Автор: Пользователь скрыл имя, 02 Мая 2013 в 14:44, курсовая работа
Тақырыптың өзектілігі. Бензиннің құрамында фильтрлерді істен шығаратын әртүрлі қышқылдар болады. Олар бензинді дұрыс сусыздандырмағандықтан пайда болады. Олар қозғалтқыштың істен шығуына себепші болады. Органикалық қышқылдар үйкеліске төзімді қасиетін жақсартады. Қышқылдық пен қышқыл саны барлық тауар отындары мен майлар түрлеріне негізделеді, өйткені олардың сақтау, айдау және отын беру жүйелерінде коррозиялық қасиеттерін анықтайды.
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Бензиннің құрамында фильтрлерді істен шығаратын әртүрлі қышқылдар болады. Олар бензинді дұрыс сусыздандырмағандықтан пайда болады. Олар қозғалтқыштың істен шығуына себепші болады. Органикалық қышқылдар үйкеліске төзімді қасиетін жақсартады. Қышқылдық пен қышқыл саны барлық тауар отындары мен майлар түрлеріне негізделеді, өйткені олардың сақтау, айдау және отын беру жүйелерінде коррозиялық қасиеттерін анықтайды.
Жұмыстың мақсаты. Бензин фракциясының қышқылдық және сілтілік әдістерін анықтау.
Курстық жұмыстың міндеттері:
Тірек сөздер: алкан, алкен,бензин, гидрофобты, гидрофильді, гибрид, гетероорганикалық, деструктивті гидрогендеу, деэмульсация, дисперістік орта, изомерлеу,қышқылдық сан, карбоид, крекинг, нафта, парафин, фенол, циклоалкан, эмульсия.
Қысқартылған сөздер: МЕСТ – мемлекеттік стандарттизация
АSTMD – шетелдік стандарттизация
Курстық жұмыс: 4бөлімнен, 29 беттен, 3 кестеден, 17 пайдаланған әдебиеттерден тұрады.
1 Мұнайдың пайда болуы жөнінде жалпы түсініктеме
Мұнай – сұйық каустобиолиттер қатарына жататын табиғи шикізат. Мұнай ашық сары, жасыл және қоңыр, кейде қара түсті болып келетін, өзіне тән иісі бар, ультракүлгін сәуле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты. Мұнай және мұнай өнімдері органикалық еріткіштерде (бензин, хлороформ, төртхлорлы көмірсутек) жақсы ериді, ал суда еруі керісінше төмен болып келеді.
Мұнайдың неден жаратылып, алғашқы пайда болуы дұрыс зерттеліп, шешілген болса оның қандай табиғи жағдайлармен байланысты басқа қатарға көшіп, шоғырланатын жерлерді білу онша киынға түспеген болар еді. Бірақ осы күндерге дейін мұнайдың жаратылуы тарихы (генезис) және орналасуы әлі де түбегейлі зерттеліп біткен жоқ.
Мұнайдың пайда болуы туралы бірнеше теориялар (болжамдар-гипотезалар) бар. Бұл болжамдар екі топқа бөлінеді. Олар органикалық және бейорганикалық (органикалық емес) болжамдар - гипотезалар.
Аталған топтардың өздері бірнеше бөлімдерден тұрады. Мысалы: органикалық теория – мұнайды жәндіктер мен өсімдіктердің және аралас - өсімдік пен жәндіктердің қалдығынан пайда болуының мүмкіндігін дәлелдейді. Бейорганикалық теория мұнайдың жаратылуы карбид теориясы, жанартау теориясы, космос т.б. теориялар арқылы дәлелденеді.
Мұнай грек халқының "нафта" деген сөзінен шыққан "нафта" жарып шығарғыш қасиетті бар деген мағынаны білдіреді. Шынында, жер бетінде кездесетін мұнай мен газ көздерінің терең орналасқан қабаттармен байланысты екені белгілі. Бірақ бұл жағдай алғашқы кездерде адам баласына жұмбақ болып келеді. Кейбір ойпаттарда жер қойнауын жарып шығып атқылай, кейде бұлақ болып ағып жататын "қарамай" немесе үзіліс от болып жанып тұратын танғажайып жаратылыс құбылыстары халыққа әр заманда "құдіретті күш" деп танылды.
