Каковы физические свойства и состав нефти? Физические свойства нефти состав


Химический состав и физические свойства нефти » СтудИзба

1.1.         Химический состав и физические свойства нефти

Нефть -- горючее полезное ископаемое, состоящее из сложной смеси, главным образом предельных углеводородов, с примесью органических кислородных, сернистых и азотистых соединений. Обычно нефть представляет собой маслянистую жидкость красно-коричневого, иногда почти черного цвета, но встречается слабоокрашенная в желто-зеленый цвет и даже бесцветная нефть.

В промышленных масштабах нефть начали добывать в 60-х годах прошлого столетия (с 1856г.)

Нефть представляет собой весьма сложное минеральное вещество. Она не образует самостоятельного пласта, а заполняет пустоты в породах, принимает форму залегания вмещающих ее пород. Как правило, нефти небольшой относительной плотности обладают более светлой окраской, а большой - имеют темный и даже черный цвет и более вязки. Для всех нефтей характерен специфический запах.

В большинстве случаев содержание углерода в нефти различных месторождений составляет 84-87%, а содержание водорода -- 12-14%. На долю этих двух элементов приходится 97-99% всего состава нефти. Содержание серы, кислорода и азота составляет 1-2% и лишь в редких случаях увеличивается до 3-5%. Азот присутствует в составе азотсодержащих органических соединений, а кислород - главным образом  в составе нафтеновых кислот. Каких-либо закономерностей в соотношении углерода и водорода не установлено.

В зависимости от преобладания в составе той или иной нефти членов определенного ряда углеводородов определяется и ее характер. В первую очередь нефти различают по содержанию в них парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов.

Парафиновые углеводороды метанового ряда отличаются наибольшим содержанием водорода. Нафтеновые  углеводороды этиленового ряда содержат меньше водорода. Ароматические углеводороды бензольного ряда - еще меньше водорода.

Чистые классы нефтей парафиновых, нафтеновых и ароматических в природе не встречаются. В большинстве случаев нефти представляют собой смешанные типы с преобладанием того или иного класса.

Углеводороды ряда метана представлены в нефти наиболее полно и разнообразно, начиная с газообразных ( от метана до бутана) до жидких ( от пентана С5Н12 до гексадекана С16Н34) и твердых (отС17Н36 и далее). К твердым углеводородам метанового ряда относят парафины, встречающиеся в различных количествах во всех нефтях. По содержанию парафинов нефти подразделяют на беспарафиновые - с содержанием парафина до 1%; слабо парафиновые - с содержанием парафина 1-2%; парафиновые - с содержанием парафина свыше2%.

По содержанию серы нефти подразделяют на малосернистые с содержанием серы до 0,5% и на высокосернистые с содержанием серы более 0,5%. Присутствие серы в нефтях нежелательно, так как она разъедает нефтеперегонную аппаратуру, нефтепроводов и придает нефти неприятный запах.

В составе нефти всегда присутствуют в относительно большем или меньшем количестве асфальтены и смолы.

Асфальтены -- это высокомолекулярные органические соединения, содержащие коме углерода и водорода серу и кислород; по внешнему виду представляют собой бурые или черные аморфные порошки. Смолы - это полужидкие, иногда почти твердые, тягучие темно-желтые  или темно-коричневые вещества с относительной плотностью несколько выше единицы; по своим химическим свойствам очень напоминают асфальт.

По содержанию асфальтенов и смол нефти подразделяют на малосмолистые с содержанием смол менее 8%; смолистые с содержанием смол 8-28%; сильно смолистые с содержанием смол более 28%.

Основные физические свойства нефти - относительная плотность, вязкость, температура кипения, теплота сгорания, растворимость, электрические и оптические свойства.

Нефти подразделяют на легкие и тяжелые. Нефти с относительной плотностью менее0,9 считаются легкими, с плотностью 0,9 и более - тяжелыми. Различие плотности нефтей объясняется, прежде всего их химической природой, а также зависит от количества растворенного в них газа: чем больше количество газа в нефти, тем меньше ее плотность.

Вязкость, или внутреннее трение, - это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц относительно друг друга под влиянием приложенной силы. существенное влияние на вязкость оказывают температура, давление и факторы химического характера. Вязкость жидкостей с повышением температуры уменьшается, а с повышением давления возрастает. Наибольшей вязкостью обладают ароматические углеводороды, далее следуют нафтены, затем парафины.

Нефть не имеет определенной температуры кипения, поэтому для нее различают начальную и конечную температуру кипения. Чем меньше плотность нефти, тем при более низкой температуре она закипает.

Теплота сгорания нефтей колеблется в пределах 10300-10800 ккал. Чем меньше плотность нефти, тем выше ее теплота сгорания.

Нефть и ее дистилляты растворяются в воде в ничтожно малом количестве. Например, вода  растворяет 0,027% керосина, т. е.  1м3 воды может растворить только 270г керосина.

Нефть и нефтепродукты  хорошо растворяются в органических растворителях: бензоле. хлороформе, сероуглероде, эфире. На этом свойстве основано определение нефтенасыщенности пород путем получения из них нефтяных вытяжек.

Нефть и ее производные по отношению к электрическому току являются изоляторами. Сопротивление, которое она оказывает прохождению электрического тока, весьма велико и на изменении этого свойства нефтей  основано применение электрокаротажа скважин.

 

studizba.com

Каковы физические свойства и состав нефти?

