Мұнай өнімдері құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді анықтау
Жоспар
Кіріспе 3
1 Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
1.1 Мұнай туралы жалпы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
2 Мұнайдың құрамына сипаттама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
3 Қанықпаған көмірсутектер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
3.1 Қанықпаған көмірсутектердің физикалық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... . 12
3.2 Алкендерді алу жолдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
3.3Қанықпаған көмірсутектердің химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... . 19
3.4 Мұнай . химия өнеркәсібінде қанықпаған көмірсутектердің қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
4 Эксперименталды бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
4.1 Қанықпаған көмірсутектерді анықтау әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
4.2 Жұмыстың жасалу барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
4.3 Тәжірибе нәтижесін талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 33
Кіріспе 3
1 Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
1.1 Мұнай туралы жалпы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
2 Мұнайдың құрамына сипаттама ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
3 Қанықпаған көмірсутектер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
3.1 Қанықпаған көмірсутектердің физикалық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... . 12
3.2 Алкендерді алу жолдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
3.3Қанықпаған көмірсутектердің химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... . 19
3.4 Мұнай . химия өнеркәсібінде қанықпаған көмірсутектердің қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
24
4 Эксперименталды бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
4.1 Қанықпаған көмірсутектерді анықтау әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
4.2 Жұмыстың жасалу барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
4.3 Тәжірибе нәтижесін талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 33
Кіріспе
Курстық жұмыстың өзектілігі: Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамында қанықпаған көмірсутектерді анықтап, оларды әрі қарай химиялық- технологиялық өңдеу маңызды болып есептеледі. Өйткені, қанықпаған көмірсутектер тек мұнай - химия синтезіне қажет бағалы шикізат қана емес, сонымен қатар, көптеген тұрмыстық, ауылшаруашылық, құрылыс материалдары, медицина және тағы басқа құрал-жабдықтары өндірісінде маңызды орынға ие. Сондықтан мұнай және мұнай өнімдері құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді анықтап, тәжірибе жүзінде олардың физикалық және химиялық қасиеттерін зерттеп талдау өзекті мәселе.
Жұмыстың мақсаты.
Бензин фракциясының құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын қарастыру;
2 Қанықпаған көмірсутектердің теориялық негізін меңгеру;
3 Анықтаудың әдістемесімен танысу;
4 Қанықпаған көмірсутектерді тәжірибе жүзінде анықтау.
Тірек сөздер: бензин, гидрлеу, ДТ, йодтық сан, мұнай, фракциялық құрам, физикалық қалыптылық, химиялық қалыптылық, химиялық құрам, термиялық әдіс, термокаталитикалық әдіс, олефиндер.
Қысқартылған сөздер:
АҮТ- анализ үшін таза
ДТ- детонациялық тұрақтылық
ЙС- йодтық сан
МЕСТ- мемлекеттік стандарт
МХС- мұнай- химия синтезі
ПЭ- полиэтилен
КС- көмірсутек
ХТ- химиялық таза
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 6 кестеден, 1 суреттен, 33 беттен, 18 пайдаланылған әдебиеттер көзінен тұрады.
Курстық жұмыстың өзектілігі: Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамында қанықпаған көмірсутектерді анықтап, оларды әрі қарай химиялық- технологиялық өңдеу маңызды болып есептеледі. Өйткені, қанықпаған көмірсутектер тек мұнай - химия синтезіне қажет бағалы шикізат қана емес, сонымен қатар, көптеген тұрмыстық, ауылшаруашылық, құрылыс материалдары, медицина және тағы басқа құрал-жабдықтары өндірісінде маңызды орынға ие. Сондықтан мұнай және мұнай өнімдері құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді анықтап, тәжірибе жүзінде олардың физикалық және химиялық қасиеттерін зерттеп талдау өзекті мәселе.
Жұмыстың мақсаты.
Бензин фракциясының құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын қарастыру;
2 Қанықпаған көмірсутектердің теориялық негізін меңгеру;
3 Анықтаудың әдістемесімен танысу;
4 Қанықпаған көмірсутектерді тәжірибе жүзінде анықтау.
Тірек сөздер: бензин, гидрлеу, ДТ, йодтық сан, мұнай, фракциялық құрам, физикалық қалыптылық, химиялық қалыптылық, химиялық құрам, термиялық әдіс, термокаталитикалық әдіс, олефиндер.
Қысқартылған сөздер:
АҮТ- анализ үшін таза
ДТ- детонациялық тұрақтылық
ЙС- йодтық сан
МЕСТ- мемлекеттік стандарт
МХС- мұнай- химия синтезі
ПЭ- полиэтилен
КС- көмірсутек
ХТ- химиялық таза
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 6 кестеден, 1 суреттен, 33 беттен, 18 пайдаланылған әдебиеттер көзінен тұрады.
Пайдаланылған әдебиеттер
1 Рябов В.Д. Химия нефти и газа. М.: «Химия», 2004, - 287
2 Логинов В. И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. М.: «Химия», 1979, - 216
3 Ахметов С. А Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «Гилем», 2002, - 672
4 Богомолов А. И., Гайле А. А., Громов В. В. Химия нефти и газа. М.: «Химия», 1995, - 448
5 Смиридович Е. В. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1968, - 380
6 Омаралиев Т. О. Мұнай мен газ өңдеу химиясы мен технологиясы. Алматы: «Білім», 2001, - 276
7 Эрих В. И. Химия нефти и газа. Л.: «Химия», 1967, - 220
8 Дияров И. Н., Батуева И. Ю., Садыков А. Н., Саядова Л. Н. Химия нефти. Л.: «Химия», 1990, - 170
9 Вержичинская С. В., Дигуров Н. Г., Синицин С. А. Химия итехнология нефти и газа. М.: «Форум Инфра», 2007, - 400
10 Потехин В. М., Потехин В. В. Основы теории химических процессов в технологии органических веществ и нефтепереработки.Санкт − Петербург: «Химиздат», 2005, - 911
11 Капустин В. М. Технология переработки нефти. М.: «Химия», 2005, - 400
12 Бишімбаева І. Қ., Букетова А. Е. Мұнай және газ технологиясы. А.: «Білім», 2003, - 587
13 Бондаренко Б. И. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. М.: «РГУ», 2003, - 199
14 Зайцев Г. П. Обессоливание нефти/Химическая технология. 2007, №4, -60
15 Касперович А. Г., Новопашин В. Ф., Магарил Р. З., Пестов А. К. Промысловая подготовка и переработка газоконденсатов. Тюмень: «Химия», 2000, - 80
16 Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти. М.: «Техника», 2001, - 38
17 Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. М.: «Фэн», 2000, - 415
18 Рыбак Б. М Исследовательские работы нефтепродуктов. М.: «Химия», 2005, - 389
1 Рябов В.Д. Химия нефти и газа. М.: «Химия», 2004, - 287
2 Логинов В. И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. М.: «Химия», 1979, - 216
3 Ахметов С. А Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «Гилем», 2002, - 672
4 Богомолов А. И., Гайле А. А., Громов В. В. Химия нефти и газа. М.: «Химия», 1995, - 448
5 Смиридович Е. В. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1968, - 380
6 Омаралиев Т. О. Мұнай мен газ өңдеу химиясы мен технологиясы. Алматы: «Білім», 2001, - 276
7 Эрих В. И. Химия нефти и газа. Л.: «Химия», 1967, - 220
8 Дияров И. Н., Батуева И. Ю., Садыков А. Н., Саядова Л. Н. Химия нефти. Л.: «Химия», 1990, - 170
9 Вержичинская С. В., Дигуров Н. Г., Синицин С. А. Химия итехнология нефти и газа. М.: «Форум Инфра», 2007, - 400
10 Потехин В. М., Потехин В. В. Основы теории химических процессов в технологии органических веществ и нефтепереработки.Санкт − Петербург: «Химиздат», 2005, - 911
11 Капустин В. М. Технология переработки нефти. М.: «Химия», 2005, - 400
12 Бишімбаева І. Қ., Букетова А. Е. Мұнай және газ технологиясы. А.: «Білім», 2003, - 587
13 Бондаренко Б. И. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. М.: «РГУ», 2003, - 199
14 Зайцев Г. П. Обессоливание нефти/Химическая технология. 2007, №4, -60
15 Касперович А. Г., Новопашин В. Ф., Магарил Р. З., Пестов А. К. Промысловая подготовка и переработка газоконденсатов. Тюмень: «Химия», 2000, - 80
16 Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти. М.: «Техника», 2001, - 38
17 Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. М.: «Фэн», 2000, - 415
18 Рыбак Б. М Исследовательские работы нефтепродуктов. М.: «Химия», 2005, - 389
Жоспар
Кіріспе 3
1 Әдеби 4
шолу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
1.1 Мұнай туралы жалпы түсінік 4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.
2 Мұнайдың құрамына сипаттама 6
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3 Қанықпаған көмірсутектер 11
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
3.1 Қанықпаған көмірсутектердің физикалық қасиеттері 12
... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2 Алкендерді алу жолдары 14
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
3.3Қанықпаған көмірсутектердің химиялық қасиеттері 19
... ... ... ... ... ... ... ... .
3.4 Мұнай - химия өнеркәсібінде қанықпаған көмірсутектердің
қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...24
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
4 Эксперименталды 27
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... .
4.1 Қанықпаған көмірсутектерді анықтау 27
әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
4.2 Жұмыстың жасалу 28
барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ...
4.3 Тәжірибе нәтижесін 30
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
Қорытынды 32
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .. .
Пайдаланылған әдебиеттер 33
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
Кіріспе
Курстық жұмыстың өзектілігі: Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамында
қанықпаған көмірсутектерді анықтап, оларды әрі қарай химиялық-
технологиялық өңдеу маңызды болып есептеледі. Өйткені, қанықпаған
көмірсутектер тек мұнай - химия синтезіне қажет бағалы шикізат қана емес,
сонымен қатар, көптеген тұрмыстық, ауылшаруашылық, құрылыс материалдары,
медицина және тағы басқа құрал-жабдықтары өндірісінде маңызды орынға ие.
Сондықтан мұнай және мұнай өнімдері құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді
анықтап, тәжірибе жүзінде олардың физикалық және химиялық қасиеттерін
зерттеп талдау өзекті мәселе.
Жұмыстың мақсаты.
Бензин фракциясының құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын қарастыру;
2 Қанықпаған көмірсутектердің теориялық негізін меңгеру;
3 Анықтаудың әдістемесімен танысу;
4 Қанықпаған көмірсутектерді тәжірибе жүзінде анықтау.
