domicile / Pellicules/ Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. Le sujet de la chimie du pétrole et du gaz. Pétrole et gaz en tant qu'objets naturels, sources d'énergie et matières premières à transformer. Origine du pétrole Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz

Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. Le sujet de la chimie du pétrole et du gaz. Pétrole et gaz en tant qu'objets naturels, sources d'énergie et matières premières à transformer. Origine du pétrole Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz

INTRODUCTION Le pétrole est un minéral combustible liquide commun dans la coquille sédimentaire de la Terre. Par composition, l'huile est un mélange complexe d'hydrocarbures (alcanes, cycloalcanes, arènes, ...) et de composés contenant, en plus du carbone et de l'hydrogène, des hétéroatomes - oxygène, soufre et azote. En apparence, l'huile est un liquide huileux qui devient fluorescent à la lumière. La couleur de l'huile dépend du contenu et de la structure des substances résineuses qu'elle contient; on connaît des huiles sombres (brunes, presque noires), claires et même incolores.

INTRODUCTION L'huile est plus légère que l'eau et presque insoluble dans celle-ci. La viscosité de l'huile est déterminée par sa composition, mais dans tous les cas elle est bien supérieure à celle de l'eau. Le pétrole est un matériau combustible, sa chaleur de combustion est supérieure à celle des minéraux combustibles solides (charbon, schiste, tourbe), et est d'environ 42 MJ/kg. Contrairement aux combustibles fossiles solides, le pétrole contient peu de cendres. L'huile tire son nom du mot persan nafata, qui signifie s'infiltrer, s'écouler.

INTRODUCTION L'origine du pétrole est l'un des problèmes les plus complexes de la science moderne. Il existe des théories : origine organique du pétrole, abiogénique (due à diverses transformations chimiques de substances inorganiques). Ces dernières années, des hypothèses sur l'origine cosmique, magnétique et volcanique du pétrole ont également été avancées, qui n'ont pas reçu un large soutien.

n L'importance du pétrole pour l'énergie, les transports, diverses industries est extrêmement élevée. n Toutes sortes de combustibles liquides (essence, kérosène, diesel, turbine à gaz, combustible de chaudière), huiles lubrifiantes et spéciales, graisses, paraffine, noir de carbone (suie), bitume, coke de pétrole et autres produits commercialisables sont produits à partir du pétrole.

n Les alcanes légers et les alcènes obtenus lors du raffinage du pétrole, les paraffines liquides et solides, les hydrocarbures aromatiques individuels sont des matières premières précieuses pour un traitement chimique ultérieur (synthèse pétrochimique). n À l'aide de la synthèse pétrochimique, toutes sortes de plastiques, de résines et de caoutchoucs synthétiques, de détergents synthétiques, d'acides organiques individuels, d'alcools, d'aldéhydes et de cétones sont obtenus. n L'utilisation du pétrole brut libère une grande quantité de produits alimentaires (céréales, pommes de terre, graisses) qui étaient auparavant utilisés à des fins techniques.

1. Composition fractionnaire de l'huile Pour toutes les substances individuelles, le point d'ébullition à une pression donnée est une constante physique. Étant donné que l'huile est un mélange d'un grand nombre de substances organiques avec différentes pressions de vapeur saturante, il est impossible de parler du point d'ébullition de l'huile. L'huile et ses produits ne sont pas caractérisés par des points d'ébullition, mais par les limites de température du début et de la fin de l'ébullition et le rendement des fractions individuelles distillées dans certaines plages de température. Selon les résultats de la distillation, la composition fractionnaire est jugée.

1. Composition fractionnaire de l'huile Dans l'étude des nouvelles huiles, la composition fractionnaire est déterminée sur des appareils de distillation standards équipés de colonnes de distillation. Cela permet d'améliorer considérablement la clarté de la distillation et de construire une courbe des points d'ébullition vrais (ITC) basée sur les résultats du fractionnement dans les coordonnées température - teneur des fractions.

La sélection des fractions jusqu'à 200°C s'effectue à pression atmosphérique, et le reste, afin d'éviter la décomposition thermique, sous différents vides. Selon la méthode acceptée, du début de l'ébullition à 300°C, des fractions à 10 degrés, puis à 50 degrés sont transformées en fractions avec une fin d'ébullition de 475 à 550°C.

La distillation des produits pétroliers distillés jusqu'à 300°C est réalisée dans des conditions strictement standard sur des appareils sans rectification selon GOST 2177-82. Selon cette méthode, le point d'ébullition initial, les températures auxquelles 10, 50, 95 et 97,5 % (vol.) sont distillés, ainsi que le reliquat et les pertes.

2. Composition élémentaire du pétrole Les principaux éléments qui composent tous les composants du pétrole sont le carbone et l'hydrogène. Contenu : carbone 83,5 - 87 % hydrogène 11,5 - 14 %. Toutes les huiles contiennent du soufre, de l'oxygène et de l'azote. Azote 0,001 - 0,3%, oxygène 0,1 - 1,0%, dans certaines huiles très résineuses, il peut être plus élevé.

2. Composition élémentaire de l'huile Différence significative de la teneur en soufre de l'huile: de 0, 1 à 6, 5%. Unique est le pétrole du champ d'Etzel (Allemagne), dans lequel 9,6% de soufre. En fait, cette huile est presque entièrement composée de composés soufrés.

2. Composition élémentaire de l'huile D'autres éléments sont également présents dans les huiles en très petites quantités, principalement des métaux - vanadium, nickel, fer, magnésium, chrome, titane, cobalt, potassium, calcium, sodium, etc. On trouve également du phosphore et du silicium. Le contenu de ces éléments est exprimé en petites fractions de pour cent. Le germanium a été trouvé dans divers produits pétroliers à raison de 0,15 à 0,19 g/t.

Tableau 1. Teneur en éléments individuels, résines et asphaltènes dans certaines huiles Composition de l'huile % C H S O N 00 1, 61 0, 09 0, 17 10, 24 4, 00 Surukhanskaya (huile) 86, 70 12, 50 0, 26 0, 14 9, 00 0 Oustbalykskaïa 85, 37 12, 69 1, 53 0, 22 0 , 19 11, 10 2, 30 Samotlorskaïa 86, 23 12, 70 0, 63 0, 25 0, 10 10, 00 1, 36

3. Classification des huiles et produits pétroliers n n On stade initial le développement de l'industrie pétrolière, le principal indicateur de la qualité du pétrole était la densité. Les huiles ont été divisées en huiles légères (0,884). Les huiles légères contiennent plus de fractions d'essence et de kérosène et relativement peu de soufre et de résines. Les huiles lourdes se caractérisent par une teneur élevée en substances résineuses-asphaltènes, composés hétéroatomiques et ne conviennent donc pas très bien à la production d'huiles et donnent un rendement relativement faible en fractions combustibles.

3. Classification des huiles et produits pétroliers n Un ensemble de classifications scientifiques huiles (chimiques, génétiques, technologiques, etc.), mais il n'existe pas encore de classification internationale unifiée.

n n 3. 1. Classification chimique Le US Bureau of Mines a proposé une variante d'une classification chimique basée sur la relation entre la densité et la composition en hydrocarbures du pétrole léger et du pétrole lourd. Une classification qui ne reflète que la composition chimique du pétrole a été proposée par les employés de l'Institut de recherche pétrolière de Grozny (Groz. NII). Cette classification est basée sur la teneur prédominante d'une ou plusieurs classes d'hydrocarbures dans l'huile. Il existe six types d'huiles : paraffine, paraffine-naphténique, paraffine-naphténoaromatique, naphténo-aromatique et aromatique.

n n n Dans les huiles de paraffine, toutes les fractions contiennent une quantité importante d'alcanes : essence - au moins 50 % et huile - 20 % ou plus. La quantité d'asphaltènes et de résines est extrêmement faible. Dans les huiles paraffiniques-naphténiques et leurs fractions, les alcanes et les cycloalcanes prédominent, la teneur en arènes et en substances goudron-asphaltènes est faible.

n n n Les huiles naphténiques se caractérisent par une teneur élevée (jusqu'à 60 % et plus) de cycloalcanes dans toutes les fractions. Ils contiennent une quantité minimale de paraffines solides, de résines et d'asphaltènes. Les huiles paraffiniques-naphténo-aromatiques contiennent des quantités approximativement égales d'hydrocarbures des trois classes, les paraffines solides ne dépassant pas 1,5%. La quantité de résines et d'asphaltènes atteint 10 %.

n n Les huiles naphténiques aromatiques se caractérisent par la teneur prédominante en cyclanes et arènes, notamment dans les fractions lourdes. Les alcanes se trouvent en petites quantités uniquement dans les fractions légères. La composition de ces huiles comprend environ 15 à 20 % de résines et d'asphaltènes. huiles aromatiques se caractérisent par la prédominance des arènes dans toutes les fractions et une densité élevée.

3. 2. Classification technologique Dans notre pays, depuis 1991, une classification technologique des huiles est en vigueur (tableau 2.) Les huiles ont été divisées selon les indicateurs suivants en: 1) trois classes (I-III) selon la teneur en soufre teneur en huile (faible teneur en soufre, soufre et teneur élevée en soufre) , ainsi qu'en essence (n. à. - 180 ° C), en jet (120 - 240 ° C) et en carburant diesel (240 - 350 ° C); 2) trois types selon la teneur potentielle en fractions distillant jusqu'à 350°C (T 1 - T 3) ;

3. 2. Classification technologique 3) quatre groupes selon la teneur potentielle en huiles de base (M 1 - M 4) ; 4) quatre sous-groupes selon la qualité des huiles de base, estimée par l'indice de viscosité (I 1 - I 4) ; 5) trois types selon la teneur en paraffines (P 1 - P 3). La caractéristique de l'huile selon cette classification peut être présentée à la fois en affichage numérique et en affichage alphanumérique.

Tableau 2 Classification technologique des huiles (selon GOST 38.01197-80) Classe Teneur en soufre, % Dans l'huile Dans l'essence (n.c. 1800 C) Dans le carburéacteur 1202400 C Type Dans le carburant diesel 240-3500 C Rendement des fractions jusqu'à 3500 С, % 1 Pas plus de 0,50 Pas plus de 0,10 Pas plus de 0,20 1 Pas moins de 55,0 2 0,51 -2,0 Pas plus de 0,10 Pas plus de 0,25 Pas plus de 1,00 2 45,0 -54,9 Plus de 0,25 Plus de 1,00 3 Moins de 45,0 3 Plus de 2,0 Plus de 0,10

Suite du tableau. 2 Gy Potentiel Sous-teneur des groupes de base p huiles, % a p Pétrole Fioul fioul (indice supérieur Type de viscosité des huiles de base Teneur en paraffine dans l'huile, % 3500 C) 1 Pas moins de 25,0 Pas moins de 45,0 1 Plus de 95 1 Pas plus de 1,50 2 15 -24,9 Pas moins de 45,0 2 De 90 à 95 3 15 -24,9 30 -44,9 3 De 85 à 89,9 2 1,51 -6,00 4 Moins de 15, 0 Moins de 30,0 4 Moins de 85 3 Plus de 6,00

- À l'heure actuelle, une nouvelle classification des huiles selon GOST R 51858-2002 a été adoptée en Russie.4) elles sont subdivisées (classées): selon la teneur en soufre total en quatre classes; par densité à 200 C en cinq types ; selon la teneur en sels d'eau et de chlorure en trois groupes; par la teneur en sulfure d'hydrogène et en mercaptans légers en trois types.

De plus, le type d'huile fourni pour l'exportation est déterminé en plus de la densité à 150 C en plus par les indicateurs suivants : Symbole qualité d'huile se compose de quatre chiffres correspondant aux désignations de la classe, du type, du groupe et du type d'huile. Par exemple, le pétrole de grade 2, 2 e, 1, 2 signifie qu'il est sulfureux, exporté, de densité moyenne, correspond au 1er groupe en termes de qualité de préparation du terrain et au 2ème type en termes de teneur en hydrogène sulfuré et les mercaptans légers.

0 e Rendement de fraction en %, pas moins que jusqu'à la température : 2000 С 3000 С 4000 С Fraction massique de paraffine, %, pas plus de 1 e 2 e 3 e - 4 e - 30 52 62 27 47 57 21 42 53 - - 6, 0 - -

Tableau 4 Classification et exigences de qualité pour les huiles préparées sur le terrain selon GOST R 51858-2002 Indicateur Fraction massique de soufre, %: jusqu'à 0,6 - faible teneur en soufre 0,6 -1, 80 - soufre 1, 80 -3, 50 - teneur élevée en soufre plus de 3 , 50 – très haute teneur en soufre classe 1 2 3 4 type type de groupe

Tableau 4 Exigences de classification et de qualité pour les huiles préparées sur le terrain selon GOST R 51858 -2002 Classe d'indice Densité à 200 C, kg / m 3: Jusqu'à 830 - extra léger 830, 1 -850, 0 - léger 850, 1 - 870, 0 - moyen 870, 1 -895, 0 - lourd plus de 895, 0 - type bitumineux 0(0 e) 1(1 e) 2(2 e) 3(3 e) 4(4 e) type groupe

Tableau 4 Exigences de classification et de qualité pour les huiles préparées sur le terrain selon GOST R 51858 -2002 Groupe de type de classe d'indicateur Fraction massique d'eau,%, pas plus de 0,5 1,0 concentration de sels de chlorure, mg/dm 3, pas plus de 100 300 900 teneur en impuretés mécaniques, % wt. , pas plus de 0,05 pression de vapeur saturée : k. Pa 66,7 mm Hg. Art. 500 500 vues

Tableau 4 Exigences de classification et de qualité pour les huiles préparées sur le terrain selon GOST R 51858 -2002 Type de classe d'indicateur Fraction massique, ppm, pas plus de: sulfure d'hydrogène méthyle et éthylmercaptans type de groupe 20 50 100 40 60 100

II. COMPOSITION CHIMIQUE ET DISTRIBUTION DES COMPOSANTS HYDROCARBURES DU GROUPE PAR FRACTIONS PÉTROLIÈRES indicateur important la qualité du pétrole, qui détermine le choix de la méthode de traitement, la gamme et les propriétés opérationnelles des produits pétroliers résultants - la composition chimique et sa répartition par fractions. Dans les huiles d'origine (natives), toutes les classes d'hydrocarbures sont contenues dans divers rapports, à l'exception des composés insaturés (alcènes): paraffiniques (alcanes), naphténiques (cycloalcanes), aromatiques (arènes) et hybrides - paraffine-naphténo-aromatiques.

1. Hydrocarbures acycliques 1. 1. Alcanes Les hydrocarbures paraffiniques - alcanes (Cn. H 2 n + 2) constituent une part importante des composants du groupe des huiles et gaz naturels de tous les domaines. Leur teneur totale en huiles est de 25 à 35% de la masse. (hors gaz dissous) et seulement dans certaines huiles paraffiniques atteint 40 à 50% de la masse. Les plus largement représentés dans les huiles sont les alcanes normaux et les isoalcanes majoritairement monométhyl-substitués avec différentes positions du groupe méthyle dans la chaîne.

1. Hydrocarbures acycliques 1. 1. Alcanes Avec une augmentation du poids moléculaire des fractions pétrolières, leur teneur en alcanes diminue. Le pétrole et les gaz naturels associés le sont presque entièrement, et les essences de distillation directe sont le plus souvent constituées à 60-70% d'alcanes. Dans les fractions pétrolières, leur teneur est réduite à 5 -20% en poids.

Alcanes gazeux Les alcanes en C 1 -C 4 méthane, éthane, propane, butane et isobutane, ainsi que le 2,2-diméthylpropane, sont à l'état gazeux dans les conditions normales. Tous font partie des gaz naturels, des condensats de gaz et des gaz associés au pétrole. Les gaz naturels sont extraits de gisements de gaz pur. Ils sont principalement constitués de méthane (9 399 % en poids) avec un léger mélange de ses homologues, des composants non hydrocarbonés : hydrogène sulfuré, dioxyde de carbone, azote et gaz rares (He, Ar, etc.).

Les gaz des gisements de gaz à condensat et les gaz associés au pétrole diffèrent des gaz purement gazeux en ce que le méthane qu'ils contiennent est accompagné à des concentrations importantes de ses homologues gazeux C 2 -C 4 et plus. Par conséquent, ils sont appelés gaz gras. Ils produisent de l'essence de gaz léger, qui est un additif à l'essence commerciale, ainsi que des gaz liquides comprimés comme carburant. L'éthane, le propane et les butanes après séparation servent de matières premières pour la pétrochimie.

Alcanes liquides Les alcanes de C 5 à C 15 dans les conditions normales sont des liquides qui font partie des fractions essence (C 5 - C 10) et kérosène (C 11 - C 15) des huiles. Des études ont établi que les alcanes liquides en C 5 - C 9 ont une structure généralement normale ou légèrement ramifiée.

alcanes durs. Les alcanes C 16 et supérieurs dans des conditions normales sont des solides qui font partie des paraffines de pétrole et des cérésines. Ils sont présents dans toutes les huiles, souvent en petites quantités (jusqu'à 5 % en poids) à l'état cristallin dissous ou en suspension. Dans les huiles paraffiniques et hautement paraffiniques, leur teneur s'élève à 10 - 20% de la masse. Les paraffines de pétrole sont un mélange principalement d'alcanes de différents poids moléculaires, caractérisé par une structure lamellaire ou en ruban de cristaux.

alcanes durs. Lors de la distillation du mazout, des alcanes solides C 18 - C 35 d'un poids moléculaire de 250 à 500 pénètrent dans les fractions pétrolières.Alcanes à point de fusion supérieur C 36 - C 55 - cérésines, qui diffèrent des paraffines par une structure cristalline fine, poids moléculaire (500 700) et point de fusion plus élevés (65 - 88°C au lieu de 45 - 54°C pour les paraffines). Des études ont établi que les paraffines solides sont principalement constituées d'alcanes de structure normale et de cérésines - principalement de cycloalcanes et d'arènes à longues chaînes alkyle de structure normale et iso. Les cérésines font également partie du minéral combustible naturel - l'ozokérite.

1. 2. Hydrocarbures insaturés (alcènes, dialcènes) Hydrocarbures insaturés (oléfines) avec formule généraleСn. H 2 n pour les alcènes et Cn. H 2 n-2 pour les dialcènes dans les huiles natives et les gaz naturels ne sont généralement pas présents. Ils se forment dans les processus chimiques de raffinage du pétrole et de ses fractions (craquage thermique et catalytique, cokéfaction, pyrolyse, etc.). Dans les gaz de ces procédés, la teneur en oléfines avec 1 avec 4 est de 20 à 60 % en poids. Ceux-ci comprennent l'éthylène, le propylène, le butène-1, les butènes -2 (cis- et transformés), l'isobutylène, le butadiène. Les alcènes liquides (C 5 - C 18) de structure normale et iso font partie des distillats légers et lourds d'origine secondaire.

1. 2. Hydrocarbures insaturés (alcènes, dialcènes) Tous les alcènes, en particulier les dialcènes, ont une réactivité accrue en oxydation, alkylation, polymérisation, etc. La présence d'alcènes en C 5 et supérieurs dans les produits pétroliers (carburants, huiles) détériore leurs propriétés de performance (de - pour l'oxydabilité et la résinification). En même temps, ils constituent une matière première précieuse pour la synthèse pétrochimique dans la production de plastiques, de caoutchoucs, de détergents, etc. La teneur en hydrocarbures insaturés dans les fractions pétrolières est estimée par le soi-disant indice d'iode (I.Ch.), qui caractérise l'addition du nombre de grammes d'iode pour 100 g de produit pétrolier lorsqu'ils interagissent, selon une technique particulière.

2. Hydrocarbures cycliques 2. 1. Cycloalcanes Les hydrocarbures naphténiques - cycloalcanes (cyclanes - c - Cn. H 2 n) - font partie de toutes les coupes pétrolières, à l'exception des gaz. En moyenne, les huiles de différents types contiennent de 25 à 80 % en poids. Les fractions essence et kérosène des huiles sont principalement représentées par des homologues du cyclopentane et du cyclohexane, principalement avec des cyclanes substitués par des alkyles courts (C 1 - C 3 ). Les fractions à haut point d'ébullition contiennent principalement des homologues de naphtène polycycliques avec deux à quatre cycles identiques ou différents de types de structure articulés ou condensés.