Состав и физические свойства нефти и газа

Нефть горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом. Состоит она в основном из жидких углеводородов, которые образованы только углеродом и водородом. Причм в составе нефти углерод преобладает его содержится 7988%, а водорода всего 1114%. Кроме жидких углеводородов нефть в небольших количествах (до 5%) содержит серу, кислород и азот. В очень незначительных концентрациях (до 0,03% ) в нефти присутствуют металлы ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, калий, натрий, цинк, кальций, серебро, галлий, а также бор, мышьяк, йод.

Одна из важных характеристик сырой (непере-работанной) нефти плотность. Она возрастает с увеличением процентного содержания в ней тяжлых углеводородов (например, смол) . По плотности выделяют лгкую (800 870 кг/м3, среднюю (871910 кг/м3) и тяжлую (свыше 910 кг/м3) разновидности нефти. Для специалистов важны и такие показатели, как температура начала кипения (выше 28 С) , удельная теплота сгорания (43,746 МДж/кг) и температура вспышки (35120 С) . Вязкость показатель текучести сырой нефти возрастает с увеличением е плотности.

Основу горючих газов составляет смесь газообразных углеводородов метана, этана, пропана, бутана и пентана. Доля углерода в горючих газах составляет 4278%, водорода 1424%. Обычно содержание азота в виде примеси не превышает 11%, но иногда достигает 3050% и более. Кроме того, присутствуют углекислый газ, водяные пары. Содержание углекислого газа колеблется от долей процента до 24%, реже до 1015% и более. В горючих газах содержатся также гелий, аргон, водород, ртуть. Концентрации гелия в большинстве случаев составляют сотые и тысячные доли процента, но имеются месторождения горючих газов с содержанием гелия 58%. Кислород находится в связанном состоянии в составе углекислого газа. Природный горючий газ обычно бесцветный и, как правило, без запаха. Исключением является газ, в состав которого входит сероводород.

Горючие газы состоят в основном из метана (8599,5%). В залежах газа иногда присутствуют газоконденсаты, представляющие собой природную смесь газообразных и легкокипящих жидких углеводородов. При больших давлениях и высоких температурах, господствующих в недрах, газоконденсаты находятся в парообразном состоянии. Но в условиях низких температур и обычного атмосферного давления из них выпадает жидкая составляющая конденсат. Это бесцветная или светло-коричневая жидкость. Природный газ помимо главного своего назначения служить топливом используется в химической промышленности для производства синтетического каучука и полиэтилена.

Наиболее ценное свойство нефти и горючего газа то, что они выделяют при горении значительное количество тепла. Отношение количества теплоты, выделяющейся при горении, к массе сгоревшего до конца (т. е. до образования углекислоты и воды) вещества называется теплотой сгорания топлива. Нефть, природный горючий газ и их производные обладают наивысшей среди всех видов топлива теплотой сгорания. Теплота сгорания природных горючих газов в среднем равна 3840 МДж/кг, а нефти 4247 МДж/кг.

info-4all.ru

СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И ВОДЫ

Количество просмотров публикации СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И ВОДЫ - 108

 

Нефтегазоносный пласт определяется не только породами, содержащими нефть или газ, но и самими насыщающими их фазами. Нефть и газ по химическому составу являются очень сложными углеводородами, находящимися при повышенных пластовом давлении и температуре. При извлечении углеводородов на поверхность давление и температура пластовой смеси уменьшаются. Состояние смеси углеводородов на поверхности зависит от состава углеводородов, добываемых из скважины, и от давления и температуры, при которых они извлекаются. Углеводороды, остающиеся в пласте на любой стадии его истощения, претерпевают физические изменения, так как пластовое давление по мере отбора из пласта нефти или газа уменьшается. Отсюда возникает крайне важно сть изучения физических свойств углеводородов, находящихся в природных условиях, и особенно изменений этих свойств исходя из давления и температуры. Знание физических закономерностей дает возможность оценить количество полученных газа и жидкости, приведенных к стандартным условиям, при добыче на поверхность единицы объёма пластовой жидкости. Из-за сложности природных углеводородных смесей очень часто приходится пользоваться эмпирическими данными, полученными в результате лабораторных исследований.

Химический состав углеводородных газов должна быть легко определœен до гептанов. Химический состав сырой нефти оценить труднее, так как она состоит в основном из более тяжелых углеводородов, чем гептаны.

Помимо свойств углеводородов, представляют интерес также свойства воды, каким-либо образом связанной с продуктивным пластом, так как вода занимает часть пространства пласта͵ создает энергию для добычи нефти, а также может добываться вместе с нефтью и газом.

Содержимое продуктивных пластов в основном находится в состоянии газа, пара или жидкости. При этом эти термины передают сущность состояния только при определœенных давлениях и температурах. Вещество исходя из давления и температуры, при которых оно находится, может существовать в газообразном или жидком состоянии. Понятие пар определяется как газообразное состояние любого вещества, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ при обычных условиях является жидкостью или твердым телом. Под обычными условиями принято понимать атмосферные условия давления и температуры. При рассмотрении углеводородов удобно понятия ʼʼгазʼʼ и ʼʼпарʼʼ считать синонимами.

Углеводородные системы, как и другие системы, бывают гомогенными или гетерогенными. В гомогенной системе всœе ее части имеют одинаковые физические и химические свойства. Для гетерогейной системы физические и химические свойства в разных точках различны.

Гетерогенные системы состоят из фаз. ʼʼфазаʼʼ — это ʼʼопределœенная часть системы, которая является гомогенной и физически отделœена от других фаз отчетливыми границамиʼʼ. К примеру, в гетерогенной системе одновременно содержатся лед, вода и водяной пар. Размещено на реф.рфСтепень дисперсности не определяет количества фаз. В приведенном примере лед независимо от того, существует он в виде одного куска или раздроблен на несколько частей, является одной фазой.

referatwork.ru