Опрос по теме: Нефть Шумилова Анна 10 а класс Углеводороды, составляющие основу нефти. Углеводороды составляющие нефть


Углеводородные составы нефти.

Элементный состав нефти характеризуется обязательным наличием 5 химических элементов: C, O, S, N, H. Эти же элементы входят в состав органического вещества пород. В элементном составе содержание C -83-87%, H – 12-14%, суммарное содержание всех остальных компонентов невелико и составляет 5-6% и эти проценты в основном приходятся на содержание S – до 3%, O- до 2%, N составляет десятые или сотые доли процента. Это все называется элементным составом нефти.

Изотопный состав. Для наших целей изучается поведение соотношения в нефтях масс стабильных изотопов углерода 12С - 13С, протонов водорода 1Н и 2Н (протия и дейтерия), изотопов серы – 32S и 33S, азота 14N и 15N.

Анализ изотопного состава нефтей позволяет решать вопросы об их образовании в системах: нефть-нефть и нефть – органическое вещество.

 

Полученные величины приращения могут иметь, как положительные, так и отрицательные значения. Если величина положительная, то это означает, что содержание тяжелого изотопа больше, чем в стандарте; а если отрицательная, то наоборот.

Фракционный состав нефти, то есть разделение нефти на фракции по температурам кипения. При атмосферном давлении путем перегонки из нефти выделяют фракции, отличающиеся друг от друга определенными пределами выкипания: выкипающие до 140 0С включают в себя петралейный эфир и бензиновую фракцию; 140-180 0С в это время выпаривается лигроиновая фракция; 180 – 220 – керосиновая фракция; 220-350 – дизельная фракция. Те, что выкипают до 350 0С светлые фракции нефти, а выкипающие 350 0С мазут. В геохимии нефти фракцию, выкипающую до 200 0С называется бензиновой, от 200 до 300 0С – керосиновой, более 300 0С – масляной. Как правило, чем ниже плотность нефти, тем выше выход светлых фракций.

16)Групповой углеводородный состав.

Для выяснения общей характеристики нефтей наряду ч выше изложенным при анализе нефтей определяется суммарное содержание в определенной фракции: нафтеновых, ароматических и других углеводородов. Углеводороды подразделяются на 2 большие группы, в молекулах которых атомы углерода образуют открытые или линейные, или разветвленные цепи, и углеводороды в молекулах, которых атомы углерода образуют кольца.

Углеводороды в молекулах, которых атомы углерода соединены простыми связями называются метановыми углеводородами (алканы, алифатические, парафиновые, насыщенные или предельные углеводороды). Все они имеют общую формулу Сnh3n+2. Они образуют гомологический ряд, в котором каждый следующий углеводород имеет на 1 атом углерода и 2 атома водорода больше, чем предыдущий. Углеводороды, обладающие линейными связями, называются нормальными, а разветвленные – изоалканы.

Начиная с бутана (С4Н10) углеводороды могут иметь нормативное строение и изостроение (разветвленная цепочка). При обычных условиях метановые углеводороды нормального строения находятся в разных физических состояниях, от метана до бутана – газы, начиная с нормального пентана (n С5Н12) и до нормального пентадекана (n С15Н32) - жидкости и начиная с нормального гексадекана (n С15Н34) - твердые.

Алканы находятся практически во всех нефтях и если их концентрация превышает 50%, то такие нефти называются метановыми. Особое место в геохимических исследованиях занимают так называемые коэффициенты нечетности, которые используются как коррелятивный признак нефтей, но и как «показатель зрелости», а также состава исходного органического вещества: С15 – С23 с преобладанием нечетных членов характерно для нефтей генерированных органическим веществом, в составе которого большая часть принадлежала низшим организмам (бактериям и водорослям). Высокое содержание алканов нормального строения от С23 и С31 и так же преобладание в них нечетных членов наблюдается в нефтях генерированных органических веществ, в составе которых участвуют липиды высших наземных растений. Углеводороды в молекулах которых атомы образуют замкнутые цепи, состоящие из 3 и более атомов углерода называются алициклическими или карбоциклическими. Насыщенные циклические углеводороды имеют много названий. Их общая формула Сnh3n.

Молекулы циклоалканов содержат на 2 атома водорода меньше, чем соответствующие им алканы и название образуется путем добавления приставки цикло.