2. Hydrocarbures cycliques 2. 1. Cycloalcanes La répartition des hydrocarbures naphténiques sur les fractions pétrolières est très diversifiée. Leur teneur augmente généralement à mesure que les fractions deviennent plus lourdes et ne diminue que dans les fractions d'huile à point d'ébullition le plus élevé. Dans certaines huiles, les naphtènes sont répartis presque uniformément sur les fractions. La répartition des cycloalcanes par types de structures est déterminée par la composition chimique des huiles et les températures limites des fractions. La plupart des huiles se caractérisent par la prédominance des mono- et bicyclanes sur les autres naphtènes, notamment dans leurs fractions à bas point d'ébullition. Avec une augmentation du point d'ébullition des fractions, la proportion de naphtènes augmente séquentiellement avec un grand nombre cycles, tandis que les monocyclanes diminuent continuellement.

Les hydrocarbures naphténiques sont de la plus haute qualité partie intégrante carburants et huiles lubrifiantes. Les hydrocarbures naphténiques monocycliques confèrent des propriétés de haute performance aux essences pour moteurs, aux carburéacteurs et aux carburants diesel, et constituent une matière première de meilleure qualité dans les procédés de reformage catalytique. Dans le cadre des huiles lubrifiantes, les naphtènes fournissent un petit changement de viscosité avec la température (c'est-à-dire un indice élevé d'huiles). Avec le même nombre d'atomes de carbone, les naphtènes par rapport aux alcanes se caractérisent par une densité plus élevée et, ce qui est particulièrement important, un point d'écoulement plus bas.

2. 2. Arènes Les hydrocarbures aromatiques sont des arènes de formule empirique Сn. Hn + 2 -2 Ka (où Ka est le nombre de cycles arène) - se trouvent généralement dans les huiles en plus petite quantité (15 - 50% en poids) que les alcanes et les cycloalcanes, et sont représentés par des homologues benzéniques dans fractions d'essence et dérivés d'arènes polycycliques avec un indice Ka jusqu'à 4 et plus dans les fractions moyennes de carburant et d'huile.

2. 2. Arènes Dans les fractions essence des huiles, tous les homologues théoriquement possibles du benzène C 6 - C 9 ont été identifiés avec une prédominance d'isomères thermodynamiquement plus stables avec le nombre de substituants alkyle approximativement dans le rapport suivant : C 6 : C 7 : C 8 : C 9 = 1 : 3 : 7 : 8. De plus, à partir des arènes en C 8, le rapport de l'éthylbenzène à la somme des xylènes (diméthylbenzène) est de 1 : 5, et parmi les arènes en C 9, le propylbenzène, le méthyléthylbenzène et le triméthylbenzène sont contenus dans un rapport de 1 : 3 : 5.

De petites quantités d'arènes C10 et de l'hydrocarbure hybride le plus simple, l'indane, ont été trouvées dans les essences. Dans les fractions kérosène-gasoil des huiles, des homologues du benzène C 10 et plus, du naphtalène, de la tétraline et de leurs dérivés ont été identifiés. Dans les fractions pétrolières, on a trouvé du phénanthrène, de l'anthracène, du pyrène, du chrysène, du benzanthracène, du benzphénanthrène et leurs nombreux dérivés, ainsi que des hydrocarbures hybrides avec diverses combinaisons de cycles benzène et naphtène. .

Les hydrocarbures aromatiques sont des composants précieux dans les essences pour moteurs (indices d'octane élevés), mais indésirables dans les carburéacteurs et les carburants diesel. Les arènes monocycliques avec de longues chaînes latérales d'isoparaffine confèrent aux huiles lubrifiantes de bonnes propriétés viscosité-température. A cet égard, les arènes polycycliques sans chaînes latérales sont hautement indésirables et doivent être éliminés des huiles.

Hydrocarbures aromatiques individuels : le benzène, le toluène, les xylènes, l'éthylbenzène, l'isopropylbenzène et le naphtalène sont des matières premières précieuses pour de nombreux processus de synthèse pétrochimique et organique, y compris des industries pétrochimiques aussi importantes que la production de caoutchoucs synthétiques, de plastiques, de fibres synthétiques, d'explosifs, de colorants à l'aniline et de produits pharmaceutiques. substances.

4. Les composés hétéroatomiques de l'huile Les composés hétéroatomiques (contenant du soufre, de l'azote et de l'oxygène) et minéraux contenus dans toutes les huiles sont des composants indésirables, dépendance: huiles légères à haute teneur, car elles détériorent fortement la qualité des produits pétroliers résultants, compliquent le traitement (empoisonnement des catalyseurs, augmentation de la corrosion des équipements, etc.) et nécessitent l'utilisation de procédés d'hydrogénation.

4. Composés hétéroatomiques du pétrole Entre la teneur en composés hétéroatomiques et la densité des huiles, il existe une symbate tout à fait régulière entre les huiles légères et lourdes, pauvres en hétérocomposés et, à l'inverse, les huiles lourdes en sont riches. Un certain schéma est également observé dans leur répartition sur les fractions : les composés hétéroatomiques sont concentrés dans les fractions et les résidus à haut point d'ébullition.

4. 1. Composés soufrés n. La quantité de composés soufrés dans les huiles est jugée par les résultats de la détermination de la teneur totale en soufre, exprimée en pourcentage. n.m. Une telle analyse est indirecte et ne donne pas une idée précise de la teneur, de la distribution fractionnaire et de la structure moléculaire des composés soufrés dans les huiles. n.m. Approximativement, on peut supposer que la quantité de composés contenant du soufre dans l'huile est 10 à 12 fois supérieure à la quantité de soufre déterminée par analyse.

4. 1. Composés soufrés n n. Évidemment, pour les fractions à bas point d'ébullition, ce coefficient est un peu plus faible et pour les résidus de haut poids moléculaire, il peut atteindre jusqu'à 15. n. Le soufre est l'hétéroélément le plus courant dans les huiles et les produits pétroliers. n.m. Sa teneur en huiles varie de centièmes à 5 à 6% de la masse. , moins souvent jusqu'à 14% de la masse.

4. 1. Composés soufrés n. La répartition du soufre par fractions dépend de la nature de l'huile et du type de composés soufrés. n.m. En règle générale, leur teneur augmente de bas point d'ébullition à haut point d'ébullition et atteint un maximum dans le résidu de la distillation sous vide du goudron d'huile. n.m. Dans les huiles, des composés soufrés ont été identifiés : n 1) les types suivants de soufre élémentaire et d'hydrogène sulfuré - ne sont pas directement des composés organosoufrés, mais apparaissent à la suite de la destruction de ces derniers ;

4. 1. Composés contenant du soufre n 2) mercaptans - thiols qui, comme le sulfure d'hydrogène, ont des propriétés acides et la plus forte activité corrosive; n 3) sulfures aliphatiques (thioéthers) - neutres à basses températures, mais thermiquement instables et se décomposent lorsqu'ils sont chauffés au-dessus de 130-160 ° C avec formation de sulfure d'hydrogène et de mercaptans; n 4) sulfures mono- et polycycliques - les plus stables thermiquement.

4. 1. Composés soufrés n. Le soufre élémentaire est contenu à l'état dissous (jusqu'à 0,1 % en poids) dans les huiles associées aux gisements de calcaire. n.m. Il a une forte activité corrosive, en particulier sur les métaux non ferreux, en particulier sur le cuivre et ses alliages. n.m. Le sulfure d'hydrogène (H 2 S) se trouve dans les pétroles bruts moins souvent et en quantités beaucoup plus faibles que dans les gaz naturels, les condensats de gaz et les huiles.

4. 1. Composés soufrés n. Les mercaptans (thiols) ont la structure RSH, où R est un substituant hydrocarboné de tous types (alcanes, cyclanes, arènes, hybrides) de poids moléculaires différents. n.m. Le point d'ébullition des alkylmercaptans individuels en C1 à C6 est de 6 à 140°C à la pression atmosphérique. n.m. Ils n ont une odeur fortement désagréable.

4. 1. Composés soufrés n. Cette propriété est utilisée dans la pratique de l'alimentation en gaz pour avertir d'un dysfonctionnement de la conduite de gaz. n.m. L'éthylmercaptan est utilisé comme odorisant pour les gaz domestiques. n.m. Le schéma suivant a été trouvé : le soufre mercaptan dans les condensats d'huiles et de gaz est concentré principalement dans les fractions de tête.

Le soufre élémentaire, le sulfure d'hydrogène et les mercaptans en tant que composés soufrés très agressifs sont les constituants les plus indésirables des huiles. Ils doivent être complètement éliminés dans les procédés de purification de tous les produits pétroliers commercialisables.

n.m. Les sulfures (thioéthers) constituent l'essentiel des composés soufrés des fractions fioul (de 50 à 80 % du soufre total de ces fractions). n.m. Les sulfures de pétrole sont divisés en deux groupes : les sulfures de dialkyle (thioalcanes) et les sulfures de dialkyle cycliques RSR" (où R et R" sont des substituants alkyle). n.m. Les thioalcanes se trouvent principalement dans les huiles paraffiniques, tandis que les cycliques se trouvent dans les huiles naphténiques et naphténo-aromatiques.

n.m. Les thioalcanes C 2 -C 7 ont des points d'ébullition bas (37 -150°C) et, lors de la distillation du pétrole, tombent dans les fractions essence. n.m. Avec une augmentation du point d'ébullition des fractions pétrolières, la quantité de thioalcanes diminue et ils sont pratiquement absents dans les fractions supérieures à 300°C. n.m. Dans certaines fractions légères et moyennes d'huiles en faible quantité (moins de 15% du soufre total de ces fractions), des disulfures RSSR"n ont été trouvés. Lorsqu'ils sont chauffés, ils forment du soufre, de l'hydrogène sulfuré et des mercaptans.

n.m. Les sulfures monocycliques sont des hétérocycles à cinq ou six chaînons avec un atome de soufre. n.m. De plus, les sulfures polycycliques et leurs divers homologues, ainsi que les sulfures tétra- et pentacycliques, ont été identifiés dans les huiles. n.m. Dans les fractions moyennes de nombreuses huiles, les thiocyclanes prédominent par rapport aux sulfures de dialkyle. n.m. Parmi les thiocyclanes, en règle générale, les sulfures monocycliques sont courants. n.m. Lors de la distillation des huiles, plusieurs sulfures polycycliques tombent principalement dans les fractions pétrolières et se concentrent dans les résidus pétroliers.

n.m. Tous les composés soufrés des huiles, à l'exception des mercaptans de faible poids moléculaire, sont chimiquement neutres à basse température et ont des propriétés similaires aux arènes. n.m. Ils n'ont pas encore trouvé d'application industrielle en raison de la faible efficacité des méthodes d'isolement des huiles. n.m. En quantités limitées, les sulfures sont isolés des fractions moyennes (kérosène) de certaines huiles pour une oxydation ultérieure en sulfones et acides sulfoniques. n.m. Les composés soufrés des huiles ne sont actuellement pas extraits, mais détruits par des procédés d'hydrogénation.

n.m. Le sulfure d'hydrogène résultant est transformé en soufre élémentaire ou en acide sulfurique. n n. Dans le même temps, ces dernières années, de nombreux pays du monde ont développé et introduit de manière intensive des procédés industriels à grande échelle pour la synthèse de composés soufrés similaires à ceux du pétrole, qui ont une grande valeur économique. n.m. Parmi eux, les mercaptans sont de la plus grande importance industrielle.

n.m. Le méthylmercaptan est utilisé dans la production de méthionine, un complément protéique pour l'alimentation du bétail et de la volaille. n.m. L'éthylmercaptan est un odorisant pour les gaz combustibles. n.m. Les thiols C 1 - C 4 - matières premières pour la synthèse de produits agrochimiques, sont utilisés pour activer (sulfurer) certains catalyseurs dans le raffinage du pétrole. n.m. Les thiols du butylmercaptan à l'octadécylmercaptan sont utilisés dans la production d'additifs pour huiles de lubrification et de transformateur, pour les fluides de coupe utilisés dans le travail à froid des métaux, dans la production de détergents, d'ingrédients composés de caoutchouc. n

n.m. Les thiols C 8 -C 16 sont des procédés de polymérisation des caoutchoucs et des plastiques. régulateurs radicaux dans la production de latex, n. Parmi les régulateurs de polymérisation valeur la plus élevée contiennent du dodécylmercaptan tertiaire et du dodécylmercaptan normal. n.m. Les mercaptans sont utilisés pour la synthèse de réactifs de flottation, de matériaux photographiques, de colorants à des fins spéciales, en pharmacologie, en cosmétique et dans de nombreux autres domaines.

n.m. Les sulfures servent de composants dans la synthèse des colorants, leurs produits d'oxydation - sulfoxydes, sulfones et acides sulfoniques - sont utilisés comme extractants efficaces de métaux rares et réactifs de flottation pour les minerais polymétalliques, les plastifiants et les substances biologiquement actives. n.m. Il est prometteur d'utiliser les sulfures et leurs dérivés comme composants de carburants pour fusées, d'insecticides, de fongicides, d'herbicides, de plastifiants, d'agents complexants, etc. n. Ces dernières années, l'utilisation de polymères de sulfure de polyphénylène a considérablement augmenté. n.m. Ils se caractérisent par une bonne stabilité thermique, la capacité à conserver d'excellentes propriétés mécaniques à haute température, une excellente résistance chimique et une compatibilité avec une grande variété de charges.

n.m. Les revêtements solides de sulfure de polyphényle s'appliquent facilement sur le métal, offrant une protection fiable contre la corrosion. n.m. Le thiophène et le 2-méthylthiophène sont des piégeurs efficaces des composés de manganèse des moteurs à carburateur lorsque le cyclopentadiénylcarbonyle de manganèse est utilisé comme agent antidétonant. n.m. Compte tenu de la présence de ressources importantes de composés soufrés dans les huiles, le problème de leur extraction et de leur utilisation rationnelle dans l'économie nationale est extrêmement urgent.

4. 2. Composés azotés Toutes les huiles contiennent de faibles quantités (moins de 1%) d'azote sous forme de composés aux propriétés basiques ou neutres. La plupart d'entre eux sont concentrés dans des fractions à haut point d'ébullition et des résidus de distillation d'huile. Les bases azotées peuvent être isolées du pétrole par traitement avec de l'acide sulfurique dilué. Leur nombre représente en moyenne 30 à 40% du total de tous les composés azotés.

4. 2. Composés contenant de l'azote Les bases d'huiles azotées sont des composés hétérocycliques avec un atome d'azote dans un (rarement deux) des cycles, avec un nombre total de cycles allant jusqu'à trois. n.m. Fondamentalement, ce sont des homologues de la pyridine, de la quinoléine et moins souvent de l'acridine.

4. 2. Composés azotés n Les composés azotés neutres constituent la majorité (parfois jusqu'à 80 %) des composés azotés dans l'huile. Ils sont représentés par des homologues du pyrrole, du benzpyrrole - indole et du carbazole. Avec une augmentation du point d'ébullition des fractions d'huile, leur teneur en composés neutres augmente et la teneur en composés azotés basiques diminue (tableau 5). Dans les extraits acides des fractions de gazole, on a trouvé des homologues de la pyrrolequinoléine et de la carbazolequinoléine, contenant chacun deux atomes d'azote, dont l'un a la fonction principale et l'autre est neutre.

Tableau 5 Répartition des composés azotés Fraction N total. , % poids Huile 300 -350 0 C 350 -400 0 C 450 -500 0 C 0,64 0,04 0,15 0,49 1,03 % en poids, du total N N basique N neutre 31 100 53 33 34 69 0 47 67 66

Les composés azotés basiques et neutres sont assez stables thermiquement et n'ont pas d'effet notable sur les performances des produits pétroliers. Les bases azotées sont utilisées comme désinfectants, inhibiteurs de corrosion, solvants puissants, additifs pour huiles lubrifiantes et bitume, antioxydants, etc. Cependant, dans le traitement des matières premières pétrolières, elles présentent des propriétés négatives - elles réduisent l'activité des catalyseurs, provoquent un gommage et un assombrissement de produits pétroliers.

4. 3. Composés contenant de l'oxygène La majeure partie de l'oxygène dans les huiles fait partie des substances résineuses d'asphalte, et seulement environ 10% de celui-ci est représenté par des acides (acides pétroliers et phénols) et neutres (esters, cétones) composés contenant de l'oxygène. Ils sont concentrés principalement dans les fractions à haut point d'ébullition. Les acides de pétrole (Cn. Hm. COOH) sont principalement représentés par des acides cyclopentane- et cyclohexanecarboxyliques (naphténiques) et des acides de structure naphténoaromatique mixte. Parmi les phénols de pétrole, le phénol (C 6 H 5 OH), le crésol (CH 3 C 6 H 4 OH), les xylénols ((CH 3) 2 C 6 H 3 OH) et leurs dérivés ont été identifiés.

4. 3. Composés oxygénés De l'acétone, des méthyléthyl-, méthylpropyl-, méthylisopropyl-, méthylbutyl- et éthyl-isopropylcétones et quelques autres cétones RCOR ont été isolés de la fraction essence de certaines huiles Cétones cycliques de type fluorénone, esters (ACOR , où AC est un résidu d'acides de pétrole) et des éthers de poids moléculaire élevé (R "OR) de structures aliphatiques et cycliques, tels que les benzofuranes présents dans les fractions et résidus à point d'ébullition élevé.

Dans les fractions essence des huiles, seuls les acides aliphatiques de structure normale et légèrement ramifiée se trouvent en petites quantités. Au fur et à mesure que le point d'ébullition de leurs fractions augmente, des acides aliphatiques de structure hautement ramifiée, par exemple du type isoprénoïde, ainsi que des acides naphténiques y apparaissent. Ces derniers constituent l'essentiel (jusqu'à 90 %) de tous les composés oxygénés des fractions milieu et huile.

n De tous les composés oxygénés du pétrole, seuls les acides naphténiques et leurs sels - les naphténates, qui ont de bonnes propriétés détergentes, ont une importance industrielle. Par conséquent, les déchets provenant du nettoyage alcalin des distillats de pétrole - le soi-disant napht de savon - sont utilisés dans la fabrication de détergents pour la production textile.

n n Les acides pétroliers techniques (asidel) isolés du kérosène et des distillats d'huiles légères sont utilisés comme solvants pour les résines, le caoutchouc et les colorants à l'aniline ; pour imprégner les traverses; pour mouiller la laine; dans la fabrication de vernis colorés, etc. Les sels de sodium et de potassium des acides naphténiques servent de désémulsifiants dans la déshydratation de l'huile. Les naphténates de calcium et d'aluminium sont des épaississants de graisse, tandis que les sels de calcium et de zinc sont des additifs dispersants pour les huiles moteur. Les sels de cuivre protègent le bois et les textiles de la décomposition bactérienne.

5. Les substances résineuses-asphaltènes dans les huiles et les résidus pétroliers sont un complexe multicomposant, extrêmement polydispersé en poids moléculaire, mélange d'hydrocarbures à haut poids moléculaire et d'hétérocomposés, comprenant, outre le carbone et l'hydrogène, le soufre, l'azote, l'oxygène et des métaux tels que vanadium, nickel, fer, molybdène, etc. n La séparation des CAB individuels des huiles et des HOR est extrêmement difficile. Leur structure moléculaire n'a pas encore été établie avec précision.

5. Substances résineuses-asphaltènes dans les huiles et les résidus pétroliers Les substances résineuses-asphaltènes (CAB) sont concentrées dans les résidus d'huile lourde (HOR) - mazout, semi-goudrons, bitume, résidus de craquage, etc. La teneur totale en CAB dans les huiles, selon leur type et leur densité, elles vont de fractions de pour cent à 45%, et dans HNO, elles atteignent jusqu'à 70% de la masse.

5. Substances résineuses-asphaltènes dans les huiles et les résidus pétroliers L'état actuel des connaissances et les possibilités des méthodes de recherche physico-chimiques instrumentales (par exemple, la méthode n-d-M, la diffraction des rayons X, la spectroscopie RPE et RMN, la microscopie électronique, la solubilité, etc.) permettent seulement de donner une idée probabiliste de l'organisation structurelle, d'établir le nombre de caractéristiques naphtène-aromatiques condensées et autres, et de construire des modèles statistiques moyens de molécules hypothétiques de résine et d'asphaltène.

