В результате переработки сырой нефти получаются нефтепродукты, используемые в промышленности, например, моторное масло или бензин. Универсальные физические свойства делают ее незаменимой в качестве смазки в автомобильной и другой технике. Она уникальна благодаря производству топлива не только разных сортов, но и со множеством добавок, что увеличивает полезный диапазон применения.
Для переработки в полезный продукт требуются большие запасы сырья, а также возможность получать и перерабатывать его по разумной цене.
Нефть сильно различается по своему химическому составу и физическим свойствам. Поскольку она состоит из смесей тысяч углеводородных соединений, ее физические характеристики, такие как удельный вес, цвет и вязкость (устойчивость жидкости к изменению формы) также широко варьируются.
Углеводородные структуры включают насыщенные, ароматические и полярные соединения, которые включают смолы и асфальтены. Смолы и асфальтены в значительной степени непроницаемы для окружающей среды. Они испаряются, растворяются и плохо разлагаются и, следовательно, могут накапливаться в виде остатков после разлива.
Нефть — сложная смесь углеводородов, которые встречаются на Земле в жидкой, газообразной или твердой фазе. Ее широко применяют благодаря способности выделять тепло при сгорании. Этот термин часто ограничен жидкой формой, обычно называемой сырой нефтью. Но, как технический термин, она также включает природный газ и вязкую или твердую форму, известную как битум, которая находится в битуминозных песках.
Жидкая и газообразная фазы составляют наиболее важную из первичных видов ископаемого топлива.
Различные физические параметры влияют на стоимость и качество нефти.
К физическим свойствам нефти относят:
Нефть — это не однородная жидкость, а ряд веществ с различным количеством углеводородов. Он подразделяется на классы от легких, плотность которых составляет около 790 кг/м³, до особо тяжелых 970 кг/м³. Хотя плотность сырой нефти может быть выражена в общепринятых научных единицах, она чаще выражается в измерении, называемом API-гравитацией. Это измерение в сравнении с водой. Если API больше 10°, то вещество легче и будет плавать на воде, а если меньше 10°, то тяжелее и тонет. В этом измерении легкая сырая нефть имеет плотность более 31,1 ° API, в то время как сверхтяжелая сырая нефть ниже 10 ° API.
Важными параметрами для классификации являются как вязкость, так и степень ее API. Характеристики плотного сырья достаточны, чтобы получать его через ствол скважины современными методами извлечения. Для этого используются тепло, газ или химические вещества, которые снижают вязкость и направляют добычу. Более подвижные средние и легкие масла извлекаются через добывающие скважины, они легко текут и содержат больше летучих компонентов. В то время как сверхтяжелые имеют высокую вязкость или почти смолоподобную форму и показывают более высокую плотность.
Промежуточные масла находятся между этими крайностями. Классификация по степени API:
Контрасты между разбавленным битумом и другим сырьем сильно усиливаются от атмосферных воздействий. Выветрившийся тяжелый и особенно разбавленный битум, например, гораздо более клейкий, чем другие масла.
Давление насыщения напрямую зависит от плотности и соотношения объёмов нефти и газа, их состава и пластовой температуры. Таким образом, чем больше нерастворимых компонентов (увеличение плотности), тем больше эта характеристика будет расти, а газ будет в свою очередь сильнее выделяться из жидкости.
Давление насыщения (Рнас) может быть меньше либо равно давлению пласта залежи (Рпл) и колеблется от 0,01 до 30 Мпа.
В зависимости от количества твердых углеводородов (парафинов) выделяют три сорта: малосодержащие (менее 1,5 %); средне (от 1,5 до 6 %); высокосодержащие (более 6 %). Содержание парафинов колеблется от 0,2 до 30% массы и влияет на диапазон температур кипения и застывания.
В месторождениях добывается по большей части нефть с некоторым количеством природного газа. Газовая скважина добывает преимущественно природный газ. Поскольку давление на поверхности ниже, чем под землей, часть газа выйдет из раствора и будет извлечена (или сожжена) в виде жидкого газа. Однако, поскольку температура и давление под землей выше, чем на поверхности, газ может содержать более тяжелые углеводороды, такие как пентан, гексан и гептан, в газообразном состоянии. В поверхностных условиях они будут конденсироваться из газа с образованием конденсата, который по внешнему виду напоминает бензин и по своему составу похож на некоторые летучие легкие нефтепродукты.
