поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
Основные физико-химические и товарные свойства нефти, газа и газового
конденсата
Нефть, газ и газовый конденсат представляют собой смеси различных
углеводородов, т.е. химических соединений углерода и водорода,
различающихся числом атомов углерода С и водорода Н в каждой молекуле и
ее строением.
По строению молекул различают обычно следующие четыре группы (или ряда)
углеводородов: парафиновые (или алканы), нафтеновые (или цикланы),
ароматические (или арены) и олефиновые (или непредельные, ненасыщенные).
Преобладание той или иной группы углеводородов в нефти (или
нефтепродуктах), а также присутствие в них серо-, азот- или
кислородсодержащих соединений придает им специфические свойства.
Парафиновые углеводороды (алканы) имеют общую формулу С/?Н2л + 2 (здесь
п - число атомов). К парафиновым углеводородам относят хорошо известные
компоненты природных газов: метан СН4, этан С2Н6, пропан C3Hg, бутан
С4Н10, пентан С5Н)2. Как видно из рис. 1, каждый последующий углеводород
парафинового ряда получается из предыдущего заменой крайнего в цепи
атома водорода на метильную группу СН3. В обычных условиях углеводороды
от СН4 до С4Ню ~ газы, от С5Н12 до С,5Н32 - жидкости и входят в состав
моторных топлив, а углеводороды от С)6Н34 и выше - твердые вещества,
называемые парафинами.
Нафтеновые углеводороды (цикланы) имеют циклическое
строение (рис. 2) и общую формулу Сn2n-
Они входят в состав нефтей и газового конденсата.
Ароматические углеводороды (арены) имеют циклическое строение и общую
формулу (для ряда бензолов) СnН2n
- б- Циклическое строение ароматических углеводородов в отличие от
нафтеновых характеризуется наличием двойных связей (рис. 3).
Ароматические углеводороды являются ценным сырьем для нефтехимической
промышленности и для получения высокооктановых бензинов.
Олефиновые (непредельные) углеводороды имеют общую формулу С17 Н2n
и двойную связь в молекуле (рис. 4). Олефиновые углеводороды в нефтях не
содержатся, а образуются в нефтепродуктах при некоторых процессах
переработки нефти. Они являются сырьем для производства таких продуктов,
как полиэтилен, полипропилен, окиси этилена и др.
Рассмотрим более подробно некоторые свойства нефти, газа и газового
конденсата.
Нефть - это горючая маслянистая жидкость. Цвет различных неф-тей - от
красно-коричневого до почти черного в зависимости от состава входящих в
них углеводородов. Кроме углеводородов в нефтях может присутствовать
небольшое количество примесей химических соединений, содержащих
кислород, серу, азот, некоторые металлы, например ванадий в составе
пятиокиси ванадия. Содержание углерода в нефтях составляет 82-87 % (по
массе), водорода 11-15 %. Содержание кислорода может меняться для разных
нефтей от следов до 2 %, серы - до 8 %, азота - до 1 %.
Плотность большинства нефтей находится в пределах 800-900 кг/м3.
Плотность нефтепродуктов различается более существенно и составляет
(кг/м3) : бензинов 720-780, керосинов - 800-900, дизельных топлив
-840-900, масел - 890-940.
Вязкость (или внутреннее трение) нефтей - это свойство жидкости
оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно
другой. Различают динамическую вязкость и кинематическую. Динамическая
вязкость д измеряется в Международной системё единиц (СИ) в
паскаль-секундах (Па-с). Величина, обратная динамической вязкости,
называется текучестью. Кинематическая вязкость v измеряется в СИ в
квадратных метрах на секунду (м2/с).
Фракционный состав нефти определяется температурой выкипания из нее
различных групп углеводородов и является важной характеристикой при
получении из нее нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах.
Установлено, что углеводороды, составляющие бензиновую фракцию, выкипают
из нефти при температуре от 35 до 200° С, керосиновая фракция - от 200
до 300° С, соляровая фракция, являющаяся основой дизельного топлива, -
от 300 до 350° С. При температуре выше 350° С в нефти остается наиболее
тяжелый остаток - мазут. Указанные температуры выкипания отдельных
фракций являются усредненными и могут меняться для различных нефтей.