Sur cette base, les composants du groupe conditionnel suivants sont distingués: 1) soluble dans les solvants de faible poids moléculaire (faibles) (isooctane, éther de pétrole) - huiles et résines (maltènes ou - fraction dans la chimie du coke). Les résines sont récupérées des maltènes par chromatographie d'adsorption (sur gel de silice ou alumine) ; 2) insoluble dans les alcanes de bas poids moléculaire en C 5 -C 8 , mais soluble dans le benzène, le toluène, le tétrachlorure de carbone - les asphaltènes (ou fraction -) ; 3) insoluble dans l'essence, le toluène et le tétrachlorure de carbone, mais soluble dans le disulfure de carbone et les carbènes de quinoléine (ou a 2 -faracia) ; 4) insoluble dans tous les solvants - carboïdes (ou une fraction 1).

Les huiles et les HOR natifs (c'est-à-dire non soumis à une action thermodestructrice) ne contiennent pas de carbènes et de carboïdes. Le terme "huiles" est utilisé pour désigner des hydrocarbures de haut poids moléculaire avec un poids moléculaire de 300 à 500 à structure mixte (hybride). Les hydrocarbures paraffiniques-naphténiques et aromatiques, y compris les hydrocarbures légers (monocycliques), moyens (bicycliques) et polycycliques (trois cycles ou plus), sont isolés des fractions pétrolières par séparation chromatographique. Les plus importants sont les résines et les asphaltènes, qui sont souvent appelés composants de cokéfaction, et créent des problèmes technologiques complexes dans le traitement du HOR.

Les résines sont des liquides visqueux à mouvement lent ou des solides amorphes de couleur brun foncé à brun foncé avec une densité d'environ un ou plus. Ce sont des systèmes plano-condensés contenant cinq ou six cycles de structures aromatiques, naphténiques et hétérocycliques, reliés par des structures aliphatiques.

Les asphaltènes sont des structures amorphes mais cristallines, des solides brun foncé ou noirs avec une densité légèrement supérieure à l'unité. Lorsqu'ils sont chauffés, ils ne fondent pas, mais passent à l'état plastique à une température d'environ 300 ° C, et à une température plus élevée, ils se décomposent avec formation de substances gazeuses et liquides et d'un résidu solide - le coke. Contrairement aux résines, elles forment des structures spatiales, plus condensées, semblables à des cristaux. les asphaltènes se manifestent par des indicateurs de base tels que la solubilité dans les alcanes de bas poids moléculaire, le rapport C:H, le poids moléculaire, la concentration des centres paramagnétiques et le degré d'aromaticité.

n Les résines forment de véritables solutions dans les huiles et les distillats de carburant, et les asphaltènes dans le HOR sont à l'état colloïdal. n Les solvants des asphaltènes dans les huiles sont les hydrocarbures aromatiques et les résines. n Grâce aux interactions intermoléculaires, les asphaltènes peuvent former des associés de structures supramoléculaires.

n Ainsi, à de faibles concentrations en benzène et en naphtalène (moins de 2 et 16 %, respectivement), les asphaltènes sont à l'état moléculaire. n À des concentrations plus élevées dans la solution, des associés se forment, constitués de nombreuses molécules. n C'est la capacité d'associer la formation qui détermine l'écart de 1 à 2 ordres de grandeur dans les résultats de la détermination du poids moléculaire des asphaltènes, en fonction de la méthode de détermination.

n Le rapport résines/asphaltènes dans les huiles et HOR est très variable - (7 - 9) : 1 dans les résidus de distillation pure, (1 - 7) : 1 - dans les résidus oxydés (bitumes). n Les carbènes et les carboïdes apparaissent dans le TNO à la suite de processus thermodestructifs. n On pense que les carbènes sont des polymères linéaires de molécules d'asphaltène d'un poids moléculaire de (100 185) mille, solubles uniquement dans le disulfure de carbone et la quinoléine. n Les glucides sont un polymère tridimensionnel réticulé (cristallite), ce qui les rend insolubles dans tous les solvants organiques connus.

n n Tous les CAB affectent négativement la qualité des huiles de lubrification (détérioration de la couleur, augmentation de la formation de carbone, réduction du pouvoir lubrifiant, etc.) et doivent être éliminés. Faisant partie des bitumes pétroliers, ils possèdent un certain nombre de propriétés techniques intéressantes et leur confèrent des qualités qui leur permettent d'être largement utilisés. Les principales directions de leur utilisation: revêtements routiers, matériaux d'étanchéité, construction, production de produits de toiture, vernis bitume-asphalte, plastiques, brais, cokes, liants pour briquetage de charbon, échangeurs d'ions en poudre, etc. Le tableau 6 montre la composition élémentaire des natifs résines et asphaltènes isolés à partir d'huiles de gisements bien connus en Russie.

Tableau 6 Composition élémentaire des résines natives et des asphaltènes de certaines huiles russes, % en poids. Huile Résines C H S Asphaltènes N O C H S N O Bavlin 84, 52 9, 48 2, 6 0, 69 2, 76 83, 5 7, 76 3, 78 1, 15 3, 81 8, 70 83, 66 7, 87 4 , 52 1, 19 2, 76 Romash- 81, 91 9, 38 kinskaya Tuima- 84, 10 9, 80 4, 00 2, 70 84, 40 7, 87 4, 45 1, 24 2, 04 Zinskaya Samotlorskaya 9 , 68 2, 02 1, 60 3, 16 9, 19 1, 76 1, 69 2, 43

6. Principaux axes de raffinage des condensats de pétrole et de gaz n n Il existe trois axes principaux de raffinage du pétrole : 1) carburant ; 2) carburant et pétrole et 3) pétrochimie ou complexe (carburant et pétrochimie ou carburant et pétrole et pétrochimie).

6. Principaux axes de traitement des condensats de pétrole et de gaz n n Dans le sens combustible, les condensats de pétrole et de gaz sont principalement transformés en carburants pour moteurs et chaudières. Le raffinage du pétrole dans les raffineries avec un profil de carburant peut être profond et peu profond.

Les principales orientations du raffinage des condensats de pétrole et de gaz n n Le schéma technologique des raffineries à traitement peu profond se distingue par un petit nombre de procédés technologiques et une petite gamme de produits pétroliers. La production de carburants selon ce schéma ne dépasse pas 55 à 60% de la masse. et dépend principalement de la composition fractionnaire du pétrole brut traité. La production de combustible de chaudière représente jusqu'à 30 à 35% de la masse.

Principaux axes de raffinage des condensats de pétrole et de gaz n n n traitement en profondeur s'efforcent d'obtenir le rendement le plus élevé possible de carburants de haute qualité en impliquant dans leur production les résidus de la distillation atmosphérique et sous vide, ainsi que les gaz de raffinerie. La production de combustible de chaudière dans cette variante est réduite au minimum. La profondeur de raffinage du pétrole dans ce cas atteint jusqu'à 70 à 90% de la masse.

n n Selon la variante mazout du raffinage du pétrole, ainsi que les carburants pour moteurs, différentes qualités d'huiles lubrifiantes sont obtenues. Pour la production de ces derniers, les huiles à forte teneur potentielle en fractions pétrolières sont généralement sélectionnées, en tenant compte de leur qualité.

n Le raffinage pétrochimique et pétrolier complexe implique, avec les carburants et les huiles, la production de matières premières pour la pétrochimie (hydrocarbures aromatiques, paraffines, matières premières pour la pyrolyse, etc.), et dans certains cas la production de produits commerciaux pour la synthèse pétrochimique.

n Le choix d'une direction spécifique, respectivement, les schémas de traitement des matières premières pétrolières et la gamme de produits pétroliers produits sont principalement déterminés par la qualité du pétrole, ses fractions individuelles de carburant et de pétrole, les exigences de qualité des produits pétroliers commerciaux, ainsi que ainsi que leurs besoins dans une région économique donnée.

n L'industrie du raffinage du pétrole est une branche de l'industrie lourde, couvrant le traitement des condensats de pétrole et de gaz et la production de produits pétroliers commerciaux de haute qualité : carburants et carburants énergétiques, huiles lubrifiantes, bitume, coke de pétrole, paraffines, solvants, soufre élémentaire, gazole thermique, matières premières pétrochimiques et biens de consommation.

n Le traitement industriel des condensats de pétrole et de gaz dans les raffineries modernes (raffineries) est effectué par un traitement physique et chimique complexe en plusieurs étapes dans des processus technologiques séparés ou combinés de gros tonnage (installations, ateliers) conçus pour obtenir divers composants ou assortiments de pétrole commercialisable des produits.

Classification des procédés de raffinage du pétrole, des condensats de gaz et du gaz n n Les procédés technologiques des raffineries de pétrole sont généralement classés dans les deux groupes suivants : physique et chimique. 1. Les procédés physiques (transfert de masse) réalisent la séparation du pétrole en ses composants constitutifs (carburant et fractions pétrolières) sans transformations chimiques ni élimination (extraction) des fractions pétrolières, des résidus pétroliers, des fractions pétrolières, des condensats de gaz et des gaz de composants indésirables (composants aromatiques polycycliques). hydrocarbures, asphaltènes, paraffines réfractaires), composés non hydrocarbonés.

n n n processus physiques selon le type de transfert de masse peut être divisé en types suivants: 1. 1 usines de dessalement électriques gravitationnelles (ELOU); 1. 2 - installations tubulaires de distillation atmosphérique, tubulaires sous vide atmosphérique, fractionnement de gaz (AT, ABT, HFC, etc.);

n n n 1. 3 - extraction (désasphaltage, purification sélective, déparaffinage par cristallisation) ; 1. 4 - adsorption (déparaffinage de la zéolithe, nettoyage par contact); 1. 5 - Usines de fractionnement des gaz d'absorption (AGFU, épuration à partir de H 2 S, CO 2).

n n 2. Dans les procédés chimiques, le traitement de la charge pétrolière s'effectue par transformations chimiques avec production de nouveaux produits non contenus dans la charge. Les processus chimiques utilisés dans les raffineries modernes, selon la méthode d'activation des réactions chimiques, sont divisés en: 2. 1 - thermiques; 2. 2 - catalytique.

n n Les procédés thermiques selon le type de réactions chimiques qui se produisent peuvent être divisés en types suivants : 2. 1. 1 - thermodestructifs (craquage thermique, viscoréduction, cokéfaction, pyrolyse, brai, production de noir de carbone, etc.) ; 2. 1. 2 - thermo-oxydant (production de bitume, gazéification de coke, charbon, etc.). Dans les processus thermodestructifs, se déroulent principalement des réactions de décomposition (craquage) de molécules de matières premières en molécules de faible poids moléculaire, ainsi que des réactions de condensation avec formation de produits de haut poids moléculaire, tels que le coke, le brai, etc.

n n n Les procédés catalytiques selon le type de catalyse peuvent être classés dans les types suivants : 2. 2. 1 - hétérolytique, procédant selon le mécanisme de la catalyse acide (craquage catalytique, alkylation, polymérisation, production d'esters, etc.) ; 2. 2. 2 - hémolytique, procédant selon le mécanisme de la catalyse redox (électronique) (production d'hydrogène et synthèse de gaz, méthanol, soufre élémentaire);

n 2. 2. 3 - hydrocatalytique, procédant selon le mécanisme de la catalyse bifonctionnelle (complexe) (hydrotraitement, hydrodésulfuration, hydrocraquage, reformage catalytique, isomérisation, hydrodéaromatisation, hydrodéparaffinage sélectif, etc.).

Les principales étapes du raffinage du pétrole n n n Dès leur réception à la raffinerie, le pétrole et les produits pétroliers qui en sont issus passent par les principales étapes suivantes : 1. Préparation du pétrole pour le traitement 2. Raffinage primaire du pétrole 3. Raffinage secondaire du pétrole 4. Raffinage de produits pétroliers

Préparation de l'huile pour le raffinage Afin d'assurer des performances élevées aux unités de raffinage du pétrole, celles-ci doivent être alimentées en huile dont la teneur en sel ne dépasse pas 6 g/l et en eau à 0,2 %. Par conséquent, l'huile entrant dans la raffinerie (raffinerie) est soumise à une déshydratation et à un dessalage supplémentaires.

Préparation de l'huile pour le traitement But - élimination des sels et de l'eau de l'huile avant qu'elle ne soit alimentée pour le traitement. Un dessalement efficace peut réduire considérablement la corrosion des équipements de traitement des usines de raffinage du pétrole, empêcher la désactivation des catalyseurs, améliorer la qualité des carburants, du coke de pétrole, du bitume et d'autres produits.

Matières premières et produits. La matière première est de l'huile contenant de l'eau et des sels. Produits - huile dessalée et déshydratée contenant 3-4 mg / l de sels et jusqu'à 0,1% en poids. l'eau. Ce post-traitement est réalisé dans les usines de dessalement électriques ELOU.

Riz. 24. Schéma de principe de l'usine de dessalement électrique ; 1, 5 - pompe ; 2 - chauffage ; 3 - puisard; 4 - déshydrateur électrique du premier étage ; 6 - déshydrateur électrique du deuxième étage I - pétrole brut ; II - désémulsifiant ; III - rejet d'eau; IV- fourniture d'eau alcaline ; V - huile dessalée et déshydratée.

RAFFINAGE PRIMAIRE DU PÉTROLE Le raffinage du pétrole commence par sa distillation. Lors de la distillation, en élevant la température, des hydrocarbures sont libérés de l'huile, bouillant dans différentes plages de température.

1. Distillation atmosphérique et sous vide de l'huile Objectif - séparation de l'huile en fractions pour un traitement ultérieur ou une utilisation comme produits commerciaux. La distillation de l'huile est réalisée sur des installations tubulaires atmosphériques (AT) et sous vide atmosphérique (AVT). Les unités AT et АВТ sont souvent associées à des unités de dessalement pour le traitement de l'essence. huile et secondaire

1. Distillation atmosphérique et sous vide du pétrole Matières premières et produits. Matière première - huile, dessalée dans les installations et les blocs d'ELOU. Produits unitaires : n gaz d'hydrocarbures – est retiré des unités sous forme gazeuse et liquide (tête de stabilisation), envoyé pour un traitement ultérieur vers des unités de fractionnement de gaz, utilisé comme combustible pour les fours de raffinerie de pétrole ;

n n n fraction d'essence - bout entre 50 et 180 °C, est utilisée comme composant de l'essence à moteur commerciale, matière première pour les unités de reformage catalytique et de pyrolyse ; soumis à une distillation secondaire pour obtenir des fractions étroites ; fraction de kérosène - bout dans la plage de 120 à 315 ° C, est utilisée comme carburant pour les moteurs à réaction et à carburateur de tracteur, pour l'éclairage, comme matière première pour les usines d'hydrotraitement; fraction diesel (gazole atmosphérique) - bout dans la plage de 180 à 360 ° C, est utilisée comme carburant pour les moteurs diesel et comme matière première pour les unités d'hydrotraitement;

n n n le fioul - résidu de la distillation atmosphérique - bout à plus de 350°C, est utilisé comme combustible de chaudière ou comme charge pour les unités d'hydrotraitement et de craquage thermique ; distillats sous vide (gazoles sous vide) - bouillir dans la plage de 350 à 500 ° C, sont utilisés comme matières premières pour le craquage catalytique et l'hydrocraquage; dans les raffineries avec un schéma de traitement du pétrole, plusieurs (2-3) distillats sous vide sont obtenus ; le goudron est le résidu de la distillation sous vide atmosphérique du pétrole, bout à des températures supérieures à 500 ° C, est utilisé comme matière première pour les usines de craquage thermique, de cokéfaction, de bitume et de production de pétrole.

Pour obtenir ces fractions, un procédé appelé distillation est utilisé et réalisé dans une colonne de distillation. La colonne de distillation est un appareil cylindrique vertical d'une hauteur de 20 à 30 m et d'un diamètre de 2 à 4 m. L'intérieur de la colonne est divisé en compartiments séparés par un grand nombre de disques horizontaux, dans lesquels se trouvent des trous pour le passage des vapeurs d'huile et de liquide à travers eux.

2. Distillation secondaire de l'essence Objectif - séparation des fractions obtenues lors de la distillation primaire en longueurs plus étroites, chacune étant ensuite utilisée à ses propres fins. A la raffinerie, une large fraction essence, une fraction diesel (lorsqu'elle reçoit des matières premières d'une unité d'extraction de paraffine par adsorption), des fractions pétrolières, des boues, etc. partie des unités AT et AVT.

Matières premières et produits. La matière première est une large fraction d'essence de n. k - 180°C. Produits : n fraction n. environ - 62°C - utilisé comme composant de l'essence à moteur commerciale, matière première pour les unités d'isomérisation ; n fraction 62 -85°C - charge des unités de reformage catalytique, qui produisent du benzène ;

fraction 85 -105°C - charge d'alimentation des unités de reformage catalytique, qui produisent du toluène ; n fraction 105 -140°C - charge des unités de reformage catalytique, qui produisent des xylènes ; n fraction 140 -180°C - un composant de l'essence commerciale et du kérosène, matière première pour le reformage catalytique et l'hydrotraitement du kérosène.

transcription

1 Ministère de l'Éducation et des Sciences Fédération RusseÉtat établissement d'enseignement de l'enseignement professionnel supérieur "Ufa State Petroleum Technical University" Bibliothèque de l'étudiant de l'UGNTU COURS COURT DE CONFÉRENCES SUR LA DISCIPLINE "CHIMIE DU PÉTROLE ET DU GAZ" Sous la direction générale du professeur S. S. Zlotsky et du professeur agrégé L.N. Zorina Oufa 2011

2 UDC 54(0.75.8) LBC 24.1 K93 Approuvé par le Conseil de rédaction et d'édition de l'USPTU comme aide pédagogique Auteurs : O.F. Bulatova, S.S. Zlotsky, L.N. Zorina, N.N. Mikhailova, M.N. Nazarov, Yu.I. Puzin, L.Z. Rolnik, L.G. Sergeeva, F.B. Shevlyakov, I.N. Département de "chimie" de l'Académie pédagogique d'État de Sterlitamak, candidat en sciences chimiques T.P.Mudrik K93 Cours de conférences sur la discipline "Chimie du pétrole et du gaz" /O.F. sous total éd. S.S. Zlotsky et L.N. Zorina. - Oufa : Maison d'édition UGNTU, p. ISBN De brefs résumés de conférences sur la discipline "Oil and Gas Chemistry" sont donnés. Le contenu des conférences est conforme aux normes éducatives de l'État. Un court cours magistraux reflète le principe modulaire de l'enseignement, indique le contenu des cours de laboratoire et fournit une liste de références pour une étude supplémentaire du matériel. De courte durée les conférences sont destinées aux étudiants des spécialités non chimiques de la direction "Industrie pétrolière et gazière" formes d'enseignement à temps plein et à temps partiel. UDC 54 (0.75.8) BBK24.1 ISBN Ufa State Petroleum Technological University, 2011 Équipe d'auteurs, 2011

3 3 CONTENU Introduction 4 Le contenu de la discipline « Chimie du pétrole et du gaz » pour les étudiants des spécialités non chimiques : ST, GT, MT, BST, BMT, GB, GG 6 Cours 1. Caractéristiques générales du pétrole et du gaz 9 Cours 2. Propriétés physiques des huiles 12 Cours 3 Méthodes de séparation des hydrocarbures et détermination de la composition du pétrole et du gaz 15 Cours 4. Alcanes contenus dans les huiles et les gaz 18 Cours 5. Cycloalcanes contenus dans les huiles 21 Cours 6. Hydrocarbures aromatiques contenus dans les huiles 24 Cours 7. Alcènes, alcadiènes, alcynes formés lors du raffinage du pétrole 27 Cours 8. Composés oxygénés contenus dans les huiles 30 Cours 9. Composés soufrés et azotés contenus dans les huiles 33 Cours 10. Résines, asphaltènes contenus dans les huiles 36 Cours 11. Fondamentaux du raffinage du pétrole 39 Cours 12. Transformations thermocatalytiques des hydrocarbures pétroliers 42 Cours 13. Oxydation des hydrocarbures. Les principaux produits oxygénés de la pétrochimie. 45 Cours 14. Méthodes de nettoyage du pétrole, du gaz et des produits pétroliers 48 Questions de contrôle 51 Liste de la littérature recommandée 52

