Сторінка
1

Нафта: походження, класифікація, переробка, використання

Нафта — масляниста рідина темно-бурого або майже чорного кольо­ру з характерним запахом. Вона легша за воду (густина 0,73-0,97г/см3), у воді практично нерозчинна.

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 нітрогенвмісні 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.

Іноді нафту класифікують за фізичними властивостями, напри­клад на легку нафту густиною меншою 0,9 г/мл і більш важку наф­ту. Усі види нафти мають домішки нітроген- і сульфурвмісних органічних сполук.

Дуже ймовірно, що нафта утворилася із залишків морських організмів і рослин, що осідали протягом мільйонів років на мор­ське дно. Неорганічні речовини служили каталізаторами гниття, яке викликалося анаеробними бактеріями (тобто тими, що жили без доступу повітря). При тектонічних зрушеннях донні органічні шари опинилися в товщі Землі, де на них діяли тиск земної кори і теплота внутрішніх шарів Землі. Донні шари перетворювалися в такий спосіб на суміші вуглеводнів; рідка нафта накопичувалася у вигляді нафтоносних шарів над непроникними для неї гірськими породами.

Неорганічна теорія

Згідно з неорганічною теорією, автором якої є Д.І.Менделєєв, нафта могла утворитися з карбідів металів, що знаходяться в над­рах Землі, і води, яка просочилася туди.

Запропонована також космічна теорія, за якою нафта могла утво­ритися з водню і вуглецю при формуванні нашої планети.

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 супутних газів. У процесі перегонки нафти одержують світлі нафтопроду­кти: бензин (tкип від 40 до 150-200 °С), лігроїн (tкип 120-240 °С), гас (tкип 150-300 °С), газойль — солярове масло (tкип вища 300 °С), 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.

Переробка мазуту

Мазут

Мастила Вазелін Парафін Гудрон

Первинна переробка нафти

Продукти перегонки нафти мають різне застосування.

Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне й автомобільне пальне. Він складається звичайно з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 5 до 9 атомів Карбону.

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. Він складається з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 9 до 16 атомів Карбону.

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

Вазелін використовують у медицині. Він складається із суміші рідких і твердих вуглеводнів.

Парафін застосовують для одержання вищих карбонових кислот, для просочення деревини у виробництві сірників і олівців, для виго­товлення свічок, гуталіну і т. д. Він складається із суміші твердих вуглеводнів.

Гудрон — нелетка темна маса, після часткового окиснення 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).

Важливою характеристикою пального (бензину, гасу) для двигу­нів внутрішнього згоряння є його октанове число (ОЧ). Детонація пального в моторах пояснюється нерівномірністю процесу його зго­ряння і залежить від якості бензину. Мірою детонаційної стійкості пального і служить ОЧ; воно чисельно дорівнює вмісту (в об'єм­них %) ізооктану (ОЧ = 100) в його еталонній суміші з н-гептаном (ОЧ = 0), при якому ця суміш має однакові, антидетонаційні влас­тивості з пальним, яке випробовують.

Найменше ОЧ мають нормальні алкани; ОЧ зростає при переході від алканів до алкенів, циклоалканів та ізоалканів, найбільшими значеннями ОЧ характеризуються арени, наприклад:

Октанові числа деяких вуглеводнів