Вы можете написать и разместить на портале статью.

Убедительно просим не присылать статьи из интернета - их можно найти поисковыми машинами. Напишите свою, интересную и уникальную статью. Сфотографируйте и опишите лабораторную работу по физике, или химии, пришлите фотографии Вашей самоделки....
шлите статьи на адрес we@guru.ua

Как происходит очистка нефти

Вы, должно быть, видели в кино или смотрели передачу по телевизору, где показывали как добывают нефть, когда толстый, черный поток неочищенной нефти бьет фонтаном из под земли через скважину. Но почему-то когда мы заливаем в машину бензин, который изготовляют из нефти, жидкость совершенно прозрачна. Из нефти также изготовляют и другие продукты, например, топливо для реактивных двигателей, пластмассу, керосин, синтетическое волокно и шины. Но как из черной сырой нефти изготовить прозрачный бензин и другую продукцию?

В этой статье мы расскажем Вам, как происходит очищение нефти, какие при этом происходят химические реакции, и какое используют оборудование для производства другой продукции из нефти.

Неочищенная (сырая) нефть

Стандартное соотношение компонентов в сырой нефти:
Углерод - 84%
Водород - 14%
Сера - от 1 до 3% (сульфид водорода, сульфиды, бисульфиды, простая сера)
Азот – менее 1%
Водород - менее 1% (содержится в органических веществах, например,
углекислом газе, феноле, кетоне, карбоновых кислотах) Металлы – менее 1% (никель, железо, ванадий, медь, мышьяк)
Соли - менее 1% (хлорид натрия, хлорид магния, хлорид кальция)
Термин «сырая нефть» означает нефть, не подвергшуюся обработке, которая только что была получена из земли. Сырая нефть считается ископаемым топливом, это означает, что она образуется природным путем из растений и остатков животных в течение миллионов лет. Поэтому самыми большими местонахождениями нефти считаются бывшие моря. Сырая нефть бывает нескольких цветов – от чистой и до темной смолистой, а также различается по вязкости – от водянистой до практически твердой.

Разные виды сырой нефти используют для производства большинства других продуктов, поскольку в ней содержится углеводороды. Углеводороды - это класс органических соединений, состоящих из молекул углерода и водорода разной длины и разного строения.

Химики используют углеводороды по двум причинам: 1. Углеводороды содержат много энергии. Многие продукты, полученные из сырой нефти, например, бензин, дизельное топливо, твердый парафин и т.д. обеспечивают нас энергией.
2. Углеводороды могут принимать множество различных форм.

Наименьшим углеводородом считается метан (CH4) - газ, легче воздуха. Углеводороды с более длинными цепочками с пятью или более углеродами являются жидкостью. Очень длинные цепи – твердые вещества, например, воск и смола

Из углеводорода химическим путем можно получить практически любой материал, начиная от синтетического каучука до нейлона и вплоть до пластмассы.

Основные классы углеводородов в сырой нефти:

Керосины(Парафин}
-- общая формула: CnH2n+2 (n - целое число, обычно от 1 до 20),
-- молекула с разветвленной цепью
-- может находится в жидком и газообразном состоянии при комнатной температуре в зависимости от молекулы
-- примеры: метан, этан, пропан, бутан, изобутан, пентан, гексан
Ароматические углеводороды
-- общая формула: C6H5 - Y (Y - более длинная, прямая молекула, связанная с кольцом бензола),
-- имеет кольцевую структуру с одним или более кольцами
-- кольца содержат по шесть углеродистых атомов, с чередованием двойных и единичных связей между углеродом
-- обычно жидкость
-- примеры: бензол, нафталин
Нафины или Циклоалканы
-- общая формула: CnH2n (n - целое число обычно от 1 до 20),
-- кольцевая структура с одним или более кольцами
-- кольца имеют только одну связь между атомами углерода
-- при комнатной температуре обычно находятся в жидком состоянии
-- примеры: циклогексан, метил циклопентан
Другие углеводороды
Алкены
-- общая формула: CnH2n (n - целое число обычно от 1 до 20),
-- линейная молекула или молекула с разветвленной цепью с одной
углеродистой двойной связью -- может быть как жидкостью, так и газом
-- примеры: этилен, бутен, изобутен
Диены и алкины
-- общая формула: CnH2n-2 (n - целое число обычно от 1 до 20),
-- линейная молекула или молекула с разветвленной цепью с двумя углеродистыми двойными связями
-- может быть жидкостью или газом
--например: ацетилен, бутадиены
Теперь, когда мы разобрались в том, из чего состоит сырая нефть, давайте взглянем на продукты, которые можно из нее изготовить.