4 4 INTRODUCTION Relativement récemment (depuis 2001), la discipline "Chimie du pétrole et du gaz" a été intégrée au cursus des étudiants de la direction "Oil and Gas Business". Cela est pleinement justifié et justifié, car des spécialistes hautement qualifiés, à l'avenir, les gestionnaires responsables du complexe combustible et énergie, doivent disposer d'informations et comprendre en toute confiance les aspects physiques et physico-chimiques de l'activité pétrolière, y compris la production et l'utilisation de produits finaux cibles et de matériaux à base de matières premières hydrocarbonées. A noter que l'appellation de cette discipline « Chimie du pétrole et du gaz » est quelque peu dépassée et est désormais remplacée dans la nomenclature de la Commission Supérieure d'Attestation par une « Pétrochimie » plus générale et complète. En effet, le contenu du cours intègre des problématiques liées à la chimie et à la technologie des métiers du pétrole au sens large : physico-chimie du réservoir ; chimie technique et appliquée du forage; préparation, transport et stockage des hydrocarbures, etc. Il convient de noter que le cours classique "Chimie du pétrole et du gaz" - "Pétrochimie" est précédé de disciplines spéciales telles que "Chimie", "Chimie organique", "Chimie analytique", "Chimie physique des colloïdes". Dans les bagages des étudiants en pétrole et gaz, il n'y a que le cours de base "Chimie générale et inorganique", dans lequel les composés organiques et les hydrocarbures pétroliers sont considérés de manière très superficielle. À cet égard, le matériel de cours de la discipline "Chimie du pétrole et du gaz" s'adresse aux étudiants qui n'ont pas de connaissances chimiques approfondies. Un court cours magistral, accompagné de questions spécifiques, contient des informations pédagogiques générales (nomenclature, propriétés physicochimiques et caractéristiques des hydrocarbures les plus courants, etc.). Ce manuel, préparé par une équipe d'enseignants du Département de Chimie Générale et Analytique, vise à faciliter et à simplifier la compréhension des aspects physico-chimiques et chimico-technologiques de la matière "Chimie pétrolière et gazière" - "Pétrochimie" pour les étudiants de spécialités non chimiques. Le résumé de chacune des 14 conférences comprend des dispositions de base, des termes, des formules et des définitions. Des questions de contrôle sont données et 2 4 sources sont données, où cette section est présentée plus en détail et en détail. Il existe une liste élargie de la littérature pédagogique et méthodologique recommandée et les principales questions soumises pour un test ou un examen sont répertoriées. Ce manuel ne remplace pas les manuels et ateliers existants, mais au contraire, permet une connaissance et une étude plus détaillées et détaillées des sections du programme sur les manuels de base. Dans le même temps, la simplicité et l'accessibilité du manuel, à notre avis, permettent aux étudiants de se familiariser d'abord avec les sujets et le contenu des cours, de mieux présenter le plan de cours et de relier les différentes sections du programme entre elles. Les auteurs sont les principaux enseignants du département sous forme de thèse courte

5 5 résumé et systématisé les principaux paramètres, buts et objectifs de chaque conférence. Cela permet aux étudiants de minimiser les pertes de temps, de se concentrer sur les questions clés et les dispositions de cette discipline. Nous pensons que le manuel sera utile et intéressant pour tous, sans exception, les étudiants étudiant la discipline "Oil and Gas Chemistry" en 1ère année, et sera également demandé par les jeunes enseignants et chercheurs débutants pour préparer des cours magistraux, des laboratoires et cours pratiques. Nous recommandons ce manuel aux enseignants, aux enseignants des écoles secondaires, des écoles techniques, des collèges, ainsi qu'aux élèves du secondaire intéressés par une étude approfondie de la chimie du pétrole et du gaz.

6 Le contenu de la discipline "Chimie du pétrole et du gaz" pour les étudiants des spécialités non chimiques: ST, GT, MT, BST, BMT, GB, GG Cours en classe: cours magistraux - 28 heures, cours de laboratoire - 24 heures.-3 , crédit - 0, examen 1 Sujet Questions étudiées au cours Numéro du cours pas de manuel Contenu des cours de laboratoire Points de contrôle RGR 1 Module 1 "Composition et propriétés générales de l'huile" Cours-6 heures, cours pratiques-0 heures, cours de laboratoire-4 Ch 1.1 Pétrole et gaz comme objets naturelsénergie et matières premières pour le cours 1 recyclage. Hypothèses sur l'origine du pétrole. Composition élémentaire et groupe des huiles. Classification des huiles 1.2 Propriétés physiques des huiles. Densité, poids moléculaire, viscosité de la leçon 2, points d'écoulement, trouble, cristallisation. Caractéristiques du risque d'incendie des huiles et des gaz, point d'éclair, inflammation, auto-inflammation, limites d'explosivité. Indices d'octane et de cétane 1.3 Méthodes de séparation du pétrole et du gaz : distillation, rectification, Cours 3 1.2 Détermination de la composition du groupe des huiles et produits pétroliers. méthodes d'extraction, d'absorption, d'adsorption, de cristallisation, de diffusion. Méthodes chromatographiques pour la séparation et l'analyse du pétrole et du gaz Eau dans les produits pétroliers. Méthodes de détermination de la composition du pétrole et du gaz. Distillation primaire du pétrole 2 Module 2 "Hydrocarbures du pétrole et du gaz" Cours-8h, TP-0h, TP-8h, 2.1 Alcanes du pétrole et du gaz. Composition et structure. Cours physique et chimique 4 propriétés des alcanes. Paraffines et cérésines, leur influence sur les processus de production de pétrole 2.2 Cycloalcanes pétroliers. Composition et structure. Régularités de leur distribution Lecture 5 par fractions d'huile. Propriétés physiques et chimiques RGR-0 RGR-0 3 Composition, nomenclature et propriétés chimiques des composés organiques du pétrole et du gaz. Hydrocarbures alcanes 4 Composition, nomenclature et propriétés chimiques des composés organiques du pétrole et du gaz. Hydrocarbures naphténiques 6 6

7 7 7 Sujet Questions étudiées au cours Numéro du cours pas de manuel 2.3 Arènes. Composition, répartition par fractions d'huile. Structure, propriétés physiques et chimiques. Règles d'orientation dans les réactions de substitution électrophile dans un cycle aromatique. L'utilisation des arènes en synthèse organique Cours 6 Le contenu des cours de laboratoire 5 Composition, nomenclature et propriétés chimiques des composés organiques du pétrole et du gaz. Hydrocarbures aromatiques 2.4 Alcènes, diènes et alcynes formés lors du raffinage du pétrole. Cours 7 6 Composition, nomenclature et propriétés chimiques Isolement et propriétés, utilisation en synthèse pétrochimique propriétés des composés organiques du pétrole et du gaz. Hydrocarbures insaturés 3 Module 3 "Composés hétéroatomiques et non hydrocarbonés du pétrole" Cours - 6 heures, TP - 4 heures, RGR Composés oxygénés. Acides de pétrole et phénols. Propriétés physiques et chimiques des acides de pétrole, indice d'acidité. Influence des composés oxygénés sur les processus de production de pétrole et les propriétés des produits pétroliers Cours Composés soufrés. Les principaux types de composés soufrés, leur répartition Lecture 9 par fractions pétrolières. Propriétés physiques et chimiques des composés soufrés. Leur influence sur les processus de production de pétrole et les propriétés des produits pétroliers, à l'origine des composés soufrés du pétrole. 3.3 Composés azotés. Teneur en azote des huiles et des fractions d'huile. Bases azotées, composés neutres, porphyrines. L'influence des composés azotés sur les processus de production de pétrole et la qualité des produits pétroliers 3.4 Cours 9 Résines, asphaltènes. Composition, structure, propriétés. Isolation des résines et Lecture 10 asphaltènes du pétrole. Influence des résines et des asphaltènes sur les procédés de production et de traitement du pétrole. Composants inorganiques de l'huile. Métaux basiques présents dans les huiles, leur influence sur les processus de production et de raffinage du pétrole 7 Composition, nomenclature et propriétés chimiques des composés organiques du pétrole et du gaz. Composés contenant de l'oxygène 8 Composition, nomenclature et propriétés chimiques des composés organiques du pétrole et du gaz. Composés soufrés Points de contrôle PGR 8 Composition, nomenclature et propriétés chimiques des composés organiques Nomenclature KR-1. pétrole et gaz. Composés azotés des hydrocarbures pétroliers et gaziers KR-2. Propriétés chimiques des hydrocarbures pétroliers et gaziers

8 8 Sujet Nom des questions étudiées au cours Numéro du cours selon le manuel 8 Contenu des cours de laboratoire des points de contrôle RGR 4 Module 4 "Procédés de préparation et de traitement du pétrole et du gaz" Cours - 8 heures, cours pratiques -0 heures, cours de laboratoire - 8 heures, RGR Fondamentaux du raffinage du pétrole. Craquage thermique, pyrolyse, cokéfaction. Déshydrogénation, cyclisation, aromatisation 4.2 Transformations catalytiques thermiques des hydrocarbures pétroliers. Catalyse et catalyseurs. Craquage catalytique, reformage catalytique. Bases chimiques des procédés, catalyseurs, application dans l'industrie 4.3 Oxydation des hydrocarbures pétroliers et de leurs dérivés. Les principaux produits oxygénés de la pétrochimie 4.4 Méthodes de nettoyage du pétrole, du gaz et des produits pétroliers. Hydrogénation et hydrodésulfuration Cours 11 9.10 Transformations thermiques des hydrocarbures pétroliers. Chimie du craquage thermique des alcanes, alcènes, cycloalcanes et hydrocarbures aromatiques. Cours 12 Transformations thermocatalytiques des hydrocarbures pétroliers. Chimie du craquage catalytique des alcanes, alcènes, cycloalcanes et hydrocarbures aromatiques. Conférence 13 Conférence 14 DZ-1. Fondamentaux du raffinage du pétrole

9 9 Conférence 1. Caractéristiques générales du pétrole et du gaz MN Nazarov Mots clés : sources d'énergie, matières premières pour la production, hypothèses d'origine, composition élémentaire, classification. Le pétrole est un mélange complexe d'hydrocarbures et de composés organiques de soufre, d'azote et d'oxygène. Actuellement, le pétrole et le gaz sont les principales sources d'énergie dans la plupart des pays du monde. En Russie, le complexe énergétique et énergétique est l'un des fondements de l'économie. Le pétrole est utilisé pour produire de l'essence, du kérosène, du diesel, du jet et d'autres types de carburant. Une autre direction importante dans l'utilisation du pétrole et du gaz comme matière première pour la production d'une grande variété de produits de la pétrochimie, de la construction et d'autres industries: matériaux polymères, plastiques, fibres synthétiques et caoutchoucs, lubrifiants et huiles spéciales, détergents, vernis , peintures, solvants, bitume, coke et bien d'autres. À cet égard, le pétrole et le gaz sont aujourd'hui des objets naturels irremplaçables. Les tâches les plus importantes de l'industrie du raffinage du pétrole consistent à augmenter la profondeur du raffinage du pétrole et à améliorer la qualité des produits pétroliers. Le pétrole et le gaz sont le principal produit d'exportation et la principale source de revenus de l'économie russe. Hypothèses sur l'origine du pétrole 1) inorganique 2) espace 3) organique L'auteur de l'une des théories inorganiques est DIMendeleev. Selon cette théorie, les premiers composés organiques se sont formés à la suite de l'interaction de carbures métalliques situés dans le noyau terrestre avec de l'eau qui y a pénétré à travers des fissures : CaC 2 + 2H 2 O Ca (OH) 2 + C 2 H 2 Al 4 C H 2 O 4A1(OH) 3 + 3CH 4 Sous l'influence des températures élevées, les hydrocarbures et l'eau se sont évaporés, sont montés vers les parties extérieures de la Terre et se sont condensés dans des roches sédimentaires bien perméables. Selon la théorie spatiale, le pétrole s'est formé à partir de carbone et d'hydrogène lors de la formation de la Terre. Au fur et à mesure que la température de la planète diminuait, les hydrocarbures étaient absorbés par elle et condensés dans la croûte terrestre. La théorie organique a reçu la plus grande diffusion. Son essence est que le pétrole est un produit de la décomposition de résidus végétaux et animaux, déposé initialement sous forme de limon marin.

10 10 La principale matière organique du pétrole est constituée de micro-organismes végétaux et animaux qui se développent dans l'hydrosphère. Les restes morts de ces organismes s'accumulent au fond des baies. Dans le même temps, diverses substances minérales sont entraînées dans la mer. En fin de compte, la matière organique s'accumule au fond du réservoir et s'enfonce progressivement de plus en plus profondément. La couche supérieure d'un tel limon est appelée pélogène et le limon partiellement converti dans sa plus grande épaisseur est appelé sapropel. Selon les concepts modernes, la matière organique enfouie dans le limon marin est la substance mère du pétrole. Les caustobiolites dites sapropélites comprennent également les schistes, les charbons sapropélites, etc. Tourbe, lignite, charbon, anthracite - caustobiolithes humiques (humus-restes de végétation terrestre). La décomposition des organismes végétaux et animaux morts dans les limons marins sous l'influence de l'O 2 et des bactéries conduit à la formation de : 1) produits liquides et gazeux ; 2) résistant aux précipitations à l'action chimique et bactéricide. Ces sédiments s'accumulent progressivement dans les couches sédimentaires. De par leur nature chimique, ils sont un mélange de produits de conversion des protéines. D'autres transformations de cette matière organique initiale en huile se produisent déjà en l'absence d'O 2. La formation d'huile est un processus très lent qui se déroule sur des millions d'années sous l'influence d'une température élevée (C), d'une pression élevée (atm) et l'activité biochimique des micro-organismes. Composition élémentaire de l'huile. Les principaux éléments qui composent l'huile sont C et H. La teneur en C varie entre 82-87%, H%, S-0,1-5%. La teneur en N et O dans la plupart des huiles ne dépasse pas les dixièmes de pour cent. Le pétrole est constitué principalement d'un mélange de méthane (alcane), d'hydrocarbures naphténiques (cycloalcane) et aromatiques. De plus, des composés oxygénés, soufrés et azotés sont présents dans les huiles. Les composés oxygénés du pétrole comprennent les acides naphténiques, les phénols, les substances asphalto-résineuses. Les composés soufrés sont l'H 2 S, les mercaptans, les sulfures, les thiophènes, les thiophanes, les composés azotés homologues de la pyridine, l'hydropyridine et l'hydroquinoline. Les composants du pétrole sont également des gaz qui y sont dissous, de l'eau et des sels minéraux. La teneur en gaz (C 1 -C 4) dans l'huile va du dixième à 4%, H 2 O de 0,5 à 10% et plus, sels minéraux de 0,1 à 4000 mg/l et plus. De plus, les substances minérales se trouvent dans les huiles sous forme de solutions de sels d'acides organiques, de composés complexes, etc. La composition des composants minéraux est déterminée dans les cendres issues de la combustion du pétrole. La teneur en cendres ne dépasse pas les dixièmes de pour cent, en comptant sur N. Jusqu'à 20 éléments différents ont été trouvés dans les cendres (Ca, Fe, Si, Zn, Cu, Al, Mo, Ni, V, Na, Sn, Ti, Mn, Sr, Pb, Co, Ag, Ba, Cr, etc.), dont la teneur varie de à %.

11 11 La partie lourde de l'huile contient des substances résineuses-asphaltènes. Il s'agit d'un mélange complexe des composés les plus moléculaires, qui sont des composés hétéroorganiques à structure hybride complexe, comprenant du soufre, de l'oxygène, de l'azote et certains métaux. Les huiles jeunes à haute teneur en composés aromatiques sont les plus riches en substances résineuses-asphaltènes. Classification des huiles Les huiles peuvent être classées en fonction de leur teneur en hydrocarbures de différentes structures (classification chimique), en fonction de la teneur en soufre et en fonction de la qualité des produits pétroliers obtenus (classification technologique). La classification chimique de l'huile est basée sur la composition du groupe d'hydrocarbures de la fraction bouillant dans C. En fonction de la prédominance d'une classe d'hydrocarbures (supérieure à 50%) dans cette fraction, les huiles sont divisées en 3 types principaux: méthane (M ), naphténique (H) , aromatique (A). Lorsque cette fraction contient plus de 25 % d'hydrocarbures d'autres classes, les huiles sont réparties en types mixtes : méthane-naphténique (M-N), naphténo-méthane (N-M), aromatique-naphténique (A-N), naphténo-aromatique (N-A), etc. . Selon la classification technologique des huiles, en fonction de leur teneur en soufre, elles sont divisées en 3 classes : 1) à faible teneur en soufre, avec une teneur en S de 0 à 0,5 % ; 2) sulfureux, avec une teneur en S de 0,5 à 2 % ; 3) à haute teneur en soufre, avec une teneur en S supérieure à 2 %. De plus, les huiles sont divisées en types selon le rendement des fractions légères distillées en C ; groupes selon la teneur potentielle en huiles de base ; sous-groupes par indice de viscosité des huiles de base ; espèces - en fonction de la teneur en paraffines dans l'huile. Questions de contrôle 1 Pétrole et gaz comme sources d'énergie et matières premières pour la transformation. 2 Hypothèses sur l'origine du pétrole. 3 Composition élémentaire et groupe des huiles. 4 types de classification d'huile. Liste de la littérature recommandée 1 Syrkin A.M., Movsumzade E.M. Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. - Oufa : Maison d'édition UGNTU, C Ryabov V.D. Chimie du pétrole et du gaz - M.: ID "FORUM", C Virzhichinskaya S.V., Digurov N.G., Siyushin S.A. Chimie et technologie du pétrole et du gaz : manuel. indemnité.- M. : ID « FORUM », C.6-11,

12 12 Cours 2. Propriétés physiques des huiles MN Nazarov Mots clés : densité, poids moléculaire, viscosité, points d'écoulement, turbidité, cristallisation, points d'éclair, inflammation, auto-inflammation, limites d'explosivité, indices d'octane et de cétane. Les propriétés physiques des huiles et de leurs fractions dépendent de leur composition chimique, de leur structure et du rapport des composants individuels. Étant donné que l'huile et ses fractions sont constituées d'un grand nombre de substances différentes, leurs propriétés ne peuvent être exprimées que par des caractéristiques moyennes. Les besoins pratiques ont conduit à la nécessité de caractériser le pétrole et ses fractions par un nombre important d'indicateurs. La densité (ρ) est une valeur définie comme le rapport de la masse d'une substance au volume occupé (kg/m 3). Densité relative (ρ 20 4) - le rapport de la densité de la substance considérée à la densité de la substance standard (le plus souvent de l'eau à 4 0 C). Habituellement, la détermination de la densité est effectuée à 20 0 С - en Russie, 15,56 0 С (60 0 F) - aux États-Unis et en Angleterre. Si la détermination de la densité est effectuée à d'autres valeurs de température, la correction (γ) est utilisée: p 20 4 \u003d p t 4 + γ (t - 20), où γ est le coefficient de dilatation volumique (informations de référence); t est la température à laquelle la densité a été déterminée. En moyenne, la densité relative des huiles varie de 0,82 à 0,90. La densité diminue généralement avec l'augmentation de la température et augmente avec l'âge géologique et la profondeur du pétrole. La densité des paraffines est inférieure à la densité des arènes. La teneur en fractions légères dans l'huile affecte davantage la densité que la teneur en résines. La différence de densité entre les fractions légères et moyennes est plus importante qu'entre les fractions moyennes et lourdes (résines). Viscosité - la propriété des liquides (gaz) de résister au mouvement d'une partie du liquide par rapport à une autre. Il existe des dynamiques (Pa s); cinématique (m 2 / s); viscosité conditionnelle. La viscosité dynamique (ν) est la résistance exercée par un liquide lorsqu'il se déplace l'un par rapport à l'autre à une vitesse de 1 m/s de ses deux couches d'une surface de 1 m 2 chacune, situées à une distance de 1 m , sous l'action d'une force appliquée de 1N. L'inverse de la viscosité dynamique est appelé fluidité (φ). La viscosité cinématique (η) est égale au rapport de la viscosité dynamique sur la densité du liquide à la température de détermination. La viscosité relative est une valeur qui s'exprime par le rapport du temps d'écoulement d'un certain volume d'huile et d'eau d'un appareil standard (viscosimètre). La viscosité dépend fortement de

13 13 températures - lorsque la température augmente, la viscosité diminue, de sorte que la température à laquelle la mesure a été prise est toujours indiquée. Les alcanes normaux ont la courbe viscosité-température la plus plate et les arènes la plus raide. La viscosité des alcanes ramifiés est légèrement supérieure à la viscosité de leurs isomères normaux et change peu avec la diminution de la température. La présence de fragments cycliques dans les molécules d'hydrocarbures augmente la viscosité et son évolution avec la température. La viscosité des alcanes a les valeurs les plus basses. Le poids moléculaire est la caractéristique physique et chimique la plus importante d'une substance. Il est lié au point d'ébullition et fait partie des indicateurs combinés. Le poids moléculaire des pétroles bruts est de l'ordre de g/mol. Le poids moléculaire des fractions augmente avec l'augmentation de leur point d'ébullition. Le poids moléculaire des produits pétroliers est déterminé par différentes méthodes : cryoscopique ; ébullioscopique; osmométrique. Des formules empiriques sont également utilisées dans lesquelles le poids moléculaire est lié à d'autres caractéristiques. La formule empirique la plus courante est la formule de Voinov : Mcp = a + bt cp + ct 2 cp, où a, b, c sont des constantes pour chaque classe d'hydrocarbures. Pour les alcanes, il a la forme Mcp = .3t cp + 0.001t 2 cp. Point d'écoulement, trouble et cristallisation. La solidification des produits pétroliers ou la précipitation de composants individuels pendant le refroidissement est hautement indésirable. La température de cristallisation est la température à laquelle les centres de cristallisation se forment en un ou plusieurs points du volume, croissant en raison de la cristallisation du matériau d'eux sur eux. environnement. La cristallisation s'accompagne de turbidité. Le point de trouble est la température à laquelle les "nuages" de petits cristaux apparaissent. Le point d'écoulement est la température à laquelle la fraction refroidie dans le tube à essai ne change pas de niveau lorsque le tube à essai est incliné vers les caractéristiques de risque d'incendie Le point d'éclair est la température minimale à laquelle les vapeurs d'un produit pétrolier forment un mélange avec de l'air capable de former une flamme à court terme lorsqu'une source d'inflammation externe y est introduite. Un flash est une faible explosion possible dans des limites de concentration strictement définies dans un mélange d'hydrocarbures avec de l'air. La limite supérieure d'explosivité est caractérisée par la concentration maximale de vapeurs de matières organiques dans un mélange avec l'air, au-dessus de laquelle l'allumage et la combustion lorsqu'une source d'inflammation externe est introduite est impossible en raison d'un manque d'oxygène.

