищення мають ясно-жовтий і жовтий колір.

Для більшості нафт і їхніх фракцій характерна флуоресценція: вони мають синюватий чи зеленуватий колір у відбитому світлі, що пов'язано з присутністю в них хризену, октилнафталіну й інших багатоядерних вуглеводнів ароматичного ряду.

Нафти і нафтові фракції з температурою кипіння понад 300оС володіють люмінесценцією – світінням, що виникає при їхньому опроміненні ультрафіолетовими променями. До люмогенних речовин входять нафтенові кислоти, поліциклічні