Нафта та нафтопереробка

 

Славутський спеціалізований  ліцей-інтернат поглибленої підготовки учнів в галузі науки 

 

Реферат на тему: Нафта та нафтопереробка

 

 

 

 

Підготувала

ліцеїстка 42 групи

Славутського ліцею-інтернату

Троцюк Галина

2011 рік

 

ПЛАН

ВСТУП……………………………………………………………………..	3
РОЗДІЛ 1 Загальна характеристика нафти……………………………...	4
1.1 Нафта, її походження  та розповсюдження ………………………….	4
1.2 Фізичні та хімічні  властивості нафти та її класифікація  .……………	5
1.3 Видобуток нафти……………………………………………………….	7
РОЗДІЛ 2 Нафтопереробка………………………………………………...	10
2.1 Основні технологічні  процеси переробки нафти…………………….	10
2.1.1 Обезвожування, обезсолювання  та стабілізація нафти…………...	10
2.1.2 Пряма або фракційна  перегонка нафти ……………………………	10
2.1.3 Крекінг нафтопродуктів………………………………………………	13
2.1.4 Способи очищення нафтопродуктів………………………………..	17
2.1.5 Технологічні схеми  сучасних нафтопереробних виробництв……..	18
2.2 Нафтопродукти. Класифікація, призначення, характеристика та  маркірування ………………………………………………………………..	18
2.2.1 Бензин: основні характеристики  і марки…………………………..	18
2.2.2 Дизельне паливо………………………………………………………	21
2.2.3 Мазут. Основні властивості,  марки і застосування………………..	23
2.3 Умови зберігання та  транспортування рідкого палива…………….	25
РОЗДІЛ 3 Проблеми нафтогазової галузі України та пропозиції до їх розв'язання………………………………………………………………….	25
ВИСНОВКИ ……………………………………………………………….	30
Список використаної літератури………………………………………….	31

 

 

 

 

 

ВСТУП

Нафта – це пальна масляниста рідина зі специфічним запахом, розповсюджена в осадовій оболонці Землі і яка є найважливішою корисною копалиною. [8]

Найголовнішою властивістю  нафти, які принесли їй світову славу  виняткових енергоносіїв, є її здатність  виділяти при згорянні значну кількість  тепла. Нафта і її похідні володіють  найвищою серед усіх видів палив  теплотою згоряння. Теплота згоряння нафти – 41 МДж/кг, бензину – 42 МДж/кг.

Сира нафта звичайно не застосовується. Для одержання з  нафти технічно цінних продуктів  її піддають переробці.

Первинна переробка нафти  полягає в її перегонці. Перегонку  здійснюють на нафтопереробних заводах після відділення з нафти супутніх газів. У процесі перегонки нафти одержують світлі нафтопродукти: бензин, лігроїн, гас, газойль — солярове масло, а в залишку — в'язку чорну рідину — мазут.

Мазут піддають подальшій  переробці. Його переганяють під  зменшеним тиском (щоб попередити розкладання) і виділяють мастила: веретенне, машинне, циліндрове та ін. З мазуту деяких сортів нафти виділяють вазелін і парафін. Залишок мазуту після відгону називають нафтовим пеком або гудроном.

Продукти перегонки  нафти мають різне застосування.

Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне й автомобільне пальне.

Лігроїн служить пальним для дизельних двигунів, а також розчинником у лакофарбовій промисловості. Велику кількість його переробляють на бензин.

Гас застосовують як пальне для реактивних і тракторних двигунів, а також для побутових потреб.

Солярове масло використовують як моторне пальне, а мастила — для змащення механізмів.

Вазелін використовують у медицині.

Парафін застосовують для одержання вищих карбонових кислот, для просочення деревини у виробництві сірників і олівців, для виготовлення свічок, гуталіну і т. д.

Гудрон — нелетка темна маса, після часткового окислення його застосовують для одержання асфальту.

Мазут, крім переробки на мастила і бензин, використовують як котельне рідке пальне.

Мастила, які виділяються під час перегонки мазуту, називають мінеральними (нафтовими) маслами на відміну від синтетичних масел, які одержують штучно (хоча всі масла є сумішами органічних сполук).

