Нефть, ее химический состав и свойства

Горючие полезные ископаемые обычно называют каустобио- литами. Термин «каустобиолиты» (kausto — горючий, bios — жизнь, litos — камень) введен в науку немецким палеоботаником Г. Пото- нье. В буквальном переводе термин «каустобиолиты» является сино­нимом понятия «горючие ископаемые» и указывает на их органиче­ское происхождение. В эту группу входят бурые и каменные угли, го­рючие сланцы, нефти, асфальт, горючие газы и др.

По элементарному составу нефть и горючие газы сходны с други­ми горючими ископаемыми органического происхождения. Основ­ные различия в элементарном составе обусловлены соотношением углерода и водорода и степенью окисленности этих соединений. Со­отношение углерода и водорода С/Н в углеводородных соединениях в нефти колеблется от 6 до 8, а в газах — от 3 до 4, 3. В нефти соотно­шение С/Н близко к его значению в сапропелях и горючих сланцах и занижено по сравнению с его значением для торфа и углей. Отно­шение водорода к кислороду Н/0 резко возрастает в нефти, по срав­нению с другими горючими ископаемыми. Эти данные свидетель­ствуют о том, что роль кислорода в нефти (и горючих газах) незначи­тельна, между тем как роль водорода весьма существенна.

Нефть — маслянистая жидкость темно-коричневого (иногда поч­ти черного) цвета, представляющая собой сложную смесь главным об­разом углеводородных соединений с примесью высокомолекулярных орга­нических кислородных, сернистых и азотистых соединений.

Химический состав. Элементный состав нефти характеризуется обязательным наличием пяти химических элементов — углерода, во­дорода, кислорода, серы и азота. Содержание углерода в нефти ко­леблется от 80 до 87, 5%, водорода — от 11 до 14%. Максимальное со­держание остальных трех элементов в сумме может достигать 5—8% (в основном за счет серы).

Нефть состоит из углеводородов трех основных групп: парафино­вых, нафтеновых и ароматических. Встречаются также и некоторые производные этих углеводородов, а также соединения, представляю­щие собой сочетание различных типов углеводородов. Обычно пре­обладают углеводороды парафинового (метанового) или нафтеново­го ряда. В меньших количествах встречаются углеводороды арома­тического ряда.

Парафиновые углеводороды, или алканы, имеют формулу С_пН_2п+2 и представляют насыщенные углеводородные соединения. Они могут иметь нормальное или изостроение углеводородных атомов.

Нафтеновые углеводороды характеризуются формулой С_пН_3п. Эти соединения (цикланы) имеют замкнутую углеводородную цепь и, как и парафиновые углеводороды, являются насыщенными.

В группу ароматических углеводородов (арены) входят все угле­водороды, содержащие хотя бы одно бензольное кольцо, так называ­
емое ароматическое ядро). Эти соедь эквивалентных

мическую активность по сравнению с к -•> ц экви-

углеводородами и высокую растворяющую

тельно лучше растворимы в воде и органическ

метановые и нафтеновые углеводороды, и неогр.

ются друг в друге.

Состав нефти до настоящего времени остается ченным, особенно состав высокомолекулярных ее соедт. ду невозможности определения всех индивидуальных комк нефти, широко применяется так называемый групповой анали /йо казывающий содержание парафиновых, нафтеновых и ароматиче­ских углеводородов. В зависимости от группового состава выделя­ются следующие классы и промежуточные типы нефти: метановые, метано-нафтеновые, нафтеновые, нафтено-ароматические и арома­тические.

Средняя нефть содержит примерно одинаковые количества угле­водородов различных классов, но чаще один из классов преобла­дает. Наиболее распространен метано-нафтеновый или нафтено- метановый. В природе не существует метано-ароматического типа.

Метановые углеводороды достигают максимальной концентра­ции только в легкокипящих фракциях нефти. С повышением тем­пературы кипения фракции содержание метановых углеводородов резко падает в большинстве сортов нефти. Наоборот, содержание ароматических — почти всегда возрастает. Поэтому тяжелые сорта нефти практически не содержат легких фракций и могут иметь аро­матический характер.

Распределение указанных типов углеводородов во фракциях нефти, выкипающих при различных температурах, характеризует состав и свойства нефти. Температура кипения углеводородов нео­динакова и определяется строением углеводородов. Чем большее ко­личество атомов углеводорода входит в состав молекулы, тем выше температура кипения углеводорода. Температура кипения цикли­ческих углеводородов выше, чем метановых с тем же количеством углеродных атомов.

Фракции, выкипающие до 60 °С, называются петролейным эфи­ром, выкипающие до 200 °С - бензиновыми, при 200-300 °С — керо­синовыми, при 300—400 °С — газойливыми, выше 400 °С — смазочными маслами и выше 500 °С — асфальтовыми.

Легкие фракции нефти наиболее богаты парафиновыми угле­водородами. По мере повышения температуры кипения фракций доля парафиновых углеводородов уменьшается, а доля ароматиче­ских — возрастает. Тяжелый остаток составляет до 15—35% нефти. Он содержит смолы и асфальтены, которые представляют собой со­вокупность сложных неуглеводородных соединений. В смолисто- асфальтеновых компонентах сосредоточена основная часть метал­лов, содержащихся в нефти.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: