Бақылау сұрақтары:
Физика – химиялық сипаттамалар: тығыздық, тұтқырлық, тұтану температурасы
Мұнайдың оптикалық қасиеттер
Мұнайдың электрлік қасиеттері
Мұнайдың жылулық қасиеттері
Мұнайдың физика-химиялық сипаттамаларын анықтау әдістері
Лекция 4
Мұнай өнімдерінің құрамы және пайдалану қасиеттері.
Мұнай және мұнай өнімдерінің жіктелуі.
Мұнайдың құрамы: Мұнайдың сапалық құрамы да сандық құрамы да әр түрлі болады. Мұнай негізінен, көмірсутектерден, азотты отттекті және күкіртті қоспалардан, минералдық тұздардан т.б. заттардан тұратын күрделі қоспа. Мұнайдың негізін парафиндер, циклопарафиндер және ароматты көмірсутектер құрайды. Олар сұйық еріген және қатты зат күйінде болады. Жер астынан өндіріліп алынған мұнайда су көп болады. Оны шикі мұнай деп аталады.
Мұнай - ашық сары, жасыл және қоңыр қошқыл, кейде қара түсті болып келетін, өзіне тән иісі бар, ультракүлгін сәуле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі, құрамындағы элементтерге байланысты. Мұнайдың физикалық қасиеттеріне оның тығыздығы жатады. Салмағына қарай мұнай ауыр және жеңіл болып екіге бөлінеді. Жеңіл мұнай қатарына тығыздығы - 0,9 г/см3-ден төмен мұнайлар жатады. Мұнайдың тығыздығы жоғарлаған сайын қайнау температурасы арта бастайды. Мұнай өз бойынан электр тогын өткізбейді. Сондықтан ол электроникада изолятор (айырушы) ретінде қолданылады. Осы кезеңде мұнай құрамынан екі мыңнан астам халық шаруашылығына керекті заттар алынып отыр: бензин, керосин, лигроин, парафин, көптеген иіссу түрлері, кремдер, парфюмериялық жұмсақ майлар, дәрі дәрмектер, пластмасса, машина дөңгелектері тағы басқа. Ол қуатты әрі арзан отын - бір тонна мұнай үш тонна көмірдің, 1,3 тонна антрациттың, 3,3 тонна шымтезектің қызуына тең.
Мұнай мен газ жанғыш пайдалы қазбалар қатарына жатады. Олар құрамында көмірсутегі емес қосылыстары бар әртүрлі құрылымдағы көмірсутектерінің күрделі қоспаларынан тұрады.
Мұнай құрамы өте күрделі және әр түрлі болып келеді. Ол бір кеніштің өзінде де өзгеріске түсуі мүмкін.
Жер жүзінде 23 мыңнан астам кенорны болса, оның ішінде Қазақстанда 200-ге жуық мұнай кенорны бар. Әр кен орнының мұнай құрамы ерекше және қасиеті де әр түрлі.
Мұнайдың қасиеті өндіру барысында, мұнайдың қабат бойымен қозғалысында, ұңғыда және жинау мен тасымалдау жүйесінде өзгеріп отырады.
Мұнайдың құрамына метанды немесе парафинді (Сп Н2п+2), нафтенді (Сп Н2п) және ароматты (Сп Н2п-6) көмірсутектер кіреді.
Метанды немесе парафинді көмірсутектері метаннан (С2Н4) бастап, пентанға (С5Н12) дейін қалыпты жағдайда, яғни (Р=0,1 МПа және Т=273 К) газ күйінде болады. Ал пентаннан бастап гептадеканға (С17Н36) дейін - сұйық түрінде, ал одан да жоғарғысы - қатты заттар (парафиндер) күйінде кездеседі [18]. Мұнайдың парафинді көмірсутектерінің жартысы қалыпты құрылымға, ал қалған бөлігі тармақталған құрылымға ие екені белгілі. Изоалкандар - бензин мен майдың, олардың пайдаланылу сапасын жақсартатын бағалы компоненттер болып табылады.
Нафтенді көмірсутектер (циклоалкандар). Моноциклді нафтендер мұнайда циклопентанды және циклогександы көмірсутектермен кең танымал болып келеді. Нафтенді көмірсутектері - моторлы жанар және жағар майлардың ең маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Нафтенді көмірсутектері парафинді көмірсутектеріне қарағанда асфальтендер мен шайырларды өте жақсы еріту қабілетіне ие.
Ароматты көмірсутектері бензолдық қатардың циклді шексіз көмірсутектеріне жатады. Мұнайдың тығыздығы, химиялық тұрақтылығы, улылығы және басқада сипаттамалары ароматты көмірсутектерінің алатын үлесіне және құрамына байланысты. Мұнайдың ароматты көмірсутектері басқа қосылыстармен салыстырғанда асфальтты-шайырлы (смолалы) заттарды өте жоғары дәрежеде еріте алады.
Мұнайдың құрамы элементтік, фракциялық және топтық деп жіктеледі.
