Нефть и ее свойства

Удельная дисперсия (d) характеризует отношение разности показателей преломления для двух различных частей спектра к плотности:

d = (n_{F -} n_c) 10⁴/r

где n_F  и n_c - показатели преломления для голубой и красной линий водорода соответственно (l = 4861 ммк и 6563 ммк).

8. Электрические  свойства.

    Электрические свойства нефти играют особую роль. Нефть не проводит электрический ток(диэлектрическая проницаемость нефти ~2; для сравнения у стекла она ~7-8), поэтому для обнаружения в разрезах скважин нефтеносных пластов используют электрические методы. У безводных чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно ничтожна, что имеет важное практическое значение и применение. Так, твердые парафины применяются в электротехнической промышленности в качестве изоляторов, а специальные нефтяные масла (конденсаторное, трансформаторное) – для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры, например, для наполнения кабелей высокого давления (изоляционное масло С-220).

Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Их разряд может вызвать  искру, а следовательно и загорание нефтепродукта. Надежным методом борьбы с накоплением статического электричества является заземление всех металлических частей аппаратуры, насосов, трубопроводов и т.п.

9. Теплота  сгорания.

    Теплота сгорания нефти очень высока. Для сравнения приведем данные о теплоте сгорания угля, нефти и газа в таблице №2.

 

Таблица №2. Теплота сгорания нефти

Ископаемое	Теплота сгорания Дж/кг
каменный  уголь	33 600
природный газ (сухой)	37 700 — 56 600
нефть	43 250 — 45 500

 

10. Содержание  воды.

      При добыче и переработке нефть дважды смешивается с водой: при выходе с большой скоростью из скважины вместе с сопутствующей ей пластовой водой и в процессе обессоливания, т.е. промывки пресной водой для удаления хлористых солей.В нефти и нефтепродуктах вода может содержаться в виде простой взвеси, тогда она легко отстаивается при хранении, либо в виде стойкой эмульсии, тогда прибегают к особым приемам обезвоживания нефти.

      Образование устойчивых нефтяных эмульсий приводит к большим финансовым потерям. При небольшом содержании пластовой воды в нефти удорожается транспортировка ее по трубопроводам из-за увеличения вязкости. После отделения воды от нефти в отстойниках и резервуарах, часть нефти сбрасывается вместе с водой в виде эмульсии и загрязняет сточные воды.Часть эмульсии улавливается ловушками, собирается и накапливается в земляных амбарах и нефтяных прудах, где из эмульсии испаряются легкие фракции и она загрязняется механическими примесями. Такая нефть получила название "амбарной нефти". Она является высоко обводненной, смолистой, с большим содержанием механических примесей и тяжело обезвоживаемой.

     Вода, присутствующая в нефти, особенно с растворенными в ней хлористыми солями, осложняет ее переработку, вызывая коррозию аппаратуры.При уменьшении температуры кристаллики льда засоряют фильтры, что может служить причиной аварий при эксплуатации авиационных двигателей.Содержание воды в масле усиливает его склонность к окислению, ускоряет процесс коррозии металлических деталей, соприкасающихся с маслом.

     Следовательно, вода оказывает негативное влияние, как на процесс переработки нефти, так и на эксплуатационные свойства нефтепродуктов и количество ее должно строго нормироваться.

 

11. Содержание  механических примесей.

Присутствие механических примесей объясняется условиями залегания нефти и способами ее добычи.Механические примеси нефти состоят из взвешенных в ней высокодисперсных частиц твердых пород, которые, адсорбируясь на поверхности воды, способствуют стабилизации нефтяной эмульсии. При перегонке нефти примеси могут частично оседать на стенках труб, аппаратуры и трубчатых печей, что приводит к ускорению процесса износа аппаратуры.При подогреве нефти в отстойниках, резервуарах и трубах часть высокодисперсных механических примесей выпадает на дно и отлагается на стенках, образуя слой грязи и твердого осадка. При этом уменьшается производительность аппаратов, а при отложении осадка на стенках труб уменьшается их теплопроводность.

 

12. Содержание  серы.

Сера и ее соединения являются постоянными составляющими частями  сырой нефти. По химической природе  это соединения сульфидов, гомологов  тиофана и тиофена. Кроме указанных соединений, в нефти встречаются сероводород, меркаптаны и дисульфиды.Меркаптаны или тиоспирты — легколетучие жидкости с чрезвычайно отвратительным запахом; сульфиды или тиоэфиры — нейтральные вещества, которые не растворяются в воде, но растворяются в нефтепродуктах; дисульфиды или полисульфиды — тяжелые жидкости с неприятным запахом, легко растворяющиеся в нефтепродуктах и очень мало — в воде; тиофен — жидкость, не растворяющаяся в воде.

Соединения серы в нефти, как правило, являются вредной примесью. Они токсичны, имеют неприятный запах, способствуют отложению смол, в соединениях  с водой вызывают интенсивную  коррозию металла. Особенно в этом отношении  опасны сероводород и меркаптаны. Они обладают высокой коррозийной  способностью, разрушают цветные  металлы и железо. Поэтому их присутствие  в товарной нефти недопустимо.

 

13. Наличие  хлористых и других минеральных  солей

 

Перегонка нефти, содержащей соли, становится невозможной из-за интенсивной коррозии аппаратуры, а  также из-за отложения солей в  трубах печей и теплообменниках.

 

Из содержащихся в нефти  хлоридов наиболее легко гидролизируется хлористый магний, за ним следует хлористый кальций и труднее всех гидролизируется хлористый натрий.

 

При перегонке сернистой  нефти сероводород реагирует  с железом и образует не растворяемый в воде сульфид железа, который  в виде тонкой пленки покрывает стенки аппаратов и, таким образом, защищает аппаратуру от дальнейшего воздействия  коррозии. Но выделившийся хлористый  водород разлагает эту защитную пленку, при этом выделяются новые  порции сероводорода, и образуется нерастворимое в воде хлористое  железо. В результате обнажается поверхность  металла и протекает интенсивная  сопряженная коррозия сероводородом  и хлористым водородом.

 

Наличие значительного количества минеральных солей в мазутах, которые представляют собой остаток  при перегонке нефти и используются в качестве котельного топлива, приводит к отложению солей в топках, на наружных стенках нагревательных труб. Это приводит к снижению теплоотдачи и, следовательно, к снижению коэффициента полезного действия печи.

 

Переработка такой нефти  может осуществляться только после  обязательного обессоливания и  обезвоживания.

 

14. Содержание парафина

 

При транспортировке парафинсодержащей  нефти, на стенках трубопроводов, а  также на деталях оборудования часто  откладывается парафин. Это объясняется  тем, что температура стенок трубопровода может быть ниже, чем у перекачиваемой жидкости, а также тем, что частицы  парафина, выделившиеся из нефти, вследствие высокой концентрации или колебания  температуры на различных участках трубопровода, прилипают к его  стенкам. Это приводит к уменьшению эффективного сечения труб и оборудования, что в свою очередь требует  повышения давления для поддержания  необходимого расхода (объема протекающей  жидкости) и может привести к снижению производительности всей системы.

 

Таким образом, знание содержания в нефти и нефтепродуктах количества парафина и температуры его массовой кристаллизации позволяет определить технологический режим эксплуатации магистральных трубопроводов.