14 14 La limite inférieure d'explosivité se situe à la concentration minimale de matière organique dans l'air, en dessous de laquelle la combustion est impossible, car la quantité de chaleur dégagée au site d'inflammation locale n'est pas suffisante pour que la réaction se déroule dans tout le volume. La température d'inflammation est la température minimale à laquelle les vapeurs du produit à tester, lorsqu'elles sont introduites par une source d'inflammation externe, forment une flamme stable et non éteinte. La température d'inflammation est toujours supérieure au point d'éclair, souvent de manière assez significative - de plusieurs dizaines de degrés. La température d'auto-inflammation est la température minimale à laquelle la vapeur d'huile mélangée à l'air s'enflamme sans source d'inflammation externe. La température d'auto-inflammation est supérieure de plusieurs centaines de degrés au point d'éclair. Le cognement est un caractère anormal particulier de la combustion du carburant dans un moteur. La résistance au cognement est estimée par l'indice d'octane - il s'agit d'une unité de mesure conventionnelle, numériquement égale au pourcentage (en volume) de la teneur en isooctane dans son mélange avec du n-heptane, équivalent en résistance au cognement du carburant testé dans des conditions de test standard. Les propriétés motrices des carburants diesel sont évaluées par l'indice de cétane, le pourcentage (en volume) de cétane dans un mélange avec l'α-méthylnaphtalène, équivalent en auto-inflammation au carburant d'essai, lors de la comparaison de carburants dans des conditions d'essai standard. Questions de contrôle 1 Densité des huiles, poids moléculaire, viscosité. 2 Température de cristallisation, turbidité, solidification. 3 Caractéristiques du risque d'incendie des huiles et produits pétroliers. 4 indices d'octane et de cétane. Liste de la littérature recommandée 1 Syrkin A.M., Movsumzade E.M. Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. - Oufa : Maison d'édition UGNTU, C Ryabov V.D. Chimie du pétrole et du gaz - M.: ID "FORUM", C Virzhichinskaya S.V., Digurov N.G., Siyushin S.A. Chimie et technologie du pétrole et du gaz : manuel. indemnité.- M. : ID « FORUM », C.11-31,

15 15 LG Sergeeva Conférence 3. Méthodes de séparation des hydrocarbures et détermination de la composition du pétrole et du gaz Mots clés : distillation, rectification, reflux, extraction, cristallisation, diffusion moléculaire, adsorption, absorption, chromatographie. Le pétrole est un mélange complexe de substances organiques liquides dans lequel divers hydrocarbures solides, substances résineuses et gaz associés sont dissous. La séparation de mélanges complexes en mélanges plus simples est appelée fractionnement. Les méthodes de séparation sont basées sur la différence de propriétés physiques, de surface et chimiques des composants à séparer. Les méthodes suivantes sont utilisées pour séparer l'huile en groupes homogènes étroits : distillation (distillation et rectification atmosphériques, distillation sous vide et distillation azéotropique) ; adsorption (adsorption et chromatographie); absorption (extraction) et cristallisation. Les méthodes de fractionnement les plus courantes sont la distillation. Ceux-ci incluent la distillation et la rectification. L'essence de la distillation atmosphérique est que le mélange est chauffé en continu, tandis que ses composants sont progressivement distillés de bas point d'ébullition à haut point d'ébullition. Lorsque le point d'ébullition des composants augmente, la température de chauffage du mélange à séparer augmente également. En sélectionnant des fractions dans des intervalles de température prédéterminés et en mesurant leur quantité, on peut se faire une idée de la composition fractionnaire de l'huile. La composition fractionnaire de l'huile ou des produits pétroliers est comprise comme la teneur quantitative en substances de l'huile qui bout dans certaines limites de température. La distillation atmosphérique est utilisée pour la séparation grossière en larges fractions. Lors du traitement en usine du pétrole, les fractions ou distillats suivants sont sélectionnés : 1) essence (ébullition initiale à C) ; 2) naphta (C); 3) kérosène (C); 4) gasoil (C). A partir de ces distillats, des produits pétroliers légers sont ensuite produits. Le résidu après la sélection des fractions jusqu'à C est appelé fioul. La distillation du fioul en fractions pétrolières est réalisée sous vide pour éviter sa décomposition thermique. La sélection des fractions s'effectue non pas par point d'ébullition, mais par viscosité. Les distillats d'huile, à mesure que leur viscosité augmente, sont divisés en solaire, transformateur, broche, machine, pêche automatique, cylindre. Le résidu après distillation du fioul est appelé, selon la viscosité, goudron ou semi-goudron. Conformément à la composition élémentaire, la majeure partie des composants de l'huile sont des hydrocarbures (RH). Seules trois classes d'hydrocarbures sont pratiquement présentes dans la coupe essence : les alcanes, les cycloalcanes et les arènes

16 16 séries de benzène. Dans les fractions kérosène et gazole, les hydrocarbures bi- et tricycliques représentent une part importante. Il n'y a pas d'hydrocarbures insaturés avec des liaisons insaturées dans les pétroles bruts. Outre l'HR, la partie de bas poids moléculaire de l'huile contient des composés organiques hétéroatomiques : oxygène (phénols), soufre (sulfures, mercaptans) et parfois azote (amines). Leur nombre est faible dans la partie à bas point d'ébullition du fioul, ils sont principalement concentrés dans les fractions bouillant au-dessus de C (fioul). Pour une séparation plus précise des composants à bas point d'ébullition, une distillation avec un condenseur à reflux (rectification) est utilisée. L'essence de la rectification réside dans le fait que les phases liquide et vapeur, cherchant à établir un équilibre thermique, échangent de la chaleur. Les vapeurs de liquide du ballon pénètrent dans le déphlegmateur-condenseur, où elles se condensent, et une partie du condensat retourne à travers le déphlegmateur jusqu'au ballon. Cette partie du condensat est appelée flegme. En raison de l'échange de chaleur des vapeurs chauffées avec un reflux plus froid, les composants les plus volatils s'évaporent de la phase liquide et les composants les moins volatils se condensent à partir des vapeurs. Ainsi, les processus d'évaporation et de condensation sur les saillies de surface des condenseurs à reflux sont répétés plusieurs fois, ce qui garantit un haut degré de séparation des composants du mélange initial. Les méthodes de distillation comprennent également la distillation azéotropique. Les mélanges azéotropiques sont appelés mélanges de deux liquides mutuellement solubles, dont le point d'ébullition est soit inférieur au point d'ébullition du composant à bas point d'ébullition, soit supérieur au point d'ébullition du composant à haut point d'ébullition. L'essence de la distillation azéotropique est la suivante : un troisième composant non hydrocarbure soluble dans l'eau est ajouté au mélange à séparer. En présence de cette substance, les composants initiaux de l'azéotrope changent leurs pressions de vapeur différemment lorsqu'ils sont chauffés, c'est-à-dire ont des points d'ébullition différents. Si le troisième composant en termes de volatilité se rapproche du mélange à séparer, il forme alors un azéotrope avec l'un des composants du mélange (distillation azéotropique). Si la volatilité du troisième composant est faible, alors il reste en phase liquide et retient une des substances à séparer (distillation extractive). La diffusion moléculaire est utilisée pour séparer les substances à point d'ébullition le plus élevé. La méthode est basée sur la différence de poids moléculaires et dépend de la vitesse relative d'évaporation des molécules. méthodes d'adsorption. L'essence de la méthode réside dans le fait que les composants individuels du mélange peuvent être sélectivement et séquentiellement sorbés sur l'un ou l'autre sorbant (absorbeur) et ainsi séparés du mélange total. Ensuite, ces composants sont désorbés à l'état inchangé sous forme de fractions séparées et peuvent être étudiés séparément. La désorption se produit dans l'ordre inverse de l'adsorption. Chromatographie. La chromatographie d'adsorption est le processus de séparation des substances sur des adsorbants solides par couleur. Il existe les types suivants de méthodes d'analyse chromatographique :

17 17 adsorption, liquide-adsorption, gaz-liquide. La chromatographie d'adsorption de gaz est utilisée pour l'analyse des gaz et est basée sur l'adsorption des composants gazeux d'un mélange sur des absorbants solides. La chromatographie d'adsorption liquide est une méthode de séparation de mélanges liquides à l'aide d'adsorbants solides (gel de silice). La chromatographie gaz-liquide diffère de la chromatographie par adsorption en ce que la phase stationnaire dans la colonne de séparation n'est pas adsorbant solide, mais tout liquide non volatil déposé sur un support inerte à gros pores qui n'a pas de propriétés d'adsorption. Absorption. L'essence de la méthode réside dans l'absorption volumétrique de gaz ou de vapeurs par un liquide (absorbant), conduisant à la formation d'une solution. L'absorption est utilisée pour séparer les gaz. Pour isoler le composant, la solution absorbante (absorbante) contenant le gaz dissous est envoyée à la désorption. L'extraction est le processus d'extraction des composants individuels de la charge d'alimentation par traitement avec un solvant sélectivement actif (agent d'extraction). Suite à l'extraction, deux phases non miscibles se forment : l'extrait et le raffinat. L'extrait contient un solvant et des composants de la matière première qui y sont facilement solubles. Le raffinat contient le reste de la matière première et une petite partie du solvant qui y est dissous. L'extrait et le raffinat doivent être facilement séparés l'un de l'autre lors de la décantation. Cristallisation. Cette méthode est utilisée pour séparer des substances à point de fusion élevé, c'est-à-dire hydrocarbures solides solubles dans l'huile. La cristallisation est réalisée par congélation à partir de solutions dans un solvant approprié. Le solvant doit également être un précipitant pour les substances séparées par cristallisation. Il devrait dissoudre les composants à haut point de fusion beaucoup plus mauvais que ceux à bas point de fusion. Questions de contrôle 1 Méthodes de séparation selon les points d'ébullition. 2 Méthodes de séparation par différence de solubilité. 3 Méthodes de séparation en fonction de la différence des températures de congélation. 4 Méthodes de séparation en fonction de la différence de capacité d'adsorption. Liste de la littérature recommandée 1 Syrkin A.M., Movsumzade E.M. Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. - Oufa : Maison d'édition UGNTU, C Ryabov V.D. Chimie du pétrole et du gaz - M.: ID "FORUM", C Virzhichinskaya S.V., Digurov N.G., Siyushin S.A. Chimie et technologie du pétrole et du gaz : manuel. allocation.- M.: ID "FORUM", C

18 18 Cours 4. Alcanes contenus dans les huiles et les gaz L.N. Mots clés de Zorina : alcanes, paraffines, cérésines, halogénation, nitration, sulfochloration, oxydation, déshydrogénation, clivage thermique, formation de complexes, composés clathrates. Les alcanes sont des hydrocarbures de la série C n H 2n+2. Par le nom du premier membre de cette série, le méthane (CH 4), les alcanes sont souvent appelés hydrocarbures méthane. Ils sont présents dans toutes les huiles et font partie de ses éléments constitutifs. Ils sont inégalement répartis sur les fractions, se concentrant principalement dans les gaz de pétrole et les fractions essence-kérosène, dans le pétrole leur teneur chute fortement. Les alcanes sont généralement présents dans le pétrole sous les trois états agrégés : gazeux, liquide et solide. Les gaz (C 1 -C 4 : méthane, éthane, propane, butane, isobutane, ainsi que le 2,2-diméthylpropane néopentane) forment l'essentiel du gaz naturel et associé accompagnant le pétrole, se trouvent dans le pétrole à l'état dissous. Les alcanes liquides (C 5 - C 15) constituent l'essentiel des fractions essence et kérosène du pétrole, sont représentés dans les huiles par des hydrocarbures de structure normale et des isomères à chaîne ramifiée. Les alcanes solides (C 16 et plus) font partie de la paraffine de pétrole et de la cérésine. Leur teneur en huiles varie de dixièmes à 5%. Ils sont à l'état cristallin dissous ou en suspension. Dans le froid, leur solubilité dans le pétrole et les fractions pétrolières est faible, par conséquent, lors de la remontée à la surface, les paraffines se déposent dans les puits et les oléoducs de champ et de collecte de pétrole, ce qui rend difficile l'exploitation et le transport du pétrole. Les paraffines de pétrole sont un mélange principalement d'alcanes de différents poids moléculaires, et le composant principal des cérésines est des hydrocarbures naphténiques contenant des chaînes latérales de structures normales et iso dans les molécules. À la même température de fusion, les cérésines diffèrent des paraffines par leur poids moléculaire élevé, leur densité et leur viscosité. Les paraffines cristallisent facilement sous forme de plaquettes, les cérésines sous forme de petites aiguilles. Les hydrocarbures méthane sont pratiquement insolubles dans l'eau, très solubles dans l'éther, les hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène, etc.), leur densité est inférieure à celle de l'eau. Les points d'ébullition et de fusion dépendent de la taille des molécules et augmentent dans la série homologue avec l'augmentation du poids moléculaire. Parmi les isomères, les hydrocarbures normaux ont les points d'ébullition et les densités les plus élevés. Les alcanes ont un grand Valeur calorifique(ΔH brûlé, MJ/kg pour CH 4 56, C 4 H 10 50, C 8 H 18 48). Les alcanes sont parmi les composés organiques les moins réactifs, mais ils ne sont pas chimiquement inertes. Dans certaines conditions, ils entrent dans des réactions d'oxydation,

19 19 halogénation, nitration, sulfochloration, déshydrogénation. Les transformations chimiques des hydrocarbures méthane peuvent se produire soit en raison de l'abstraction d'atomes d'hydrogène, suivie de leur remplacement par d'autres atomes ou groupes, soit en raison de la rupture de la chaîne d'atomes de carbone (réactions de substitution et de scission). L'halogénation est l'une des réactions les plus caractéristiques des alcanes. Le fluor libre interagit avec les alcanes avec une explosion, le chlore sous l'effet de la lumière, en chauffant (300 0 C) ou en présence d'un catalyseur : CH 4 + Cl 2 Cl + HCl Cl + Cl 2 CH 2 Cl 2 + HCl chlorure de méthyle CH 2 Cl 2 + Cl 2 CHCl 3 + HCl chloroforme chlorure de méthylène CHCl 3 + Cl 2 CCl 4 + HCl tétrachlorure de carbone Les dérivés chlorés des acans inférieurs sont utilisés comme solvants pour les graisses, les résines, les caoutchoucs, etc. Les dérivés halogénés des alcanes sont largement utilisés pour l'alkylation des hydrocarbures aromatiques (réaction de Friedel-Crafts) : + C 4 H 9 Cl AlCl 3 C 4 H 9 + HCl Les dérivés chlorés des alcanes sont utilisés pour obtenir des alcools : C 5 H 12 + Cl 2 C 5 H 11 Cl + HCl C 5 H 11 Cl + KOH C 5 H 11 OH + HCl alcool amylique Nitration. Sous l'action de l'acide nitrique dilué sur les alcanes, les atomes d'hydrogène sont remplacés par un groupement nitro (nitration en phase liquide). La nitration en phase vapeur (C) est utilisée dans l'industrie : R H + HO - NO 2 R - NO 2 + H 2 O Sulfochloration et sulfoxydation Sulfochloration : R H + SO 2 + Cl 2 R - SO 2 Cl + HCl alcane sulfochlorure Sulfuration : 2R - H + 2SO 2 + O 2 2R - SO 2 OH acide alcane sulfonique Les réactions se déroulent à la lumière ou en présence de catalyseurs. Les composés obtenus sont utilisés dans la synthèse de tensioactifs (R - SO 2 - ONa). Oxydation. L'oxydation à haute température des alcanes dans un excès d'oxygène conduit à leur combustion complète en CO 2 et H 2 O. Une telle oxydation se produit dans tous les types de moteurs. Lors de l'oxydation en phase liquide à basse température avec de l'oxygène en présence de sels de Mn, un mélange d'acides saturés se forme. Ce procédé est utilisé dans l'industrie pour produire du COOH à partir de fractions de butane et d'huile à bas point d'ébullition, ainsi que dans la production d'acides gras en C 12 à C 18 par oxydation d'alcanes solides.

20 20 Au cours de l'oxydation en phase gazeuse à basse température, des alcools, des aldéhydes, des cétones et des acides se forment : [O] R - RCH 2 OH [O] O [O] O R - C R - C H O OH [O] R - CH 2 - R "R CH (OH)R" [O] R C R" A haute température et en présence de catalyseurs, les alcanes se déshydrogénent et subissent une coupure thermique. Déshydrogénation : C n H 2n+2 H 2 + C n H 2n Coupure thermique : C n H 2n+2 C m H 2m+2 + C p H 2P (où n = m + p) Formation de complexes Pour les hydrocarbures méthane, la formation de composés clathrates (composés d'inclusion) est typique, dans laquelle les "invités" sont des gaz (CH 4, C 3 H 8, etc. ), et les "propriétaires" sont des molécules d'eau qui forment une trame cristalline. Les molécules de gaz sont placées dans les cavités du réseau cristallin des molécules d'eau et y sont maintenues par van der Forces de Waals Le nombre de molécules d'eau par molécule de gaz varie de 6 à 17 (C 3 H 8 17 H 2 O).Les alcanes normaux, à commencer par l'hexane, forment des complexes avec l'urée (NH 2 - CO - NH 2).Mo les molécules d'urée forment des canaux hexagonaux en spirale d'un diamètre de 0,49 nm en raison de liaisons hydrogène, dans lesquelles pénètrent des molécules de n-alcanes, dont le diamètre est de 0,38-0,42 nm, qui est utilisé dans l'industrie pour le déparaffinage des huiles au carbamide. Questions de contrôle 1 Caractéristiques générales des alcanes. 2 Propriétés physiques des alcanes. 3 Propriétés chimiques des alcanes. Domaines d'application des dérivés d'alcanes. Liste de la littérature recommandée 1 Syrkin A.M., Movsumzade E.M. Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. - Oufa : Maison d'édition UGNTU, C Ryabov V.D. Chimie du pétrole et du gaz - M.: ID "FORUM", C Chimie du pétrole et du gaz: manuel pour les universités / éd. Proskuryakova A.E. et Drabkina E.E. - Saint-Pétersbourg : Chimie, Ch.7.

21 21 Cours 5. Cycloalcanes du pétrole LG Sergeeva Mots clés : naphtènes, cycloalcanes, cycloparaffines, réactions de substitution, additions, oxydations. L'huile contient des hydrocarbures naphténiques de structure cyclique C n H 2n cycloalcanes (cycloparaffines). Markovnikov V.V. les appelait naphtènes. Par exemple : CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 H 2 CH2 C CH2 CH 2 CH-CH 2 CH 2 méthylcyclopentane cyclohexane Plus tard, les naphtènes ont commencé à désigner non seulement les hydrocarbures monocycliques, mais aussi les hydrocarbures polycycliques d'origine pétrolière : H 2 C CH CH 2 H 2 C CH 2 CH 2 H 2 C CH CH 2 bicyclo - nonane Po contenu général les naphtènes dans de nombreuses huiles prédominent sur les autres classes d'hydrocarbures. Dans diverses huiles, de 25 à 75% de cycloparaffines. Les naphtènes font partie de toutes les huiles et sont présents dans toutes les fractions. Leur teneur augmente à mesure que les fractions deviennent plus lourdes. Les cycloalcanes les plus simples - cyclopropane, cyclobutane et leurs homologues - n'ont pas été trouvés dans les huiles. Les naphtènes monocycliques de la série C n H 2n sont largement représentés dans les huiles par les dérivés du cyclopentane et du cyclohexane. Leur structure est diverse, puisque 4 types d'isomères leur sont possibles : isomérie cyclique, isomérie de localisation de chaîne latérale, isomérie de structure de chaîne latérale et stéréoisomérie (cis- et trans-) : CH C 2 H 5 CH C 2 H 5 CH 2 CH C 2 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 1,2-diéthylcyclopentane CH 2 CH C 2 H 5 1,3-diéthylcyclopentane H H H cis-1,4-diméthylcyclohexane H trans-1,4-diméthylcyclohexane huiles, plus de 50 des représentants individuels de cette classe d'hydrocarbures ont été trouvés. Ainsi, dans les essences et partiellement dans les kérosènes, on trouve majoritairement des naphtènes monocycliques de la série des cyclopentanes et des cyclohexanes à courtes

22 22 chaînes latérales. En moyenne, le cycle cyclopentane prédomine sur le cycle cyclohexane. La majeure partie des naphtènes polycycliques a une structure condensée. Le nombre d'atomes de carbone dans les chaînes latérales des naphtènes peut varier - de 3 à 10 dans les fractions moyennes et de 20 à 28 dans les fractions d'huile à point d'ébullition élevé. Les hydrocarbures cycliques de haut poids moléculaire avec un grand nombre d'atomes de carbone dans la chaîne latérale sont plus correctement classés non pas comme des naphtènes, mais comme des hydrocarbures paraffiniques-cycloparaffiniques. Les naphtènes polycycliques à longues chaînes paraffiniques ont un point de fusion élevé et entrent donc dans la composition des cérésines. Nomenclature. Le nom des cycloalcanes est formé en ajoutant le préfixe cyclo- au nom de l'hydrocarbure acyclique correspondant avec le même nombre d'atomes de carbone : CH 2 CH 2 CH 2 H 2 C CH 2 H 2 C CH 2 CH 2 H 2 C CH H 2 2 C CH 2 cyclopropane cyclobutane cyclopentène Les substituants et la position des doubles liaisons sont indiqués par des nombres afin d'obtenir la combinaison minimale de nombres : CH 2 H 2 C CH 2 H 2 C CH C 2 H éthylcyclopentène Pour plus de commodité, les cycles sont dénotés par des formes géométriques : triangle, carré, etc. S'il y a des isomères cycliques dans la molécule, le nom peut être obtenu sur la base de la nomenclature des hydrocarbures aliphatiques CH 2 dicyclopropylméthane Propriétés physiques. Point d'ébullition des cycloparaffines plus de température paraffines bouillantes. Les cycloalcanes déterminent en grande partie la composition du pétrole et les propriétés des produits pétroliers, cependant, les naphtènes ne sont pas isolés du pétrole, mais sont obtenus synthétiquement, par exemple par la réaction de Wurtz, c'est-à-dire déshalogénation des hydrocarbures dihalogénés : CI CH 2 Zn CH ZnCl 2 CI CH 2 C 1,3 - dichloropropane cyclopropane Propriétés chimiques. Le cyclopentane et le cyclohexane se comportent chimiquement de la même manière que le pentane et l'hexane. Cyclopropane et cyclobutane plus

23 23 sont actifs, ils entrent facilement dans des réactions d'addition avec ouverture de cycle et formation de produits acycliques (linéaires) : H 2 Ni, 80 0 C Br 2 CCl 4 HJ CH 2 H CH 2 Br CH 2 H CH 2 CH 2 H CH 2 CH 2 Br CH 2 CH 2 Le cyclohexane, lorsqu'il est chauffé sur les mêmes catalyseurs, mais sans hydrogène, se déshydrogéne en un hydrocarbure aromatique - benzène (réaction de Zelinsky): J -3H 2 Pd, Pb, C C'est l'un des plus importants réactions se produisant dans le processus industriel d'aromatisation des fractions d'essence. [ O] HOOC (CH 2 ) 4 COOH Acide adipique Les produits d'oxydation sont utilisés dans la production de fibres synthétiques, plastifiants pour matières plastiques. Questions de contrôle 1 La structure des cycloalcanes. Nomenclature. 2 Propriétés physiques. teneur en huiles. 3 Propriétés chimiques. Liste de la littérature recommandée 1 Syrkin A.M., Movsumzade E.M. Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. - Oufa : Maison d'édition UGNTU, C Ryabov V.D. Chimie du pétrole et du gaz - M.: ID "FORUM", C Virzhichinskaya S.V., Digurov N.G., Siyushin S.A. Chimie et technologie du pétrole et du gaz : manuel. allocation.- M.: ID "FORUM", C

24 24 LZ Rolnik Cours 6. Hydrocarbures aromatiques contenus dans les huiles Mots clés : arènes monocycliques, hydrocarbures aromatiques condensés polycycliques, substitution électrophile, addition, oxydation, synthèse organique La majeure partie des arènes monocycliques dans l'huile sont des benzènes polyméthyl-substitués. La teneur totale en arènes monocycliques dans les huiles : en fractions jusqu'à C % ; dans la fraction C% (avec les dérivés benzéniques, le naphtalène et ses homologues, c'est-à-dire les hydrocarbures aromatiques condensés bicycliques, sont présents dans la fraction kérosène-gasoil) ; dans la fraction > C, une petite quantité (principalement des hydrocarbures aromatiques polycycliques avec 3,4,5 cycles benzéniques condensés). La structure des arènes présents dans les fractions pétrolières est la suivante : Formule générale : CnH 2n-6 CnH 2n-12 CnH 2n-18 R R R dérivés benzéniques R R dérivés naphtaléniques R dérivés anthracènes et phénanthréniques R 2 températures d'ébullition. Les arènes polycycliques condensés sont des solides avec différents points de fusion. Les densités et les indices de réfraction des arènes sont supérieurs à ceux des alcanes et cycloalcanes correspondants. Propriétés chimiques I Réactions de substitution électrophile dans le cycle. Ils procèdent relativement facilement selon le schéma suivant :

25 25 Cl 2 -HCl HNO 3,H 2 SO 4 (k) -H 2 O R Cl R R Cl + (halogénation) R NO 2 + (nitration) R H 2 SO 4 (k) -H 2 O NO 2 R + R SO 3 H (sulfonation) R "Cl AlCl 3 SO 3 H R + R R" (alkylation) R "CH \u003d CH 2 Al Cl 3 R" R + R CH R "(alkylation) CH R" où R \u003d, R "- Alk Il existe certaines règles d'orientation dans les réactions de substitution électrophile en série aromatique : le lieu d'entrée du second substituant dans le cycle benzénique est déterminé par la nature du substituant déjà existant. Les substituants sont de deux types : 1) donneur d'électrons, 2) attracteur d'électrons NH 2, -Cl (-F, -Br, -I) Ils contribuent à la substitution électrophile dans les positions ortho et para du cycle benzénique et sont appelés substituants du premier type : OH Les substituants électrophiles comprennent : -NO 2, -SO 3 H, -COH, -COOH Ils favorisent la substitution électrophile en position méta du cycle benzénique et sont appelés substituants de type II : NO 2

26 26 II Les réactions d'addition se déroulent difficilement dans des conditions sévères selon le schéma suivant : R R H 2, pression Cl 2, h R Cl III Réactions d'oxydation. Les benzènes non substitués sont difficiles à oxyder dans des conditions difficiles. Les alkylbenzènes s'oxydent facilement au niveau de la liaison α de la chaîne latérale, formant les acides carboxyliques correspondants selon le schéma : [O] Cl Cl Cl COOH Cl Cl [O] COOH + CO 2 C 2 H 5 COOH Utilisation des arènes en synthèse Les arènes monocycliques, ainsi que le naphtalène et ses dérivés sont des matières premières chimiques précieuses pour la synthèse pétrochimique et organique. Des caoutchoucs synthétiques, des plastiques, des fibres synthétiques, des explosifs, des substances colorées à l'aniline et pharmaceutiques en sont produits. Questions de contrôle 1 Répartition des hydrocarbures aromatiques par fractions pétrolières. 2 Les principaux représentants des arènes dans les huiles. 3 Propriétés physiques et chimiques des arènes. Liste de la littérature recommandée 1 Syrkin A.M., Movsumzade E.M. Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. - Oufa : Maison d'édition UGNTU, C Ryabov V.D. Chimie du pétrole et du gaz - M.: ID "FORUM", C Virzhichinskaya S.V., Digurov N.G., Siyushin S.A. Chimie et technologie du pétrole et du gaz : manuel. allocation.- M.: ID "FORUM", C

27 27 Conférence 7. O.F. Bulatova Alcènes, alcadiènes et alcynes formés lors du raffinage du pétrole Mots clés : hydrocarbures insaturés, alcènes, diènes, alcynes, craquage, réaction de polymérisation, polymères, indice de brome. Auparavant, on pensait que les alcènes ne se trouvaient pas dans les huiles ou étaient présents en quantités insignifiantes. À la fin des années 1980, il a été démontré que dans un certain nombre d'huiles de Sibérie orientale, de Tataria et d'autres régions de Russie, la teneur en alcènes peut atteindre jusqu'à % de la masse d'huile. Les hydrocarbures insaturés (alcènes et dioléfines) sont contenus dans les produits de traitement thermique et thermocatalytique des coupes pétrolières (dans les gaz et produits liquides de craquage thermique et catalytique, pyrolyse, cokéfaction, etc.). Les alcènes sont des hydrocarbures insaturés contenant une double liaison C=C. Auparavant, ces composés étaient appelés oléfines. La formule générale des alcènes est C n H 2n. Le représentant le plus simple des alcènes est l'éthylène C 2 H 4. Les hydrocarbures cycliques insaturés à une double liaison sont appelés cycloalcènes ou cyclooléfines (formule générale C n H 2n-2). Les hydrocarbures diènes (dioléfines) ont deux doubles liaisons (formule générale C n H 2n-2). Les alcynes sont des hydrocarbures insaturés contenant une triple liaison C C dans la molécule.Le représentant le plus simple des alcynes est l'acétylène C 2 H 2, c'est pourquoi ils sont souvent appelés hydrocarbures acétyléniques. La formule générale des alcynes est C n H 2n-2. Le nom de tous les alcènes est formé à partir des noms de l'alcane correspondant avec la terminaison -an remplacée par -ène. La chaîne principale est celle contenant la double liaison. La position de la double liaison est indiquée par le nombre correspondant à l'atome d'hydrocarbure à partir duquel la double liaison commence. La numérotation est effectuée de manière à ce que l'atome de carbone à partir duquel commence la double liaison ait le numéro le plus bas. En présence de deux ou trois doubles liaisons dans une molécule d'hydrocarbure, un -diène ou -triène est indiqué à la fin, indiquant la position de chacune de ces liaisons. Au nom des alcynes, la terminaison -an est remplacée par -in. Le nom trivial d'acétylène est retenu pour le premier membre de la série homologue. Parfois, certains alcynes sont appelés dérivés de l'acétylène : méthylacétylène, diméthylacétylène. Toutes choses égales par ailleurs, selon la nomenclature IUPAC, le nombre le plus bas est attribué aux atomes avec une double liaison, et non avec une triple liaison. propriétés physiques. Les alcènes C 2 -C 4 dans des conditions normales sont des gaz, les alcènes C 5 -C 17 sont des liquides et les suivants sont des solides. La densité des alcènes est légèrement supérieure à celle des alcanes correspondants. Les alcènes sont légèrement solubles dans l'eau, mais mieux que les alcanes. Ils se dissolvent bien dans les solvants organiques.

Méthodes de classification des huiles. Caractéristiques de la composition et des propriétés des huiles des principales provinces pétrolières et gazières CONFÉRENCE 4 Le pétrole est un mélange complexe de substances organiques liquides dans lesquelles divers solides sont dissous

Sources d'hydrocarbures Gaz naturel Gaz de pétrole associé Pétrole Houille Composition du gaz naturel : CH4 С2Н6 С4Н10 С5Н12 N2 et autres gaz 80-97 % 0,5-4,0 % 0,1-1,0 % 0-1,0 % 2 13 % Avantage sur

SOMMAIRE AVANT-PROPOS................................................ 3 PRÉSENTATION ............................................... 6 une brève description de composants de l'huile ........... 9 Classification chimique

Conférence 1 Composition élémentaire des pétroles et des gaz naturels Bien que le pétrole se présente dans des conditions géologiques différentes, sa composition élémentaire varie dans des limites étroites. Elle se caractérise par l'obligation

Tâches de chimie A27 1. Un polymère répondant à la formule est obtenu à partir de 1) toluène 2) phénol 3) propylbenzène 4) styrène Le styrène (vinylbenzène ou phényléthène) est un dérivé du benzène, qui a une insaturation

Caractéristiques quantitatives des huiles COURS 1 L'huile a une composition chimique complexe et est un mélange d'hydrocarbures et d'autres composés. Les principaux composants du pétrole sont le méthane, les naphténiques et les aromatiques

Conférence 6 Alcanes pétroliers Les alcanes occupent une place extrêmement importante parmi les hydrocarbures pétroliers. Ainsi, les gaz naturels sont représentés presque exclusivement par des alcanes. La teneur totale en alcanes dans les huiles est de 40 à 50%

Conférence 6 Procédés chimiques de raffinage du pétrole À la suite de la distillation fractionnée du pétrole, 5 à 25% de l'essence et jusqu'à 20% du kérosène peuvent en être isolés. Le rendement relativement faible de ces produits et la croissance

Sujet 4.5. Propriétés chimiques caractéristiques des hydrocarbures aromatiques : benzène et toluène Plan 4.5.1. Propriétés chimiques caractéristiques du benzène. 4.5.2. Propriétés chimiques caractéristiques du toluène. méthodique

2 1. Chimie des vecteurs énergétiques naturels Exigences pour les combustibles. Types de carburant. État global des carburants. Le concept de carburant conditionnel. La présence d'huile dans les entrailles de la terre. L'extraction du pétrole. Entraînement

Chimie du processus de reformage catalytique Le reformage catalytique est un processus complexe impliquant une variété de conversions d'hydrocarbures. Fractions d'essence de distillation directe servant de matières premières pour catalyseurs

Alcanes Professeur de chimie MOU Lyceum 6 Drobot Svetlana Sergeevna Définition Table des matières Série homologue de méthane La structure de la molécule de méthane Nomenclature Isomérie Obtention Propriétés physiques Propriétés chimiques

Conférence 10 Propriétés chimiques et utilisations des arènes Réactions d'addition Les arènes ne réagissent pas facilement avec les réactions d'addition Nécessitant des températures élevées, une irradiation ultraviolette et des catalyseurs

Conférence 11 Hydrocarbures insaturés Les hydrocarbures insaturés ou insaturés sont des hydrocarbures dans la molécule desquels il y a des atomes d'hydrocarbures qui dépensent plus de

VNM-15-01,05,07 Protection des travaux de laboratoire 1) Questions test pour les travaux de laboratoire 1 "Distillation primaire du pétrole" 1. Définir le concept de "gaz naturel". Décrire la composition du gaz naturel.

Tâches B6 en chimie 1. L'interaction du 2-méthylpropane et du brome à température ambiante à la lumière 1) fait référence à des réactions de substitution 2) procède par un mécanisme radicalaire 3) conduit à une

PROGRAMME DE CHIMIE LA THÉORIE DE LA STRUCTURE DE LA SUBSTANCE. LOIS FONDAMENTALES DE LA CHIMIE Théorie de la structure de la matière Atome. Molécule. Élément chimique. Substance. Formules moléculaires et structurelles. Composition des noyaux atomiques. Structure

1. Réversibilité des réactions chimiques. équilibre chimique. Déplacement de l'équilibre chimique Les réactions chimiques sont réversibles et irréversibles. Réversible réaction chimique est la réaction qui se produit

THÈME DE CHIMIE ORGANIQUE 2. PRINCIPALES CLASSES DE COMPOSÉS ORGANIQUES 2.2. HYDROCARBURES INSATURES 2.2.1. ALKENES HYDROCARBURES INSATURÉS HYDROCARBURES INSATURÉS Hydrocarbures à chaîne ouverte, en molécules

Option 1 1. Quelle propriété indique qu'un hydrocarbure appartient à des composés saturés ? 1) L'hydrocarbure n'entre pas dans les réactions d'addition. 2) La molécule d'hydrocarbure ne contient que des liaisons s. 3) Hydrocarbure

Trimestre 1 Les substances organiques sont des substances contenant du carbone. La branche de la chimie qui étudie les composés carbonés s'appelle la chimie organique. Des substances qui ont la même composition et le même poids moléculaire

Cycloalcanes. Nomenclature Structure Isomérie Propriétés physiques Propriétés chimiques Production Les hydrocarbures sont des composés organiques qui ne contiennent que deux éléments : le carbone et l'hydrogène. hydrocarbures

La tâche de l'Olympiade "Ligne de connaissance : Pétrole et gaz" Instructions pour accomplir la tâche : I. Lisez attentivement les instructions de la section II. Lisez attentivement la question III. Option de réponse correcte (chiffres uniquement)

Conférence 4 Substances d'asphalte résineux Les substances d'asphalte résineux sont un mélange complexe des composants pétroliers les plus moléculaires, dont la teneur atteint 10 à 50% en poids. En très concentré

SCIENCES NATURELLES. CHIMIE. CHIMIE ORGANIQUE. Hydrocarbures Les hydrocarbures sont des composés organiques qui contiennent de l'hydrogène et du carbone. La formule générale СхНу Il y a un certain

Acquis d'apprentissage (compétences acquises, connaissances acquises) PC OK Thème 1 2 - notions de chimie organique ; - composés organiques naturels, artificiels et synthétiques ; -dispositions de base

Pétrole Propriétés et composition du pétrole Raffinage du pétrole Expérience chimique Test test Composition du pétrole Le pétrole contient environ 1000 substances 80-90% - hydrocarbures : Alcanes (constituant la moitié de tous les hydrocarbures

Classe d'affectation Option De l'acide sulfurique concentré a été ajouté au sel de table cristallin, entraînant la formation d'un sel acide et la libération de gaz. Le gaz obtenu a été mis à réagir avec une solution

Nomenclature Structure Isomérie Propriétés physiques Propriétés chimiques Production Les hydrocarbures sont des composés organiques qui ne contiennent que deux éléments : le carbone et l'hydrogène. Les hydrocarbures sont contenus

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION ET DES SCIENCES DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE Établissement d'enseignement budgétaire de l'État fédéral de l'enseignement professionnel supérieur "Université d'État du pétrole et du gaz de Tyumen"

Hydrocarbures insaturés Une double liaison est une combinaison de liaisons σ et π (bien qu'elle soit représentée par deux tirets identiques, leur disparité doit toujours être prise en compte). la liaison σ se produit à l'axe

Tyumen 203 2 . Buts et objectifs de la discipline.

HYDROCARBURES AROMATIQUES Le benzène C6H6 est l'ancêtre des hydrocarbures aromatiques. Chacun des six atomes de carbone de sa molécule est dans un état d'hybridation sp 2 et est associé à deux atomes voisins

1 Alcanes : n 2n+2 Méthodes d'obtention des alcanes 1. sources naturelles gaz naturel, charbon, pétrole. Le méthane est formé par l'action de microbes anaérobies (se développant sans accès à l'air) sur la matière organique végétale.

