Қаныққан көмірсутектер
|
Қанықпаған көмірсутектер
|
Ароматты көмірсутектер
|
Алкандар
Циклоалкандар
|
Қалыпты жағдайдағы күйі
|
Алкендер
Алкадиендер
Алкиндер
|
Алкилдер
|
Арендер
|
СН4-метан
|
СН4-нан С5Н10 дейін газ күйінде
|
|
СН3-метил
|
Бензол қатары
|
С2Н6- этан
|
С2Н4- этен
|
С2Н5- этил
|
|
С3Н8-пропан
|
С3Н6-пропен
|
С3Н7-пропил
|
|
С4Н10-бутан
|
С4Н8-бутен
|
С4Н9-бутил
|
|
С5Н12-пентан
|
С5Н12-нан С15Н32 дейін сұйық күйінде
С16Н34-тен бастап қатты заттар
|
С5Н10-пентен
|
С5Н11-пентил
|
|
С6Н14-гексан
|
С6Н12-гексен
|
С6Н13-гексил
|
|
С7Н16-гептан
|
С7Н14-гептен
|
С7Н15-гептил
|
|
С8Н18-октан
|
С8Н16-октен
|
С8Н17-октил
|
|
С9Н20-нонан
|
С9Н18-нонен
|
С9Н19-нонил
|
|
С10Н22-декан
|
С10Н20-декен
|
С10Н21-децил
|
|
Баку (Апшерон) кенінде 86,6-87,0 % көміртек және 13,1-13,4 % сутек болады. Пенсильвания (АҚШ) мұнайында - 83-84 % көміртек және 13,7-14,7 % сутек, Огай мұнайында 83,8 % көміртек және 12,7 % сутек болады. Көмірсутекті қосылыстар парафинді (метанды немесе алканды) нафтенді (полиметиленді немесе циклоалкандар), ароматты көмірсутектер (арендер) және аралас көмірсутектер болып бөлінеді.
Жалпы формуласы - СnН2n+2 парафиндер немесе алкандар нормальды және тармақталған болып бөлінеді. Нафтендерге формуласы СnHm болатын көмірсутектер (мононафтендер) жатады СпН2n-2 немесе СН2n-4 (полинафтендер). Ароматты көмірсутектер сондай-ақ моноарендер (бензол және оның гомологтары СnН2n-6) және полиарендер (CnH2n-8, CnH2n-12, СnН2n-24) болып бөлінеді. Аралас көмірсутектердің молекулаларында әр түрлі құрылымдық элементтер болады. Конденсацияланған ароматты сақина парафинді тізбек, бес және алты мүшелі нафтен циклдер. Гетеороорганикалық қосылыстардың саны шикі мұнайда 10-20 % жетуі мүмкін. Көптеген мұнайдың күлінде никель, ванадий, натрий, күміс, кальций, алюминий, мыс және басқалары табылған. Бұл элементтер кейбір органикалық қосылыстардың құрамында болған болуы керек.
1.4 - сурет – Мұнайдың химиялық құрамы
1860 жылы Пенсильвания мұнайының жеңіл көмірсутектерімен (бензинмен) жүргізілген алғашқы зерттеулері онда қаныққан (май) көмірсутектердің СnН2n+2, болатынын керсетті. Мұндайда epiген газ тәріздіден бастап (метан СН4 мұнайымен бipre жүреді, одан соң неғурлым жоғары n мәнімен сипатталады. Лигроин мен бензинде парафиндер С5Н12-ден С8Н18, дейін, керосинде С9Н20-дан бастап неғұрлым жоғары молекулалы көмірсутектер болады. Парафиндерден басқа сутектің аз мөлшерімен СnН2n, CnН2n-2 қатарындағы көмірсутектермен теңдестірілген.
Мұнайдың барлық түрінің басты массасын қаныққан СnН2n+2 көмірсутектер мен СnН2n нафтендер және СnН2n-2-ден СnН2n-6 – ароматты көмірсутектермен қоспасы құрайтындығы қазіргі кезде белгілі.