Бутан (C4h20)

Циклобутан (С4Н8)

Пентан (С5Н12)

Циклопентан (С5Н10)

В нефтях цикланы представлены в основном углеводородами, которые содержат в основном 5-6 цикланов, называются нафтеновыми углеводородами. Содержание в нефтях колеблется от 25 до 70%. По своим физическим свойствам занимают промежуточное положение между метановыми и ароматическими углеводородами. Ароматические углеводороды ненасыщенные циклически, еще их называют арены. Эти арены содержат в молекуле особую циклическую группировку из 6 атомов углерода, которые называются бензолом. Общая формула Сnh3n-6 (показывает то, что они являются ненасыщенными). Ряд называется бензойным. Общее содержание аренов в нефтях 10-20%, но иногда доходит до 35% и такие нефти называются ароматического типа. Наибольшая концентрация ароматических углеводородов установлено в нефтях молодого возраста. Одной из закономерностей состава нефтей является то, что с повышением температуры кипения фракции повышается содержание аренов.

 

18. Значение изопреноидных углеводородов в составе нефтей. Определение типа исходного ОВ и степени «зрелости». (граф 143)

Отличительная осбенность изопреноидов это наличие метильной группы у каждого 4 атома углерода.Они имеют разветвления.Такое строение обусловлено сцепление изопреновых групп по принципу голова-хвост. Впервые изопреноидные углеводороды были выделены из изопрена входящего в состав природного каучука.Впоследствии изопренаны были найдены во многих биологических соединениях а также их производных-спиртов,кетонов,альдегидов.В настоящее время в нефтях определяются изопренаны строения от С9h30 до С25Н52 и выше. Наиболее широко используютсяПристан С19Н40, фитан С20Н42.

Содержание пристана к фитану является показателем окислительно-восстановительных условий на стадии диагенеза осадка.

Выявлено, что в восстановительных условиях образуется преимущественно фитан, а в окислительных – пристан. Если же нефти образовались из континентальных отложений, где существенную роль играют окислительные условия, то в них существенно преобладает пристан.

Суммарное содержание изопреноидных углеводородов в нефтях 3-4%.

Особое место в геохимических исследованиях занимают так называемые коэффициенты нечетности, которые используются как коррелятивный признак нефтей, но и как «показатель зрелости», а также состава исходного органического вещества: С15 – С23 с преобладанием нечетных членов характерно для нефтей генерированных органическим веществом, в составе которого большая часть принадлежала низшим организмам (бактериям и водорослям).

Одним из геохимичеких показателей типа исходного ов а также степени зрелости нефтей являются соотношения пристана и фитана и углеводородов нормального строения С17 и С18..Также используют график для опредеоения типа ов и степени зрелости

Дата добавления: 2015-11-14; просмотров: 126 | Нарушение авторских прав

Основные черты геохимии углерода и водорода. | Каустобиолиты. Положение среди горных пород. Генетическая классификация.(допис треуг) | Образование и преобразование ОВ на стадии диагенеза. | Кероген, его типы. | Образование нефти и газа на стадии катогенеза. | Нефтегазоматеринский потенциал и методы его определения. | Типы природных газов, их физические параметры и свойства. | Условия образования газоконденсатных залежей. Первичные и вторичные газоконденсаты. | Концепция органического (биогенного) происхождения нефти. | Фации и формации благоприятные для нефтегазообразования и нефтегазонакопления. |mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.014 сек.)

mybiblioteka.su

Нефть Шумилова Анна 10 а класс Углеводороды, составляющие основу нефти

НазваниеОпрос по теме: Нефть Шумилова Анна 10 а класс Углеводороды, составляющие основу нефти
Н.А. Некрасова «Дедушка Мазай и зайцы», мы узнали, что описанны
Дата27.02.2013
Размер267.3 Kb.
ТипПрезентации

Похожие:

Нефть, состав и свойства. Перегонка нефти Добыча нефти...2 Физические свойства нефтиВсе слышали такое слово нефть, но мало кто знает что это на самом деле. В этом проекте можно найти ответы на такие вопросы, как :...
Нефть НефтьМировые доказанные запасы нефти (British Petroleum Statistical Review of World Energy 2011)Нефть и ее переработка Нефть НефтепереработкаФизическая разгонка нефти на фракции, кипящие при различных температурах. Обычно выделяют 6-7 фракций
Начало изучению нефти положено известным немецким химиком Карлом Шорлеммером (1834-1892). Исследуя нефти, добываемые в штате Пенсильвания (сша), он обнаружил в них простейшие углеводороды-бутан, пентан, и гексанТеория, где в образовании нефти отводится погибшим животным. Где, главная роль отводится погибшим растениям, Теория смешанного животно-растительного...Нефть использование нефтиОгромное преимущество нефти состоит в том, что она чище и дешевле, чем уголь, а транспортируется легче, чем газ
Большое значение имели работы В. В. Марковникова (80-е гг. 19 в.), посвящённые изучению состава нефти; им был открыт в нефти новый класс углеводородов, названный им нафтенами, и изучено строение многих углеводородовНефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля ее в общем потреблении энергоресурсов составляет 48...Углеводороды в природе. Переработка нефти
1. Опрос по теме «Карбоновые кислоты» Опрос по теме «Карбоновые кислоты»Выполнение мероприятий по обеспечению санитарного состояния и содержания помещений установленным требованиям (СаНПин 4 2821-10)Познакомиться с промышленными способам переработки нефти; познакомиться с промышленными способам переработки нефтиС. Процесс протекает медленно, образуются углеводороды с неразветвлённой цепью атомов углерода
Разместите кнопку на своём сайте:rpp.nashaucheba.ru rpp.nashaucheba.ru

rpp.nashaucheba.ru

Углеводороды нефти, газа, твердых горючих ископаемых.

⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 22Следующая ⇒

Закономерности их образования.

Подавляющее большинство природных органических соединений сосредоточено в составе твердых природных энергоносителей, традиционно называемых твердыми горючими ископаемыми (ТГИ). Массовая доля углерода в их веществе составляет примерно от пятидесяти до почти ста процентов, остальная часть – это водород и кислород, а также некоторое количество гетероатомов. В настоящее время общепризнано, что все ТГИ образовались в результате превращений остатков отмерших живых организмов, в первую очередь, растительных. Состав и свойства всего набора ТГИ очень сильно варьируют в зависимости от химического состава исходных растений, геологического возраста месторождения, условий преобразования остатков растений в течение длительного времени. Практически невозможно получить полностью идентичные образцы ТГИ даже в пределах одного месторождения.

Запасы жидких и газообразных горючих ископаемых менее значительны, но их энергетическая ценность вполне сопоставима с ценностью углей, а возможности химической переработки неизмеримо большие. При атмосферном давлении в жидком состоянии находится нефть, в газообразном ‑ природный газ. Границы между химическими составами и свойствами этих природных образований достаточно условны. Разные агрегатные состояния этих ископаемых объясняются только соотношением их средних молекулярных масс.

Нефть ‑ природная дисперсная система жидких органических соединений, главную часть которых составляют углеводороды различной молекулярной массы. В небольшом количестве в ней обнаружены также гетеросоединения, содержащие серу, кислород и азот. Элементный состав нефти по сравнению с углем изменяется в более узких пределах: в ней содержится углерода 83-87 мас.%, водорода 12-14 мас.% и около 1-2, иногда до 4 мас.%, S, O и N. Минеральных примесей нефть почти не содержит, поэтому зольность ее крайне мала.

Природный газ ‑ смесь газообразных углеводородов С1-С4, причем основным компонентом является метан. Кроме них в состав природного газа часто входят заметные количества неуглеводородных газов, в том числе легкие гетероатомные соединения, например СО2, N2, h3S, h3, He, h3O.

Нефть и газ ‑ это природные образования сапропелитового или гумусо-сапропелитового происхождения, часто образующие совместные месторождения, в которых газ частично растворен в нефти под давлением, и, наоборот, в газовой фазе присутствует некоторое количество паров углеводородов С5-С6. Существуют представления об образовании нефти из той же массы отмерших растений, что и уголь. При этом из липидной части с высоким содержанием водорода образуются нефтеподобные вещества сравнительно низкой молекулярной массы, способные вследствие своей подвижности к миграции на достаточно большие расстояния из формирующегося угольного пласта в полости, образованные непроницаемыми для жидких и газообразных продуктов породами. Кроме того, часть природного газа выделяется при метаморфизме угля за счет отщепления концевых групп макромолекул. Такие представления об образовании нефти характерны для специалистов в области процессов углеобразования. Геологи-нефтяники склонны считать, что нефть имеет самостоятельные источники исходного органического вещества в виде накапливающихся на дне соленых водоемов низших микроорганизмов. В целом такие представления не противоречат, а, скорее, дополняют друг друга.