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1 Alcènes (C n H 2n) Propriétés physiques des alcènes Les trois premiers membres sont des gaz (ce sont des homologues de l'éthylène C 2 C 4) éthylène, propylène, butylène. À partir de pectène et jusqu'à des liquides en C 17, solides plus élevés. homologues de la normale

Cours 4. Fondamentaux de la chimie organique Enseignant : ass. café Doctorat OKHT Abramova Polina Vladimirovna e-mail: [courriel protégé] PLAN DE COURS I. Le sujet de la chimie organique. II. Théorie de la structure chimique des matières organiques

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"Hydrocarbures insaturés" Les hydrocarbures insaturés sont des hydrocarbures contenant des liaisons multiples dans le squelette carboné de la molécule. Les doubles et triples liaisons sont appelées multiples. Aux hydrocarbures insaturés

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10e année NOTE EXPLICATIVE Ce programme de travail matière"Chimie" pour les étudiants de la 10e année d'un établissement d'enseignement général a été développé sur la base du programme de l'auteur en chimie pour l'enseignement général

Programme de travail en chimie 10 classe "a" (niveau de base) Le programme de travail a été élaboré sur la base du programme de l'auteur par O.S. Gabrielyan correspondant à la composante fédérale de la norme d'État

Bref résumé du cours "Chimie du pétrole et du gaz"

Brèves notes de cours pour le cours

Chimie du pétrole et du gaz

Almaty 2010

Almaty 2010

Conférence 1

Sujet : Développement de l'industrie pétrolière et gazière dans le monde et au Kazakhstan. Composition élémentaire des huiles

Les réserves mondiales prouvées de pétrole sont d'environ 140 milliards de tonnes, dont la plus grande partie - environ 64% - se trouve au Proche et au Moyen-Orient. La deuxième place est occupée par l'Amérique, qui représente environ 15 %. Les pays les plus riches en pétrole sont l'Arabie saoudite (25 % des réserves mondiales prouvées), l'Irak (10,8 %), les Émirats arabes unis (9,3 %), le Koweït (9,2 %), l'Iran (8,6 %) et le Venezuela (7,3 %) - ils sont tous membres de l'OPEP, qui représentent environ 78% des réserves mondiales. Les réserves prouvées des pays de la CEI, y compris le Kazakhstan, représentent environ 6% du monde, les États-Unis - environ 3%, la Norvège - environ 1%.

Les plus grands champs pétroliers du monde sont présentés dans le tableau 1 :

№	Champ	Pays	Réserves récupérables initiales milliards de tonnes
1	Gávar	Arabie Saoudite	10,2
2	Bourgan	Koweit	9,9
3	Bolívar	Venezuela	4,4
4	Safânia	Arabie Saoudite	4,1
5	Rumaila	Irak	2,7
6	Ahvaz	L'Iran	2,4
7	Kirkouk	Irak	2,2
8	Bordeaux	L'Iran	2,2
9	Gachsaran	L'Iran	2,1
10	Ata-Jari	L'Iran	1,7

Cours 2

Thème : Hydrocarbures pétroliers et gaziers
Le pétrole contient des hydrocarbures formés à divers stades de l'histoire géochimique de la matière organique. La composition chimique ou groupée de l'huile est caractérisée par des groupes d'hydrocarbures présents dans toutes les huiles. En règle générale, ce sont les groupes de composés suivants:

paraffine (méthane) hydrocarbures (alcanes)
naphténique hydrocarbures (cycloalcanes)
aromatique hydrocarbures (arènes)
hybride hydrocarbures (paraffine-naphténo-aromatique)

Composition moléculaire de l'huile

Partie de faible poids moléculaire de l'huile

1. Paraffines (alcanes) DE n H 2 n +2 - (hydrocarbures saturés, saturés, alcanes) sont les plus stables chimiquement. A pression atmosphérique, les alcanes ayant le nombre d'atomes de carbone :

C 1 - C 4 - gazeux,
C 5 - C 16 - liquides,

C 16 - solides.

2. Naphtènes- composés cycliques contenant, en règle générale, plus de 4 atomes de carbone. Les huiles contiennent principalement du cyclopentane C 5 H 10 , du cyclohexane C 6 H 12 et leurs homologues (de 25 à 75%).

Partie moléculaire moyenne de l'huile

3. Arènes(Hydrocarbures aromatiques) : DE n H 2 n -6 - les hydrocarbures aromatiques monocycliques, DE n H 2 n -8 - les hydrocarbures mixtes bicycliques, DE n H 2 n -12 - les hydrocarbures aromatiques bicycliques.

Partie de poids moléculaire élevé de l'huile

4. Arènes difficiles- les hydrocarbures aromatiques polycycliques complexes à trois, quatre et cinq condensés

anneaux benzéniques, de nombreuses arènes complexes ont un caractère hybride.

5. Asphalte et goudron- les composés les plus moléculaires, qui comprennent simultanément tous les composants du pétrole, ne diffèrent presque pas des résidus lourds du raffinage du pétrole. Les asphaltènes se dissolvent dans l'essence, les résines ne se dissolvent pas.

Cours 3

Sujet: Hydrocarbures issus du raffinage du pétrole
AlcènesС n H 2 n hydrocarbures insaturés avec une double liaison

Déshydrogénation des alcanes

hydrogénation

Hydratation

Alcadiènes :

Alcynes :

sp hybridation du carbone à la triple liaison

Conférence 4

Sujet : Propriétés chimiques des hydrocarbures pétroliers et gaziers
Hydrocarbures paraffiniques (alcanes) avec la formule générale C n H 2n+2 - les hydrocarbures les plus courants sont le pétrole et le gaz naturel. Ce sont les plus stables chimiquement. Tous les alcanes normaux de CH 4 à C 33 H 68 ont été isolés du pétrole et du gaz. En plus d'eux, les alcanes ramifiés se trouvent également en petites quantités.

Ils subissent une dégradation thermique intense avec la formation d'alcanes ramifiés, ils peuvent former des hydrocarbures insaturés et saturés. Fondamentalement, les hydrocarbures paraffiniques sont concentrés dans les gaz de pétrole et les fractions essence-kérosène. Dans les distillats d'huile, leur teneur chute fortement à 5-20 % en poids. Dans certaines huiles, les paraffines sont presque totalement absentes dans les fractions à point d'ébullition élevé.

Hydrocarbures naphténiques - cycloalcanes (cyclanes ) avec la formule générale DE n H 2 n constituent la majeure partie de l'huile. Les cyclanes les plus simples - cyclopropane, cyclobutane et leurs homologues - n'ont pas été trouvés dans les huiles. Le cyclopentane et le cyclooctane à température ordinaire sont des liquides, les représentants supérieurs sont des solides. Les propriétés chimiques des cycloparaffines sont similaires à celles des paraffines. Ils sont caractérisés par des réactions de substitution. Les naphtènes font partie de toutes les huiles, sont présents dans toutes les fractions et, en termes de teneur totale, prévalent sur les autres classes d'hydrocarbures.

Hydrocarbures mixtes sont des arènes polycycliques complexes avec trois, quatre et cinq cycles benzéniques fusionnés ; de nombreux arènes complexes sont de nature hybride. Il est clair que la combinaison de ces éléments peut être extrêmement diverse et que le nombre d'isomères est énorme.

Substances asphaltènes résineuses dans les huiles et les résidus pétroliers sont des mélanges complexes à plusieurs composants avec différentes structures polydispersées. Ils sont concentrés dans des fractions lourdes - fioul, goudrons et semi-goudrons. La teneur en substances résineuses-asphaltènes dans les huiles dépend de leur composition et peut atteindre jusqu'à 45 % et jusqu'à 70 % dans les résidus. Les substances résineuses-asphaltènes ne diffèrent presque pas des résidus lourds du raffinage du pétrole.

Conférence 5

Sujet: Composés non hydrocarbonés du pétrole et du gaz
Composés oxygénés dans la plupart des huiles, ils dépassent rarement 10 %. Ils sont représentés par des acides, des éthers, des phénols, etc. La teneur en oxygène des fractions pétrolières augmente avec l'augmentation de leur point d'ébullition. Jusqu'à 90 à 95 % de l'oxygène se trouve dans les résines et les asphaltènes.
Composés azotés se divisent en deux grands groupes : les bases azotées et les composés azotés neutres.

Les composés azotés neutres de l'huile sont représentés par les dérivés pyrrole aryle et les amides d'acide. Avec une augmentation du point d'ébullition des fractions d'huile, la teneur en composés azotés neutres augmente et la teneur des principaux diminue.
Composés soufrés inégalement répartis dans les huiles. En règle générale, leur teneur augmente avec l'augmentation du point d'ébullition. Le soufre est l'hétéroélément le plus courant dans les huiles et les produits pétroliers.

Dans les huiles, le soufre se présente sous forme de soufre élémentaire dissous, de sulfure d'hydrogène, de mercaptans, de sulfures, de disulfures et de dérivés de thiophène, et contenant simultanément des atomes de soufre, d'oxygène et d'azote dans diverses combinaisons.
Composés minéraux sont représentés par des sels formés par des métaux et des acides, des complexes métalliques, ainsi que des substances minérales dispersées de manière colloïdale.

Les éléments qui composent ces substances sont souvent appelés oligo-éléments, leur teneur varie de 2 à 10 %.

La composition de l'huile comprend de nombreux métaux, notamment des métaux alcalins et alcalino-terreux, des métaux du sous-groupe du cuivre, du zinc, du bore, du vanadium, ainsi que des non-métaux typiques.

Conférence 6

Sujet: La teneur en impuretés dans les huiles
Le pétrole obtenu directement des puits est appelé cru. A la sortie d'un réservoir d'huile, l'huile contient des particules rochers, l'eau, ainsi que les sels et les gaz qui y sont dissous. Ces impuretés provoquent la corrosion des équipements et de sérieuses difficultés dans le transport et le traitement des matières premières pétrolières. Ainsi, pour l'exportation ou la livraison aux raffineries de pétrole éloignées des sites de production, son traitement industriel est nécessaire : l'eau, les impuretés mécaniques, les sels et les hydrocarbures solides en sont retirés, et le gaz est libéré.

Les caractéristiques les plus importantes du pétrole brut sont : densité, teneur en soufre, composition fractionnaire , aussi bien queviscosité etteneur en eau, sels de chlorure etimpuretés mécaniques .

Densité. L'une des principales propriétés du pétrole brut est sa densité, qui dépend de la teneur en hydrocarbures lourds tels que les paraffines et les résines. Il est utilisé pour l'exprimer comme densité relative, exprimé en g/cm 3, et masse volumique exprimée en American Petroleum Institute - unités API, mesuré en degrés.

Densité relative = masse de composé / masse d'eau,
API= (141,5 / densité relative) - 131,5,

Contient du soufre. Les composés soufrés entrant dans la composition de l'huile sont généralement une impureté nocive. Ils sont toxiques, ont une odeur désagréable, contribuent au dépôt de résines et, en combinaison avec l'eau, provoquent une corrosion intense du métal. Le sulfure d'hydrogène et les mercaptans sont particulièrement dangereux à cet égard. Ils sont très corrosifs et détruisent les métaux non ferreux et le fer. Par conséquent, leur présence dans l'huile commerciale est inacceptable.

Teneur en eau. Pendant la production et le traitement, le pétrole est mélangé à l'eau deux fois : à la sortie du puits à grande vitesse avec l'eau de formation qui l'accompagne, et pendant le dessalement, c'est-à-dire rinçage à l'eau douce pour éliminer les sels de chlorure. Dans l'huile et les produits pétroliers, l'eau peut être contenue à la fois sous la forme d'une simple suspension, puis elle se décante facilement lors du stockage, et sous la forme d'une émulsion stable, il faut alors recourir à des méthodes particulières de déshydratation.

Conférence 7

Thème : Propriétés du pétrole et des produits pétroliers
Viscosité. Distinguer dynamique (absolu), cinématique etrelatif viscosité de l'huile.

Viscosité dynamique exprimée par la valeur de résistance en Pa au mouvement mutuel de deux couches de liquide d'une surface de 1 m 2 , à une vitesse relative de déplacement de 1 m/s sous l'action d'une force appliquée de 1N. En fonction de la viscosité dynamique, les valeurs des débits de puits rationnels sont déterminées par calcul.

Viscosité cinématique est le rapport de la viscosité dynamique à sa densité à la même température. L'unité de viscosité cinématique en SI est le m2/s. Les données de viscosité cinématique sont utilisées dans les calculs de processus.

Viscosité relative exprimé comme le rapport de la viscosité absolue de l'huile à la viscosité de l'eau.

Masse molaire (MM.) utilisé pour analyser la composition du groupe. Dépendance B.P. Voïnova :

M \u003d a + bt + ct 2

où t est le point d'ébullition moléculaire moyen de la fraction, un, b, c - coefficients.

Pour caractériser les propriétés thermiques des produits pétroliers, des indicateurs tels que les limites inférieure et supérieure d'explosivité, les points d'éclair, les points d'inflammation, les points d'auto-inflammation et le point de trouble ont été introduits.

Température d'ébullition. Le point d'ébullition d'un hydrocarbure dépend de sa structure. Plus il y a d'atomes de carbone dans une molécule, plus le point d'ébullition est élevé.

Point de congélation et de fusion. Le point d'écoulement et le point de fusion de divers types d'huile ne sont pas les mêmes. Les huiles sont généralement de nature liquide, mais certaines d'entre elles s'épaississent avec un léger refroidissement.

Conférence 8

Sujet : Classification des huiles. Indice d'octane

Type d'huile	Nom	Indice de densité à 20°C, kg/m 3
0	0très léger	Pas plus de 830,0
1	Lumière	830,1-850,0
2	Moyen	850,1-870,0
3	lourd	870,1-895,0
4	Bitumineux	Plus de 895,0

Nom de l'indicateur	Norme pétrolière du groupe
Nom de l'indicateur	1 gr.	2 gr.	3 gr.
1.Fraction massique d'eau, % pas plus	0,5	0,5	1,0
2. Concentration de sels de chlorure, mg/dm 3 , pas plus
3. Fraction massique des impuretés mécaniques,%, pas plus
4. Pression de vapeur saturée, kPa (mm Hg), Pas plus
5. Teneur en composés organochlorés, ppm ( ppm)	Non standardisé. Définition requise

Contrairement aux normes techniques existantes, le nouveau GOST prévoit pour la première fois la détermination des composés organochlorés, du sulfure d'hydrogène et des mercaptans légers.

Si, selon l'un des indicateurs, l'huile appartient au groupe avec un numéro inférieur, et selon

Détonation - il s'agit d'un allumage spontané du mélange air-carburant, qui perturbe le bon déroulement du processus de combustion, ce qui entraîne une baisse de puissance et une augmentation de la toxicité des gaz d'échappement.

Il a été établi que, dans des conditions par ailleurs identiques, la plus grande tendance à la détonation est n-heptane, et le plus petit est le 2,2,4-triméthylpentane (isooctane) Ces hydrocarbures ont été pris comme référence lors de la détermination de l'indice d'octane. Il est admis que l'indice d'octane de l'isooctane est de 100 et que le n-heptane est de -0.

Actuellement, toutes les méthodes ci-dessus sont utilisées. Les principales caractéristiques des caractéristiques de détonation des groupes individuels d'hydrocarbures qui composent l'essence sont les suivantes:

Alcanes normaux : à partir du pentane, les hydrocarbures de cette série se caractérisent par un très faible indice d'octane, et plus leur poids moléculaire est élevé, plus les indices d'octane sont faibles. Il existe une dépendance presque linéaire de leur poids moléculaire.

Alcanes ramifiés : la ramification des molécules de la série limite augmente fortement leur résistance à la détonation, de sorte que l'octane a un indice d'octane de 20 et que le 2,2,4 a du triméthylpentane (isooctane) 100.

Alcènes : l'apparition d'une double liaison dans une molécule d'hydrocarbure normale provoque une augmentation significative de la résistance au cliquetis, par rapport aux hydrocarbures saturés correspondants.

Cycloalcanes : les premiers représentants de la série cyclopentane et cyclohexane ont une bonne résistance au cliquetis, notamment pour le cyclopentane. Ces hydrocarbures sont des composants précieux de l'essence. La présence de chaînes latérales de structure normale dans les hydrocarbures cyclopentane et cyclohexane entraîne une diminution de leur indice d'octane.

Arènes : presque tous les arènes les plus simples de la série du benzène ont des indices d'octane d'environ 100 et plus. Les arènes et les essences aromatisées ainsi que les alcanes ramifiés sont les meilleurs composants des essences à indice d'octane élevé.

A.M. Syrkin, E.M. Movsumzade

LES BASES

CHIMIE DU PÉTROLE ET DU GAZ

Oufa 2002

Technique pétrolière de l'État d'Oufa

université

UN M. Syrkin, E.M. Movsumzade

BASES DE LA CHIMIE DU PÉTROLE ET DU GAZ

Didacticiel

CDU 665,6 (075,8)

BBK 6 P 7.43

Approuvé par le conseil de rédaction et d'édition de l'UGNTU

comme support pédagogique.

Réviseurs :

Adjoint Directeur de l'Institut de Chimie Organique, USC RAS,

Docteur en Sciences Chimiques, Professeur I.B. Abdrakhmanov

Directeur de l'entreprise unitaire d'État "Neftekhimpererabotka", docteur en sciences techniques, professeur E.G. Téliachev

Professeur du Département de développement et d'exploitation des gisements de pétrole et de gaz, docteur en sciences techniques Zeigman Yu.V.
S 95 Syrkin A.M., Movsumzade E.M.

Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz : Proc. allocation. - Oufa : De l'UGNTU, 2002. - 109 p.

ISBN 5-7831-0495-7

Le manuel aborde les principales hypothèses sur l'origine du pétrole, les propriétés physiques et chimiques des huiles, leur classification, les propriétés et les réactions des principales classes de composés qui composent le pétrole et le gaz. Les méthodes de traitement du pétrole et du gaz pour obtenir divers produits pétroliers - carburants, huiles lubrifiantes et produits pétrochimiques, les voies d'utilisation industrielle des composants pétroliers sont envisagées.

Le manuel est destiné aux étudiants de la spécialité "Oil and Gas Business".

CDU 665,6 (075,8)

BBK 6 P 7.43

ISBN 5-7831-0495-7

université technique, 2002
© Syrkin A.M., Movsumzade E.M., 2002

Édition éducative
Syrkin Alik Mikhaïlovitch

Movsumzade Eldar Mirsamedovitch

Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz

Editeur A.A. Sinilova

Signé pour publication le 30.10.02. Papier offset n°2. Format 60x84 1/16

Casque "Times". Impression d'écran. Condition-impression. l. 7.0. Uch.-éd. l. 6.2

Tirage 300 exemplaires. Ordre

Imprimerie de l'Ufa State Oil Technical

université

Adresse de l'éditeur et de l'imprimeur :

450062, Oufa, st. Cosmonautes, 1

Avant-propos
L'une des tâches les plus importantes du cours de chimie du pétrole et du gaz consiste à étudier la composition des huiles et des gaz naturels à l'aide de méthodes de recherche physiques et physico-chimiques. La chimie du pétrole s'intéresse également à l'étude des propriétés physico-chimiques des hydrocarbures et des composants non hydrocarbonés du pétrole en relation avec leur structure.

La composition des huiles et des gaz dépend des conditions géologiques et géochimiques de la formation et de la présence des huiles. Par conséquent, l'étude de la composition chimique des huiles est d'une grande importance pour comprendre les processus géochimiques de la transformation des huiles dans la croûte terrestre. La composition des huiles, à son tour, détermine les méthodes d'extraction et de transport, les directions et les caractéristiques de leur traitement pour obtenir une variété de produits.

Dans l'étude des huiles, les éléments suivants sont déterminés: composition chimique élémentaire, composition de groupe, c'est-à-dire la teneur en huiles de différentes classes et groupes de composés, la composition chimique individuelle des composés individuels et la composition isotopique des huiles.

Caractéristiques générales du pétrole et du gaz

Le pétrole est une solution mutuellement conjuguée d'hydrocarbures et de composés organiques hétéroatomiques. Il convient de souligner que le pétrole n'est pas un mélange de substances, mais une solution d'hydrocarbures et de composés organiques hétéroatomiques. Cela signifie que lorsqu'on étudie le pétrole, il faut l'aborder comme une solution.

