Нафта

НА́ФТА (від грец. νάφθα, від перс. нефт) — горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів (метанових, нафтенових і ароматичних) і невуглеводневих компонентів (переважно кисневих, сірчистих і азотистих сполук) та розчинених у них компонентів, що перебувають у рідинному стані за стандартних умов (тиску 760 мм ртутного стовпчика і температури 20 °С). Є товар. продукцією, що має рідку густу маслянисту консистенцію від жовтого та світло-жовтого, від червоно-коричневого (темно-бурого) до чорного кольорів зі специфіч. запахом. Н. поширена в осад. оболонці Землі. Абсолютна більшість Н. у стандарт. умовах має густину в межах 760–990 кг/м3. Динаміч. коефіцієнт в’язкості Н. коливається в широких межах від 1–2 мПа∙сек. до кількох сотень, а в пласт. умовах — від десятих часток до сотень мПа∙сек. Т-ра початку кипіння переважно становить 60–120 °С, а продовжує кипіти при нагріванні до 300 °С і вище. Т-ра застигання Н. коливається від -40 до 20–40 °С. Теплотвірна здатність Н. 41 000–46 000 кДж. Вода і Н. практично взаємно нерозчинні за атмо­сфер. умов. Необмеженої розчинності Н. в рідин. воді, яку експериментально встановлено 1960 (Е. Чекалюк та ін.), досягають за т-р 320–340 °С і тисків 16–22 МПа. При цьому вода, на відміну від ін. розчинників, після зниження температури водонафт. розчину до атмосферної повністю виділяє всю розчинену в ній Н. Критична температура розчинення знижується в пористому середовищі на 10–20 °С, а в разі додавання до води вуглекислого газу за об’єм. співвідношення 1:5 (в атмосфер. умовах) — до 250 °С. Н. складається переважно з 5-ти хім. елементів: вуглецю С, водню Н₂, сірки S, кисню О і азоту N. Найбільше міститься вуглецю та водню: в Н. — відповідно 83–88 % і 11–14,5 %, у вуглеводневій частині природ. газів — 75–82 % і 18–25 %. Частка ін. елементів переважно не перевищує 2 % і рідко може досягати 7–9 %. Так, масовий вміст сірки в Н. переважно становить 0,1–2 % і іноді сягає 5–7 %, кисню — до 1 % і тільки іноді 3–4 %. Частка азоту в Н. рідко перевищує 0,5 %. Окрім названих, у Н. наявні ще понад 40 хім. елементів у кількості 10,2–10,7 %. Їх називають мікроелементами Н. Серед них найбільше зацікавлення викликають метали, зокрема ванадій і нікель, оскільки їхній вміст є відносно високим і вони утворюють металоорган. сполуки. У Н. на рівні кларків є й радіоактивні елементи: уран, торій і радій. Склад кожної Н. представлений декількома серіями гомолог. рядів, а кожний ряд — декількома групами ізомерів. Перші члени гомолог. рядів завжди містяться в менших концентраціях, ніж вищі гомологи, а в деяких Н. ці перші члени можуть бути відсутні. Осн. масу Н. складають неполярні та малополярні вуглеводні 3-х гомолог. рядів класів (груп) — алкани (парафін. чи метан. вуглеводні), циклоалкани (нафтен. вуглеводні) й арени (ароматичні вуглеводні). У Н. виявлено понад 1000 індивідуал. сполук, більша частина яких є вуглеводнями, бл. 250 — сірко-, бл. 85 — кисне-, понад 30 — азотовміс. сполуками. Фракцій. склад встановлюють шляхом перегону нафти при поступовому підвищенні температури. У результаті отримують окремі частини-фракції Н., що мають різну температуру початку та кінця кипіння, назви їм присвоюють залежно від сфери подальшого використання. Світлі дистиляти, або фракції (т-ра кипіння до 350 °С; тиск перегонки дещо перевищує атмосферний): початок кипіння — 140 °С — бензин. фракція; 140–180 °С — лігроїн. фракція (важка Н.); 140–220 °С (180–240 °С) — гасова фракція; 180–350 °С (220–350 °С; 240–350 °С) — дизел. фракція (легкий або атмосфер. газойл, соляр. дистилят). Темні фракції — мазут (залишок після виділення світлих дистилятів) і одержані з нього фракції (т-ра кипіння понад 350 °С, переганяють під вакуумом), зокрема й для отримання палив: 350–500 °С — вакуум. газойл (вакуум. дистилят); понад 500 °С — вакуум. залишок (гудрон); для отримання олив: 300–400 °С (за ін. джерелами — 350–420 °С) — легка оливна фракція (трансформатор. дистилят); 400–450 °С (420–490 °С) — середня оливна фракція (машин. дистилят); 450–490 °С — важка оливна фракція (циліндр. дистилят); понад 490 °С — гудрон. За технол. класифікацією, що є чинною в Україні, Н. поділяють: за вмістом сірки на 3 класи — малосірчиста (не більше 0,5 %), сірчиста (0,51–2 %) і високосірчиста (понад 2 %); за вмістом фракцій, що википають до температури 350 °С, на 3 типи — Т1 (не менше 55 %), Т2 (45–54,9 %), Т3 (менше 45 %); за потенцій. вмістом базових олив на 4 групи — М₁ (не менше 25 %), М₂ (24,9–20 %), М₃ (20–15 %), М₄ (менше 15 %); за індексом в’язкості базових олив на 4 підгрупи: перша (понад 95), друга (90–95), третя (85–89,9), четверта (до 85); за вмістом твердих парафінів (алканів) на 3 види: малопарафіниста П₁ (не більше 1,5 %), парафіниста П₂ (1,51–6 %), високопарафіниста П₃ (понад 6 %). За масовим вмістом смол і асфальтенів (асфальтено-смолистих речовин) розрізняють Н.: малосмолисту (1–10 %), смолисту (10–20 %) і високосмолисту (понад 20–40 %), при цьому вміст асфальтенів в асфальтено-смолистих речовинах становить відповідно від слідів до 7–10 %, 15–26 % і 17–40 %. Н. умовно поділяють на легку, середню і важку відповідно з густиною до 850, 850–950 і понад 950 кг/м3. У легких Н. міститься багато бензин. фракцій, мало смол і сірки, з них виробляють високоякісні оливи. Важкі Н. характеризуються високим вмістом смол, для отримання олив необхідно застосовувати спец. методи очищення, але вони є найкращою сировиною для виробництва бітумів. Із Н. на нафтоперероб. заводах виробляють дуже багато нафтопродуктів, основними із яких є: горючі гази (нафтозаводські, скрап­лені); авіац. й автомобіл. бензини; паливо для реактив. двигунів; дизел. пальне; нафт. (котельне) паливо (мазут); нафт. паливо для газотурбін. устаткувань; гас і лігроїн; розчинники; нафт. парафіни; церезини; нафт. бітуми; нафт. кокси; мастил. матеріали (оливи, мастила); присадки до олив; аромат. вуглеводні (бензол, толуол, ксилоли, нафталін); сировину для нафтохім. синтезу.

Завантажити статтю