Содержание дисциплины и методические указания
Введение
Студент должен иметь представление:
- о содержании дисциплины;
- о связи с другими дисциплинами;
- о новейших научных достижениях в области нефтегазопереработки и нефтехимии.
Сущность дисциплины, её связь с другими дисциплинами. Роль нефти и газа в современном мире.
Краткие сведения о происхождении нефти, залежи нефти и газа в недрах. Основные месторождения нефти и газа и их краткая характеристика. Краткие исторические сведения о развитии нефтегазоперерабатывающей промышленности. Значение нефти и газа, продуктов их переработки для экономики страны. Структура топливно-энергетических ресурсов России. Понятие о глубине переработки нефти.
Научно-технические проблемы и перспективы развития нефтегазопереработки и нефтехимии. Потребности региона в продуктах нефтегазопереработки и нефтехимии.
Литература: [1], с. 4 - 16.
Методические указания.
Учебная дисциплина «Химия и технология нефти и газа» изучает химический состав нефти, газоконденсатов и газа, направления и процессы их переработки. Главная задача нефтепереработки на современном этапе - углубление переработки нефти, т.е. при сокращении объёмов переработки увеличить выпуск товарных нефтепродуктов. Это вызвано удорожанием процесса добычи нефти и необходимостью рационального использования каждой тонны сырья, и природных ресурсов вообще. Улучшить качество до уровня мировых стандартов.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что значит «углубить переработку нефти»?
2. Теория происхождения нефти.
3. Доля нефти в топливно-энергетическом балансе мира и России.
4. Способы разведки нефти.
5. Способы добычи нефти.
6. Важнейшие месторождения нефти.
7. Перспективы развития нефтегазопереработки в России.
Раздел 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОСТАВЕ И СВОЙСТВАХ НЕФТИ И НЕФТЕПРДУКТОВ
Тема 1.1 Химический состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов
Студент должен
знать:
- фракционный и групповой состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов;
- распределение углеводородов по фракциям;
- вредное влияние гетероорганических соединений;
- значение кривых истинных температур кипения (ИТК) и название основных дистиллятов;
уметь:
- строить ИТК нефти и нефтяных дистиллятов;
- составлять материальный баланс процесса на основе кривой ИТК.
Фракционный состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов. Способы его определения. Понятие о потенциальном содержании фракций в нефти. Кривые истинных температур кипения (ИТК). Элементарный состав нефти, газоконденсатов и нефтепродуктов.
Группы и классы органических соединений, входящих в состав нефти и газоконденсатов. Алканы, распределение их по фракциям. Газообразные алканы. Природные и попутные газы, их состав, строение. Жидкие алканы, их строение. Твердые алканы - парафины и церезины, их строение и физические свойства. Моно- и полициклические алканы, их распределение по фракциям. Моно- и поли циклические арены, их строение и распределение по фракциям, влияние на эксплутационные свойства нефтепродуктов.
Гибридные углеводороды нефти. Понятие о структурном строение углеводородов.
Серусодержащие соединения нефти и газоконденсатов, их типы. Содержание общей серы в нефти и газоконденсатах.
Строение, химические и физические свойства меркаптанов, алифатических и циклических сульфидов. Понятие о полициклических серусодержащих соединениях. Распределение серсодержащих соединений по фракциям. Токсичность и коррозионная агрессивность серусодержащих соединений, их влияние на качество и эксплуатационные свойства нефтепродуктов. Нормы на содержание общей серы и активных серусодержащих соединений в товарных нефтепродуктах.
Азотсодержащие соединения нефти и газоконденсатов, их содержание и влияние на переработку.
Кислородсодержащие соединения нефти и газоконденсатов. Строение, физические и химические свойства нефтяных кислот. Необходимость и способы удаления кислородсодержащих соединений из нефти и нефтяных фракций.
Металлорганические соединения нефти и газоконденсатов. Смолисто-асфальтовые вещества нефти и газоконденсатов, их виды.
Классификация нейтральных смол. Характеристики отдельных групп смолисто-асфальтеновых веществ. Распределение смолисто-асфальтеновых веществ по фракциям нефти и их влияние на качество нефтепродуктов. Понятие о нефтяных битумах.
Литература: [1], с. 16 - 41.
Методические указания.
Химия нефти является базой для изучения всех последующих разделов дисциплины. Ключевым вопросом темы является фракционный состав нефти и нефтепродуктов, поскольку от фракционного состава нефти и газоконденсатов зависит выход целевых фракций при их разгонке и экономическая эффективность переработки нефти данного типа.
Требования стандартов к качеству большинства основных товарных нефтепродуктов начинаются с показателей фракционного состава. Химический состав оказывает решающее влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов, на соответствующие экологические требования к топливам и другим продуктам.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что такое фракционный состав?
2. Как рассчитать потенциальное содержание фракций с заданными пределами выкипания по данным фракционного состава нефти?
3. Из каких химических элементов состоит нефть?
4. Каково строение молекул газообразных, жидких, твёрдых алканов?
5. Что значит гибридное строение углеводородов?
6. Каковы типы сернистых соединений нефти?
7. Почему необходимо удалять серу из состава нефтепродуктов?
8. Каковы типы азотсодержащих соединений в нефти?
9. Каково влияние азотсодержащих соединений нефти на качество нефтепродуктов?
10. Каково применение кислородсодержащих соединений нефти. Их влияние на качество нефтепродуктов?
11. По какому признаку классифицируются смолисто-асфальтеновые вещества нефти?
12. Каково влияние смолисто-асфальтеновых веществ на качество нефтепродуктов?
13. Каково применение смолисто-асфальтеновых веществ?
Тема 1.2 Физические свойства нефти и нефтепродуктов
Студент должен
знать:
- характеристику физических свойств: относительную плотность, условную и кинематическую вязкость, среднюю молекулярную массу нефтей и нефтепродуктов;
- пожаро - и взрывоопасные характеристики нефтепродуктов, их значение для безаварийной работы установок;
- электрические и оптические свойства нефти и нефтепродуктов;
- размерность теплофизических констант и их значение для технологических и тепловых расчётов;