Ерте дәуірлерде адам баласы терістік Италия мемлекетінде жер қойнауын жарып шығып, қайнар болып ағып жатқан мұнайды тастан жасалған ыдыстарға құйып, қараңғы мезгілдерде жарық ретінде пайдалануды білген. Геродот өзінің шығармасында Тигр мен Евфрат өзендерінің бойында көптеген мұнай көздерінің, болғандығын, жиналған мұнайдан пайда болған асфальтті Вавилон қаласында құрылыс материалдары (цемент) есебінде қолданғаны туралы айтады.
Плутарх «Александрдың өмірі туралы» шығармасында мәңгі бақи лаулап жанып тұратын көгілдір жалын туралы әсерелеп жазған.
Византия мемлекетінің жауынгерлері өздерінің дұшпандарына қарсы соғыстарда тарқатылған кендірді (пакля) ағаш басына орап, оны мұнайға малып алып тұтатып, жау кемелеріне лақтыру арқылы жеңіске жетіп отырған. Бұл оқиға «Грек оты» деген атпен қалды.
Француздар Пенсельванияның терістік батыс жағын бетіп жаулап алғаннан жергілікті халықтардың, мұнайды дәрі-дәрмек есебінде пайдаланатынын сезіп, сол кездегі ағаш пен шегенделген тайыз құдықтардың мұнайын өз еліне тасыған.
1.1 Мұнайдың классификациясы
Әр түрлі кең орындарының
мұнайлары бір-бірінен
Мұнайлардың әр түрлі химиялық, генетикалық, өнеркәсіптік және тауарлық классификациясы бар. Ең маңыздылары – химиялық және технологиялық классификациялары. Химиялық классификация негізіне 250- 300ºС аралағында қайнап бітетін фракцияның топты көмірсутектік құрамы алынған. Осы фракцияда көмірсутектердің қандай да бір классының басымдылығына (50% - дан астам) тәуелді мұнайлар негізгі 3 түрге бөлінеді: метандық (парафиндік), нафтенді және ароматтық. Бұл фракцияда мұнайдың басқа класстарының көмірсутектері 25% (және одан астам) құрайтын болғанда аралас түрлерге бөлінеді: нафтенді-метандық, ароматты-нафтендік, ароматты-метандық, метанды-ароматтық және метанды-ароматты-нафтендік.
Технологиялық классификация бойынша күкірт құрамына тәуелді мұнайлар 3 классқа бөлінеді: 1 класс – аз күкіртті мұнайлар (күкірт құрамы 0%-дан 0,5%-ға дейін); 2 класс – күкіртті мұнайлар (күкірт құрамы 0,51%-ден 1,9%-ға дейін) асады. Әрі қарай мұнайлар - 350ºС дейін фракцияның шығуы бойынша типтерге; базалық майлардың потенциалды құрамы бойынша топтарға; базалық майлардың тұтқырлық индексі бойынша топшаларға; мұнайдағы қатты парафиндердің құрамы бойынша түрлерге бөлінеді.
1.2 Мұнай эмульсияларының түрлері
Мұнай эмульсиялары көбінесе кері эмульсиялар, яғни су мұнайдың көлемінде тамшылар түрінде таралған системалар түрінде кездеседі.Мұндай системаларда дисперстік орта – мұнай, дисперстік фаза – су. Эмульсиялардың бұл түрі гидрофобты деп саналады.
Тура эмульсиялар, яғни мұнай тамшылары сулы ортада біркелкі таралған системалар сирек кездеседі. Мұндай эмульсиялар гидрофильді болып саналады (1 кесте).
Кесте 1
Мұнай эмульсияларының түрлері
Мұнай эмульсиялары | ||
Құрамы |
Су мұнайда таралған эмульсия түрі |
Мұнай суда таралған эмульсия түрі |
Дисперстік орта |
Мұнай |
Су |
Дисперстік фаза |
Су |
Мұнай |
Қасиеттері |
Гидрофобты: суда қалқып шығады, бензинде біркелкі таралады |
Гидрофильді: суда біркелкі таралады, бензинде батады |
Эмульсияларды бұзу үшін тамшылардың бір-бірімен соқтығысуына жағдай туғызу қажет, яғни нәтижесінде олар бір-бірімен бірігіп ірі тамшыларға айналып және сұйықтардың қабаттарға бөлінуіне мүмкіндік жасауы.
Эмульсациялау үшін және тұзсыздандыру үшін көптеген әдістер қолданылады.
