Нефть - это топливо или химическое сырье

Путем смешивания в отделенном соотношении бензина  прямой перегонки, крекинг-бензина и реформинг-бензина получают товарный бензин: марки     Б-70 (авиационный бензин) и А-72, А-76, А-80, А-92 и А-98 (автомобильный бензин).

Гудрон, остающийся после вакуумной перегонки мазута, используется для получения битума. Битум – продукт неполного  окисления гудрона кислородом воздуха. Он широко применяется в строительстве как электро- и гидроизоляционный материал, а также в производстве дорожного асфальта. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Нефтепродукты.

Бензин.

Сложная смесь  легких углеводородов нефти, применяемая  главным образом как топливо  для карбюраторных двигателей. Температура  конца кипения не выше 205^оС, но 10% массы должно перегоняться при температуре 68-79^оС. Это так называемая пусковая фракция, от ее характеристик зависит   легкость запуска двигателя. Бензины получают как при прямом перегоне нефти, так и в процессах ее вторичной переработки. Часть производимого бензина используются химической промышленности как растворитель.

Керосин.

Смесь углеводородов, выкипающих при температуре 180-320^оС, но некоторые керосины например из суруханской и грозненской нефти, начинают кипеть при более низкой температуре. Сто лет назад керосин называли иначе – фотогеном, что в переводе с древнегреческого означает «рождающий свет». В то время керосин был лишь топливом осветительных (керосиновых) ламп. Однако позже он стал и моторным топливом: сначала для тракторов, а затем для реактивных самолетов.                                                                                      Классические авиационные топлива – Т-1 и Т-5  - делаются на основе фракции нефти. Используются как керосин и как горючее в жидком ракетном топливе.

Дизельное топливо.                                                                                       На этом топливе работает дизель – двигатель внутреннего сгорания. Это средние, отчасти тяжелой фракции нефти. Пределы выкипания – 270-400^оС.

Минеральные масла.                                                                                               Виды масел:

1. Моторные.
2. Индустриальные (для смазки станков).
3. Приборные.
4. Трансмиссионные.
5. Цилиндровые.
6. Турбинные.
7. Компрессорные и др.

Это все смазочные  масла, а есть еще и не смазочные: 
 

1. Трансформаторные.
2. Кабельные.
3. Поглотительные и др.

Среди нефтепродуктов есть и медицинские препараты, например вазелиновое масло и просто вазелин. Все это достаточно тяжелые фракции  нефти, подвергнутые специальной очистки.

Парафин, церезины.

Твердые углеводороды и их смеси с маслами. В состав парафина входит главным образом насыщенный углеводороды от С₁₉H₄₀ до С₃₅H₇₂ c  температурами плавления 50-70^оС. Смесь высших твердых насыщенных углеводородов мелкокристаллического строения состава C₃₇H₇₆ – C₅₃H₁₀₈ называется церезином. Больше всего парафина потребляет спичечная промышленность – им пропитывают древесину, чтобы она горела равнее. В химической промышленности парафин используют для получения карбоновых кислот и спиртов, моющих средств, поверхностно-активных веществ.                                                                                                               Кроме того, процессов переработки получают битумы и нефтяной кокс, ссажу, важнейшие растворители - бензол и толуол.                                                 Нефтяные технические битумы имеют широкое применение в народном хозяйстве: дорожные, строительные битумы и другие. В качестве химического сырья используются газы нефтепереработки и многие другие продукты  термической и каталитической переработки нефти.  

Итак, в процессе многоэтапной переработке нефти  получается большой ряд нефтепродуктов, используемых в качестве топлива, смазочных  материалов, а также в качестве сырья для других химических производств. 
 
 
 
 
 
 

Разделение  смесей путем перегонки.

Перегонка (дистилляция) – это метод разделения смеси, основанный на различии в температурах кипения различных ее составляющих. Пары, выделяющиеся из кипящей смеси, имеют различный состав в зависимости от температуры кипения. Их охлаждают и конденсируют по отдельности. В результате получают жидкости, называемые дистиллятами. 
 

Свойства  веществ, которые  могут присутствовать в изучаемой смеси.

Фракционирование  нефти.

При фракционировании нефть разделяют  на фракции, которые сами представляют собой смеси углеводородов с близкими температурами кипения и др. общими свойствами. Сырая нефть нагревается в печи примерно до 400 ⁰C. Затем она перекачивается в колонну для перегонки. Высота колонны более 30 м.  Внутри ее на различной высоте расположены наборы керамических пластин, называемых тарелками.                                                                                     По мере того как горячая сырая нефть поступает в колонну, молекулы веществ, имеющих более низкую температуру кипения, первыми поднимаются наверх. При этом они остывают. Самые легкокипящие вещества остаются газообразными и попадают на самый верх установки. Остальные попадают на тарелки, расположенные на различной высоте в зависимости от температуры кипения. Здесь они конденсируются и образуют фракции с различными интервалами температуры кипения. Наиболее низкокипящие вещества остаются жидкостями, в течение, всего процесса им собирается в самом низу колонны. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Молекулы, из которых состоит нефть.

           Газообразные фракции сырой нефти  состоят из веществ с наименьшими                                  температурами кипения. Эти углеводороды легко испаряются и попадают в виде газов на самый верх колонны для перегонки. Отсюда следует, что их молекулы относительно слабо притягиваются друг к другу и к другим молекулам нефти. Эти газообразные углеводороды содержат от одного до четырех атомов углерода.                                                                                                                  Те фракции, которые при комнатной температуре представляют собой жидкости, включая бензин, керосин и некоторые масла, состоят из молекул, у которых от 5 до 20 углеродных атомов. Молекулы тяжелых фракции, которая не испаряются даже при самых высоких температурах используемых при перегонки, содержат еще больше атомов углерода в составе своих молекул. Изучение свойств показывает, что с ростом числа углеродных атомов возрастает притяжение молекул друг к другу. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Нефть  как источник энергии.

Никто в точности не знает, как образовалась нефть. Наиболее вероятно, что она получалась из останков животных и растительных организмов, обитавших в древних морях около 500 млн. лет назад. Эти организмы погибали и покрывались осадками. Давление, тепло и микроорганизмы превратили их в нефть, которая оказалась спрятанной в земной коре. По-видимому, образование нефти идет непрерывно; должно оно идти и в наши дни. Но скорость ее образования несоизмеримо мала по сравнению со скоростью добычи и расходования.                                                                                                                       Нефть начали использовать около 5000 лет назад. В те времена на Ближнем Востоке собирали нефть, просачивающуюся из земли, и использовали для пропитки кораблей и стен каналов, чтобы сделать их водонепроницаемыми. К концу первого тысячелетия н.э. Арабы начали получать из нефти керосин и использовать его для освещения. В 11 веке в Китае добывали нефть с глубины более чем 600 м. Марко Поло (13в.), путешествуя через Персию, описывал добычу нефти в этих местах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Энергия: прошлое, настоящее и будущее.

Вся используемая нами энергия – солнечного происхождения. Путем фотосинтеза энергия излучения солнца запасается в виде химической энергией веществ в растениях. Животные питаются этими растениями и сохраняют энергию в виде биологических молекул – молекул живых систем. Солнечная энергия и энергия, запасаемая в виде биомолекул, - это основные энергетические источники жизни на нашей планете. Использование различных видов «запасенной» солнечной энергии, ставшая возможным после открытия явления горения, сыграла основополагающую роль в развитии человеческой цивилизации.                                                                                                                     В прошлом у людей были неограниченные запасы дешевой энергии. До 1850г. вода, дерево, ветер и животные целиком удовлетворяли медленно растущие энергетические запросы человека. Древесина – основной источник энергии – всегда была в изобилии: леса вырубались, чтобы постоянно расширять посевные площади. Энергия горящего дерева использовалась для отопления, приготовления пищи и освещения. Вода, ветер и энергия животных приводили в движения общественный транспорт, обеспечивали энергией промышленные процессы и машины. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Энергия и ископаемые топлива.

Энергия горения  нефти, природного газа, угля – это, по сути, запасенная энергия солнечных  лучей. Ископаемые топлива, судя по всему, образованы из биомолекул доисторических растений и животных. Сохраненная  в результате этого энергия, освобождаемая  при их сгорании, - это энергия, получившаяся из солнечных лучей при фотосинтезе. В чем-то этот процесс напоминает работу мышеловки.                                                                                                         В химических соединения запасается химическая энергия. Если происходит перегруппировка атомов, приводящая к более устойчивой структуре, как в случае горения топлив, то некоторое количество заключенной энергии переходит в тепло и свет.                                                                                                                             При реакциях горения топлива освобождается тепловая энергия, или тепло. Ученые и инженеры сделали этот вид энергии много полезной, создав устройство, способные превращать тепло в другие виды энергии. Большая часть используемой нами энергии претерпевает несколько таких превращений.                                                                                                         Хотя устройства, превращающие один вид энергии в другой, несомненно, повысили потребительские свойства нефти и других видов топлива, некоторое из них породили и свои проблемы. Очень часто превращение энергии сопровождается загрязнением окружающей среды. В более общем виде это значит, что определенное кол-во энергии «теряется» на стадии превращения. Иначе говоря, эффективность превращения энергии никогда не бывает абсолютной, некоторое ее кол-во всегда пропадает, не совершая полезной работы.                                                                                           Поскольку запасы нефти не бесконечны, повышение эффективности использования заключенной в топливе энергии очень важно. Один из способов повышения общей эффективности – уменьшить число стадий, на которых происходит превращение энергии. Другой способ – повысить эффективность превращения на каждой стадии.                                                                                    К сожалению, устройства, превращающее химическую энергию в теплоту, а затем в механическую энергию, обычно имеют коэффициент полезного действия менее 50%. Солнечные батареи (осуществляющие прямое превращение солнечного света в электричество) или топливные элементы     (непосредственно превращающие электричество химическую энергию)