Различие в температуре кипения разных углеводородов зависит от числа
атомов углерода в молекуле: чем больше углерода, тем выше температура
кипения.
Организация безопасной работы нефтяных и газовых предприятий основана на
знании основных свойств газа, нефти и нефтепродуктов. Газ, нефть,
нефтепродукты обладают пожаро- и взрывоопасными свойствами, а некоторые
из них обладают вредными (токсичными) свойствами. Большинство нефтей и
нефтепродуктов относится к группе.горючих веществ, т.е. таких, которые
способны к самостоятельному горению в воздухе после удаления источника
зажигания. По степени огнеопасности нефтепродукты классифицируются в
зависимости от температуры вспышки и температуры воспламенения.
Температура вспышки - самая низкая температура нефтепродукта, при
которой нЬд его поверхностью образуются пары или газы, способные
вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования
еще недостаточна для устойчивого горения. Температура воспламенения -
температура нефтепродукта, при которой выделение горючих паров или газов
происходит с такой скоростью, что после воспламенения их от источника
зажигания возникает устойчивое горение. Чем больше в нефтепродуктах
легких углеводородов, тем ниже их температуры вспышки и воспламенения.
К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относят нефтепродукты с
температурой вспышки в закрытом тигле не выше 61° С. Нефтепродукты с
температурой вспышки более 61° С относят к горючим жидкостям. В свою
очередь ЛВЖ подразделяют на особо опасные, имеющие температуру вспышки
ниже -18° С, постоянно опасные - с температурой вспышки от -18 до 23° С
и опасные при повышенной температуре - с температурой вспышки от 23 до
61° С.
Для газов и паров группа горючести определяется по концентрационным
пределам воспламенения и температуре самовоспламенения. Нижний (верхний)
концентрационный предел воспламенения - это минимальное (максимальное)
содержание горючего в смесях горючее вещество - окислительная среда, при
котором возможно распространение пламени по смеси <а неограниченное
расстояние от источника зажигания. Температура самовоспламенения - самая
низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение
скорости экзотермических реакций, заканчивающееся пламенным горением,
т.е. вещество при этой температуре загорается при контакте с воздухом
без источника зажигания. Эти показатели используются при классификации
производств по пожароопасности, при расчете технологического
оборудования, трубопроводов, вентиляционных систем и т.д.
К вредным веществам относятся вещества, которые при контакте с
организмом человека могут вызвать производственные травмы,
профессиональные заболевания и отклонения в состоянии здоровья как в
процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и будущих
поколений. О степени вредности веществ можно судить по предельно
допустимым концентрациям (ПДК) их в воздухе рабочей зоны. ПДК - это
концентрация, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего
стажа не может вызвать заболевание или отклонения в состоянии здоровья.
По степени воздействия на организм человека вредные вещества в
промышленности по ГОСТ 12.1.007- 76 подразделяются на четыре класса
опасности. К первому классу (чрезвычайно опасные), как правило,
относятся вещества с ПДК до 0,1 мг/м3; ко второму (высокоопасные) -.от
0,1 до 1 мг/м3, к третьему (умеренно опасные) - от 1,1 до 10 мг/м3, к
четвертому (малоопасные) - более 10 мг/м3. При отнесении веществ к тому
или иному классу опасности учитывается также средняя смертельная доза
при попадании в желудок, при вдыхании и т.д. (табл. 1).
Таблица 1. Показатели опасных свойств наиболее
распространенных в нефтяной и газовой промышленности паров, газов и
жидких веществ
Примечание. ВВ - взрывоопасные вещества; ГГ - горючие газы; ГЖ -
горючие жидкости. Прочерки означают, что данный показатель не существует
для данного вещества. Незаполненные графы свидетельствуют об отсутствии
данных для этого вещества.
Показатели опасных свойств наиболее распространенных в нефтяной и
газовой промышленности паров, газов и жидких веществ