Продукты из сырой нефти

Первая трудность, с которой сталкиваются производители, состоит в том, что сырая нефть состоит из сотен нескольких типов углеводородов, смешанных воедино. Прежде чем, получить хоть что-то стоящее, необходимо разделить все эти типы углеводородов. К счастью в этом человеку помогает химия. Разъединить цепи можно с помощью химической реакции, вся эта процедура называется очищением нефти.

Процесс очистки нефти начинается с фракционирующей дистилляционной колонны.

Независимо от длины цепи углеводорода, все цепи имеют высокие точки кипения, поэтому их всех можно разделить при помощи процесса дистилляции (перегонки нефти). За счет нагревания цепи начинают размыкаться при их температурах испарения. Каждая длина цепи имеет свою особенность, что делает ее неповторимой и благодаря чему ее можно использовать в других целях.

Для того чтобы понять все компоненты сырой нефти, и понять, почему очистка сырой нефти настолько важна для нас, следует рассмотреть список продуктов, которые можно изготовить из сырой нефти:

Нефтяной газ – газ, используемый для отопления помещений, приготовления пищи, и производства различных изделий.

-- небольшие алканы (1 – 4 атома углерода)
-- самый известные нефтяные газы – метан, этан, пропан, бутан
-- точка кипения = меньше чем 104 градуса Фаренгейта / 40 градусов Цельсия
-- способен под давлением превращаться в жидкость, например, сжиженный нефтяной газ
Керосин или лигроин – промежуточный продукт, используемый для производства бензина
-- соединение из 5 - 9 углеродистых алканов атома
-- точка кипения = 140 - 212 градусов Фаренгейта / 60 - 100 градусов Цельсия
Бензин - моторное топливо
-- жидкость
-- соединение из алканов и циклоалканов (5 - 12 атомов углерода)
-- точка кипения = 104 - 401 градусов Фаренгейта / 40 - 205 градусов Цельсия
Керосин – топливо, используемое в реактивных самолетах и тракторах; начальный материал для производства других продуктов
-- жидкость
-- соединение из алканов (10 - 18 углеродов) и ароматических углеводородов
-- интервал кипения = 350 - 617 градусов Фаренгейта / 175 - 325 градусов Цельсия

Газовое масло или дизельный продукт перегонки – используется для получения дизельного топлива и печного топлива, а также исходный материал для производства других продуктов.
-- жидкость
-- алканы содержат 12 или больше атомов углерода
-- интервал кипения = 482 - 662 градусов Фаренгейта / 250 - 350 градусов Цельсия
Смазочные материалы – используют для производства моторного масла, жира и других смазок
-- жидкость
-- длинные цепи (20 – 50 атомов углерода) алканов, циклоалканов, ароматических углеводов
-- точка кипения = 572 - 700 градусов Фаренгейта / 300 - 370 градусов Цельсия
Тяжелый газ или нефтяное топливо – используют в качестве индустриального топлива; сырьевой материал для изготовления других продуктов
-- жидкость
-- длинные цепи (20 – 70 атомов углерода) алканов, циклоалканов, ароматических углеводов
-- интервал кипения = 700 - 1112 градусов Фаренгейта / 370 - 600 градусов Цельсия
Остаточный продукт - кокс, асфальт, смола, воск; сырьевой материал для производства других продуктов
-- твердое вещество
-- многокольцевые компоненты с 70 или более атомами углерода
-- точка кипения = более 1112 градусов Фаренгейта / 600 градусов Цельсия
Как видно из спецификации этих продуктов, каждый продукт имеет свой отличительный размер и точку кипения. Во время процесса очистки нефти химики учитывают все эти свойства продуктов и используют их по своему усмотрению.