Тірек сөздер: бензин, гидрлеу, ДТ, йодтық сан, мұнай, фракциялық құрам,
физикалық қалыптылық, химиялық қалыптылық, химиялық құрам, термиялық әдіс,
термокаталитикалық әдіс, олефиндер.
Қысқартылған сөздер:
АҮТ- анализ үшін таза
ДТ- детонациялық тұрақтылық
ЙС- йодтық сан
МЕСТ- мемлекеттік стандарт
МХС- мұнай- химия синтезі
ПЭ- полиэтилен
КС- көмірсутек
ХТ- химиялық таза
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 6 кестеден, 1 суреттен, 33 беттен, 18
пайдаланылған әдебиеттер көзінен тұрады.
1 Әдеби шолу
1.1 Мұнай туралы жалпы түсінік
Мұнай - сұйық каустобиолиттер қатарына жататын табиғи шикізат. Мұнай
ашық сары, жасыл және қоңыр, кейде қара түсті болып келетін, өзіне тән иісі
бар, ультракүлгін сәуле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі құрамындағы
элементтерге байланысты. Мұнай және мұнай өнімдері органикалық еріткіштерде
(бензин, хлороформ, төртхлорлы көмірсутек) жақсы ериді, ал суда еруі
керісінше төмен болып келеді. Мысалы, 1м³ суда 270 г керосин ериді. Мұнай
және мұнай өнімдерінің мынадай заттарға жақсы еріткіш болып табылады: йод,
күкірт, каучук, шайырлар және өсімдік, жануарлар майы. Мұнай және мұнай
өнімдері электр тогына қатысты жақсы изоляторлар болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдерінің физикалық қасиеттеріне мыналар жатады:
тығыздық, тұтқырлық, беттік керілуі, сығылуы, жылу сыйымдылығы, қайнау,
қату, булану температурасы және т.б. қасиеттері жатады.
Мұнайдың тығыздығы деп - стандартты 20°С температурадағы және
атмосфералық қысымдағы, массаның көлеміне қатынасының тербелісі 700-1000
кгм³ аралығында болатын өлшем бірлігін айтады. Мұнайдың тығыздығы арнайы
ареометрлермен, пикнометрлермен және Вестфаль таразысымен өлшенеді.
Мұнайдың құрамында төмен қайнайтын компоненттер асфальтті- шайырлы заттар
неғұрлым көп болса, соғұрлым мұнайдың тығыздығы жоғарылайды. Мұнай
тығыздығына байланысты екіге бөлінеді: жеңіл- 0,9 гсм³ және ауыр 0,9 гсм³-
дан жоғары. Өте тұтқырлы мұнайдың тығыздығы 1 гсм³-ден көп болса, ол мальт
деп аталады. Жеңіл мұнайлар- ақшыл түсті, ал ауыр мұнайлар- қара түсті
болады. Тәжірибеде, сондай-ақ салыстырмалы тығыздық деген ұғым бар.
Салыстырмалы тығыздық деп сан жағынан алғанда мұнайдың өз тығыздығынан 4°С
температурадағы тазартылған судың тығыздығына қатынасын айтады. Қабаттық
мұнайдың тығыздығы тазартылған мұнайдың тығыздығынан кем болады.
Тұтқырлық деп - сұйық бөлшектерінің қозғалыс кезіндегі бір-біріне
қатынасы орын ауыстыруындағы көрсеткен кедергілерін сипаттайтын сұйық
қасиеті. Тұтқырлықтың үш түрі болады: динамикалық, кинематикалық және
шартты (салыстырмалы).
Динамикалық тұтқырлық - сұйықтардың ішкі үйкелістері әсерінен пайда
болады.
Кинематикалық тұтқырлық динамикалық тұтқырлықтың тығыздыққа қатынасымен
анықталады.
Салыстырмалы немесе шартты тұтқырлық - берілген сұйықтың тұтқырлығы
20°С тампературадағы су тұтқырлығынан қаншалықты көп немесе аз екенін
көрсетеді.
Мұнайдың сығылуы - қысым өзгергенде мұнайдың көлемінің өзгеруін айтады.
Мұнайдың серпімділігі сығылу коэффициентімен сипатталады.
Булану температурасы - әр түрлі температурада будың түзілу процесін
айтады.
Қайнау температурасы - сұйықтың барлық бөлігі бу түзу процесін айтады.
Қайнау температурасы қысымға байланысты болады. Мұнайдың өзіне қатысты
тұрақты қайнау температурасы жоқ, сондықтан оның бастапқы және соңғы қайнау
температурасын анықтайды.
Кристаллдану температурасы деп - отындарда көзге көрінетін бірінші
кристаллдардың түзілуін айтады.
Отындардың қату температурасы - деп төмен температурада өздерінің
қозғалғыштығын жоғалтатын температураны айтады.
Мұнайдың меншікті жылу сыйымдылығы деп - 1 г мұнайды 1°С- ға қыздыру
үшін керек жылу мөлшерін айтады. Мұнайдың тығыздығы өскен сайын меншікті
жылу сыйымдылық төмендейді.
Мұнайдың жылу бөлу қабілеттігі - 1 кг мұнай жанғанда бөлінетін жылу
мөлшері. Мұнай жанғанда бөлінетін төмен жылу 10-300 ккалкг, 300-
10800ккалкг, тығыздық төмендеген сайын өседі.
2 Мұнайдың құрамына сипаттама
Мұнай өңдеу процесінің негізгі сипаттамалары оның химиялық және
фракциялық құрамы болып табылады.
Мұнайдың химиялық құрамы келесідей анықталады: 1) мұнай түзілетін
химиялық құрам; 2) мұнай жасымен; 3) пласттағы мұнаймен жанасатын қоспалы
құрам; 4) пласттағы физикалық шарттар - температура және қысым; 5)
микроағзалардың мұнайға әсері. Сонымен қатар, өзге де жағдайлардың әсер
етуі мүмкін. Бұл жағдайлардың айырмашылығы әртүрлі мұнай кен орындарының
химиялық құрамына сәйкес тәуелді.
Мұнайдың фракциялық құрамы. Мұнайдың фракциялық құрамы деп қайнау
температурасын жоғарылатудың қайнап шығатын өнім мөлшеріне тәуелділігін
айтады. Мұнайды айдау нәтижесінде келесідей фракцияларға жіктейді:
1) бензин фракциясы (мұнайдың бастапқы қайнау температурасы 150°С, 180°С
немесе 200°С-ге дейін);
2) керосин фракциясы (бензин фракциясының соңғы қайнау температурасынан
~250°С-ге дейін);
3) керосин-газойльді фракция немесе жеңіл газойль (бензин фракциясының
соңғы қайнау температурасынан ~350°С-ге дейін);
4) мазут деп аталатын айдау қалдығы (350°С-дан жоғары). Мазутты вакуумда
айдап- вакуумды газойль (350-550°С) және 550°С–тан жоғары
температурада- гудрон алынады.
Мұнай өңдеу зауыттарындағы өнімдерді құрамы, қасиеттері мен қолдану
аймақтарына байланысты келесідей топтарға бөледі: 1) отын- бензин (еріксіз
жұмыс қозғалтқыш отындары) реактивті, дизельді, газдытурбинді, пештік,
қазандық, коммуналды-тұрмыстық бағыттағы газдар; 2) мұнай майлары; 3)
парафиндер мен церезиндер; 4) ароматты көмірсутектер; 5) мұнай битумдары;
6) мұнай коксы; 7) пластикалық майлағыштар; 8) отын және майлағыштарға
қондырғыштар; 9) түрлі бағыттағы басқа да мұнай өнімдері.
Бензин. Көптеген жеңіл және жүк көліктер, сонымен қатар кейбір
ұшақтарда поршеньді еріксіз тұтанатын ішкі жану қозғалтқыштары орнатылған.
Отын табиғатына байланысты бұл қозғалтқыштар сұйық отынды және газ отынды
қозғалтқыштарға, цилиндрлердің жаңа зарядпен толтырылуы тәсіліне сәйкес
төрттакттылы және екітакттылы болып ажыратылады.
Отындардың негізгі компоненті ретінде көлік қозғалтқыштарының
жарықтанудан тұтандыруда мұнайдың тікелей айдауының бензин фракциясы болып
табылады. Бұл өнімнің эксплуатациялық қасиеттерінің төмендігі салдарынан
каталитикалық риформинг және крекинг бензиндерімен алмастырылды.
Бензиндердің эксплуатациялық сипаттамалары қозғалтқыштардың әртүрлі
режимдегі қалыпты жұмысын қамтамасыз етуі қажет. Автокөлік отындарының
негізгі көрсеткіштеріне детонациялық тұрақтылық, фракциялық құрам,
физикалық және химиялық қалыптылық, күкіртті құрам жатады.
Детонациялық тұрақтылық (ДТ) көмірсутектер мен бензиннің октан санымен
сипатталады. Детонация деп отынның қозғалтқышта жануының ерекше режимін
атайды. Детонацияның сипаттамалары детонациялық толқындардың цилиндр
қабырғасымен көпретті соққылауы нәтижесіндегі металды соққы, қара түтінді
газдар, цилиндр қабырғаларының температурасының жоғарылауы болып табылады.
Қозғалтқыш отындарының фракциялық құрамына іске қосу шарттары,
қыздыру ұзақтығы, қозғалтқыштың қолданыста төзімділігі, отын жануының
көлемділігі тәуелді. Фракциялық құрамның басты көрсеткіштері бензин
айдауының 10, 50 және 90%-тік бензиннің температуралары, сонымен қатар
бензиннің соңғы қайнау температурасы жатады.
Қозғалтқыш отындарының тасымалдау, сақтау және қолдану процестерінде
олардың тотығу және полимеризациялануға негізделген химиялық құрамының
өзгерісіне алып келеді. Бензиндердің химиялық қалыптылығы қ.ж. шайыр құрамы
анықталуымен білдіріледі. Жоғары химиялық қалыптылыққа алкен құрамды емес
тікелей айдау бензиндері, каталитикалық риформинг, алкилаттар және
изомеризаттар ие. Химиялық қалыптылықты қамтамасыз ету мақсатында
бензиндерге антитотықтырғыштар: параоксидифениламин, ионол (2, 6- ди- трет-
бутил- n- крезол), ағаш- шайырлы антитотықтырғыштар қолданады.
Бензин фракциясының топтық құрамы. Барлық мұнай бензиндерінің
бициклоалкан, арен және қанықпаған көмірсутектерден тұрады.
Топтық құрамның аса айырмашылығына қарамастан, оның өзгерісінің жалпы
заңдылығы байқалады.