Олардың түрлері негізінен біріншіден, эмульсияға байланысты. Мысалы, кейбіреулері тұнбаға түссе, ал біреулері тұнбаға мүлдем түспей химиялық әдістер арқылы алынады. Электрогидратацияға ұшырайтын эмульсиялар да болады.
Екіншіден, деэмульсациялау әдісін таңдауда зауыттардағы жергілікті шарттарға байланысты. Тасымалдау алыс болған жағдайда деэмульсациядан бас тартуы да мүмкін. Ауыз суы жоқ зауыттар тұзсыздандыру процесін мүлде жүргізбейді.
Эмульсияларды бұзу үшін тамшылардың бір- бірімен соқтығысуына жағдай туғызу қажет, яғни нәтижесінде олар бір-бірімен бірігіп ірі тамшыларға айналып және сұйықтардың қабаттарға бөлінуіне мүмкіндік жасауы.
1.3 Мұнай құрамы
Мұнай құрамына кіретін негізгі элементтер – көміртек және сутек. Мұнайда көміртектің құрамы 82-87℅, сутек – 11-14℅, күкірт – 0,1-5℅ аралығында болады. Мұнайлардың көпшілігінде азоттың және оттектің құрамы пайыздың ондық үлесінен аспайды.
Мұнай алкандық (парафиндік), циклоалкандық (нафтендік) және ароматтық көмірсутектердің қоспаларынан, сонымен қатар оттекті,күкіртті және азотты қосылыстардан тұрады. Мұнайдың гетероорганикалық қосылыстар деп аталатын соңғылары негізінен ауыр фракцияларда, әсіресе шайыр-асфальттік бөлігінде шоғырланған.
Алкандар. Мұнай алкандары газ түріндегі, сұйық және қатты қосылыстардан құралады. Газ түріндегі алкандар (С1-С4 алкандар) серіктес және табиғи газдар құрамына кіреді. Көміртектің 5 және 15 атомдарынан құралатын қосылыстар (С5-С15 алкандар) – сұйық заттар. Гексадеканнан (С16Н34)бастап нормальдік алкандар қатты заттарға жатады, олар кәдімгі температурада мұнайда және жоғары қайнайтын фракцияларда кристалдық немесе еріген күйінде бола алады. Мұнай алкандары тармақталған және нормальді изомерлерден құралған; бұл изомерлердің салыстырмалы құрамы мұнай типтеріне тәуелді.
Әр түрлі мұнайларда алкандардың жалпы құрамы 10-нан 70℅-ға дейінгі аралықта болады.
Қазіргі уақытта бөлініп алынған немесе күмәнсіз анықталған алкандардың саны 600-ден асады. Нормальдік алкандар – ең кеңінен зерттелінгендер. Мұнайда бутаннан (tқайн.0,5°С) үш триаконтанға С33Н68 (tқайн. 475°С) дейінгі барлық алкандардың бар екені анықталынған.
Қатты алкандарға парафиндер және церезиндер жатады. Парафиндер – негізінен нормальдік құрылысты және кірме ретінде тармақтандырылған алкандар бар қатты алкандар қоспасы. Церезиндер – негізінен құрылысты тармақталған қатты алкандардың қоспасы. Қатты парафиндер барлық парфиндер барлық мұнайларда, бірақ көпшілігінде аз мөлшерде, ондық үлестен 5℅-ға дейін кездеседі. Нағыз парафиндік типті мұнайларда олардың құрамы 7-12%-ға дейін артады. Қатты парафиндердің орасан зор құрамы ( 15-20% ) Маңғыстау жартылай аралығындағы (Жетібай, Өзен) мұнайларда кездеседі.
Циклоалкандар. Мұнайларда циклоалкандардың (нафтендердің) құрамы 25-тен 75%-ға дейінгі аралықта болады. Циклоалкандар барлық фракцияларда кездеседі. Олардың құрамы фракциялар ауырланған сайын өседі. Мұнайларда ең тұрақты 5және 6 мүшелі циклоалкандар басым, циклопентанның және циклогексанның көптеген гомологтары табылған, олар негізінен бензин фракцияларында кездеседі. Жоғары фракцияларда сонымен қатар құрылысы әр түрлі, негізінен екі жалпы көміртек атомдары бар (декалиндер, норборнан және т.б.) полициклді нафтендік көмірсутектер де болады.
