Практикум по курсу органической химии. Лабораторная работа первичная перегонка нефти


Лабораторная работа № 1 первичная перегонка нефти

Введение

Наиболее важными источниками углеводородов являются нефть и горючие (природные и попутные) газы.

Природными называются газы, образующие самостоятельное месторождение. Главным компонентом их является метан (до 96-98%).

Попутными называются газы, сопровождающие нефть при её добыче. Наряду с метаном (содержание до 70 %) в них содержатся также этан, пропан, бутан и пары низкомолекулярных жидких углеводородов.

Следует отметить, что в состав и природных, и попутных газов входят, наряду с углеводородами, некоторые неорганические газы – например, азот, сероводород, гелий, углекислый газ и др.

Все нефти содержат алканы, циклоалканы и арены. Количественное содержание этих углеводородов в различных нефтях неодинаково и также зависит от месторождения. Кроме того, в нефтях имеются гетероатомные соединения, содержащие кислород, серу, азот. В нефти также содержатся минеральные вещества в виде различных солей.

Нефть представляет собой сложную смесь органических веществ, главным образом, углеводородов. Все нефти содержат метановые, нафтеновые и ароматические углеводороды, однако количественное содержание углеводородов этих рядов в различных нефтях неодинаково. Кроме того, в нефтях имеются в небольшом количестве органические соединения, содержащие серу, азот, кислород.

Перегонка нефти - процесс разделения ее на фракции по темпера­турам кипения - лежит в основе переработки нефти в моторное топливо, смазочные масла и другие ценные химические продукты. С перегонки нефти начинают также изучение ее химического состава.

Основные фракций и продукты, которые получают при прямой пере­гонке нефти:

  1. Бензиновая фракция(от начала кипения до 150-205 0С (в зависимости от технологической цели получения авто-, авиа-, или другого специального бензина)) – смесь алканов, нафтенов и ароматических углеводородов. Во всех этих углеводородах содержится от 5 до 10 атомов углерода.

  2. Керосиновая фракция(I80-270°C) - содержит углеводороды С10–С15, используется в качестве компо-нента моторного топлива для реактивных и дизельных двигателей, для бытовых нужд (освети­тельный керосин).

  3. Газойлевая фракция(270-350°С) содержит углеводородыC16-C20, может быть использована в качестве компонента дизельного топлива, а также как сырье для крекинга.

  4. Мазут- нефтяной остаток, кипящий выше320-350°С. Мазут может использоваться как котельное топливо, или подвергаться дальнейшей переработке либо крекингу, либо перегонке при пониженном давлении (в вакууме) для предотвращения его термического разложения. При этом отбирают масляные фракции (для получения солярового, трансформаторного, веретенного, машинного и др. масел) или широкую фракцию вакуумного газойля (в свою оче-редь, служащего сырьем для каталитического крекинга с целью получения высокооктанового компонента бензина).

  5. Гудрон- почти твердый остаток после отгона от мазута масляных фракций. Из него получают так называемые остаточные масла и битум, из которого путем окисления получают асфальт, используемый при строительстве дорог и т.п. Из гудрона и других остатков вторичного происхождения может быть получен путем коксования кокс, применяемый в металлургической промышленности.

helib.ru

Лабораторная работа № 2

15

Тема: Методы разделения и определения состава углеводородных смесей

Определение фракционного состава нефти

Введение.

Наиболее важными источниками углеводородов являются нефть и горючие (природные и попутные) газы.

Природными называются газы, образующие самостоятельное месторождение. Главным компонентом их является метан (до 96-98%).

Попутными называются газы, сопровождающие нефть при её добыче. Наряду с метаном (содержание до 70 %) в них содержатся также этан, пропан, бутан и пары низкомолекулярных жидких углеводородов.

Следует отметить, что в состав и природных, и попутных газов входят, наряду с углеводородами, некоторые неорганические газы – например, азот, сероводород, гелий, углекислый газ и др.

Все нефти содержат алканы, циклоалканы и арены. Количественное содержание этих углеводородов в различных нефтях неодинаково и также зависит от месторождения. Кроме того, в нефтях имеются гетероатомные соединения, содержащие кислород, серу, азот. В нефти также содержатся минеральные вещества в виде различных солей.

Перегонка нефти – процесс разделения ее на фракции по температурам кипения (отсюда термин «фракционирование») – лежит в основе переработки нефти и получения при этом моторного топлива, смазочных масел и различных других ценных химических продуктов. Первичная перегонка нефти является первой стадией изучения ее химического состава.

Основные фракции, выделяемые при первичной перегонке нефти:

1. Бензиновая фракция – нефтяной погон с температурой кипения от н.к. (начала кипения, индивидуального для каждой нефти) до150-2050С (в зависимости от технологической цели получения авто,-авиа-,или другого специального бензина).

16

Эта фракция представляет собой смесь алканов, нафтенов и ароматических углеводородов. Во всех этих углеводородах содержится от 5 до 10 атомов С.

2.Керосиновая фракция – нефтяной погон с температурой н.к. от 1501800С до270-2800С. В этой фракции содержатся углеводородыС10-С15.

Используются в качестве моторного топлива (тракторный керосин, компонент дизельного топлива), для бытовых нужд (осветительный керосин) и др.

3.Газойлевая фракция – температура кипения от270-2800С до320-3500С. В этой фракции содержатся углеводородыС14-С20.Используется в качестве дизельного топлива.

4.Мазут – остаток после отгона вышеперечисленных фракций с температурой кипения более320-3500С.

Мазут может использоваться как котельное топливо, или подвергаться дальнейшей переработке либо крекингу, либо перегонке при пониженном давлении (в вакууме) с отбором масляных фракций или широкой фракции вакуумного газойля (в свою очередь, служащего сырьем для каталитического крекинга с целью получения высокооктанового компонента бензина).

5.Гудрон - почти твердый остаток после отгона от мазута масляных фракций. Из него получают так называемые остаточные масла и битум, из которого путем окисления получают асфальт, используемый при строительстве дорог и т.п. Из гудрона и других остатков вторичного происхождения может быть получен путем коксования кокс, применяемый в металлургической промышленности.

Порядок выполнения работы.

В колбу Вюрца объемом 100 мл наливают 50 мл сырой нефти и кидают в нее кипелку. Колбу закрывают пробкой с термометром и соединяют через прямой холодильник и алонж с приемником (как показано на рис. 1).

17

Массу взятой нефти вычисляют по формуле m=Vρ, гдеV-объемнефти,

а ρ - ее плотность. Приемниками (сменными) служат 3 небольшие колбочки, предварительно взвешенные.

Колбу Вюрца с нефтью осторожно нагревают на песчаной бане, или на асбестовой сетке, или на воронке Бобо.

Начало кипения (н.к.) первой фракции фиксируют по температуре поступления первой капли бензина в приемник, после чего отбирают фракцию, выкипающую до 180 0С. При отборе этой фракции по достижении темпера-

туры 135 0С прекращают подачу воды в холодильник. При достижении температуры 1800С меняют колбу - приемник и отбирают керосиновую фракцию с температурой кипения180-2700С, а затем, вновь сменив приемник, отбирают газойлевую фракцию(270-3200С, или270-3500С).

Приемники с отобранными фракциями взвешивают и по разности масс колбы с продуктом и пустой колбы вычисляют массу каждой фракции. С помощью цилиндров определяют объем каждой фракции и вычисляют их плотность. Убеждаются, что плотность фракции растет с увеличением температуры их кипения.

Затем бензиновые фракции со всех установок сливают в один мерный цилиндр, керосиновые - в другой, газойлевые – в третий, и определяют экспериментально плотность каждой фракции с помощью ареометров. Эти данные сравнивают с вычисленными. Рассчитывают объемный и весовой выход каждой фракции, в соответствии с количеством исходной нефти, равной 100%. Все полученные результаты вносят в табл.1.

studfiles.net

Практикум по курсу органической химии

63

Министерство образования Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина

Л.В. Зиновьева, Е.Е. Янченко

для студентов факультета экономики и управления

Учебное пособие

Москва, 2003т.

Министерство образования Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа

имени И.М. Губкина

Кафедра органической химии и химии нефти

Л.В. Зиновьева, Е.Е. Янченко

Практикум по курсу органической химии

для студентов факультета экономики и управления

Учебное пособие

Под редакцией проф. В.Н. Кошелева

Москва, 2003

УДК 547

Зиновьева Л.В., Янченко Е.Е. Практикум по курсу органической химии. – М.: РГУ нефти и газа, 2003. - 62 с.

В пособии изложены основные теоретические сведения по органической химии и химии нефти, необходимые студентам факультета экономики и управления для дальнейшего изучения некоторых специальных дисциплин в вузе нефтяного профиля, а также приводится описание 5 лабораторных работ, во время выполнения которых студенты на практике знакомятся с характерными реакциями различных классов органических соединений и с индивидуальными особенностями их важнейших представителей.

Пособие предназначено для студентов специальностей 060800- «Экономика и управление на предприятиях нефтегазовой отрасли», 061100 -«Менеджмент».

Издание подготовлено на кафедре органической химии и химии нефти.

Рецензент - проф. Р.З. Сафиева

Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003.

С О Д Е Р Ж А Н И Е стр.

1. Введение……………………………………………………… ...5

  1. Техника безопасности при проведении лабораторных работ малого практикума по органической химии……………………..6

  2. Лабораторная работа № 1.КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ………………………………9

  3. Лабораторная работа № 2. ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕГОНКА НЕФТИ……………………………………………………………..14

  4. Лабораторная работа № 3.МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕВОДОРОДОВ…………….19

  5. Лабораторная работа № 4. КИСЛОРОД- И АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. ГЕТЕРОАТОМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НЕФТЕЙ………..………34

  6. Лабораторная работа № 5. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ПРАКТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ………………………51

  7. Литература…………………………………………………………62

В В Е Д Е Н И Е

Курс органической химии для студентов факультета экономики и управления РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина является базой для последующего изучения ими некоторых специальных дисциплин (например, «технологии переработки нефти»). Курс состоит из лекционного (теоретического) материала и так называемого «малого практикума», во время которого студенты практически знакомятся с методикой, приемами работы с органическими соединениями, из которых в основном и состоит нефть.

Лабораторные работы обращают внимание студентов на фактические свойства органических соединений: растворимость, горючесть, характер пламени, температура кипения и температура плавления и др. Студенты проводят опыты, демонстрирующие основные химические свойства изучаемых органических соединений, отдельные методы их получения.

Специальная лабораторная работа знакомит студентов с процессом первичной перегонки нефти.

Практическая реализация основных положений органической химии, излагаемых в лекционном курсе, повышает интерес студентов к предмету, помогает им в дальнейшем использовать полученные знания в решении проблем, возникающих при организации поиска, добычи и переработки нефти и газа, где знание основных свойств органический соединений необходимо.

К выполнению практических работ можно приступать только после предварительного ознакомления с теорией по теме работы.

studfiles.net