ХІМІЧНИЙ СКЛАД ПАЛИВНО_МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Кількість атомів С вуглеводнів коливається в межах 1 – 70. У звичайних умовах вуглеводні, в молекулах яких міститься 1 – 4 атомів С є газами. Бензин і дизельне паливо містить у молекулі 5 – 20, моторні масла 20 – 70 атомів вуглецю.

Вуглеводні поділяються на насичені (парафіни), ненасичені (олефіни) і ароматичні.

Насичені поділяються на парафіни і нафтени.

Парафіни – алкани, загальна формула СnH2 n+2, мають відкритий ланцюг складних молекул. Їх густина, tпл., tкип, підвищується зі збільшенням кількості атомів вуглецю в молекулі. Вуглеводи з лінійною структурою називають пірнальними і позначають літерою Н, а з розгалуженою – ізомерами і мають в своєму позначенні префікс ізо.

Парафінові вуглеводні мають найвищу теплоту згоряння, оскільки містять найбільшу кількість атомів вуглецю. За нормальних умов парафінові вуглеводні стійкі, стабільні при зберіганні. Але при підвищених t стійкість до окиснення у розгалужених вуглеводнів вищі.

Насичені вуглеводні також мають погані антидетонаційні властивості, низькі октанові числа. Ізопарафіни мають більш високі октанові числа. Чим більше розгалужена молекула вуглеводнів, тим більше октанове число.

Якщо взяти дизпаливо, то н – парафіни поліпшують самозаймання робочої суміші, тобто збільшують цетанові числа.

В маслах н – парафіни поліпшують в’язкісно – температурні властивості, але погіршують низькотемпературні.

Циклопарафіни або нафтени, загальна формула СnH2n є насичені вуглеводні із замкненим ланцюгом. У нафтопродуктах переважно містяться моно циклічні 5,6 – глені представники нафтенового ряду.

Вони мають нижчу теплоту згоряння порівняно з парафіновими, але вищі октанові числа.

Цетанові числа їх нижчі порівняно з метановими числами н – парафінів. В маслах вони підвищують в’язкість.

Нафтени нездатні до реакції приєднання та досить інертні до різноманітних регентів. Тому ці палива можуть довго зберігатися без зміни їхніх хімічних властивостей.

Ароматичні вуглеводні, або арени загальна формула СnH2n-2, це вуглеводні молекулах яких містяться ядра бензолу. Найпростіший представник ароматичних вуглеводнів є бензол С6Н6. Ці вуглеводні мають високу хімічну і термічну стабільність. Вони є найнеобхіднішими компонентами бензинів з погляду.

Нафтенові вуглеводні (загальна формула СnN2n) – похідні циклогексану і циклопентану. Майже всі нафтенові вуглеводні мають парафінові бічні ланцюги.

Нафтенові мають нижчу теплоту згоряння, порівняно з парафіновими, тому що містять меншу кількість водню в молекулі. Вони мають більш високі октанові числа порівняно з н – парафінами. Тому, вони в бензині є більш цінними компонентами, ніж n – парафінові.

Ароматичні, загальна формула Cn H2n-2 в основному є похідними бензолу толуол, ксилол, нафталін. Ароматичні вуглеводні містять ще менше водню, ніж парафінові, нафтенові, тому їхня масова теплота згоряння більш низька.

Ароматичні вуглеводні мають високу хімічну і термічну стабільність. Вони є найнеобхіднішим компонентом бензинів з точки зору антидетонаційних властивостей. Маючи високі октанові числа, ароматичні вуглеводні мають підвищену здатність до утворення нагарів і лаків. У товарних бензинів їх повинно бути не більше 40 – 45%. У зв’язку з високою термічною стабільністю ароматичні вуглеводні є небажаними компонентами дизельних палив.

Ненасичені вуглеводні утворюються під час переробки нафти і нафтопродуктів. Це сполуки, які мають один подвійний зв’язок, загальна формула CnH2n. Треба виділити їх низьку хімічну стабільність. Завдяки прямому зв’язку вони легко окисляються, полімеризуються, утворюючи смолу. Вміст ненасичених вуглеводнів (завдяки високому октановому числу) допускаються в низько октанових бензинах і не допускається в дизельних паливах і маслах. Продукти з високим вмістом ненасичених вуглеводнів треба використовувати в найкоротші строки.

В міст С – 84 – 87%, Н – 14%. Окрім вуглецю та водню в нафті містяться сірка 0,01 – 5,8%, кисень 0,1 – 1,3%, нітроген 0,03 – 1,7%.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ:

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

Полянський С.К. Експлуатаційні матеріали: підруч. для студ. вищ. навч. закл. / С.К.Полянський, В.М.Коваленко – К.:Либідь, 2003. – с. 8 - 13

ВИКЛАДАЧ– Донець Т.А.

ЛЕКЦІЯ № 2 (2 год.)

ТЕМА:Елементний та груповий склад нафти, природних газів

МЕТА:

- навчальна: сформувати загальне уявлення про елементний та груповий склад нафти, природних газів;

- розвиваюча: уміння працювати зі схемами, таблицями і рисунками;

- виховна: виховувати інтерес до вивчення курсу.

ОБЛАДНАННЯ:дошка, плакати з таблицями.

ПЛАН

1. Вступ.

2. Елементний склад нафти.

3. Фізичні властивості нафти, природні джерела вуглеводнів.

4. Груповий склад нафти.

ЗМІСТ ЛЕКЦІЇ

1 ВСТУП

Існують різні погляди на походження горючих копалин. Як вважають прихильники органічного походження ( біогенного) поклади утворилися з решток вимерлих рослинних і тваринних організмів, що перетворилися на суміші вуглеводнів у товщі Землі під дією бактерій, високих тисків і температур.

Згідно з теорією мінерального ( вулканічного) або абіогенного походження нафти, природного газу на первісній стадії формування планети метали сполучалися з вуглецем і утворювали карбіди. У результаті реакції карбідів з водою ( водяною парою) у глибинах планети утворилися газуваті вуглеводні, зокрема метан і ацетилен, а під впливом нагрівання, радіації та каталізаторів з них утворювалися інші сполуки, що містяться в нафті. У верхніх шарах літосфери рідкі нафтові компоненти випаровувалися, рідина загусала, перетворювалася на асфальт і далі на вугілля.

Теорію мінерального походження нафти вперше висловив Д.І.Менделєєв А на початку XX ст. французький вчений П.Сабатьє змоделював описаний процес у лабораторії і добув суміш вуглеводнів, подібну до нафти. Але загальноприйнятою являється теорія все ж таки біогенного (органічного) походження. Про це свідчить елементний склад нафти, який наближується до елементного складу живих організмів. Нафта переважно складається з Карбону (83-87%) і Гідрогену (12-14%), а також Оксигену, Сульфуру, Нітрогену.