Алкандар. Мұнай алкандары газ түріндегі, сұйық және қатты қосылыстардан
құралады. Газ түріндегі алкандар (С1-С4 алкандар) серіктес және табиғи
газдар құрамына кіреді. Көміртектің 5 және 15 атомдарынан құралатын
қосылыстар (С5-С15 алкандар) – сұйық заттар. Гексадеканнан (С16Н34) бастап
нормальдік алкандар қатты заттарға жатады, олар кәдімгі температурада
мұнайда және жоғары қайнайтын фракцияларда кристалдық немесе еріген күйінде
бола алады. Мұнай алкандары тармақталған және нормальді изомерлерден
құралған; бұл изомерлердің салыстырмалы құрамы мұнай типтеріне тәуелді.
Әр түрлі мұнайларда алкандардың жалпы құрамы 10-нан 70℅-ға дейінгі
аралықта болады.
Қазіргі уақытта бөлініп алынған немесе күмәнсіз анықталған алкандардың
саны 600-ден асады. Нормальдік алкандар – ең кеңінен зерттелінгендер.
Мұнайда бутаннан (tқайн.0,5°С) үш триаконтанға С33Н68 (tқайн. 475°С)
дейінгі барлық алкандардың бар екені анықталынған.
Қатты алкандарға парафиндер және церезиндер жатады. Парафиндер –
негізінен нормальдік құрылысты және кірме ретінде тармақтандырылған
алкандар бар қатты алкандар қоспасы. Церезиндер – негізінен құрылысты
тармақталған қатты алкандардың қоспасы. Қатты парафиндер барлық парфиндер
барлық мұнайларда, бірақ көпшілігінде аз мөлшерде, ондық үлестен 5℅-ға
дейін кездеседі. Нағыз парафиндік типті мұнайларда олардың құрамы 7-12%-ға
дейін артады. Қатты парафиндердің орасан зор құрамы ( 15-20% ) Маңғыстау
жартылай аралығындағы (Жетібай, Өзен) мұнайларда кездеседі.
Циклоалкандар. Мұнайларда циклоалкандардың (нафтендердің) құрамы 25-тен
75%-ға дейінгі аралықта болады. Циклоалкандар барлық фракцияларда
кездеседі. Олардың құрамы фракциялар ауырланған сайын өседі. Мұнайларда ең
тұрақты 5 және 6 мүшелі циклоалкандар басым, циклопентанның және
циклогексанның көптеген гомологтары табылған, олар негізінен бензин
фракцияларында кездеседі. Жоғары фракцияларда сонымен қатар құрылысы әр
түрлі, негізінен екі жалпы көміртек атомдары бар (декалиндер, норборнан
және т.б.) полициклді нафтендік көмірсутектер де болады.
1933 ж. моравиялық мұнайлардан (Чехославакия) үшциклді көмірсутек
үшцикло [3, 3, 1, 1] декан (адамантан) (I) бөлініп алынды. Бұл кристалдық
заттың балқу температурасы 269ºС (барлық белгілі көмірсутектердің ішінде
ең жоғары балқу температурасы). Адамантан алмазға ұқсас көміртек
атомдарының жүйесіне ие. Адамантан ядросын құрайтын қосылыстар өсімдіктер
және жануарлардан алынған заттардың ішінен табылмаған. Қазіргі уақытта
адамантан химиясы қарқынды түрде дамуда. Оны алудың синтездік әдісі
белгілі. Адамантан туындылары әр түрлі салаларда кең көлемде қолданыс тауып
жатыр (дәрілік заттар, полимерлер және т.б.).
Арендер. Арендер (ароматтық көмірсутектер) мұнайда алкандар мен
циклоалкандарға қарағанда аз мөлшерде кездеседі. Әр түрлі мұнайларда бұл
көмірсутектердің жалпы мөлшері кең аралықта орташа есеппен 10-20% (масс.)
кездеседі. Ароматтық мұнайларда оның мөлшері 35%-ға (масс.) және оданда
көпке жетеді.
Көмірсутектердің басқа класстарына қарағанда, арендер жеткілікті түрде
зерттелінген. Бұл көмірсутектер класы мұнайда бензол және оның гомологтары,
сонымен қатар би және полициклдік қосылыстардың туындыларынан құралады.
Мұнайлардың бензин фракцияларында С9 дейінгі барлық мүмкін болатын
алкилбензолдар анықталған. Басым түрде кездесетіндер –толуол, м-ксилол және
псевдокумол (1, 2, 4 - үшметилбензол).
Керосин және газойль фракцияларында бензол көмірсутектерінен басқа
нафталин гомологтары және дифенил бары анықталған. Мұнайдың ауыр газоиль,
май және жоғарғы фракцияларында үш және одан жоғары циклден тұратын
полициклдік арендер табылған. Ауыр дистиляттар құрамында жеті сақинаға
дейін бар полициклдік арендер болатыны анықталған.
Көміртекқұрамды қосылыстар. Оларға нафтен қышқылдары, фенолдар мен
шайыр-асфальтенді қосылыстар жатады.
Нафтен қышқылдары- бұл карбоксил тобынан –COOH тұратын қосылыстар.
Олардың тығыздығы 0,96-1,05 гсм3, жалпы формуласы - СnH2n-2O2. Нафтен
қышқылдары өткір иісті майлы сұйықтықтар болып табылады. Олар керосинді,
дизельді және мұнайдың жеңіл майлы дистилляттарында коррозионды – белсенді
түрінде кездесіп, мұнай фракциясынан сілтілендіру арқылы бөліп алады.
Нафтен қышқылдары мен олардың тұздары өндірісте консистентті майлағыш
компонент, яғни мата және аяқ киімдерге сіңіргіш жіне т.б. ретінде кеңінен
қолданылады.
Фенолдар тек мұнайдың кейбір түрлерінде кездеседі және мұнай құрамынан
дистилляттарды сілтілендіру арқылы нафтен қышқылымен бірге бөлініп алынады.
Гибрид құрылысты көмірсутектер. Мұнайда арен циклді және алкил
тізбектен басқа циклоалкан циклдері бар гибрид құрылысты әр түрлі
көмірсутектер бар. Керосин – газоиль фракцияларында циклоалканарендердің ең
қарапайым өкілдері индан, тетралин, флуорен және аценафтеннің туындылары
бар. Гибридтік көмірсутектердің ароматтық циклдері түгелдерлік тек метил
орынбасарларына, ал алициклділер бір немесе екі ұзын алкилді орынбасарларға
ие.
Гетероорганикалық қосылыстар. Барлық мұнайларда көмірсутектерден басқа
күкірт, оттек және азот сияқты гетероатомдары бар қосылыстар болады. Мұнай
фракцияларында гетероатомдардың таралуы бірқалыпты емес. Әдетте, олардың
үлкен бөлігі ауыр фракцияларда, әсіресе шайыр – асфальтенді қалдықтарда
шоғырланған. Мұнай түріне тәуелді 400-450ºC-нан жоғары температурада
айдалатын фракциялар толығынан гетероатомды қосылыстардан тұрады деуге
болады.
Мұнайларда оттек құрамды қосылыстардың мөлшері 10%-ға (масс.) дейін
жетеді. Мұнайлардың бұл компоненттері негізінен карбон қышқылдарынан,
фенолдардан және күрделі эфирлерден, кетондардан, лактондардан,
ангидридтерден және фурон қосылыстарынан құралады. Нафтен қышқылдарының
өнеркәсіптік маңызы бар. Бұл қышқылдардың жерсілті металдар тұздары суда
жақсы ериді және техникалық сабын ретінде қолданыс табады (сабыннафт).
Мұнайдағы күкірт құрамының мөлшері 0,002-ден 7,0%-ға (масс.) дейін
болуы мүмкін, ол күкіртті қосылыстардың 0,2-70%-дың құрамына сәйкес келеді.
Химиялық құрамы бойынша мұнайдың күкіртті қосылыстары әр түрлі болып
келеді. Мұнайларда меркаптандар, сульфидтер, полисульфидтер, тиофен
туындылары, сульфондар, сульфоксидтер және сульфон қышқылдары кездеседі.
Мұнайдың шайыр – асфальтенді бөлігінде күкірт, азот және оттек атомдары
болатын одан да күрделі қосылыстар кездеседі. Қазіргі уақытта 250-ден астам
күкіртті қосылыстар анықталған. Олардың барлығы негізінен жеңіл және орта
дистилятты фракциялардан бөлініп алынған.
Азотты қосылыстар, оттекті және күкіртті қосылыстарға қарағанда,
мұнайда өте аз мөлшерде кездеседі. Химиялық қасиеттері бойынша мұнайдың
азотты қосылыстары мұнайдан жеңіл бөлініп алынатын (анилин, пиридин,
хинолин, акридин, фенантридин, т.б.) азотты негіздерге және бейтарапты
азотты қосылыстарға анық түрде бөлінеді. Мұнайдың бейтарапты азотты
қосылыстары негізінен пиррол, индол және карбозол туындыларынан, сонымен
қатар қышқылдар амидтерінен құралған. Ауыр мұнай қалдықтарында молекула
құрамында төрт пиррол сақинасы бар порфириндер (II) кездеседі. Мұнай
генезисі тұрғысынан қызғылықты мұнай порфириндері, хлорфил немесе гем
молекулаларына кіретін порфириндік комплекске ұқсас бірақ магний (хлорофил)
немесе темір (гем) орнына мұнай порфирин комплекстерінде ваннадий немесе
никель кездеседі.
Шайыр-асфальтенді заттар. Шайыр-асфальтенді заттар белгілі органикалық
қосылыстар класстарына жатпайды. Олар молекула құрамында азот, күкірт,
оттек және кейбір металдар кіретін гибридті құрылымды жоғары молекулалар
қосылыстарының күрделі қоспасы болып табылады. Мұнайдағы олардың құрамы
жеткілікті кең диапазонда пайыздың ондық үлесінен пайызға дейін кездеседі.
Шайырлы-асфальтенді қосылыстар мұнай құрамында едәуір көп мөлшерде
кездеседі (25% және одан көп). Бұл көміртек (82-87,4%) және сутегіден (10,3-
12,5%) басқа оттегі (2,5%-ға дейін), күкірт (0,8-7%) және азот (1%-ға
дейін) құрамында болатын күрделі жоғары молекулалық заттар. Төмен
молекулалы шайырлы қосылыстар нафтенді дистилляттарымен бөлшектеп айдалады,
ал жоғары молекулалыққа жақын қосылыстар мазутта және мұнай айдауынын
қалдығында-гудрон әсіресе концентрленеді. Мұнай өнімдерінің шайырлы
құрамдас болуы оған қою түс береді және қозғалтқыш цилиндрлерінде кокс пен
күйе түзілуіне себепші болады. Ашық мұнай өнімдері және майлардың шайырлы-
асфальттен құрамдас болуы зиян, бірақ битум, кокс сақтандырушы және
сіңіргіш материалдар секілді өнімдері үшін олар қажетті компоненттер болып
табылады. Әдетте шайырлы-асфальтенді қосылыстарды келесідей түрге бөледі:
бейтарапты шайырлар-жеңіл бензинде; асфальттендер (бейтарап шайыр мен
оксиқышқылдардың полимеризация өнімдері) – жеңіл бензинде ерімейтін; бірақ
бензол, хлороформ және күкіртті көміртекте ериді; асфальтенді қышқылдар
және олардың ангидридтері-қышқылдық қасиет көрсететін, жеңіл бензинде
ерімейтін, бірақ спиртте еритін компоненттер.
