Нефть

Имеет специфический запах.
Легко воспламеняется.
Растворима в органических растворителях.
Не растворима в воде.

Нефть – важнейшее полезное ископаемое, настоящая кладовая природы.
Сырая нефть – природная легко воспламеняющаяся жидкость, которая находится в глубоких осадочных отложениях и хорошо известна благодаря ее использованию в качестве топлива и сырья для химического производства.

Сырая нефть

Нефть добывают и используют с 6-го тысячелетия до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. Упоминания о нефти встречаются в трудах древних историков и географов (Геродота, Плутарха, Плиния Старшего).
Но лишь в  столетии нефть стала основным сырьем для производства топлива и множества органических соединений.

Нефть постепенно образовывалась из останков низших животных и растений в толще различных по возрасту осадочных пород. Накопление органического материала для будущей нефти происходило в прибрежной полосе, в зоне борьбы между сушей и морем.
Д. И. Менделеев выдвигал теорию неорганического происхождения – образование нефти на основе карбидов металлов.
Al4C3 + 6H2O  3CH4 + 4Al(OH)3
Однако в дальнейшем эта теория не получила признания среди химиков.

Нефть – смесь более 1000 разных веществ (правда, большинство из них представлено в ничтожных количествах).

Углеводороды
(79-88%)

Кислород, азот
и др. элементы

Сера (0,1-5%)

Водород
(11-14%)

Промышленная добыча нефти ведёт отсчёт с 1859 г., когда впервые применили разработанную Э. Дрейком технологию бурения скважин, которая используется до сих пор. Но полностью извлечь нефть из месторождений не удается (65% – максимум).
Используются три основных способа добычи нефти:
Фонтанный – нефть поднимается только под действием пластовой энергии.
Газолифтный - в скважину закачивают сжатый воздух, который выталкивает жидкость на поверхность.
Насосный - подъём осуществляется спускаемыми в скважину насосами.

Плавучая бурильная установка на шельфе Охотского моря

Существует несколько способов обработки нефти:
фракционная перегонка
термический крекинг
каталитический крекинг
риформинг
гидрокрекинг
другие процессы

Перегонка осуществляется в особых установках – ректификационных колоннах.
В них поступающая нефть нагревается примерно до 320° С, и разогретые продукты подаются на промежуточные уровни.
В колонне может быть от 30 до 60 расположенных с определенным интервалом поддонов и желобов, на которых и конденсируются продукты перегонки.

Устройство тарелок установки

Макет установки для проведения крекинга.

В результате образуются разветвленные
и ароматические углеводороды, что позволяет повысить качество топлива.

Гидрокрекинг – это процесс превращения парообразной нефти в бензин и реактивное топливо под действием водорода при высоком давлении, повышенной температуре и наличии катализатора (на основе вольфрама, никеля или платины).
«Гидроочистка» - гидрирование дистиллятов при невысоких требованиях к выходам продукции, главным образом для удаления серы из сырья.

Остальные процессы используются для производства и повышения октанового числа бензина.
К ним относятся:
полимеризация,
алкилирование,
изомеризация.

Завод по переработке нефти.

Ректификационная колонна

Нефть, как и газ, транспортируют по трубопроводу:

Трубопровод к одному из заводов

Газотрубопровод

Основная масса нефти (больше 85%) расходуется в виде топлива и только около 15% идет на химическую переработку.
Поэтому в  веке перед химиками стоит задача расширить применение нефти как источника химического сырья, а не топлива.
Замена там, где это возможно, горючего из нефти на газ и уголь – один из способов разумного использования драгоценной жидкости.

Многообразие нефтепродуктов

В начало

Фракции попутного нефтяного газа:
1. Сухой газ - метан, этан (применяют как топливо);
2. Пропан-бутановая смесь (применяют как топливо);
3. Газовый бензин - пентан и выше  (применяют как добавка к бензину).
 
 

Домашнее задание
• Задача1:
найти формулу углеводорода, если массовая доля в нем углерода 92,3%, водорода 7,7%, плотность газа по водороду равна 39.
Задача 2:
• Найти объем воздуха, который потребуется для сжигания 1 моль бензина состава С7Н16.