Первичным продуктом в процессе нефтеобразования является мальта ‑ первичная нефть, содержащая до 10 мас.% кислорода. В восстановительной атмосфере происходит потеря кислорода и части углерода в виде СО2. Дальнейшее преобразование компонентов нефти сводится к перераспределению состава жидких углеводородов нефти. В ней уменьшается количество полициклических нафтеновых и ароматических углеводородов, которые переходят в моноциклические нафтеновые, а затем в парафиновые углеводороды. Таким образом, самыми старыми нефтями являются парафинистые нефти, а молодые нефти тяжелее и богаче высокомолекулярными соединениями. Правда, встречаются и представления об обратном ходе эволюции нефтей, в котором доминируют окислительные процессы.

В отличие от твердых горючих ископаемых нефть легко поддается разделению на фракции по их температурам кипения. Этот метод разделения является неразрушающим для веществ, входящих в состав нефти, по крайней мере, для тех углеводородов, которые отгоняются при атмосферном давлении. Это дает возможность исследовать строение большинства низкомолекулярных компонентов нефти и разделить ее на более или менее узкие фракции, как правило, подлежащие дальнейшей переработке.

Под фракционным составом нефти понимают количественное содержание в ней веществ, выкипающих в определенных температурных границах. В результате прямой перегонки при атмосферном давлении из нефти выделяются следующие светлые фракции:

бензиновая н.к. - 140 оС;

лигроиновая 140-180 оС;

керосиновая 180-240 оС;

газойлевая 240-350оС.

Остаток от атмосферной перегонки, называемый мазутом, далее подвергается вакуумной перегонке для получения смазочных масел. Фракции мазута различаются не по температуре кипения, а по вязкости. В порядке возрастания вязкости различают дистилляты: соляровый, трансформаторный, веретенный, машинный, автоловый, цилиндровый. Остаток после разгонки мазута ‑ гудрон или полугудрон.

Количество и соотношение фракций, содержащихся в разных сортах сырой нефти, различно. Как правило, содержание светлых фракций составляет 30-50 мас.%, хотя известны легкие светлые нефти, содержащие, в основном, бензино-керосиновые фракции. Как следует из приведенных температурных интервалов выкипания, фракции перекрываются по температурам кипения и по входящим в них углеводородным компонентам. Это означает, что знание фракционного состава нефти недостаточно для ее характеристики и установления классов входящих в нее компонентов и, соответственно, перспектив переработки. Для решения этой задачи изучают структурно-групповой состав нефти. Под групповым составом понимают результаты анализа по классам углеводородов: при этом определяют содержание алканов, циклоалканов и аренов.

Парафиновые углеводороды(алканы) составляют значительную часть нефти и попутного газа. Из них выделены все алканы нормального строения от СН4 до С33Н68. Кроме них встречаются и разветвленные алканы в количествах, составляющих доли процента. Предполагается, что они образовались в результате деструкции изопреноидных структур. По агрегатному состоянию парафины делятся на газообразные (С1-С4), жидкие (С5-С15) и твердые (С>16), кристаллизующиеся при 20 оС. Все они находят применение как топливо и химическое сырье.

Нафтены (циклоалканы) составляют большую часть нефти, в ней встречаются как моно-, так и полициклические циклоалканы. Среди первых выделены, в основном, циклопентаны и циклогексаны с числом заместителей от 1 до 3, например:

Их количество в нефти почти одинаково.

 

Полициклические нафтены могут иметь следующее строение:

Нафтены склонны к структурным изменениям в процессе нефтепереработки. Они положительно влияют на качество топливных фракций и масляных дистиллятов.

В легких фракциях нефтепродуктов содержатся, в основном, циклопентан, циклогексан и метилциклопентан. С увеличением температуры выкипания фракций в них увеличивается количество углеводородов с бóльшим числом циклов в молекулах и длиной боковых цепей заместителей. В тяжелых фракциях появляются нафтены с заместителями С14 и выше с изопреноидным типом строения.

В нефтях содержится большое количество аренов, относящихся к различным гомологическим рядам. В бензиновых фракциях присутствуют все теоретически возможные арены С6-С9 в соотношении С6:С7:С8:С9=1:3:7:8. Больше всего обнаружено термодинамически устойчивых 1,3-ди- и 1,2,4-триалкилбензолов. В этой фракции присутствует простейший гибридный нафтено-ароматический углеводород индан:

В керосиновой фракции обнаружены его метилпроизводные. Там же имеются нафталин, тетралин и их метилзамещенные:

 

В более тяжелых фракциях арены содержат больше ароматических нафтеновых ядер, при этом увеличивается число и длина заместителей, среди которых обнаружены и изопреноидные. В высококипящих фракциях найдены полициклические ароматические соединения, например:

Ароматические углеводороды играют исключительно важную роль в качестве химического сырья и как компоненты моторного топлива, повышающие его детонационную стойкость (октановое число).