Қазақстанда шайыр-асфальтенді заттардың құрамына 10-50%-ға (масс.)
дейін жететін ауыр шайырлы мұнайлар кездеседі. Бұл мұнай компонентерінің
құрылыстары әлі аз зерттелінген.
Генетикалық тұрғыдан шайырлар майлар мен асфальтендер арасында тұр.
Майлардан шайырларға және шайырлардан асфальтендерге көшкенде циклді
құрылымның конденсациялану дәрежесі және ароматтану дәрежелері өседі.
Асфальтендер мұнайлардың ең жоғары молекулалық заттары болып табылады.
3 Қанықпаған көмірсутектер (олефиндер)
Қанықпаған көмірсутектер - ол жалпы формуласы СnН2n қанықпаған
алкандар. Олардың молекуласына екі сутек атомы жетіспейді. Қанықпаған
көмірсутектер (алкендер) табиғи мұнайдың құрамында кездеспейді, олар тек
мұнайды екіншілік өңдегенде, яғни мұнайдың термиялық және
термокаталитикалық әдіспен химиялық өңдеген фракциясының құрамында болады.
Термиялық крекинг процесінің сұйық өнімі бензиннің құрамында қанықпаған
көмірсутектер 30-35%, бу фазалы крекинг процесінің бензинінде 40-45%, ал
каталитикалық крекинг бензинінің құрамында 10%- ке дейін болады.
Осы процестерді екі топқа бөлуге болады. Бірінші топта алкендер қосымша
өнім болып табылады. Бұл топқа термокрекинг, кокстеу, каталитикалық крекинг
процестері жатады. Екінші топта алкендер негізгі өнім болып табылады. Бұл
топқа дегидрлеу, пиролиз процестері жатады.
Органикалық және МХС-те олефиндер бастапқы зат ретінде маңызды орын
алады. Оларды екі топқа бөлуге болады: төменгі газ тәрізді олефиндер (С2-
С5) және жоғарғы олефиндер (С6- дан С12- С18, маңыздысы С7- С15).
Төменгі олефиндер этиленнен бутиленге дейінгі газ тәрізді олефиндер,
амилен С5Н12 түссіз төмен қайнайтын сұйықтық болып табылады. Барлық төмен
олефиндер ауамен жарылғыш қоспа береді, олардың улылығы алкандарға жақын,
ал адсорбциялану қабілеттілігі алкандарға қарағанда жоғары. Олефиндер
ацетон, фурфурол секілді полярлы ерітінділерде жақсы ериді.
Жоғарғы олефиндер қайнау температуралары көміртек атомы санына
байланысты болады. Төменде олефиндердің С6- С12 қайнау температуралары
көрсетілген:
Кесте 1
Олефиндердің қайнау температуралары. Тқ, ˚С
і№ Көмірсутек Қайнау температурасы, ˚С
11 н- С6Н12 63,5- 68
22 н- С7Н14 93,8- 98,2
33 н- С8Н16 121- 126
44 н- С10Н20 170- 175
55 н- С12Н24 213- 218
3.1 Қанықпаған көмірсутектердің физикалық қасиеттері
Олефиндер. Олефиндердің физикалық қасиеттері алкандарға ұқсас. Олар
суда ерімейді, бірақ бензол, эфир, хлороформ, лигроин сияқты еріткіштерде
жақсы ериді. Тығыздықтары судан кем. Көміртек саны өскен сайын қайнау
температурасы өседі.Алкандар сияқты, молекула құрамы бір көміртекке өссе,
қайнау температурасы 20-30˚С-қа өседі. Көміртек тізбегі тармақталса қайнау
температурасы төмендейді. Көміртек саны бірдей алкан мен алкен
молекулаларын салыстырсақ қайнау температура көрсеткіштері өте жақын.
Төменгі олефиндер (С2- С4) қалыпты жағдайда- газдар. С5- С16 олефиндер −
сумен араласпайтын сұйықтар, жоғары молекулярлы алкендер− қатты заттар.
Кейбір төменгі олефиндердің қасиеттері 2-кестеде көрсетілген. Берілген
шекті температураларынан этилен тек төмен температура мен жоғары қысымда
сұйыққа айналады, ал қалған алкендер қысымда сумен салқындатқанда сығылады.
Кесте 2
Газтәрізді алкендердің физикалық қасиеттері.Ршек, МПа
Ауамен
Көмірсутек tшек, ˚С Tқайнау, Ршек, МПа жарылғыш
˚С көлемді
концентрация
шегі, %
Этилен 9,9 -103,7 5,05 3,0-31
91,8 -47,7 4,56 2,2-10,3
Пропилен
Бутен-1 146,2 -6,3 3,97 1,6-9,4
цис-бутен-2 157,0 3,7 4,10 1,6-9,4
транс-бутен-2 -144,7 0,9 -3,95 1,6-9,4
Мұнай өңдеудің өнеркәсіптік процестерінде алкендер алкандар қоспасымен
алынады, олардың қасиеттері қоспаны бөлгенде және жеке көмірсутектерді
алған кезде әр түрлі болады. Нормаль құрылысты 1-алкендердің қайнау және
балқу температуралары сәйкес алкандарға қарағанда төмен, бірақ олпардың
тығыздығы мен сыну көрсеткіші жоғары болады, пентан мен пентен-1-дің мысалы
(3-кесте). Бұралған алкендердің қайнау температуралары мен балқу
температуралары қалған изомерлерге қарағанда жоғары, сонымен қатар, олардың
тығыздығы да жоғары. Алкендердің цис-изомерлерінің транс-изомерлерге
қарағанда қайнау температурасы жоғары.
Кесте 3
Сұйық алкендердің физикалық қасиеттері, кгм3
Көмірсутек ρ, кгм3 tшек, ˚С Tқайнау, ˚С
Пентан 626,0 -129 36
1-Пентен 641,0 -165 30
2,3-Диметил-2-бутен 708,8 -75 73
1-гексен 674,0 -140 63
Ацетилен көмірсутектері. Алкиндер− аз полярлы қосылыстар, физикалық
қасиеттері алкандар мен алкендерге ұқсас. Суда ерімейді, бірақ аз полярлы
органикалық еріткіштерде жақсы ериді (лигроинде, эфирде, бензолда,
төртхлорлы көміртегінде). Тығыздығы судан төмен. Алкиндердің құрамындағы
көміртек саны өскен сайын, қайнау температурасы өседі, құрылысының
тармақталуы қайнау температурасына әсер етеді. Төменгі алкиндер− иісі де,
түсі де жоқ газдар, олардың қайнау температуралары сәйкес алкендерге
қарағанда жоғары. Үштік байланыс соңында орналасқан алкиндер ішкі үштік
байланысы бар көмірсутектерге қарағанда төмен температурада қайнайды (4-
кесте).
Кесте 4
Алкиндердің физикалық қасиеттері
Қосылыс Формуласы Tбалқу, ˚С Tқайнау, ˚С
Ацетилен СН≡CН -81,8 -84
2-бутин СН3− С≡С−СН3 -32,3 27
1-бутин СН3− СН2−С≡СН -125,9 8,1
Пропин СН3−С≡СН -101,5 -23,2
Қосылыс Формуласы Tбалқу, ˚С Tбалқу, ˚С
1-пентин СН3(СН2)2−С≡СН -90,0 39,3
1-гексин СН3(СН2)3−С≡ СН -132,4 71,4
(СН3)3С−С≡СН
3,3-Диметил-1-бутин -78,2 37,7
1- октин СН3(СН2)5−С≡СН -79,6 126,2
2-децин СН3(СН2)7−С≡СН -40 182,2
Ацетилен − қалыпты жағдайда газ, -83,8˚С және 0,1МПа қысымда
конденсирленеді, шекті температурасы 35,5˚С, шекті қысымы 6,2МПа болып
табылады. Барлық газ тәрізді көмірсутектер секілді ол ауамен және оттегімен
жарылғыш қоспаларды береді, кейбір металдармен (Сu, Аg) жарылғыш заттарды –
ацетиленидтерді береді. Ацетиленнің басқа техникалық маңызды қасиеті оның
суда және органикалық заттарда еруі, бұл оны алуда, сақтауда және газды
қоспадан бөлуде маңызды болып келеді.
Диен көмірсутектері. Диен көмірсутектерінің физикалық қасиеттері басқа
алифатикалық көмірсутектерге ұқсас, төменгі диендер (С3,С4) − иісі де, түсі
де жоқ газдар. Орташа диендер−сумен араласпайтын сұйықтықтар.
3.2 Алкендерді алу жолдары
Алкендерді өндіріс көлемінде крекингілеп алады. Төмен молекулалы
алкендерді таза күйінде фракциялық айдау арқылы алады. Күрделірек құрамды
алкендерді таза күйінде алу үшін, негізінен, молекула құрамына қос байланыс
енгізу әдісімен алады. Молекула құрамынан бір жай зат бөліп шығарса қос
байланыс енеді. Ол жай зат галоген болуы мүмкін.
Этиленнің өндірісінің негізгі әдісі- көмірсутекті шикізаттың пиролизі.
Этиленнің әлемдік өндірісінің өнімділігі 1980 жылы 60млн т жыл, ал 1995
жылы 90млн т жыл. Олефиндерді өнеркәсіпте алу әдісі-мұнай фракциялары мен
көмірсутекті газдардың крекинг процесі. Бұл процестерді екі топқа бөлуді:
термиялық (пиролиз, парфиндердің термиялық крекингі) және каталитикалық
(каталитикалық крекинг). Біріншісін олефин алу мақсатында жүргізеді, ал
екіншісін бензин өндірісінде, ал олефин бұнда қосымша өнім ретінде пайда
болады. Сонымен қатар, олефиндерді сәйкес парафиндерді дегидрлеу арқылы
алады, ал кейбір олефиндерді бір-біріне айналу реакцияларынан алады
(олигомеризация, диспропорция).
Термиялық процестер кезінде көміртек - көміртек байланысы бойынша
көмірсутектердің ыдырау реакциясы жүреді және бұл реакциялардың нәтижесінде
газтәрізді және сұйық қаныққан мен қанықпаған көмірсутектердің қоспасы
түзіледі.