Мұнайдың фракциялық және топтық құрамы Мұнай бірнеше мың химиялық қосылыстардың қоспасы болып табылады және олардың көбісі өзінің қайнау температурасымен сипатталады да, бұл қасиеті мұнайды және мұнай өнімдерін жеке қоспаларға бөлу үшін кеңінен қолданылады. Қарапайым қайнату арқылы мұнайды құраушы қоспаларға бөлу айдау деп аталады. Бұл процестің мәні өте қарапайым. Мұнайдағы кез-келген сұйық көмірсутегінің өзіне тән қайнау температурасы болады, одан жоғары температурада буланып кетеді. Егер осы көмірсутектердің буын қайнау температурасынан төмен суытса, ал қайтадан сұйық күйге ауысады. Айдау осы қасиетке негізделген. Мұнайдың қайнауының әрбір сатысында белгілі бip қосылыс буланады. Күрделі қосылыстарды неғұрлым қарапайым немесе жеке компоненттерге бөлу фракциялау деп аталады. Мұнайды фракциялауға қолданылатын әдістер бөлінетін компоненттердің физикалық және химиялық қасиеттерінің әр түрлілігіне негізделген.
Фракцияға бөлудің неғұрлым кең таралған әдістері – айдау (дистилдеу) және ректификация. Айдауды мұнай өңдейтін зауыттарда ілеспе газдарды бөліп алған соң жүргізеді.
Ол мұнай құрамына кіретін көмірсутектердің қайнау температураларының айырымына негізделген. Мұнайдың құрамында көбісінің қайнау температуралары бip-бipiнe жақын жүздеген әртүрлі заттар болатындықтан жеке көмірсутектер бөліп алу мүмкін емес.
Сондықтан да мұнайды айдау арқылы жеке фракцияларға бөледі. Берілген температура аралығында буланатын қосылыстарды фракциялар, қайнаудың бастапқы және соңғы температураларың фракциялаудың қайнау шегі деп атайды.
Бастапқы (б.қ.) және соңғы қайнау (с.қ.) температуралары қайнау температурасы бip-бipiнe жақын көмірсутектер қоспасы фракцияларының қарқынды булануы жүретін температуралық аралықты көрсетеді. Булану аякталғанда келесі фракция бөлінуі үшін және т.с.с. температураны жоғарлату керек.
Осылайша, айдау арқылы оны жеке фракцияларға бөледі (1.5- сурет).
1.5- сурет –Мұнайдың фракциялық құрамы
Мұнайдың фракциялық құрамын стандартты айдау аппараттарында (АРН-2 типтегі) зертханалық тәсілмен анықтайды. Әдетте 350°С дейін қайнайтын фракцияларда ашық түсті мұнай өнімдерін алады, атап айтқанда ұшақ және автомобильь бензиндері бензиндер – еріткіштер, дизельь майларының әр түрлі сорттары өндіріледі. Өндірісте мұнайды фракцияларға бөлу үздіксіз жұмыс істейтін ректификациялық колонналарда жүзеге асады. Ректификациялық колонна биіктігі 50-60 м, диаметрі 3 м болат цилиндр. Оның ішінде көлденең орналасқан тесіктері бар бірнеше ондаған қалқандардан (тәрелкелерден) тұрады. 300-350°С-қа дейін кыздырылған мұнай ректификациялық колоннаның төменгі бөлігіне беріледі.
Мұнай буы саңылаулар арқылы біртіндеп суып жоғары көтеріледі. Неғұрлым жеңіл ұшатын көмірсутектер (бу аралық) колоннаның ең басына дейін көтеріліп, жоғарғы тәрелкеде сұйылады. Неғұрлым аз ұшатындары аз ғана бөлікке көтеріліп, төменде сұйылады. Түзілген сұйық фракциялар колонна тәрелкелерімен шығарылады.
Қалыпты қысымда айдау арқылы мұнайды төрт фракцияға бөледі: бензин (30-180°С), керосин (120-315°С), дизельь отыны (180-350°С) және мазут (айдаудан кейін қалған қалдық). Өте тиянақты айдауда осы фракциялардың әрқайсысын тағы да бірнеше фракцияларға (төменгі температуралар аралығында қайнайтын фракциялар) бөледі. Бензин фракциясынан (С5-С12 көмірсутектердің қоспасы) петролейн эфирі (40-70°С), бензин (70-120°С) және лигроин (120-180°С) бөліп алуға болады (1.6 сурет). Петролейн эфирінің құрамына жеңіл қайнайтын көмірсутектер пентан және гексан кіреді.
1 – сүйенетін түтік; 2 – қақпағы; 3 – табақша; 4– патрубок
Достарыңызбен бөлісу: |