1933 ж. моравиялық мұнайлардан (Чехославакия) үшциклді көмірсутек үшцикло [3, 3, 1, 1] декан (адамантан) (I) бөлініп алынды. Бұл кристалдық заттың балқу температурасы 269ºС (барлық белгілі көмірсутектердің ішінде ең жоғары балқу температурасы). Адамантан алмазға ұқсас көміртек атомдарының жүйесіне ие. Адамантан ядросын құрайтын қосылыстар өсімдіктер және жануарлардан алынған заттардың ішінен табылмаған. Қазіргі уақытта адамантан химиясы қарқынды түрде дамуда. Оны алудың синтездік әдісі белгілі. Адамантан туындылары әр түрлі салаларда кең көлемде қолданыс тауып жатыр(дәрілік заттар, полимерлер және т.б.).
Арендер. Арендер (ароматтық көмірсутектер) мұнайда алкандар мен циклоалкандарға қарағанда аз мөлшерде кездеседі. Әр түрлі мұнайларда бұл көмірсутектердің жалпы мөлшері кең аралықта орташа есеппен 10-20%(масс.) кездеседі. Ароматтық мұнайларда оның мөлшері 35%-ға (масс.) және оданда көпке жетеді.
Көмірсутектердің басқа класстарына қарағанда, арендер жеткілікті түрде зерттелінген. Бұл көмірсутектер класы мұнайда бензол және оның гомологтары, сонымен қатар би және полициклдік қосылыстардың туындыларынан құралады. Мұнайлардың бензин фракцияларында С9 дейінгі барлық мүмкін болатын алкилбензолдар анықталған. Басым түрде кездесетіндер –толуол, м-ксилол және псевдокумол (1, 2, 4 - үшметилбензол).
Керосин және газоил фракцияларында бензол көмірсутектерінен басқа нафталин гомологтары және дифенил бары анықталған. Мұнайдың ауыр газоиль, май және жоғарғы фракцияларында үш және одан жоғары циклден тұратын полициклдік арендер табылған. Ауыр дистиляттар құрамында жеті сақинаға дейін бар полициклдік арендер болатыны анықталған.
Көміртекқұрамды қосылыстар. Оларға нафтен қышқылдары, фенолдар мен шайыр-асфальтенді қосылыстар жатады.
Нафтен қышқылдары-бұл карбоксил тобынан –COOH тұратын қосылыстар. Олардың тығыздығы 0,96-1,05 г/см3, жалпы формуласы - СnH2n-2O2. Нафтен қышқылдары өткір иісті майлы сұйықтықтар болып табылады. Олар керосинді, дизельді және мұнайдың жеңіл майлы дистилляттарында коррозионды – белсенді түрінде кездесіп, мұнай фракциясынан сілтілендіру арқылы бөліп алады. Нафтен қышқылдары мен олардың тұздары өндірісте консистентті майлағыш компонент, яғни мата және аяқ киімдерге сіңіргіш жіне т.б. ретінде кеңінен қолданылады.
Фенолдар тек мұнайдың кейбір түрлерінде кездеседі және мұнай құрамынан дистилляттарды сілтілендіру арқылы нафтен қышқылымен бірге бөлініп алынады.
Гибрид құрылысты көмірсутектер. Мұнайда арен циклді және алкил тізбектен басқа циклоалкан циклдері бар гибрид құрылысты әр түрлі көмірсутектер бар. Керосин – газоиль фракцияларында циклоалканарендердің ең қарапайым өкілдері индан, тетралин, флуорен және аценафтеннің туындылары бар. Гибридтік көмірсутектердің ароматтық циклдері түгелдерлік тек метил орынбасарларына, ал алициклділер бір немесе екі ұзын алкилді орынбасарларға ие.
Гетероорганикалық қосылыстар. Барлық мұнайларда көмірсутектерден басқа күкірт, оттек және азот сияқты гетероатомдары бар қосылыстар болады. Мұнай фракцияларында гетероатомдардың таралуы бірқалыпты емес. Әдетте, олардың үлкен бөлігі ауыр фракцияларда, әсіресе шайыр – асфальтенді қалдықтарда шоғырланған. Мұнай түріне тәуелді 400-450ºC-нан жоғары температурада айдалатын фракциялар толығынан гетероатомды қосылыстардан тұрады деуге болады.