Мұнай өнімдерінде кездесетін циклды көмірсутектер осы шарттарда бүйір
тізбегін ығыстырып, олефиндер түзіледі.
Аталған реакциялар катализатордың қатысынсыз бос радикалдардың
түзілуі арқылы жүреді және ол тізбекті жүреді:
RCH2 - CH2Rˊ→ RCH2 - CH2* + R*ˊ
RCH2 - CH2Rˊ + R*ˊ → RCH*- CH2 + Rˊ
RCH* - CH2Rˊ→ R*ˊ + RCH= CH2
Температураның жоғарлануымен ыдырау терең жүреді, бірақ та онымен қатар
дегидрлену және циклизация реакциясымен толығуы мүмкін.
Төменгі олефиндерді пиролиз арқылы алғанда өнімнің шығымына әсер ететін
факторлар: шикізат түрі, температура, контакт уақыты және қысым. Пиролиз
кезіндегі оптималды температура 800 - 900˚С, контакт уақыты аз болуы қажет
(0,2-0,5с) және шикізатқа су буын қосады. Пиролизге шикізат таңдау өте кең,
этаннан бастап, шикі мұнайға дейін. Қазіргі кезде контакт уақытын азайтуды
(милисекундті пиролиз) алға қойып отыр. Ауыр мұнай фракцияларын пиролизінде
сутегінің қатысында жүргізетін гидропиролиз кең таралған, сутегі кокс пен
ауыр қалдықтардың түзілуіне кедергі болады және олефиннің шығымын
жоғарылатады.
Каталитикалық крекинг кезінде катализатор ретінде алюмосиликатты
катализаторлар қолданылады. Бұл кезде реакция термиялық крекинг секілді,
бос радикалдық механизм бойынша емес, иондық механизм бойынша жүреді.
Каталитикалық крекинг және термиялық крекинг кезінде алынған газдардың
құрамы әр түрлі. Каталитикалық крекинг кезінде екі көміртек атомы бар
көмірсутекке дейін ыдырау аз жүреді, өйткені СН3 және С2H5 карбокатиондары
тұрақты болады. Сондықтан да каталитикалық крекинг газдарында термиялық
крекинг газдарына қарағанда С3-C4 газдары, сонымен қатар сутегі көп
мөлшерде болады. Каталитикалық крекинг кезіндегі газдардың шығымы 10-15%.
Қатты және жұмсақ парафиннің термиялық крекингісін өнеркәсіпте 5-20
көміртегі атомынан тұратын сұйық олефиндерді алу үшін қолданады. Пиролиз
газдарын бөлген кезде алынатын этилен фракциясының құрамында 2-3% метан
және этан кездеседі, ал қазіргі құрылғыларда этиленнің шығымы 99,9%.
Пропилен фракциясы алу көзіне байланысты әр түрлі мөлшерде пропан және
пропиленнен тұрады. Мысалы, крекинг газдарының бөлінуі кезінде пропиленнің
құрамы 30-40%, көмірсутектік газдардың бөлінуі кезінде 60-80%, ал бензиннің
пиролизі кезінде пропиленнің құрамы 90-95% құрайды. Бутен фракциясының
бөлінуін кәдімгі ректификация арқылы жүргізбейді, өйткені ондағы
компоненттердің ұшқыштығы бір-біріне жақын, ондайда экстрактивті
ректификация, хемосорбция, олефиндердің реакциондық қабілетіне негізделген
арнайы әдістерді қолданады.
Күрделірек құрамды алкендерді таза күйінде алу үшін, негізінен молекула
құрамына қос байланыс енгізу әдісімен алады. Молекула құрамынан бір жай зат
бөліп шығарса қос байланыс енеді. Ол жай зат – галоген молекуласы болуы
мүмкін. Алкилгалогенидте сілтінің ерітіндісімен әрекеттесе галоген өзімен
көрші сутегін алып, галоген сутек түрінде бөлінеді де алкен түзіледі.
Галогенсутек-қышқыл. Қышқылды бөлу үшін күшті негіз қажет. Күшті негіздің
міндетін сілтінің спирттегі ерітіндісі қолданылады. Процесс қыздыру арқылы
жүреді. Пропилен алу үшін бастапқы шикізат ретінде хлорлы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе 3
1 Әдеби 4
шолу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
1.1 Мұнай туралы жалпы түсінік 4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.
2 Мұнайдың құрамына сипаттама 6
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3 Қанықпаған көмірсутектер 11
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
3.1 Қанықпаған көмірсутектердің физикалық қасиеттері 12
... ... ... ... ... ... ... ... .
3.2 Алкендерді алу жолдары 14
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
3.3Қанықпаған көмірсутектердің химиялық қасиеттері 19
... ... ... ... ... ... ... ... .
3.4 Мұнай - химия өнеркәсібінде қанықпаған көмірсутектердің
қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...24
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
4 Эксперименталды 27
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... .
4.1 Қанықпаған көмірсутектерді анықтау 27
әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
4.2 Жұмыстың жасалу 28
барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ...
4.3 Тәжірибе нәтижесін 30
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
Қорытынды 32
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .. .
Пайдаланылған әдебиеттер 33
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
Кіріспе
Курстық жұмыстың өзектілігі: Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамында
қанықпаған көмірсутектерді анықтап, оларды әрі қарай химиялық-
технологиялық өңдеу маңызды болып есептеледі. Өйткені, қанықпаған
көмірсутектер тек мұнай - химия синтезіне қажет бағалы шикізат қана емес,
сонымен қатар, көптеген тұрмыстық, ауылшаруашылық, құрылыс материалдары,
медицина және тағы басқа құрал-жабдықтары өндірісінде маңызды орынға ие.
Сондықтан мұнай және мұнай өнімдері құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді
анықтап, тәжірибе жүзінде олардың физикалық және химиялық қасиеттерін
зерттеп талдау өзекті мәселе.
Жұмыстың мақсаты.
Бензин фракциясының құрамындағы қанықпаған көмірсутектерді анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын қарастыру;
2 Қанықпаған көмірсутектердің теориялық негізін меңгеру;
3 Анықтаудың әдістемесімен танысу;
4 Қанықпаған көмірсутектерді тәжірибе жүзінде анықтау.
Тірек сөздер: бензин, гидрлеу, ДТ, йодтық сан, мұнай, фракциялық құрам,
физикалық қалыптылық, химиялық қалыптылық, химиялық құрам, термиялық әдіс,
термокаталитикалық әдіс, олефиндер.
Қысқартылған сөздер:
АҮТ- анализ үшін таза
ДТ- детонациялық тұрақтылық
ЙС- йодтық сан
МЕСТ- мемлекеттік стандарт
МХС- мұнай- химия синтезі
ПЭ- полиэтилен
КС- көмірсутек
ХТ- химиялық таза
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 6 кестеден, 1 суреттен, 33 беттен, 18
пайдаланылған әдебиеттер көзінен тұрады.
1 Әдеби шолу
1.1 Мұнай туралы жалпы түсінік
Мұнай - сұйық каустобиолиттер қатарына жататын табиғи шикізат. Мұнай
ашық сары, жасыл және қоңыр, кейде қара түсті болып келетін, өзіне тән иісі
бар, ультракүлгін сәуле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі құрамындағы
элементтерге байланысты. Мұнай және мұнай өнімдері органикалық еріткіштерде
(бензин, хлороформ, төртхлорлы көмірсутек) жақсы ериді, ал суда еруі
керісінше төмен болып келеді. Мысалы, 1м³ суда 270 г керосин ериді. Мұнай
және мұнай өнімдерінің мынадай заттарға жақсы еріткіш болып табылады: йод,
күкірт, каучук, шайырлар және өсімдік, жануарлар майы. Мұнай және мұнай
өнімдері электр тогына қатысты жақсы изоляторлар болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдерінің физикалық қасиеттеріне мыналар жатады:
тығыздық, тұтқырлық, беттік керілуі, сығылуы, жылу сыйымдылығы, қайнау,
қату, булану температурасы және т.б. қасиеттері жатады.
Мұнайдың тығыздығы деп - стандартты 20°С температурадағы және
атмосфералық қысымдағы, массаның көлеміне қатынасының тербелісі 700-1000
кгм³ аралығында болатын өлшем бірлігін айтады. Мұнайдың тығыздығы арнайы
ареометрлермен, пикнометрлермен және Вестфаль таразысымен өлшенеді.
Мұнайдың құрамында төмен қайнайтын компоненттер асфальтті- шайырлы заттар
неғұрлым көп болса, соғұрлым мұнайдың тығыздығы жоғарылайды. Мұнай
тығыздығына байланысты екіге бөлінеді: жеңіл- 0,9 гсм³ және ауыр 0,9 гсм³-
дан жоғары. Өте тұтқырлы мұнайдың тығыздығы 1 гсм³-ден көп болса, ол мальт
деп аталады. Жеңіл мұнайлар- ақшыл түсті, ал ауыр мұнайлар- қара түсті
болады. Тәжірибеде, сондай-ақ салыстырмалы тығыздық деген ұғым бар.
Салыстырмалы тығыздық деп сан жағынан алғанда мұнайдың өз тығыздығынан 4°С
температурадағы тазартылған судың тығыздығына қатынасын айтады. Қабаттық
мұнайдың тығыздығы тазартылған мұнайдың тығыздығынан кем болады.
Тұтқырлық деп - сұйық бөлшектерінің қозғалыс кезіндегі бір-біріне
қатынасы орын ауыстыруындағы көрсеткен кедергілерін сипаттайтын сұйық
қасиеті. Тұтқырлықтың үш түрі болады: динамикалық, кинематикалық және
шартты (салыстырмалы).
Динамикалық тұтқырлық - сұйықтардың ішкі үйкелістері әсерінен пайда
болады.
Кинематикалық тұтқырлық динамикалық тұтқырлықтың тығыздыққа қатынасымен
анықталады.
Салыстырмалы немесе шартты тұтқырлық - берілген сұйықтың тұтқырлығы
20°С тампературадағы су тұтқырлығынан қаншалықты көп немесе аз екенін
көрсетеді.
Мұнайдың сығылуы - қысым өзгергенде мұнайдың көлемінің өзгеруін айтады.
Мұнайдың серпімділігі сығылу коэффициентімен сипатталады.
Булану температурасы - әр түрлі температурада будың түзілу процесін
айтады.
Қайнау температурасы - сұйықтың барлық бөлігі бу түзу процесін айтады.
Қайнау температурасы қысымға байланысты болады. Мұнайдың өзіне қатысты
тұрақты қайнау температурасы жоқ, сондықтан оның бастапқы және соңғы қайнау
температурасын анықтайды.