Мұнайдың элементтік құрамы деп, ондағы әртүрлі химиялық элементтердің бірлік үлестегі немесе пайыздағы массалық құрамын айтамыз. Мұнайдың негізгі элементі көміртегі (С) мен сутегі (Н) болып табылады.
Көбінесе мұнайда көміртегінің пайыздық үлесі - 83-87%, ал сутегінің үлесі - 12-14% құрайды. Ал басқа элементтер - күкірт, азот, оттегі және тағы басқалары 3-4% аралығында кездеседі.
Күкіртті қосылыстар (меркаптандар, сульфидтер, күкіртсутектері) металдарды қатты коррозияға ұшыратады және мұнайдың тауарлық сапасын төмендетеді. Еркін күкірт мұнайда сирек кездеседі және күрделі күкіртті қосылыстарға ыдырайды. Зияндық (улы) қасиеті бойынша барлық осы аталған күкіртті қосылыстардың ішінде күкіртсутегі ең қауіпті болып табылады.
Мұнай құрамына кіретін, оттекті құрамды компоненттерге - нафтенді және майлы қышқылдар, фенолдар және т.б. жатады. Нафтенді қышқылдың құрамы бірнеше пайызға дейін жетуі мүмкін. Нафтенді қышқылдар тез жағымсыз иіс шығаратын аз ұшатын сұйықтар болып келеді, олар суда ерімейді, бірақта мұнай өнімдерінде жеңіл ериді. Сілтілі металдары бар қабат суларымен әрекеттескен кезде түзілетін нафтенді қышқыл тұздары - эмульгаторлар болып табылады.
Азоттық қосылыстар мұнай құрамында аз мөлшерде кездеседі (0,5% дейін).
Асфальтты-шайырлы заттар жұқа беттегі мұнайдың түсін анықтайды (сарыдан, қоңырдан бастап қараға дейін). Олар күрделі қоспалар болып келеді. Оларда көміртегі, сутегі және оттегі атомдарымен қатар күкірттің, темірдің, магнидің, никельдің және т.б. заттардың атомдары болады. Шайырлар сілтілер мен қышқылдарда ерімейді, бірақ жеңіл мұнай дистилляттарында толық ериді. Шайырлардың тұтқырлықтары өте жоғары, тығыздығы шамамен 1,0-ге тең. Асфальтендер - жеңіл бензиндерде ерімейді, бірақта бензолда, хлороформде жақсы ериді. Ол морт сынғыш, әдетте қара түсті болып келетін қатты зат. Олардың тығыздығы 1-ден артық. Мұнайдағы асфальтендер мен шайырлардың жалпы мөлшері 20-25% дейін жетуі мүмкін. Бұл заттар - сумұнай эмульсиясының негізгі табиғи тұрақтандырғышы, олар мұнайдың көбіктенуіне жағдай жасайды.
Мұнайда аз мөлшерде металдар - ванадий, никель, хром, темір, магний және т.б. кездеседі.
Мұнайдың фракциялық құрамын, айыру барысындағы әртүрлі қайнау температурасымен олардан шығатын фракциялар арқылы анықтайды. Мұнай фракцияларының қайнау температурасы:
30-2050С - бензин; 200-3000С - керосин;
120-2400С - лигроин (аралық фракция);
3000С –тан астам температурада мазуттар алынады.
Айдау барысында алынған өнімдерді, егер олар 3500С-қа дейін қайнаса - ашық фракциялар деп, ал егер қайнау шегі 3500С және оданда жоғары температурада қайнаса - қара фракциялар деп атайды.
Мұнайларды былай бөледі:
- ашық фракциялардың шығуы бойынша түрлерге
(қайнау температурасы 3000С дейін)
І түрі - ашық фракциялардың шығуы 45%-дан жоғары
ІІ түрі - 30-45% аралығында
ІІІ түрі - ашық фракциялардың шығуы 30%- дан төмен
- құрамындағы күкірт мөлшері бойынша кластарға
І класты - аз күкіртті (күкірт 0,5%-дан көп емес)
ІІ класты - күкіртті - 0,51-2% аралығында
ІІІ класты - жоғары күкіртті - 2%-дан жоғары
- қүрамындағы парафиннің мөлшері бойынша
аз парафинді - 1,5 %-дан төмен
парафинді - 1,5 - 6% аралығында
жоғары парафинді 6%-дан жоғары
- шайыр мөлшері бойынша
аз шайырлы - 18%-дан төмен
шайырлы – 18-35% аралығында
жоғары шайырлы - 35%-дан жоғары
Мысалы Өзен кен орнының XVІ қабатының мұнайының құрамында 19,3% парафин, 0,2% күкірт, 16,8% шайыр, 31,3% ашық түсті фракция бар десек, онда І-класты аз күкіртті, ІІ-түрге жататын ашық фракциялы, жоғары парафинді және аз шайырлы болып жіктеледі.
Достарыңызбен бөлісу: |