Контрольные вопросы:

1. Какие углеводороды содержатся в нефти?

2. Напишите структурные формулы ароматических соединений.

 

Литература

1. Наметкин С.С. Химия нефти.- М, Изд. Академии наук, 1955.

2. Бурдынь Т.А., Закс Ю.Б. Химия нефти, газа и пластовых вод. - М., Недра, 1978, 277с.

3. Химия нефти и газа. Под ред. Проскурякова В.А., Драбкина А.Е. -Л., Химия, 1989.

Лекция 2

Читайте также:

lektsia.com

Углеводороды - Состав и свойства нефти - Нефть - Список статей

Нефть встречается в природе от легких почти прозрачных жидкостей, сходных с бензином или лигроином, до тяжелых, иногда тонущих в воде, почти черных смолистых образований. Большая часть веществ, входящих в состав нефти, представляет собой жидкие соединения углерода с водородом, в которых растворены твердые и газообразные вещества.

Прошло очень много времени прежде чем люди сумели разгадать загадку «горного» или «земляного масла» и «вечных огней» и ответили на вопрос, что такое нефть и природный газ. Начало научному изучению химического состава нефти положил Д. И. Менделеев. Значительная часть состава нефти была исследована В. В. Марковниковым. Современная наука о химическом составе нефти и ее использовании создана советскими учеными — академиками Н. Д. Зелинским, С. С. Наметкиным, Б. А. Казанским и их учениками.

Что же представляют собой нефти и природный горючий газ? С химической точки зрения, состав нефтей и газов крайне прост. Основными элементами, образующими нефть и газ, являются углерод и водород. Больше всего в нефти углерода. Содержание его достигает 85 процентов, а содержание водорода около 12—14 процентов. Кроме углерода и водорода, в нефти часто содержится кислород, сера и азот. Но содержание их не превышает 1 — 2 процентов.

 Углерод и водород присутствуют в нефти в виде соединений, называемых углеводородами. Известно, что химические элементы могут соединяться между собой только в определенной пропорции. Атомы различных элементов, вступая в соединения между собой, образуют молекулы. Так, например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Самым простым по химическому составу углеводородным соединением является метан. Метан называют часто «болотным газом», так как он образуется при разложении любых органических веществ и выделения его наблюдаются в болотах. Метан значительно легче воздуха и легко воспламеняется. В естественных горючих газах и газах, сопровождающих скопления нефти, метан является главной составной частью. Существует целый ряд углеводородных химических соединений, близких по своему строению к метану. Среди них встречаются газообразные, жидкие и твердые вещества. У этого ряда есть одна основная особенность, которая выражается в полном предельном насыщении всех связей углерода. По этому признаку ряд называется предельным рядом углеводородов, а его представители — предельными углеводородами. Атомы углерода в молекулах углеводородов этого рада образуют прямые и разветвленные цепочки. Углеводородное соединение представляет собой жидкость при атмосферном давлении, если в молекулу входит пять атомов углерода. При увеличении числа атомов углерода жидкость становится тяжелее и, наконец, углеводородное соединение, содержащее более двадцати атомов углерода, представляет собой уже твердое тело.

В природное газе, помимо метана, могут присутствовать, но в значительно меньших количествах, пять следующих за метаном представителей предельного ряда углеводородов: этан, пропан, бутан, пентан и гексан. Кроме углеводородов, в природном газе встречаются в самых различных пропорциях азот, углекислый газ, иногда сероводород, редко и в незначительных количествах окись углерода и водород. Довольно часто, но в очень небольших количествах, природному газу сопутствуют инертные газы: гелий, аргон, ксенон.

Наибольшая роль в составе природного газа (в количественном отношении) принадлежит метану, азоту и углекислому газу. В природе встречаются газы, начиная от чисто углеводородных (почти из одного метана) до чистых азотных или углекислых струй, то есть уже негорючих газов.

Нефти, представляющие собою смесь жидких углеводородов в разных пропорциях, всегда содержат растворенные, твердые и газообразные углеводороды и другие органические и минеральные примеси.

mokis.ucoz.ru