Кристаллдану температурасы деп - отындарда көзге көрінетін бірінші
кристаллдардың түзілуін айтады.
Отындардың қату температурасы - деп төмен температурада өздерінің
қозғалғыштығын жоғалтатын температураны айтады.
Мұнайдың меншікті жылу сыйымдылығы деп - 1 г мұнайды 1°С- ға қыздыру
үшін керек жылу мөлшерін айтады. Мұнайдың тығыздығы өскен сайын меншікті
жылу сыйымдылық төмендейді.
Мұнайдың жылу бөлу қабілеттігі - 1 кг мұнай жанғанда бөлінетін жылу
мөлшері. Мұнай жанғанда бөлінетін төмен жылу 10-300 ккалкг, 300-
10800ккалкг, тығыздық төмендеген сайын өседі.
2 Мұнайдың құрамына сипаттама
Мұнай өңдеу процесінің негізгі сипаттамалары оның химиялық және
фракциялық құрамы болып табылады.
Мұнайдың химиялық құрамы келесідей анықталады: 1) мұнай түзілетін
химиялық құрам; 2) мұнай жасымен; 3) пласттағы мұнаймен жанасатын қоспалы
құрам; 4) пласттағы физикалық шарттар - температура және қысым; 5)
микроағзалардың мұнайға әсері. Сонымен қатар, өзге де жағдайлардың әсер
етуі мүмкін. Бұл жағдайлардың айырмашылығы әртүрлі мұнай кен орындарының
химиялық құрамына сәйкес тәуелді.
Мұнайдың фракциялық құрамы. Мұнайдың фракциялық құрамы деп қайнау
температурасын жоғарылатудың қайнап шығатын өнім мөлшеріне тәуелділігін
айтады. Мұнайды айдау нәтижесінде келесідей фракцияларға жіктейді:
1) бензин фракциясы (мұнайдың бастапқы қайнау температурасы 150°С, 180°С
немесе 200°С-ге дейін);
2) керосин фракциясы (бензин фракциясының соңғы қайнау температурасынан
~250°С-ге дейін);
3) керосин-газойльді фракция немесе жеңіл газойль (бензин фракциясының
соңғы қайнау температурасынан ~350°С-ге дейін);
4) мазут деп аталатын айдау қалдығы (350°С-дан жоғары). Мазутты вакуумда
айдап- вакуумды газойль (350-550°С) және 550°С–тан жоғары
температурада- гудрон алынады.
Мұнай өңдеу зауыттарындағы өнімдерді құрамы, қасиеттері мен қолдану
аймақтарына байланысты келесідей топтарға бөледі: 1) отын- бензин (еріксіз
жұмыс қозғалтқыш отындары) реактивті, дизельді, газдытурбинді, пештік,
қазандық, коммуналды-тұрмыстық бағыттағы газдар; 2) мұнай майлары; 3)
парафиндер мен церезиндер; 4) ароматты көмірсутектер; 5) мұнай битумдары;
6) мұнай коксы; 7) пластикалық майлағыштар; 8) отын және майлағыштарға
қондырғыштар; 9) түрлі бағыттағы басқа да мұнай өнімдері.
Бензин. Көптеген жеңіл және жүк көліктер, сонымен қатар кейбір
ұшақтарда поршеньді еріксіз тұтанатын ішкі жану қозғалтқыштары орнатылған.
Отын табиғатына байланысты бұл қозғалтқыштар сұйық отынды және газ отынды
қозғалтқыштарға, цилиндрлердің жаңа зарядпен толтырылуы тәсіліне сәйкес
төрттакттылы және екітакттылы болып ажыратылады.
Отындардың негізгі компоненті ретінде көлік қозғалтқыштарының
жарықтанудан тұтандыруда мұнайдың тікелей айдауының бензин фракциясы болып
табылады. Бұл өнімнің эксплуатациялық қасиеттерінің төмендігі салдарынан
каталитикалық риформинг және крекинг бензиндерімен алмастырылды.
Бензиндердің эксплуатациялық сипаттамалары қозғалтқыштардың әртүрлі
режимдегі қалыпты жұмысын қамтамасыз етуі қажет. Автокөлік отындарының
негізгі көрсеткіштеріне детонациялық тұрақтылық, фракциялық құрам,
физикалық және химиялық қалыптылық, күкіртті құрам жатады.
Детонациялық тұрақтылық (ДТ) көмірсутектер мен бензиннің октан санымен
сипатталады. Детонация деп отынның қозғалтқышта жануының ерекше режимін
атайды. Детонацияның сипаттамалары детонациялық толқындардың цилиндр
қабырғасымен көпретті соққылауы нәтижесіндегі металды соққы, қара түтінді
газдар, цилиндр қабырғаларының температурасының жоғарылауы болып табылады.
Қозғалтқыш отындарының фракциялық құрамына іске қосу шарттары,
қыздыру ұзақтығы, қозғалтқыштың қолданыста төзімділігі, отын жануының
көлемділігі тәуелді. Фракциялық құрамның басты көрсеткіштері бензин
айдауының 10, 50 және 90%-тік бензиннің температуралары, сонымен қатар
бензиннің соңғы қайнау температурасы жатады.
Қозғалтқыш отындарының тасымалдау, сақтау және қолдану процестерінде
олардың тотығу және полимеризациялануға негізделген химиялық құрамының
өзгерісіне алып келеді. Бензиндердің химиялық қалыптылығы қ.ж. шайыр құрамы
анықталуымен білдіріледі. Жоғары химиялық қалыптылыққа алкен құрамды емес
тікелей айдау бензиндері, каталитикалық риформинг, алкилаттар және
изомеризаттар ие. Химиялық қалыптылықты қамтамасыз ету мақсатында
бензиндерге антитотықтырғыштар: параоксидифениламин, ионол (2, 6- ди- трет-
бутил- n- крезол), ағаш- шайырлы антитотықтырғыштар қолданады.
Бензин фракциясының топтық құрамы. Барлық мұнай бензиндерінің
бициклоалкан, арен және қанықпаған көмірсутектерден тұрады.
Топтық құрамның аса айырмашылығына қарамастан, оның өзгерісінің жалпы
заңдылығы байқалады.
Алкандар. Мұнай алкандары газ түріндегі, сұйық және қатты қосылыстардан
құралады. Газ түріндегі алкандар (С1-С4 алкандар) серіктес және табиғи
газдар құрамына кіреді. Көміртектің 5 және 15 атомдарынан құралатын
қосылыстар (С5-С15 алкандар) – сұйық заттар. Гексадеканнан (С16Н34) бастап
нормальдік алкандар қатты заттарға жатады, олар кәдімгі температурада
мұнайда және жоғары қайнайтын фракцияларда кристалдық немесе еріген күйінде
бола алады. Мұнай алкандары тармақталған және нормальді изомерлерден
құралған; бұл изомерлердің салыстырмалы құрамы мұнай типтеріне тәуелді.
Әр түрлі мұнайларда алкандардың жалпы құрамы 10-нан 70℅-ға дейінгі
аралықта болады.
Қазіргі уақытта бөлініп алынған немесе күмәнсіз анықталған алкандардың
саны 600-ден асады. Нормальдік алкандар – ең кеңінен зерттелінгендер.
Мұнайда бутаннан (tқайн.0,5°С) үш триаконтанға С33Н68 (tқайн. 475°С)
дейінгі барлық алкандардың бар екені анықталынған.
Қатты алкандарға парафиндер және церезиндер жатады. Парафиндер –
негізінен нормальдік құрылысты және кірме ретінде тармақтандырылған
алкандар бар қатты алкандар қоспасы. Церезиндер – негізінен құрылысты
тармақталған қатты алкандардың қоспасы. Қатты парафиндер барлық парфиндер
барлық мұнайларда, бірақ көпшілігінде аз мөлшерде, ондық үлестен 5℅-ға
дейін кездеседі. Нағыз парафиндік типті мұнайларда олардың құрамы 7-12%-ға
дейін артады. Қатты парафиндердің орасан зор құрамы ( 15-20% ) Маңғыстау
жартылай аралығындағы (Жетібай, Өзен) мұнайларда кездеседі.
Циклоалкандар. Мұнайларда циклоалкандардың (нафтендердің) құрамы 25-тен
75%-ға дейінгі аралықта болады. Циклоалкандар барлық фракцияларда
кездеседі. Олардың құрамы фракциялар ауырланған сайын өседі. Мұнайларда ең
тұрақты 5 және 6 мүшелі циклоалкандар басым, циклопентанның және
циклогексанның көптеген гомологтары табылған, олар негізінен бензин
фракцияларында кездеседі. Жоғары фракцияларда сонымен қатар құрылысы әр
түрлі, негізінен екі жалпы көміртек атомдары бар (декалиндер, норборнан
және т.б.) полициклді нафтендік көмірсутектер де болады.
1933 ж. моравиялық мұнайлардан (Чехославакия) үшциклді көмірсутек
үшцикло [3, 3, 1, 1] декан (адамантан) (I) бөлініп алынды. Бұл кристалдық
заттың балқу температурасы 269ºС (барлық белгілі көмірсутектердің ішінде
ең жоғары балқу температурасы). Адамантан алмазға ұқсас көміртек
атомдарының жүйесіне ие. Адамантан ядросын құрайтын қосылыстар өсімдіктер
және жануарлардан алынған заттардың ішінен табылмаған. Қазіргі уақытта
адамантан химиясы қарқынды түрде дамуда. Оны алудың синтездік әдісі
белгілі. Адамантан туындылары әр түрлі салаларда кең көлемде қолданыс тауып
жатыр (дәрілік заттар, полимерлер және т.б.).
Арендер. Арендер (ароматтық көмірсутектер) мұнайда алкандар мен
циклоалкандарға қарағанда аз мөлшерде кездеседі. Әр түрлі мұнайларда бұл
көмірсутектердің жалпы мөлшері кең аралықта орташа есеппен 10-20% (масс.)
кездеседі. Ароматтық мұнайларда оның мөлшері 35%-ға (масс.) және оданда
көпке жетеді.
Көмірсутектердің басқа класстарына қарағанда, арендер жеткілікті түрде
зерттелінген. Бұл көмірсутектер класы мұнайда бензол және оның гомологтары,
сонымен қатар би және полициклдік қосылыстардың туындыларынан құралады.
Мұнайлардың бензин фракцияларында С9 дейінгі барлық мүмкін болатын
алкилбензолдар анықталған. Басым түрде кездесетіндер –толуол, м-ксилол және
псевдокумол (1, 2, 4 - үшметилбензол).
