ЭЛЕМЕНТНЫЙ И ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ НЕФТИ

Нефть представляет собой подвижную маслянистую горючую жид­кость легче воды от светло-коричневого до черного цвета со специфи­ческим запахом.

С позиций химии нефть — сложная многокомпонентная взаимора­створимая смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов различного химического строения с числом углеродных атомов до 100 и более с примесью гетероорганических соединений серы, азота, кислорода и некоторых металлов. По химическому составу нефти раз­личных месторождений весьма разнообразны. Поэтому обсуждение можно вести лишь о составе, молекулярном строении и свойствах "среднестатистической" нефти. Менее всего колеблется элементный со­став нефтей: 82,5-87 % углерода; 11,5-14,5 % водорода; 0,05-0,35, редко до 0,7 % кислорода; до 1,8 % азота и до 5,3, редко до 10 % серы. Кроме названных, в нефтях обнаружены в незначительных количе­ствах очень многие элементы, в т. ч. металлы (Са, Mg, Fe, Al, V, Ni, Na и др.).

Поскольку нефть и нефтепродукты представляют собой многоком-понентную непрерывную смесь углеводородов и гетероатомных соеди­нений, то обычными методами перегонки не удается разделить их на индивидуальные соединения со строго определенными физическими константами, в частности температурой кипения при данном давлении. Принято разделять нефти и нефтепродукты путем перегонки на отдель­ные компоненты, каждый из которых является менее сложной смесью. Такие компоненты принято называть фракциями или дистиллятами. В условиях лабораторной или промышленной перегонки отдельные нефтяные фракции отгоняются при постепенно повышающейся темпе­ратуре кипения. Следовательно, нефть и ее фракции характеризуются не температурой кипения, а температурными пределами начала кипения (н. к.) и конца кипения (к. к.). При исследовании качества новых нефтей (т. е. составлении технического паспорта нефти) фракционный состав их определяют на стандартных перегонных аппаратах, снабженных ректификационными колонками (например, на АРН-2 по ГОСТ 11011-85). Это позволяет значительно улучшить четкость погоноразделения и построить по результатам фракционирования кри­вую истинных температур кипения (ИТК) в координатах температура - выход фракций в % маcc. (или % об.). Отбор фракций до 200°С прово­дится при атмосферном давлении, а более высококипящих - под ваку­умом во избежание термического разложения. По принятой методике от начала кипения до 300°С отбирают 10-градусные, а затем 50-граду­сные фракции до температуры к.к. 475-550°С. Таким образом, фракци­онный состав нефтей (кривая ИТК) показывает потенциальное содер­жание в них отдельных нефтяных фракций, являющихся основой для получения товарных нефтепродуктов (автобензинов, реактивных и ди­зельных топлив, смазочных масел и др.). Для всех этих нефтепродуктов соответствующими ГОСТами нормируется определенный фракцион­ный состав. Нефти различных месторождений значительно различают­ся по фракционному составу, а следовательно, по потенциальному со­держанию дистиллятов моторных топлив и смазочных масел. Большин­ство нефтей содержит 15-25 % бензиновых фракций, выкипающих до 180°С, 45-55 % фракций, перегоняющихся до 300-350°С. Известны месторождения легких нефтей с высоким содержанием светлых (до 350°С) фракций. Добываются также очень тяжелые нефти, в основном состоящие из высококипящих фрак­ций.

2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППОВЫХ

УГЛЕВОДОРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПО ФРАКЦИЯМ НЕФТИ

Наиболее важный показатель качества нефти, определяющий выбор метода переработки, ассортимент и эксплуатационные свойства получаемых нефтепродуктов, - химический состав и его распределение по фракциям. В исходных (нативных) нефтях содержатся в различных соотношениях все классы углеводородов, кроме непредельных (алкенов) соединений: парафиновые (алканы), нафтеновые (циклоалканы), ароматические (арены) и гибридные - парафино-нафтено-ароматические.