СОСТАВ НЕФТЕЙ И ГАЗОВ

Нефть – жидкое полезное ископаемое, состоящее в основном из углеводородных соединений. По внешнему виду это маслянистая жидкость, чаще всего черного цвета, флюоресцирующая на свету. Теплота сгорания нефтей исключительно высокая. Для сравнения приведем данные о теплоте сгорания угля, нефти и газа, дж/кг: каменный уголь 33 600; нефть 43 250–45 500; природный газ (сухой) 37 700–56 600.

Газ. Углеводородные газы хорошо растворимы в подземных водах и нефтях. Газы в природных скоплениях представлены в основном метаном (до 98,8%) с примесью его гомологами, а также неуглеводородных компонентов: углекислого газа и сероводорода. Газы, растворенные в нефтях, называются попутными нефтяными газами.

Конденсат — жидкая часть газоконденсатных скоплений. Конденсат называют светлыми нефтями, плотность их 698–840 кг/м³, практически полностью выкипают до 300°С и не содержат смолисто-асфальтовых веществ. Основные компоненты конденсата выкипают до 150–200°С. В составе конденсатов преобладают метановые углеводороды.

Элементарный состав нефти: углерода (C) = 84 – 88 %, водорода (H) = 12 – 14 %, в сумме кислорода, серы и азота (O+S+N) = 1 – 2 %, содержание металлов менее 1 % (ванадий, никель, свинец, железо и др.)

По групповому составу в нефти выделяются следующие группы углеводородов (УВ):

1) УВ метанового (парафинового) ряда с формулой СnН2n+n (предельные УВ). Эту группу составляют алканы, парафины.

2) УВ нафтенового ряда с формулой С n Н2n (непредельные УВ), называемые циклопарафинами, цикланами.

3) Ароматические или бензольные УВ – циклического строения, называемые аренами.

4) Кислородные, сернистые и азотистые соединения, называемые гетероэлементами. К ним относятся нафтеновые и жирные кислоты, фенолы, эфиры, тиофан, пиридин.

Фракционный состав нефти – выделение фракций по температуре выкипания. Фракция, выкипающая до 60°С – петролейный эфир, до 200°С – бензиново-лигроиновая, от 200 до 300°С – керосино-газойлевая фракция, от 300 до 350°С – соляровая фракция, выше 350°С остается мазут.

1. Алканы (насыщенные УВ, предельные или парафиновые) – это УВ с общей формулой С_n Н_2n+2, включают ряд, начиная с метана СН₄, этана С₂Н₆, пропана С₃Н₈, бутана С₄Н₁₀ и т.д. до гексаконтана – С₆₀Н₁₂₂. Химически наиболее устойчивы. Если число атомов углерода в молекуле не более четырех, то при атмосферном давлении алканы будут газообразными. При 5-16 атомах углерода это жидкие вещества, входящие в состав нефти, а свыше 16 – это уже твердые вещества, парафины

Нефтяной парафин – это смесь твердых УВ двух групп – парафинов С₁₇Н₃₆ – С₃₅Н₇₂ и церезинов С₃₆Н₇₄ – С₅₅Н₁₂₂. Нефти относят к малопарафинистым при содержании парафина менее 1,5 % по массе, к парафинистым – 1,5-6,0 %, к высокопарафинистым – более 6 %.

2. УВ класса нафтеновых (цикланы или циклопарафины) – это УВ с общей формулой С_nН_2n – занимают промежуточное положение между насыщенными (парафинами) и ароматическими УВ. Ненасыщенные цепи С_nН_2n неустойчивы в нефтях, редко отмечается содержание небольших количеств Н-гексена со структурой СН₂ = СН – СН₂ – СН₂ – СН₂ – СН_3, Н-гептена С₁₇Н₁₄, Н-октана С₈Н₁₆.

Содержание цикланов в нефти и битумоидах ОВ пород колеблется в широких пределах - от 25-75 %. Почти все нефти с высоким содержанием цикланов связаны с бассейнами молодой альпийской складчатости и залегают в отложениях пелеоген-неогенового возраста (нефти Азербайджана, Сахалина, Калифорнии, Аляски и др.).

3. Арены (ароматические УВ) – это класс УВ общей формулы С_nН_2n-р (р = 6, 12, 14, 18, 20, 24, 28, 30, 36), содержащий циклы с ароматическими связями. Арены, также как и алканы и цикланы, составляют основную массу УВ ископаемого ОВ. В нефтях и битумоидах РОВ пород алканы представлены бензолом – простейшим представителем этого класса. Сам бензол в нефти содержится в маленьких количествах – до 1 %. В общей формуле аренов С_nН_2n-р «р» изменяется в соответствии с числом колец: у бензола 1 кольцо и р = 6, у нафталина 2 кольца и р = 12 и т.д.

Поиск по сайту: