WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

«Элементный состав нефти и рассеянного органического вещества и методы его изучения Учебно-методическое пособие по изучению состава природных нефтей, битумов и органического ...»

-- [ Страница 1 ] --

1

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Институт геологии и нефтегазовых технологий

Элементный состав нефти и рассеянного

органического вещества и методы его изучения

Учебно-методическое пособие по изучению состава природных нефтей,

битумов и органического вещества пород для студентов специалистов,

обучающихся по специальности

020305-Геология и геохимия горючих ископаемых, и студентов бакалавров, обучающихся по специальности 020700-Геология, профиль — Геология и геохимия горючих ископаемых Казань-2013 2 УДК 665/6 (075/8) ББК 6 П 7.43 С 95 Публикуется по решению Редакционно-издательского совета ФГАОУВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Учебно-методическая комиссия Института геологии и нефтегазовых технологий Протокол № 2 от 8 октября 2012 г.

Заседание кафедры геологии нефти и газа Протокол № 1/12-13 от 03 сентября 2012 г.

Авторы-составители:

доктор геолого-минералогических наук Плотникова И.Н.

Научный редактор:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Успенский Б.В.

Рецензент:

доктор технических наук, профессор Кемалов А.Ф.

Элементный состав нефти и рассеянного органического вещества и методы их изучения: Учебно-методическое пособие по изучению элементного состава нефтей, природных битумов и рассеянного органического вещества горных пород для студентов специалистов, обучающихся по специальности 020305-Геология и геохимия горючих ископаемых, и студентов бакалавров, обучающихся по специальности 020700-Геология, профиль: геология и геохимия нефти и газа. – Казань: Казанский университет, 2012. – 25 с.

В учебно-методическом пособии представлена информация об элементном составе нефти, природных битумов и рассеянного органического вещества пород и методы изучения этого элементного состава. Для самостоятельной работы студентов приведен перечень вопросов для самоконтроля, а также перечень сайтов, где студенты самостоятельно смогут получить более подробную и развернутую информацию по элементному составу природных углеводородных соединений.

Оглавление Введение……………………………………………………………. 1. Историческая справка

2. Элементный состав нефти и РОВ ……………………………… 2.1. Углерод……………………………………………………. 2.2. Водород…………………………………………………… 2.3. Азот……………………………………………………….. 2.4. Кислород…………………………………………………. 2.5. Сера 3. Микроэлементный состав нефти и РОВ……………………….. 4. Методы изучения элементного состава нефти и рассеянного органического вещества…………………………………………… 4.1. Определение содержания элементов C, H, N и S 5. Вопросы для самоконтроля……………………………………. Заключение…………………………………………………………. Список рекомендуемых сайтов для получения дополнительной информации………………………………………………………… Список использованной литературы и интернет сайтов…………………………………………….…….. Введение. Нефть представляет собой жидкий ископаемый минерал от светлого (почти без цвета) и светло-коричневого до тёмнобурого (почти чёрного) цвета. Кроме этого нефть может иметь белый, оранжевый или изумрудно-зелёный цвет. Средняя молекулярная масса нефти составляет 220—300 г/моль (редко 450—470), плотность — от 0,65 до 1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см. При этом нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831—0,860 — средней, выше 0,860 — тяжёлой.

Нефть имеет весьма сложный состав и представляет собой смесь около 1000 различных индивидуальных веществ, представленных в основном жидкими углеводородами ( 500 веществ или обычно 80—90 % по массе). Кроме них в состав нефти входят гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые ( 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ). Также в нефти присутствуют различные металлы в виде металлоорганических соединений.

Остальные компоненты нефти — это растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы песка, обломки минералов, оксиды железа и т.д.).

При исследовании нефти определяют ее элементный химический состав;

групповой состав, т.е. содержание в нефтях различных классов и групп соединений;

соединений;

изотопный состав как нефти в целом, так и ее различных классов и групп соединений.

В данном методическом пособии будет рассмотрен элементный химический состав нефти и рассеянного органического вещества пород (РОВ), а также методические приемы и аналитическое оборудование, с помощью которых изучают элементный состав нефти, битумов и органического вещества пород.

Знание элементного состава нефти необходимо, прежде всего, для выбора метода ее переработки и составления материальных балансов некоторых процессов переработки. Например, процентное отношение массового содержания водорода к содержанию углерода (100Н\С) показывает сколько необходимо добавить водорода к сырью в процессе гидрокрекинга, чтобы получить желаемые продукты.

Отношение 100 Н/С в бензине равно 17-18, в нефти 13-15, в тяжелых фракциях 9-12.

Наличие в нефти серо- и кислородсодержащих соединений требует сооружения специальных установок очистки. Для этого необходимы сведения о содержании в нефти серы и кислорода.

Серосодержащие соединения наиболее вредны как при переработке нефти, так и при использовании нефтепродуктов; поэтому содержание серы входит как показатель в ГОСТ на нефть.



Кроме этого от элементного состава топлива зависит теплота сгорания котельных топлив, что является важным показателем, от которого зависит расход топлива. Высокая теплота сгорания жидких топлив объясняется высоким содержанием в них водорода и углерода и малой зольностью.

Данные элементного состава и структурно-группового состава узких фракций масел и тяжелых остатков, из которых выделение индивидуальных соединений невозможно, позволяет значительно расширить представления о структуре веществ, входящих в эти фракции, и построить модель их "средней" молекулы.

Не менее важным является изучение элементного состава РОВ.

Элементный состав природного РОВ является одной из его основных характеристик. Важность элементного состава обусловлена тем, что данные о нем используются для определения природы, условий накопления, зрелости РОВ. Именно поэтому изучению элементного состава РОВ в катагенезе посвящено много научных работ, из которых наиболее значимыми являются работы В.А.Успенского, С.Г.Неручева, О.А.Радченко, А.Э.Конторовича и других.

Как отечественными, так и зарубежными исследователями было установлено, что компоненты РОВ специфически эволюционируют в ходе катагенеза и для диагностики типов РОВ особенно важно использовать весь спектр критериев, включающих элементный состав (C, H, S, N, O).

1. Историческая справка. Состав нефти и природных газов не являются до конца изученными веществами, несмотря на то, что являются объектом исследования уже около двух веков. Сама нефть известна человечеству с древнейших времен — ее применение в качестве топлива и строительного материала началось еще 4- тысячелетий до нашей эры.

Горючие свойства нефти до начала XVIII века объясняли присутствием в ней серы. Но французский химик Пьер Жозеф Макер ( 1718 - 1784 годы) высказал предположение, что нефть представляет собой один из видов масел, которое состоит из флогистона (вещества, согласно старой химической теории входящего в состав любого горючего вещества и представляющее собой его горючую часть), посредством кислоты соединенного с водой, а также с землей, количество которой различно в различных видах нефтяных масел.

Родоначальник современной химии А. Л. Лавуазье (1743- годы) уже в XVIII понял, что органические вещества состоят из углерода и водорода и имеют гораздо более сложное строение, чем неорганические соединения, а Я. Берцелиус (1779-1848 годы) считал, что реакции между органическими соединениями не подчиняются установленным химическим законам, так как эти соединения обладают "жизненной силой".

Первые опыты по определению элементного состава нефти и природных газов можно отнести уже к началу XIX века. Английский химик и физик Джон Дальтон (1766-1844), установивший закон кратных отношений и создавший понятие «атомный вес», апробировал свой закон на примере состава метана и этилена и в году установил, что болотный газ имеет формулу СН2, а маслородный — СН. Безусловно, первые определения элементного состава нефти и ее фракций были неточны, однако к концу XIХ века ученым, работавшим в этой области, удалось достичь более значительных результатов.

В 1817 году французский химик X. Соссюр установил, что итальянская нефть содержит углеводороды, а английские химики в 1833 году пришли к выводу о том, что атомарное отношение углерода и водорода в нефтях подчиняется формуле СnН2n+2.

Большое значение для понимания состава нефти имело установленное в 1843 году Ф. Жераром для органических соединений гомологических рядов.

Для познания состава нефти много дали исследования Д.И.

Менделеева, который в своем курсе "Органическая химия" указывал на наличие многих рядов углеводородов.

Активное изучение состава и свойств углеводородов нефти началось во второй половине XIX века и было обусловлено бурным ростом промышленного производства. Одной из наиболее актуальных и важных проблем к середине XIX века являлась потребность в искусственном освещении и более качественных смазочных материалах, которая решалась за счет промышленного производства керосина и смазочных масел из нефти. Появление двигателя внутреннего сгорания подняло потребление нефти в мировом масштабе на иную высоту. На мировой рынок вышел бензин — новый продукт нефтепереработки, который до этого являлся лишь ее отходами.

К началу XX века накопленные знания позволили определить дальнейший потенциал той области органической химии, которая занималась изучением нефтяных углеводородов, и вывести химию нефти в отдельное научное направление.

2. Элементный состав нефти и РОВ. Несмотря на большое разнообразие геологических и литолого-петрографических условий, в которых формируются промышленные залежи нефти, состав самих нефтей весьма близок. Элементный состав нефти и РОВ определяется на основании изучения процентного содержания пяти химических компонентов нефти - углерода, водорода, кислорода, серы и азота, содержание которых в значительной мере предопределяет товарные качества нефти.

2.1. Углерод — химический элемент 4-ой группы главной подгруппы 2-го периода периодической системы Менделеева, порядковый номер 6, атомная масса — 12,01115. Углерод является основным элементом, который входит в состав всех горючих ископаемых, кроме серы. По распространенности в космосе углерод занимает третье место после водорода и гелия. Несмотря на то, что его кларк в земной коре по массе невысок (всего 0,23%), а по распространенности этот элемент занимает лишь 11 место, именно природные горючие вещества (нефть, битум, торф, уголь и т. д.) являются концентраторами углерода.

В таблице 1 приведены значения углерода в различных природных горючих веществах. Как видно из этой таблицы и из рисунка 1, нефть отличается от других горючих веществ достаточно высоким содержанием углерода, которое варьирует от 78-79,5 до 86, %. В природных газах содержание углерода варьирует от 42 до 78%.

В таблице 2 приведены данные по элементному составу нефтей различных месторождений России и СНГ.



Pages:     || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:

«Рабочая программа учебной дисциплины УТВЕРЖДАЮ Директор ИГНД _ Е.Г. Язиков _ 2008 г. ГЕОГРАФИЯ И УЧЕНИЕ ОБ АТМОСФЕРЕ Часть 1. География Рабочая программа и методические указания для специальности 020804 Геоэкология Институт геологии и нефтегазового дела Обеспечивающая кафедра: геоэкологии и геохимии (ГЭГХ) Курс 1 Семестр 1 Учебный план набора 2008 года с изменениями 2009 года Распределение учебного времени для очного (заочного) обучения Лекции 18 (10) часов (ауд.) Практические занятия 18 (8)...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Рабочая программа дисциплины (модуля) Органическая и физколлоидная химия Направление подготовки 111801 Ветеринария Квалификация (степень) выпускника – специалист Форма обучения очная Орел 2012 год Оглавление Введение 1. Цели и задачи дисциплины 2. Место дисциплины в структуре ООП 3. Требования к результатам...»

«Обложка: © П. Ван Пенеен /ЮНЕП / Still Pictures Свалка химических отходов, Канада. Опасные химические вещества могут существовать в окружающей среде десятилетиями, накапливаясь в пищевой цепи, и могут переноситься далеко от первоначального места. Они представляют серьезную угрозу для рабочих, наносят вред нервной и иммунной системе, вызывают рак и нарушают репродуктивную функцию, а также оказывают негативное воздействие на развитие ребенка. Спасение жизней и защита окружающей среды посредством...»

«МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, МЕНЕДЖМЕНТА И ПРАВА Кафедра государственно-правовых дисциплин ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРАВО Учебно-методические материалы МОСКВА 2005 1 Автор-составитель: Разумова Е. Р. – кандидат химических наук, профессор Рецензенты: Дорохов Н.И. – кандидат юридических наук, профессор. Долгов А.Ф. – кандидат юридических наук, доцент. Экологическое право: Учебно-методические материалы / Сост. Разумова Е. Р. - М.: МИЭМП, 2004. – 32 с. Учебно-методические материалы содержат...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИМЕНИ А.Е. АРБУЗОВА КАЗАНСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК Методическое пособие Metal-Organic Frameworks (MOF), или металлорганические координационные полимеры (МКОП) Казань – 2013 Введение Сегодня в научных кругах учёные-химики всё чаще и чаще употребляют словосочетание Metal-Organic Framework (металлорганические координационные полимеры), сокращённо MOF (МКОП), или более обще...»

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Национальный исследовательский университет Учебно-научный и инновационный комплекс Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии Князев А.В., Кузнецова Н.Ю. НАНОХИМИЯ Электронное учебное пособие Мероприятие 2.2. Развитие сетевой интеграции с ведущими университетами страны, научно-исследовательскими институтами Российской академии наук, предприятиями-партнерами, создание новых форм взаимодействия Учебные дисциплины: Введение...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Н.П.Пикула МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Издательство Томского политехнического университета 2010 УДК 621:53.08+658.562(075.8) ББК 30.10+65.9 – 80 Я П Н.П. Пикула П 323 Метрология,...»

«ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ учебное пособие для химико-технологических специальностей профессиональных центров Йыхви, 2012 INSTRUMENTAALANALS Kesolev ppematerjal on valminud „Riikliku struktuurivahendite kasutamise strateegia 2007ja sellest tuleneva rakenduskava „Inimressursi arendamine” alusel prioriteetse suuna „Elukestev pe” meetme „Kutseppe sisuline kaasajastamine ning kvaliteedi kindlustamine” programmi Kutsehariduse sisuline arendamine 2008-2013” raames. ppematerjali autorid: Valentina...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ХИМИЯ ДРЕВЕСИНЫ И ЕЕ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ Барнаул • 2002 Составитель: Н. Г. Б а з а р н о в а, профессор, доктор хим наук Представленное пособие является методическим руководством для изучения специального курса Химия древесины и ее основных компонентов. Предназначено для студентов дневного отделения, обучающихся по специальности 011000...»

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовский государственный технический университет ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ Методические указания к лабораторным работам для студентов 2 и 3 курса специальности 140106 Тамбов Издательство ТГТУ 2006 УДК 621.1.016(076) z311я73-5 ББК Л99 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Р е це н зе...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.