Керосин және газойль фракцияларында бензол көмірсутектерінен басқа
нафталин гомологтары және дифенил бары анықталған. Мұнайдың ауыр газоиль,
май және жоғарғы фракцияларында үш және одан жоғары циклден тұратын
полициклдік арендер табылған. Ауыр дистиляттар құрамында жеті сақинаға
дейін бар полициклдік арендер болатыны анықталған.
Көміртекқұрамды қосылыстар. Оларға нафтен қышқылдары, фенолдар мен
шайыр-асфальтенді қосылыстар жатады.
Нафтен қышқылдары- бұл карбоксил тобынан –COOH тұратын қосылыстар.
Олардың тығыздығы 0,96-1,05 гсм3, жалпы формуласы - СnH2n-2O2. Нафтен
қышқылдары өткір иісті майлы сұйықтықтар болып табылады. Олар керосинді,
дизельді және мұнайдың жеңіл майлы дистилляттарында коррозионды – белсенді
түрінде кездесіп, мұнай фракциясынан сілтілендіру арқылы бөліп алады.
Нафтен қышқылдары мен олардың тұздары өндірісте консистентті майлағыш
компонент, яғни мата және аяқ киімдерге сіңіргіш жіне т.б. ретінде кеңінен
қолданылады.
Фенолдар тек мұнайдың кейбір түрлерінде кездеседі және мұнай құрамынан
дистилляттарды сілтілендіру арқылы нафтен қышқылымен бірге бөлініп алынады.
Гибрид құрылысты көмірсутектер. Мұнайда арен циклді және алкил
тізбектен басқа циклоалкан циклдері бар гибрид құрылысты әр түрлі
көмірсутектер бар. Керосин – газоиль фракцияларында циклоалканарендердің ең
қарапайым өкілдері индан, тетралин, флуорен және аценафтеннің туындылары
бар. Гибридтік көмірсутектердің ароматтық циклдері түгелдерлік тек метил
орынбасарларына, ал алициклділер бір немесе екі ұзын алкилді орынбасарларға
ие.
Гетероорганикалық қосылыстар. Барлық мұнайларда көмірсутектерден басқа
күкірт, оттек және азот сияқты гетероатомдары бар қосылыстар болады. Мұнай
фракцияларында гетероатомдардың таралуы бірқалыпты емес. Әдетте, олардың
үлкен бөлігі ауыр фракцияларда, әсіресе шайыр – асфальтенді қалдықтарда
шоғырланған. Мұнай түріне тәуелді 400-450ºC-нан жоғары температурада
айдалатын фракциялар толығынан гетероатомды қосылыстардан тұрады деуге
болады.
Мұнайларда оттек құрамды қосылыстардың мөлшері 10%-ға (масс.) дейін
жетеді. Мұнайлардың бұл компоненттері негізінен карбон қышқылдарынан,
фенолдардан және күрделі эфирлерден, кетондардан, лактондардан,
ангидридтерден және фурон қосылыстарынан құралады. Нафтен қышқылдарының
өнеркәсіптік маңызы бар. Бұл қышқылдардың жерсілті металдар тұздары суда
жақсы ериді және техникалық сабын ретінде қолданыс табады (сабыннафт).
Мұнайдағы күкірт құрамының мөлшері 0,002-ден 7,0%-ға (масс.) дейін
болуы мүмкін, ол күкіртті қосылыстардың 0,2-70%-дың құрамына сәйкес келеді.
Химиялық құрамы бойынша мұнайдың күкіртті қосылыстары әр түрлі болып
келеді. Мұнайларда меркаптандар, сульфидтер, полисульфидтер, тиофен
туындылары, сульфондар, сульфоксидтер және сульфон қышқылдары кездеседі.
Мұнайдың шайыр – асфальтенді бөлігінде күкірт, азот және оттек атомдары
болатын одан да күрделі қосылыстар кездеседі. Қазіргі уақытта 250-ден астам
күкіртті қосылыстар анықталған. Олардың барлығы негізінен жеңіл және орта
дистилятты фракциялардан бөлініп алынған.
Азотты қосылыстар, оттекті және күкіртті қосылыстарға қарағанда,
мұнайда өте аз мөлшерде кездеседі. Химиялық қасиеттері бойынша мұнайдың
азотты қосылыстары мұнайдан жеңіл бөлініп алынатын (анилин, пиридин,
хинолин, акридин, фенантридин, т.б.) азотты негіздерге және бейтарапты
азотты қосылыстарға анық түрде бөлінеді. Мұнайдың бейтарапты азотты
қосылыстары негізінен пиррол, индол және карбозол туындыларынан, сонымен
қатар қышқылдар амидтерінен құралған. Ауыр мұнай қалдықтарында молекула
құрамында төрт пиррол сақинасы бар порфириндер (II) кездеседі. Мұнай
генезисі тұрғысынан қызғылықты мұнай порфириндері, хлорфил немесе гем
молекулаларына кіретін порфириндік комплекске ұқсас бірақ магний (хлорофил)
немесе темір (гем) орнына мұнай порфирин комплекстерінде ваннадий немесе
никель кездеседі.
Шайыр-асфальтенді заттар. Шайыр-асфальтенді заттар белгілі органикалық
қосылыстар класстарына жатпайды. Олар молекула құрамында азот, күкірт,
оттек және кейбір металдар кіретін гибридті құрылымды жоғары молекулалар
қосылыстарының күрделі қоспасы болып табылады. Мұнайдағы олардың құрамы
жеткілікті кең диапазонда пайыздың ондық үлесінен пайызға дейін кездеседі.
Шайырлы-асфальтенді қосылыстар мұнай құрамында едәуір көп мөлшерде
кездеседі (25% және одан көп). Бұл көміртек (82-87,4%) және сутегіден (10,3-
12,5%) басқа оттегі (2,5%-ға дейін), күкірт (0,8-7%) және азот (1%-ға
дейін) құрамында болатын күрделі жоғары молекулалық заттар. Төмен
молекулалы шайырлы қосылыстар нафтенді дистилляттарымен бөлшектеп айдалады,
ал жоғары молекулалыққа жақын қосылыстар мазутта және мұнай айдауынын
қалдығында-гудрон әсіресе концентрленеді. Мұнай өнімдерінің шайырлы
құрамдас болуы оған қою түс береді және қозғалтқыш цилиндрлерінде кокс пен
күйе түзілуіне себепші болады. Ашық мұнай өнімдері және майлардың шайырлы-
асфальттен құрамдас болуы зиян, бірақ битум, кокс сақтандырушы және
сіңіргіш материалдар секілді өнімдері үшін олар қажетті компоненттер болып
табылады. Әдетте шайырлы-асфальтенді қосылыстарды келесідей түрге бөледі:
бейтарапты шайырлар-жеңіл бензинде; асфальттендер (бейтарап шайыр мен
оксиқышқылдардың полимеризация өнімдері) – жеңіл бензинде ерімейтін; бірақ
бензол, хлороформ және күкіртті көміртекте ериді; асфальтенді қышқылдар
және олардың ангидридтері-қышқылдық қасиет көрсететін, жеңіл бензинде
ерімейтін, бірақ спиртте еритін компоненттер.
Қазақстанда шайыр-асфальтенді заттардың құрамына 10-50%-ға (масс.)
дейін жететін ауыр шайырлы мұнайлар кездеседі. Бұл мұнай компонентерінің
құрылыстары әлі аз зерттелінген.
Генетикалық тұрғыдан шайырлар майлар мен асфальтендер арасында тұр.
Майлардан шайырларға және шайырлардан асфальтендерге көшкенде циклді
құрылымның конденсациялану дәрежесі және ароматтану дәрежелері өседі.
Асфальтендер мұнайлардың ең жоғары молекулалық заттары болып табылады.
3 Қанықпаған көмірсутектер (олефиндер)
Қанықпаған көмірсутектер - ол жалпы формуласы СnН2n қанықпаған
алкандар. Олардың молекуласына екі сутек атомы жетіспейді. Қанықпаған
көмірсутектер (алкендер) табиғи мұнайдың құрамында кездеспейді, олар тек
мұнайды екіншілік өңдегенде, яғни мұнайдың термиялық және
термокаталитикалық әдіспен химиялық өңдеген фракциясының құрамында болады.
Термиялық крекинг процесінің сұйық өнімі бензиннің құрамында қанықпаған
көмірсутектер 30-35%, бу фазалы крекинг процесінің бензинінде 40-45%, ал
каталитикалық крекинг бензинінің құрамында 10%- ке дейін болады.
Осы процестерді екі топқа бөлуге болады. Бірінші топта алкендер қосымша
өнім болып табылады. Бұл топқа термокрекинг, кокстеу, каталитикалық крекинг
процестері жатады. Екінші топта алкендер негізгі өнім болып табылады. Бұл
топқа дегидрлеу, пиролиз процестері жатады.
Органикалық және МХС-те олефиндер бастапқы зат ретінде маңызды орын
алады. Оларды екі топқа бөлуге болады: төменгі газ тәрізді олефиндер (С2-
С5) және жоғарғы олефиндер (С6- дан С12- С18, маңыздысы С7- С15).
Төменгі олефиндер этиленнен бутиленге дейінгі газ тәрізді олефиндер,
амилен С5Н12 түссіз төмен қайнайтын сұйықтық болып табылады. Барлық төмен
олефиндер ауамен жарылғыш қоспа береді, олардың улылығы алкандарға жақын,
ал адсорбциялану қабілеттілігі алкандарға қарағанда жоғары. Олефиндер
ацетон, фурфурол секілді полярлы ерітінділерде жақсы ериді.
Жоғарғы олефиндер қайнау температуралары көміртек атомы санына
байланысты болады. Төменде олефиндердің С6- С12 қайнау температуралары
көрсетілген:
Кесте 1
Олефиндердің қайнау температуралары. Тқ, ˚С
і№ Көмірсутек Қайнау температурасы, ˚С
11 н- С6Н12 63,5- 68
22 н- С7Н14 93,8- 98,2
33 н- С8Н16 121- 126
44 н- С10Н20 170- 175
55 н- С12Н24 213- 218
3.1 Қанықпаған көмірсутектердің физикалық қасиеттері
Олефиндер. Олефиндердің физикалық қасиеттері алкандарға ұқсас. Олар
суда ерімейді, бірақ бензол, эфир, хлороформ, лигроин сияқты еріткіштерде
жақсы ериді. Тығыздықтары судан кем. Көміртек саны өскен сайын қайнау
температурасы өседі.Алкандар сияқты, молекула құрамы бір көміртекке өссе,
қайнау температурасы 20-30˚С-қа өседі. Көміртек тізбегі тармақталса қайнау
температурасы төмендейді. Көміртек саны бірдей алкан мен алкен
молекулаларын салыстырсақ қайнау температура көрсеткіштері өте жақын.