Нафтопродукти люди застосовують у всіх сферах життя, тому важливість нафти у повсякденному житті  людини важко переоцінити.

РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА НАФТИ

1.1 НАФТА,  ЇЇ ПОХОДЖЕННЯ ТА РОЗПОВСЮДЖЕННЯ 

Нафта – це горюча рідка корисна копалина, складна суміш, головним чином складається з вуглеводів, з домішкою органічних сірчистих, азотних та смолистих речовин. Нафта являє собою маслянисту рідину червоно-коричневого, іноді майже чорного кольору; зустрічається слабозафарбована у жовто-зелений колір та іноді зовсім безкольорова нафта. [11]

Нафта – це продукт природного розкладання органічних залишків живих організмів у товщі земної кори. Під дією температури і тиску в присутності каталізаторів органічні речовини перетворилися на суміш рідких вуглеводнів різної будови і їхніх сполук з іншими елементами. [12]

Нафта – це пальна масляниста рідина зі специфічним запахом, розповсюджена в осадовій оболонці Землі і яка є найважливішою корисною копалиною. [8]

Існує ряд думок як про  вихідні для нафти речовини, так  і про причини і процеси, що обумовлюють її утворення. Більшість  дослідників в прихильниками  гіпотези органічного походження нафти. За цією гіпотезою, нафта — продукт складних перетворень у земній корі рослинних і тваринних залишків, похованих в осадках давніх морів. Припускають, що в процесі ущільнення донних морських осадів розсіяні в материнських породах нафтові вуглеводні видавлюються разом з водою і переміщуються у пористі породи — колектори. Різниця в матеріалі, з якого утворювалась нафта, надалі могла бути однією з причин утворення різних видів нафти. Існують також припущення, що нафта — продукт реакцій неорганічного синтезу, які відбуваються в глибоких зонах земної кори та у верхній частині мантії Землі. За іншими гіпотезами, нафтові вуглеводні належать до первинної космічної субстанції (поряд з залізом, силікатами і водою), яка ввійшла до складу земної кулі під час формування планет сонячної системи.

Т.Л. Гинзбург-Карагічева, що відкрила присутність у нафті  різноманітних мікроорганізмів, привела  у своїх дослідженнях багато нових, цікавих зведень. Вона установила, що в нафтах, що раніше вважалися отрутою  для бактерій, на великих глибинах йде кипуче життя, що не припинялося  мільйони років підряд. Цілий ряд  бактерій живе в нафті і харчується нею, змінюючи, таким чином, хімічний склад нафти.

Академік И.М.Губкін у  своїй теорії нафтоутворення додавав цьому відкриттю велике значення. Т.Л. Гинзбург-Карагічевой установлено, що бактерії нафтових шарів перетворюють різні органічні продукти в бітумінозні. Під дією ряду бактерій відбувається розкладання органічних речовин і виділяється водень, необхідний для перетворення органічного матеріалу в нафту.

Академіком Н.Д.Зелінським, професором В.А.Соколовим поруч з  іншими дослідниками велике значення в процесі нафтоутворення надавалось радіоактивним елементам. Дійсно, доведено, що органічні речовини під дією альфа-променів розпадаються швидше і при цьому  утворюється метан і ряд нафтових вуглеводнів. Академік Н.Д.Зелінський і його учні установили, що велику роль у процесі нафтоутворення грають каталізатори.

У більш пізніх роботах  академік Н.Д. Зелінський довів, що вхідні до складу тваринних і рослинних  залишків пальмитова, стеаринова й  інша кислоти при впливі хлористого алюмінію в умовах порівняно невисоких  температур (150-400о) утворять продукти, по хімічному складі, фізичним властивостям і зовнішньому вигляду схожі  на нафту. Професор А.В. Фрост установив, що замість хлористого алюмінію - каталізатора, відсутнього в природі, - його роль у процесі нафтоутворення грають звичайні глини, глинисті вапняки й  інші породи, що містять глинисті мінерали.

В даний час  установили, що нафта органічного  походження, тобто вона, як і вугілля, виникла в результаті перетворення органічних речовин.