В скважинах может быть до 1 тыс. м³ газа на 1 м³ нефти и до 900-1100 м³ на 1 м³ конденсата.
Объемный коэффициент нефтеобразования (FVF) зависит от соотношения объемов нефти в пластовых условиях (при повышенной температуре и давлении) с ее объемом в стандартных условиях после выделения газа на поверхности. Значения, как правило, варьируются от приблизительно 1 b (баррель) у содержащих мало или не содержащих растворенного газа, до почти 3 b для высоколетучих масел.
Эта характеристика значит, что сырье становится пластичным и не будет течь. Эта характеристика важна для извлечения и транспортировки и всегда определяется. Колеблется от 32 ° до -57 ° C в зависимости от состава, чем больше парафинистых (твердых) частей, тем будет выше этот показатель.
Цвет может варьироваться от почти бесцветной светло-желтой и зеленовато-желтой до красноватого и насыщенного черного. Черное сырое масло очень густая и темная из-за высокого содержания таких компонентов как асфальт и смолы; тогда как неуглеводородные примеси как сера, металлы и соли легко меняют свой цвет.
Также ей присуще такое свойство как флуоресценция, благодаря которому она хорошо отражает свет и имеет разноцветные пятна. После очистки этот эффект исчезает.
Коэффициенты изотермической сжимаемости требуются при решении многих инженерных задач месторождения, включая проблемы с переходным потоком текучей среды.
Кроме того они необходимы при определении плотности ненасыщенного газом сырья. Усадка некоторых легких сортов при высокой температуре обладает большим коэффициентом сжимаемости и достигает до 50 % (содержащих в составе больше природного газа).
Самовоспламенение — это характеристика, при которой жидкость образует пары, достаточные для образования открытого пламени. Жидкость считается легковоспламеняющейся, если ее температура вспышки составляет менее 60 °C.
Существует широкий диапазон температур воспламенения для масел и нефтепродуктов, многие из которых считаются легковоспламеняющимися, особенно при утечке. Бензин, который легко загорается при любых условиях окружающей среды, представляет серьезную опасность.
Многие свежие неочищенные масла и разбавленный битум имеют большое количество летучих компонентов и могут загореться в течение дня или дольше после утечки в зависимости от скорости потери легколетучих компонентов в результате испарения. С другой стороны, неразбавленный битум обычно негорючий.
В дополнение к практически бесконечным смесям углеводородных соединений, сера, азот и кислород обычно присутствуют в небольших, но часто важных количествах.
Сера является третьим по распространенности атомным компонентом. Он присутствует в средних и тяжелых фракциях. В низком и среднем молекулярном диапазоне она связана только с углеродом и водородом, в то время как в более тяжелых фракциях она часто включается в большие полициклические молекулы, которые также содержат азот и кислород. Общее содержание колеблется от менее 0,05 % (по массе), как в некоторых венесуэльских маслах, до около 2% для средних запасов на Ближнем Востоке и до 5 и более % в густых мексиканских или миссисипских маслах.
Как правило, чем выше удельный вес (плотность и вязкость), тем больше в ней содержание серы. Избыток удаляется перед переработкой, поскольку свойства оксида серы, выбрасываемого в атмосферу при сгорании нефти, являются основным загрязнителем и коррозионным агентом в нефтеперерабатывающем оборудовании.
Универсальность нефти используется для ряда целей: производства пластика, гербицидов, удобрений, пестицидов, моющих средств, красок, обивки и мебели, мазута для смазки, бензина для заправки автомобилей, реактивного или газового топлива для самолетов, а также для производства электроэнергии. Сера и асфальт широко используются во многих промышленных и химических применениях по всему миру. Однако исследования показывают, что при ее добыче в атмосферу выбрасывают ся такие загрязнители, как углекислый газ — основная причина кислотных дождей и глобального потепления.
Показатели физических свойств влияют на цену нефти и качество.
Оцените статью:
Фракции нефти
Определение фракционного состава, виды...
Переработка нефти
Для чего нужна переработка, способы..
Происхождение нефти
Три основные теории....