Төменгі олефиндер (С2- С4) қалыпты жағдайда- газдар. С5- С16 олефиндер −
сумен араласпайтын сұйықтар, жоғары молекулярлы алкендер− қатты заттар.
Кейбір төменгі олефиндердің қасиеттері 2-кестеде көрсетілген. Берілген
шекті температураларынан этилен тек төмен температура мен жоғары қысымда
сұйыққа айналады, ал қалған алкендер қысымда сумен салқындатқанда сығылады.
Кесте 2
Газтәрізді алкендердің физикалық қасиеттері.Ршек, МПа
Ауамен
Көмірсутек tшек, ˚С Tқайнау, Ршек, МПа жарылғыш
˚С көлемді
концентрация
шегі, %
Этилен 9,9 -103,7 5,05 3,0-31
91,8 -47,7 4,56 2,2-10,3
Пропилен
Бутен-1 146,2 -6,3 3,97 1,6-9,4
цис-бутен-2 157,0 3,7 4,10 1,6-9,4
транс-бутен-2 -144,7 0,9 -3,95 1,6-9,4
Мұнай өңдеудің өнеркәсіптік процестерінде алкендер алкандар қоспасымен
алынады, олардың қасиеттері қоспаны бөлгенде және жеке көмірсутектерді
алған кезде әр түрлі болады. Нормаль құрылысты 1-алкендердің қайнау және
балқу температуралары сәйкес алкандарға қарағанда төмен, бірақ олпардың
тығыздығы мен сыну көрсеткіші жоғары болады, пентан мен пентен-1-дің мысалы
(3-кесте). Бұралған алкендердің қайнау температуралары мен балқу
температуралары қалған изомерлерге қарағанда жоғары, сонымен қатар, олардың
тығыздығы да жоғары. Алкендердің цис-изомерлерінің транс-изомерлерге
қарағанда қайнау температурасы жоғары.
Кесте 3
Сұйық алкендердің физикалық қасиеттері, кгм3
Көмірсутек ρ, кгм3 tшек, ˚С Tқайнау, ˚С
Пентан 626,0 -129 36
1-Пентен 641,0 -165 30
2,3-Диметил-2-бутен 708,8 -75 73
1-гексен 674,0 -140 63
Ацетилен көмірсутектері. Алкиндер− аз полярлы қосылыстар, физикалық
қасиеттері алкандар мен алкендерге ұқсас. Суда ерімейді, бірақ аз полярлы
органикалық еріткіштерде жақсы ериді (лигроинде, эфирде, бензолда,
төртхлорлы көміртегінде). Тығыздығы судан төмен. Алкиндердің құрамындағы
көміртек саны өскен сайын, қайнау температурасы өседі, құрылысының
тармақталуы қайнау температурасына әсер етеді. Төменгі алкиндер− иісі де,
түсі де жоқ газдар, олардың қайнау температуралары сәйкес алкендерге
қарағанда жоғары. Үштік байланыс соңында орналасқан алкиндер ішкі үштік
байланысы бар көмірсутектерге қарағанда төмен температурада қайнайды (4-
кесте).
Кесте 4
Алкиндердің физикалық қасиеттері
Қосылыс Формуласы Tбалқу, ˚С Tқайнау, ˚С
Ацетилен СН≡CН -81,8 -84
2-бутин СН3− С≡С−СН3 -32,3 27
1-бутин СН3− СН2−С≡СН -125,9 8,1
Пропин СН3−С≡СН -101,5 -23,2
Қосылыс Формуласы Tбалқу, ˚С Tбалқу, ˚С
1-пентин СН3(СН2)2−С≡СН -90,0 39,3
1-гексин СН3(СН2)3−С≡ СН -132,4 71,4
(СН3)3С−С≡СН
3,3-Диметил-1-бутин -78,2 37,7
1- октин СН3(СН2)5−С≡СН -79,6 126,2
2-децин СН3(СН2)7−С≡СН -40 182,2
Ацетилен − қалыпты жағдайда газ, -83,8˚С және 0,1МПа қысымда
конденсирленеді, шекті температурасы 35,5˚С, шекті қысымы 6,2МПа болып
табылады. Барлық газ тәрізді көмірсутектер секілді ол ауамен және оттегімен
жарылғыш қоспаларды береді, кейбір металдармен (Сu, Аg) жарылғыш заттарды –
ацетиленидтерді береді. Ацетиленнің басқа техникалық маңызды қасиеті оның
суда және органикалық заттарда еруі, бұл оны алуда, сақтауда және газды
қоспадан бөлуде маңызды болып келеді.
Диен көмірсутектері. Диен көмірсутектерінің физикалық қасиеттері басқа
алифатикалық көмірсутектерге ұқсас, төменгі диендер (С3,С4) − иісі де, түсі
де жоқ газдар. Орташа диендер−сумен араласпайтын сұйықтықтар.
3.2 Алкендерді алу жолдары
Алкендерді өндіріс көлемінде крекингілеп алады. Төмен молекулалы
алкендерді таза күйінде фракциялық айдау арқылы алады. Күрделірек құрамды
алкендерді таза күйінде алу үшін, негізінен, молекула құрамына қос байланыс
енгізу әдісімен алады. Молекула құрамынан бір жай зат бөліп шығарса қос
байланыс енеді. Ол жай зат галоген болуы мүмкін.
Этиленнің өндірісінің негізгі әдісі- көмірсутекті шикізаттың пиролизі.
Этиленнің әлемдік өндірісінің өнімділігі 1980 жылы 60млн т жыл, ал 1995
жылы 90млн т жыл. Олефиндерді өнеркәсіпте алу әдісі-мұнай фракциялары мен
көмірсутекті газдардың крекинг процесі. Бұл процестерді екі топқа бөлуді:
термиялық (пиролиз, парфиндердің термиялық крекингі) және каталитикалық
(каталитикалық крекинг). Біріншісін олефин алу мақсатында жүргізеді, ал
екіншісін бензин өндірісінде, ал олефин бұнда қосымша өнім ретінде пайда
болады. Сонымен қатар, олефиндерді сәйкес парафиндерді дегидрлеу арқылы
алады, ал кейбір олефиндерді бір-біріне айналу реакцияларынан алады
(олигомеризация, диспропорция).
Термиялық процестер кезінде көміртек - көміртек байланысы бойынша
көмірсутектердің ыдырау реакциясы жүреді және бұл реакциялардың нәтижесінде
газтәрізді және сұйық қаныққан мен қанықпаған көмірсутектердің қоспасы
түзіледі.
Мұнай өнімдерінде кездесетін циклды көмірсутектер осы шарттарда бүйір
тізбегін ығыстырып, олефиндер түзіледі.
Аталған реакциялар катализатордың қатысынсыз бос радикалдардың
түзілуі арқылы жүреді және ол тізбекті жүреді:
RCH2 - CH2Rˊ→ RCH2 - CH2* + R*ˊ
RCH2 - CH2Rˊ + R*ˊ → RCH*- CH2 + Rˊ
RCH* - CH2Rˊ→ R*ˊ + RCH= CH2
Температураның жоғарлануымен ыдырау терең жүреді, бірақ та онымен қатар
дегидрлену және циклизация реакциясымен толығуы мүмкін.
Төменгі олефиндерді пиролиз арқылы алғанда өнімнің шығымына әсер ететін
факторлар: шикізат түрі, температура, контакт уақыты және қысым. Пиролиз
кезіндегі оптималды температура 800 - 900˚С, контакт уақыты аз болуы қажет
(0,2-0,5с) және шикізатқа су буын қосады. Пиролизге шикізат таңдау өте кең,
этаннан бастап, шикі мұнайға дейін. Қазіргі кезде контакт уақытын азайтуды
(милисекундті пиролиз) алға қойып отыр. Ауыр мұнай фракцияларын пиролизінде
сутегінің қатысында жүргізетін гидропиролиз кең таралған, сутегі кокс пен
ауыр қалдықтардың түзілуіне кедергі болады және олефиннің шығымын
жоғарылатады.
Каталитикалық крекинг кезінде катализатор ретінде алюмосиликатты
катализаторлар қолданылады. Бұл кезде реакция термиялық крекинг секілді,
бос радикалдық механизм бойынша емес, иондық механизм бойынша жүреді.
Каталитикалық крекинг және термиялық крекинг кезінде алынған газдардың
құрамы әр түрлі. Каталитикалық крекинг кезінде екі көміртек атомы бар
көмірсутекке дейін ыдырау аз жүреді, өйткені СН3 және С2H5 карбокатиондары
тұрақты болады. Сондықтан да каталитикалық крекинг газдарында термиялық
крекинг газдарына қарағанда С3-C4 газдары, сонымен қатар сутегі көп
мөлшерде болады. Каталитикалық крекинг кезіндегі газдардың шығымы 10-15%.
Қатты және жұмсақ парафиннің термиялық крекингісін өнеркәсіпте 5-20
көміртегі атомынан тұратын сұйық олефиндерді алу үшін қолданады. Пиролиз
газдарын бөлген кезде алынатын этилен фракциясының құрамында 2-3% метан
және этан кездеседі, ал қазіргі құрылғыларда этиленнің шығымы 99,9%.
Пропилен фракциясы алу көзіне байланысты әр түрлі мөлшерде пропан және
пропиленнен тұрады. Мысалы, крекинг газдарының бөлінуі кезінде пропиленнің
құрамы 30-40%, көмірсутектік газдардың бөлінуі кезінде 60-80%, ал бензиннің
пиролизі кезінде пропиленнің құрамы 90-95% құрайды. Бутен фракциясының
бөлінуін кәдімгі ректификация арқылы жүргізбейді, өйткені ондағы
компоненттердің ұшқыштығы бір-біріне жақын, ондайда экстрактивті
ректификация, хемосорбция, олефиндердің реакциондық қабілетіне негізделген
арнайы әдістерді қолданады.
Күрделірек құрамды алкендерді таза күйінде алу үшін, негізінен молекула
құрамына қос байланыс енгізу әдісімен алады. Молекула құрамынан бір жай зат
бөліп шығарса қос байланыс енеді. Ол жай зат – галоген молекуласы болуы
мүмкін. Алкилгалогенидте сілтінің ерітіндісімен әрекеттесе галоген өзімен
көрші сутегін алып, галоген сутек түрінде бөлінеді де алкен түзіледі.
Галогенсутек-қышқыл. Қышқылды бөлу үшін күшті негіз қажет. Күшті негіздің
міндетін сілтінің спирттегі ерітіндісі қолданылады. Процесс қыздыру арқылы
жүреді. Пропилен алу үшін бастапқы шикізат ретінде хлорлы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz