Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

                          Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»

                         

                                            Реферат на тему

«Состав нефти и газа» 

   
 
 
 

Выполнил студент  гр. ******                                                             *********

Проверил                                                                                                      ********* 
 
 

Уфа 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение. 3

1. Состав нефти. 5

1.1. Химический состав  нефти. 5

1.1.1. Углеводороды нефти  и нефтепродуктов 6

1.1.1.1.Алканы. 8

1.1.1.2. Циклоалканы. 11

1.1.1.3. Арены и углеводороды  смешанного строения 13

1.1.1.4. Непредельные углеводороды. 16

1.1.2. Гетероатомные соединения  и минеральные   компоненты нефти. 17

1.1.3. Кислородные соединения 17

1.1.4. Сернистые соединения 17

1.1.5. Азотистые соединения 20

1.1.6. Смолисто-асфальтовые вещества 21

1.1.7.  Минеральные компоненты 25

1.2. Групповой химический состав нефтей. 27

1.3.Фракционный  состав нефти. 27

1.4. Элементный и изотопный  состав нефтей. 28

1.5. Определение содержания  воды. 30

2. Состав газа. 31

2.1. Химический состав. 31

Заключение. 35 
 
 

  

Введение.

   Энергетические  ресурсы играют ведущую роль в  современной экономике. Уровень  развития производительных сил каждого  государства определяется в значительной степени масштабам», потребления  энергоресурсов. О важной роли энергоресурсов свидетельствует то обстоятельство, что более 70 % добываемых в мире полезных ископаемых относится к источникам энергии. 
Основные виды энергоресурсов — уголь, нефть, природный газ, гидроэлектроэнергия и ядерная энергия.. 
В настоящее время нефть — основной  источник энергии в большинстве стран мира. На топливах, полученных из нефти, работают двигатели сухопутного, водного и воздушного транспорта, поднимаются космические ракеты, вырабатывается электроэнергия на тепловых электростанциях. 
Современный уровень цивилизации и технологии был бы немыслим без той дешевой и обильной энергии, которую предоставляет нам нефть. Сегодня она имеет несколько значений для народного хозяйства страны:

• сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей;
• источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут), строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт);
• сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестве добавок в корм скоту для стимуляции его роста.

     Природный газ, открытый тысячи лет назад, стал незаменимым энергоносителем в большей части промышленно развитого мира. В самом благоприятном положении находятся страны, имеющие хотя бы небольшие собственные запасы природного газа, в то время как некоторые страны, например Япония, должны импортировать практически весь требующийся газ. В районах, богатых нефтью, обычно имеются и значительные запасы природного газа. К таким регионам относятся Россия, США, Ближний Восток, Мексика, некоторые районы Южной Америки, а также европейские страны, прилегающие к Северному морю.

     Промышленное использование природного газа – в качестве различных видов технологического топлива – стимулируется возможностями более точного регулирования генерируемого теплового потока по сравнению с другими видами топлива. В силу этого природный газ находит все более широкое применение в тех отраслях промышленного, для которых строго регламентирована подача тепла, имеет важное практическое значение: в пищевой, стекольной, керамической и цементной промышленности, при производстве кирпича, фарфора и других хрупких материалов. Потребление природного газа приобретает все более широкие масштабы и в современной нефтехимии, использующей углеводородный газ в качестве сырья для получения аммиака, азотных удобрений и т.п.

Широкое использование газообразного топлива  в жилищно-коммунальном хозяйстве  и сфере услуг обусловлено  такими потребительскими свойствами, как высокая калорийность, удобство применения и чистота сгорания.

Все большее  распространение получает использования  газа в качестве топлива на автомобильном  и железнодорожном транспорте.

Говоря  о потреблении газообразного  топлива, следует подчеркнуть, что  наряду с природным газом, в качестве технологического и коммунально- бытового топлива, а также химического сырья, используются искусственные газы: заводской, нефтезаводской, коксовый, доменный и т.д.

В настоящее  время на долю различных видов  искусственного газа в целом приходится около 15% совокупного потребления  газообразных углеводородов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Состав нефти.

Нефть представляет собой взаимный сопряжённый раствор  углеводородов и гетероатомных  органических соединений. Надо подчеркнуть, что нефть – это не смесь  веществ, а раствор углеводородов  и гетероатомных органических соединений. Это означает, что при изучении нефти к ней надо подходить  как к раствору.

Нефть – не просто растворённое вещество в растворителе, а взаимный раствор ближайших  гомологов и иных соединений друг в друге. Наконец, сопряжённым раствор  назван в том смысле, что, растворяясь друг в друге, ближайшие по строению структуры образуют систему, представляющую нефть в целом.

Если нарушается сопряжённое взаимное растворение  ближайших компонентов, то может  частично разрушиться и система  нефти. Например, если разгонкой убрать из нефти средние фракции, то при  соединении головных фракций лёгкого  бензина с остаточными тяжёлыми фракциями может и не произойти  растворения, а часть смолистых  веществ выпадет в осадок –  система сопряжённого взаимодействия будет нарушена.

Собственно нефть  представляет собой жидкий ископаемый минерал, залегающий в пористых осадочных  породах земной коры, в трещинах, расселинах и других пустотах материнских  горных пород (гранитов, гнейсов, базальтов  и т.п.)

Нефть представляет собой тёмно-коричневую, иногда почти  бесцветную, а иногда даже имеющую  чёрный цвет жидкость.

Нефть является горючим  ископаемым наряду с каменным углем, бурым углем и сланцами, которые  получили название каустоболитов. В отличие от других горючих ископаемых нефть состоит из готовой смеси различных углеводородов, тогда как для получения углеводородов из твёрдых горючих ископаемых требуется специальная термическая обработка. Поэтому нефть является ценнейшим сырьём как для получения разнообразных моторных топлив и смазочных масел, так и продуктов нефтехимического синтеза.

1.1. Химический состав  нефти.

   В состав нефти входит около 425 углеводородных соединений. Главную часть нефтей составляют три группы УВ: метановые, нафтеновые и ароматические. По углеводородному составу все нефти подразделяются на: 1) метаново-нафтеновые, 2) нафтеново-метановые, 3) ароматическо-нафтеновые, 4) нафтеново-ароматические, 5) ароматическо-метановые, 6) метаново-ароматические и 7) метаново-ароматическо-нафтеновые. Первым в этой классификации ставится название углеводорода, содержание которого в составе нефти меньше.

1.1.1. Углеводороды нефти  и нефтепродуктов

     Углеводороды  – наиболее простые по составу  органические соединения. Их молекулы построены из атомов только двух элементов  – углерода и водорода. Общая  формула C_nH_m. Они различаются по строению углеродного скелета и характеру связей между атомами углерода (схема 1).

     По  первому признаку их делят на ациклические (алифатические) углеводороды, молекулы которых построены из открытых углерод  – углеродных цепочек, например, гексан и изогексан:

                                                                             СН₃

   СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃            СН₃-СН-СН₂-СН₂-СН₃ ,

гексан                                                                    изогексан 

и циклические (карбоциклические) углеводороды.

     Карбоцикличекие углеводороды, обладающие особыми свойствами («ароматический характер»), получили название ароматических, например: 

 

     Другие  карбоциклические углеводороды, например, циклогексан, называются алициклическими: 

 

     По  характеру связей между углеродными  атомами углеводороды могут быть насыщенные, или предельные (алканы), и ненасыщенные (непредельные). Последние могут содержать разное количество двойных (алкены, алкадиены, циклоалкены и др.), тройных (алкины, циклоалкины и др.) связей или те и другие одновременно: 
 

 

 Схема 1. Классификация  углеводородов

 

1.1.1.1.Алканы.

     Алканы – алифатические углеводороды, в молекуле которых атомы углерода связаны между собой и с атомами водорода одинарной связью (σ-связь). Осюда и другое их название – предельные, или насыщенные, углеводороды. Родоначальник и простейший представитель алканов – метан СН₄. В молекуле метана, как и в молекулах других алканов, атом углерода находится в состоянии sp³- гибридизации. Общая формула соединений этого ряда С_nH_2n+2. Каждый последующий

     Алканы занимают исключительно важное место среди углеводородов нефти. Так, природные газы представлены почти исключительно алканами.

     Общее содержание алканов в нефтях составляет 40-50% (об.), а в некоторых нефтях оно достигает 50-70%. Однако есть нефти, в которых содержание алканов составляет всего 10-15%.

     Лёгкие  фракции любых нефтей почти целиком состоят из алканов. С повышением средней молекулярной массы фракций нефти содержание в них алканов уменьшается. В средних фракциях, выкипающих в пределах 200-300 ⁰С, их содержится обычно не более 55-61%, а к 500 ⁰С количество этих углеводородов снижается до 19-5% и менее.

     Жидкие  алканы. Содержание жидких алканов в зависимости от месторождения нефти колеблется от 10 до 70 %. Наиболее богаты ими мангышлакские, сибирские, татарские, башкирские нефти. При фракционной разгонке эти углеводороды попадают в бензиновый (С₅-С₁₀) и керосиновый (С₁₁-С₁₆) дистилляты. В настоящее время в нефтях найдены все возможные изомеры пентана, гексана и гептана.