Нафта здатна переміщуватися разом із своїми супутниками (вуглеводневими газами і водою) по тріщинах, розривах і пористих породах. Потрапляючи  в природні пастки (перегини складок, виклинювання пористої верстви тощо), нафта скупчується в них, тобто утворюються її родовища, що можуть бути об'єктом промислової експлуатації. Родовища нафти звичайно містяться в пісках, пісковиках і пористих або кавернозних вапняках (в поровому просторі осадових порід), а також у порожнинах і тріщинах щільних кристалічних та метаморфічних порід. Обов’язковими супутниками нафти є газ і мінералізовані води. В межах окремого родовища можна спостерігати чергування нафтоносних і водоносних верств, перемежованих верствами непроникних, здебільшого глинистих порід. Родовища нафти зустрічаються в будь-яких за віком геологічних формаціях, які містять пористі породи. Промислові поклади нафти трапляються навіть у зонах тріщинуватості кристалічних докембрійських порід. [12]

1.2 ФІЗИЧНІ  ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАФТИ  ТА ЇЇ КЛАСИФІКАЦІЯ 

До складу нафти входять  насичені вуглеводні (парафіни), ароматичні вуглеводні, нафтени, а також органічні  сполуки, що містять азот, кисень, сірку, деякі метали (залізо, ванадій, кобальт, мідь тощо). Залежно від геологічних  і геохімічних особливостей родовищ  нафти відносний вміст у ній  вуглеводнів, сірчистих сполук і нафтових смол неоднаковий. Найпростішими природними сумішами вуглеводнів є нафтові гази, у складі яких переважають газоподібні парафіни (метан, етан, пропан, бутан — нормальний та ізобутан). Природна нафта — густа масляниста флуоресціююча рідина, кольору від темно-бурого до чорного.

За складом нафта —  складна суміш вуглеводнів різної молекулярної маси, головним чином рідких (в них розчинені тверді і газоподібні вуглеводні). Звичайно ці вуглеводні парафінові, ароматичні, циклоалкани, співвідношення яких в нафтах різних родовищ змінюється в широких межах. Крім вуглеводнів, нафта містить оксиген-, сульфур- і нітрогеновмісні органічні сполуки.

Залежно від переважного  вмісту вуглеводнів того чи іншого класу в нафтовій фракції з температурою кипіння 250-300 °С розрізняють такі основні види нафти:

1) метанова нафта, яка складається переважно з нерозгалужених алканів;

2) нафтенова нафта, яка складається в основному з циклічних неароматичних вуглеводнів — циклоалканів, або нафтенів;

3) змішана нафта, яка включає суміш алканів, нафтенів і ароматичних вуглеводнів. Змішана нафта зустрічається найчастіше.

Усі види нафти  мають домішки нітроген- і сульфурвмісних органічних сполук. [12]

Також існує класифікація нафти, в основу якої покладено такі ознаки:

· щільність;

· груповий склад фракцій, що википають при температурі  до 250-300°С;

· технологічна класифікація за потенційним вмістом основних компонентів.

Щільність нафти, як уже вказувалося, перебуває в межах 780 . 1040 кг/м3. Нафту щільністю нижче 900 кг/м3 називають легкою, вище 900 кг/м3 — важкою. У важких нафтах містяться в основному циклічні вуглеводні.

Колір нафти залежить від її щільності: світлі нафти мають меншу щільність, чим темні. А чим більше в нафті смол і асфальтенів, тим вище її щільність.

При видобутку нафти важливо  знати її в'язкість. Розрізняють динамічну і кінематичну в'язкість. Динамічною в'язкістю називається внутрішній опір окремих часток рідини руху загального потоку. У легкій нафті в'язкість менше, ніж у важкій. При видобутку і подальшому транспортуванні важкі нафти підігрівають.

Речовини, що входять до складу нафти, залежно від хімічної структури  і розмірів молекул, характеризуються різною температурою кипіння, в залежності від якої вони поділяються на фракції-групи речовин, що википають із суміші при визначених температурах.

В основу хімічної класифікації нафти покладений груповий склад  фракцій. Нафту відносять до класу  парафінових, нафтенових або ароматичних, якщо в ній має перевагу відповідний  ряд вуглеводнів.

Технологічна класифікація передбачена стандартом, будується  з урахуванням складу нафти і  потенційного вмісту в ній основних компонентів. [10]