L'huile n'est pas seulement une substance dissoute dans un solvant, mais une solution mutuelle des homologues les plus proches et d'autres composés les uns dans les autres. Enfin, la solution conjuguée est appelée dans le sens où, se dissolvant les unes dans les autres, les structures les plus proches forment un système représentant l'huile dans son ensemble.

Si la dissolution mutuelle conjuguée des composants les plus proches est perturbée, le système d'huile peut également être partiellement détruit. Par exemple, si des fractions moyennes sont retirées de l'huile par distillation, lorsque les fractions de tête d'essence légère sont combinées avec des fractions lourdes résiduelles, la dissolution peut ne pas se produire et une partie des substances résineuses précipitera - le système d'interaction conjugué sera violé.

En fait, le pétrole est un minéral fossile liquide présent dans les roches sédimentaires poreuses de la croûte terrestre, dans les fissures, crevasses et autres vides des roches mères (granites, gneiss, basaltes, etc.)

L'huile est un liquide brun foncé, parfois presque incolore et parfois même noir.

Le pétrole est un combustible fossile avec le charbon, le lignite et le schiste, appelés caustobolites. Contrairement aux autres combustibles fossiles, le pétrole est constitué d'un mélange prêt à l'emploi de divers hydrocarbures, tandis que la production d'hydrocarbures à partir de combustibles fossiles solides nécessite une traitement thermique. Par conséquent, le pétrole est la matière première la plus précieuse pour obtenir une variété de carburants et d'huiles lubrifiantes, ainsi que des produits de synthèse pétrochimique.

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CHIMIE DU PÉTROLE ET DU GAZ

SUR LE. Swarovski

Introduction

1. ORIGINE DU PÉTROLE

1.1 Hypothèses d'origine minérale

1.4 Formation des principales classes d'hydrocarbures pétroliers

2. COMPOSITION CHIMIQUE DU PÉTROLE ET DU GAZ

2.1 Composés hydrocarbonés

2.2 Composés hétéroorganiques

2.3 Oligo-éléments

3. SYSTÈMES DE DISPERSION D'HUILE

3.1 Hydrocarbures paraffiniques

3.2 Hydrocarbures naphténiques

3.3 Hydrocarbures aromatiques

3.4 Substances à base d'asphaltène goudronneux

4. propriétés physiques et chimiques de l'huile

4.1 Densité de l'huile

4.2 Viscosité de l'huile

4.3 Propriétés rhéologiques des huiles

4.5 Pression de saturation pétrole-gaz

4.6 Compressibilité de l'huile

4.7 Facteur de volume d'huile

4.8 Propriétés thermiques des huiles

4.9 Propriétés électriques des huiles

4.10 Poids moléculaire

4.11 Cristallisation, trouble, point d'écoulement

4.12 Point d'éclair, point d'inflammation et point d'auto-inflammation

4.13 Propriétés optiques

4.14 Différences dans les propriétés du pétrole au sein d'un réservoir de pétrole

5. PROPRIÉTÉS DU GAZ DE PÉTROLE

INTRODUCTION

Le pétrole est connu depuis longtemps de l'humanité. Il était utilisé à Babylone et à Byzance comme mélange incendiaire. Dans l'Égypte ancienne, à Rome et dans l'interfluve du Tigre et de l'Euphrate, il était utilisé comme matériau astringent et imperméabilisant dans la construction de routes, d'aqueducs et d'autres structures. Depuis la fin du XVIIIe siècle, le produit du raffinage du pétrole, le kérosène, est utilisé pour éclairer les habitations et les rues, et depuis le XIXe siècle, avec l'invention des moteurs à combustion interne, les produits pétroliers sont devenus le principal type de carburant pour divers Véhicules.

Contrairement à d'autres types de combustibles fossiles, le pétrole est relativement facile à extraire, à transporter (par pipelines) et tout simplement transformé en une large gamme de produits à des fins diverses. Par conséquent, il n'est pas surprenant que dans la plupart des pays du monde, le pétrole représente plus de la moitié du complexe énergétique et énergétique.

Les économies des États dépendent du pétrole plus que de tout autre produit. Ainsi, depuis le début de sa production industrielle jusqu'à nos jours, le pétrole a fait l'objet d'une concurrence intense, à l'origine de nombreux conflits et guerres internationales. Le gaz naturel, comme le pétrole, est avant tout un combustible énergétique. La majeure partie du pétrole produit dans le monde (80 à 90 %) est transformée en divers types de carburants et de lubrifiants. Seuls 10 % environ de cette somme sont destinés aux besoins de l'industrie chimique.

L'histoire du développement de la chimie du pétrole est associée aux travaux de D. I. Mendeleev, N. D. Zelinsky, V. V. Markovnikov, K. V. Kharichkov, V. N. Ipatiev, A. A. Letny et d'autres, qui ont contribué à la naissance de la chimie du pétrole en tant que science. Sa formation a eu lieu à la fin des années 20 - début des années 30 dans les murs de l'Académie des mines de Moscou, où le professeur (plus tard académicien) S. N. Nametkin a enseigné le cours "Chimie du pétrole". En 1932, un livre portant le même titre a été publié.

La principale recherche traditionnelle dans le domaine de la chimie du pétrole comprend les domaines suivants. La première est une direction analytique qui étudie la composition des huiles dans le but de l'application pratique des fractions pétrolières et des composants individuels, ainsi que de résoudre les problèmes géochimiques dans la recherche de nouveaux gisements de pétrole et de gaz. La connaissance de la composition chimique potentielle du pétrole est d'une importance décisive pour le choix du schéma technologique optimal pour son traitement. En utilisant des méthodes modernes de chimie analytique et organique dans les huiles selon Al. A. Petrov, environ 1000 composés individuels ont été identifiés.

La deuxième direction de recherche consiste à étudier les propriétés des systèmes pétroliers en fonction des conditions P, V, T et de l'interaction chimique des composants individuels de l'huile. Dans les conditions de production, de transport, de traitement et d'utilisation, les systèmes pétroliers peuvent être à des températures et des pressions élevées, lorsque des transformations chimiques des composants pétroliers sont possibles.

Il convient de prêter attention au fait qu'en chimie du pétrole, l'approche des systèmes pétroliers en tant que solutions moléculaires a dominé pendant assez longtemps et a survécu jusqu'à ce jour. Jusqu'à présent, de nombreux phénomènes dans les systèmes pétroliers et les calculs technologiques sont interprétés sur la base de lois physiques établies pour des solutions moléculaires (les lois de Raoult-Dalton, Henry, Newton, Darcy, etc.). Cependant, les idées sur la structure moléculaire des systèmes pétroliers ne décrivent pas toujours le comportement réel des systèmes pétroliers et correspondent à la réalité.

Du point de vue de la chimie des colloïdes, l'huile est un mélange complexe à plusieurs composants qui, selon l'ensemble des conditions extérieures, présente les propriétés d'une solution moléculaire ou d'un système dispersé. à l'huile systèmes dispersés(TVA) comprend presque tous les types de matières premières d'hydrocarbures naturels, ainsi que divers types de produits pétroliers - des carburants aux cokes. Cette approche, basée sur la prise en compte de la structure dispersée de divers SSS, permet d'optimiser, sans coûts matériels importants, les processus technologiques de production, de transport et de raffinage du pétrole, ainsi que les propriétés des produits pétroliers qui ne pourraient pas être intensifiés par d'autres méthodes.

Le matériel expérimental accumulé à ce jour prouve de manière convaincante qu'ignorer davantage la structure dispersée du pétrole limite considérablement la capacité de contrôler la récupération du pétrole. Bien entendu, force est de constater l'exceptionnelle complexité d'une telle démarche. Cela réside dans le fait que les experts dans le domaine de la chimie du pétrole ne sont pas encore parvenus à un consensus sur la structure du pétrole, en l'examinant dans des conditions normales. Et le plus souvent, le contact du pétrole avec la roche se fait dans d'autres conditions : en présence d'eau in situ, dans une zone de températures et de pressions élevées.

Pendant le transport, à la suite de changements dans les conditions extérieures (par exemple, température, pression, concentration d'additifs), de multiples changements dans l'organisation macromoléculaire de l'huile peuvent se produire jusqu'à un changement de l'état d'agrégation, ce qui affecte naturellement le changement de sa résistance hydrodynamique lors du déplacement dans le tuyau. Il est souhaitable de réduire la résistance hydrodynamique de l'huile, qui est généralement obtenue à l'aide d'additifs polymères, cependant, en termes scientifiques, l'interaction des additifs avec les composants SSS n'a pas encore été étudiée.

Lors du traitement du pétrole et de l'utilisation des produits pétroliers, des transformations de phase se produisent avec un changement à la fois de l'état d'agrégation et, dans certains cas, de la composition chimique des phases. La régulation des transitions de phase dans SSS à l'aide de facteurs externes: champs de force et additifs de diverses natures, y compris la méthode de composition optimale des produits pétroliers, est un moyen efficace d'influencer les paramètres des processus technologiques pétroliers et les propriétés des produits pétroliers. Cependant, les réserves de pétrole sont malheureusement limitées et les gisements développés s'épuisent après un certain temps. La non-renouvelabilité et les ressources limitées en matières premières d'hydrocarbures dont l'humanité dispose accentuent l'acuité du problème énergétique. Selon les prévisions, la production de pétrole brut culminera dans la deuxième à la troisième décennie du siècle prochain, et la pénurie de réserves de gaz naturel et de condensats de gaz associés au pétrole commencera à se faire sentir dès 2010.

L'épuisement des réserves de pétrole conduit à la nécessité d'une utilisation plus économique du pétrole en augmentant le facteur de récupération du pétrole, en optimisant les processus de transport et en augmentant la profondeur du raffinage du pétrole, en utilisant rationnellement les produits pétroliers, en tenant compte de leurs propriétés environnementales, ce qui est impossible sans études physiques et chimiques approfondies de la composition, de la structure et des propriétés du pétrole.

1. ORIGINE DU PÉTROLE

Les origines des idées modernes sur l'origine du pétrole sont apparues au XVIIIe - début du XIXe siècle. M. V. Lomonosov (1757) a jeté les bases de l'hypothèse de l'origine organique du pétrole, expliquant sa formation par l'influence du "feu souterrain" sur les "charbons pétrifiés", à la suite de quoi, à son avis, les asphaltes, les huiles et " huiles de pierre" se sont formées. L'idée de l'origine minérale du pétrole a été exprimée pour la première fois par A. Humboldt en 1805.

Le développement de la chimie, les expériences sur la synthèse inorganique des hydrocarbures (HC), menées par M. Berthelot (1866), G. Biasson (1871), ont servi de point de départ à l'élaboration de l'hypothèse d'origine minérale. D. I. Mendeleev, qui jusqu'en 1867 a adhéré aux idées de l'origine organique du pétrole, a formulé en 1877 l'hypothèse bien connue de son origine minérale, selon laquelle le pétrole se forme à de grandes profondeurs à des températures élevées en raison de l'interaction de l'eau avec le métal carbures.

Au cours du siècle dernier, une énorme quantité de données chimiques, géochimiques et géologiques a été accumulée, éclairant le problème de l'origine du pétrole. Actuellement, la majorité des scientifiques - chimistes, géochimistes et géologues - considèrent l'idée de la genèse organique du pétrole comme la plus raisonnable, bien que certains scientifiques préfèrent encore l'hypothèse minérale de sa formation.

1.1 Hypothèses sur l'origine minérale du pétrole

Toutes les hypothèses sur l'origine minérale du pétrole sont unies par l'idée de la synthèse des hydrocarbures, des composants du pétrole contenant de l'oxygène, du soufre et de l'azote à partir de substances initiales simples - C, H2, CO, CO2, CH4, H2O et radicaux à haute température et l'interaction des produits de synthèse avec la partie minérale des roches profondes.

Mendeleev D. I. croyait que la base de la formation d'hydrocarbures est l'interaction des carbures métalliques des roches profondes avec l'eau, qui pénètre à travers les fissures de la surface jusqu'à une grande profondeur.

Le schéma de processus a été présenté comme suit :

2FeC + 3H20 = Fe2O3 + C2H6

ou dans vue générale peut s'écrire :

MCm + mH20 --> MOm + (CH2)m.

Les hydrocarbures formés à l'état gazeux, selon D. I. Mendeleev, sont ensuite montés dans la partie froide supérieure de la croûte terrestre, où ils se sont condensés et accumulés dans des roches sédimentaires poreuses. Les carbures métalliques n'étaient pas encore connus dans les roches profondes à cette époque. À l'heure actuelle, l'hypothèse de Mendeleïev est confirmée : des carbures d'un certain nombre d'éléments (FeC, TiC, Cr2Cs, WC, SiC) ont été trouvés dans les roches profondes. Mais ils ne forment pas de gros amas ; ce sont les plus petites (fractions de millimètre) des ségrégations minérales rares et dispersées dans les roches. Par conséquent, le processus de formation d'hydrocarbures en quantités énormes, qui sont connus dans la nature, est très difficile à expliquer à partir de ces positions. Il ne fait également aucun doute maintenant que l'eau ne peut pas s'écouler de la surface à travers des fissures jusqu'à de grandes profondeurs. Mais ce n'est pas essentiel, la phase fluide des roches profondes contient de l'eau sous certaines conditions, donc, en principe, son interaction avec les carbures est possible. La formation des hydrocarbures les plus simples est également tout à fait probable, mais elle n'est guère possible en grande quantité.

En 1892, N. A. Sokolov a émis une hypothèse sur l'origine cosmique du pétrole. Son essence est réduite à la même synthèse minérale d'hydrocarbures à partir de substances simples, mais au stade cosmique initial de la formation de la Terre.

On a supposé que les hydrocarbures formés se trouvaient dans une enveloppe gazeuse et qu'en se refroidissant, ils étaient absorbés par les roches de la croûte terrestre en formation. Libérés alors des roches ignées en refroidissement, les hydrocarbures remontaient jusqu'à la partie supérieure de la croûte terrestre, où ils formaient des accumulations. Cette hypothèse était basée sur des faits concernant la présence de carbone et d'hydrogène dans les queues de comètes et d'hydrocarbures dans les météorites. Selon les données modernes, C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, HCN, C2N2 ont été trouvés dans l'atmosphère de Jupiter et de Titan, ainsi que dans les nuages de gaz et de poussière. Des substances carbonées solides, des alcanes normaux et des acides aminés ont été trouvés dans les météorites. Cependant, leur origine n'est pas claire.

Un certain nombre d'arguments des partisans de l'origine minérale du pétrole reposent sur des calculs thermodynamiques. Chekalyuk E. B. a tenté de déterminer la température de formation de l'huile par les rapports entre certains hydrocarbures isomères, en supposant que la synthèse à haute température conduit à la formation de mélanges à l'équilibre thermodynamique. La température de formation du pétrole ainsi calculée était de 450 à 900 °C, ce qui correspond à la température de la zone profonde de 100 à 160 km à l'intérieur du manteau supérieur de la Terre. Cependant, pour les mêmes huiles, le calcul pour d'autres couples d'isomères donne d'autres valeurs de température (de -100 à 20 000°C), totalement irréalistes dans les conditions de la croûte et du manteau terrestres. Il est maintenant prouvé que les hydrocarbures isomères des huiles sont des systèmes hors d'équilibre. En revanche, les calculs des propriétés thermodynamiques des hydrocarbures dans le domaine des très hautes pressions (dizaines de milliers de pascals) sont assez arbitraires, du fait de la nécessité de recourir à des extrapolations ultra-longues.

Dans les conditions profondes de la Terre, en présence de C et de H2, la synthèse de CH4, de ses homologues et de certains composés de poids moléculaire plus élevé est tout à fait possible et a lieu. Mais jusqu'à présent, il n'y a pas suffisamment de données théoriques ou expérimentales qui pourraient prouver sans équivoque la possibilité d'une synthèse minérale d'un système aussi complexe et régulier d'hydrocarbures, de composés azotés, soufrés et oxygénés, qui est une huile naturelle, qui a une activité optique. et est très similaire dans de nombreuses caractéristiques aux niveaux moléculaire et isotopique avec la matière vivante des organismes et la matière bioorganique des roches sédimentaires.

Les preuves géologiques de l'hypothèse minérale - présence de traces de méthane et de certains hydrocarbures pétroliers dans les roches cristallines profondes, dans les gaz et magmas en éruption des volcans, manifestations de pétrole et de gaz le long de certaines failles profondes, etc. - sont indirectes et permettent toujours une double interprétation. Les roches profondes pénétrant dans la croûte terrestre fondent et assimilent les roches sédimentaires à la matière organique biogénique qu'elles contiennent ; Les évents volcaniques traversent également des strates sédimentaires, parfois gazeuses au niveau régional, de sorte que le CH4 et certains autres hydrocarbures pétroliers qui s'y trouvent pourraient se former non seulement à la suite de la synthèse minérale, mais également lors de la destruction thermique de la matière organique biogénique piégée des sédiments. roches ou lorsque l'huile pénètre dans les roches sédimentaires roches après refroidissement des roches ignées. Mais la principale preuve réside dans la grande similitude des paramètres chimiques et géochimiques de nombreux composés pétroliers hydrocarbonés et non hydrocarbonés avec des composants similaires de la matière vivante des organismes et de la matière organique biogénique des sédiments modernes et des roches sédimentaires anciennes.

1.2 Développement d'idées sur l'origine organique de l'huile

La brillante conjecture de MV Lomonosov sur la formation de pétrole à la suite de l'effet d'une température élevée sur la matière organique biogène des roches sédimentaires a commencé à être confirmée à la fin du XIXe et au début du XXe siècle lors d'études chimiques et géologiques expérimentales.

Engler (1888), en distillant de la graisse de hareng, a obtenu des huiles brunes, des gaz combustibles et de l'eau. La fraction légère des huiles contenait des hydrocarbures de gs à C9, et la fraction >300°C contenait des paraffines, des naphtènes, des oléfines et des hydrocarbures aromatiques. Il y avait une hypothèse de la formation d'huile à partir de graisses d'origine animale. En 1919, N. D. Zelinsky a distillé du limon de sapropel de lac, qui était presque entièrement constitué de matériel végétal - les restes d'algues planctoniques à haute teneur en lipides. Dans le même temps, du coke, des résines, du gaz et de l'eau pyrogénée ont été obtenus. Le gaz était composé de CH4, CO2, H2 et H2S. Le goudron contenait de l'essence, du kérosène et des substances résineuses lourdes. Des alcanes, des naphtènes et des arènes ont été trouvés dans l'essence; les hydrocarbures polyméthylènes cycliques prédominaient dans le kérosène. Le mélange d'hydrocarbures résultant était à bien des égards similaire à l'huile naturelle ; les fractions lourdes avaient une activité optique.

L'activité optique est l'une des propriétés fondamentales communes à la matière vivante, à ses produits de transformation et aux huiles naturelles. Lors de la synthèse minérale des hydrocarbures, il apparaît des mélanges racémiques qui n'ont pas d'activité optique, car ils contiennent un nombre égal de molécules gauchers et droitiers, ce qui est bénéfique du point de vue de la thermodynamique (un tel mélange est caractérisé par un maximum d'entropie). Pour la faune, au contraire, l'asymétrie miroir est caractéristique : tous les acides aminés biogènes sont gauchers, les sucres sont des isomères miroirs droitiers. L'asymétrie optique des molécules organiques est une base suffisante pour affirmer la présence de matière vivante ou des produits de sa transformation post-mortem. De ces positions, l'huile optiquement active ne peut être qu'un produit de la biosphère, et non de la synthèse minérale. L'activité optique des huiles est principalement associée aux hydrocarbures tels que les triterpanes et les stéranes.

L'obtention de produits huileux optiquement actifs lors de la distillation de la matière organique des algues planctoniques a servi de base à l'hypothèse de l'origine de l'huile à partir de matériel végétal. La recherche géologique y a également contribué. Lors de la recherche et de l'exploration de gisements de pétrole, les géologues déjà au XIXe siècle ont commencé à noter le confinement fréquent des gisements de pétrole dans d'anciens gisements marins enrichis en matière organique sapropélique, appelés gisements pétroliers.

À partir des travaux de A. D. Arkhangelsky (1927) et P. D. Trask (1926-1932), des études sur la matière organique des sédiments modernes et des roches sédimentaires anciennes ont commencé. I. M. Gubkin a eu une influence significative sur l'orientation de la recherche. Il a souligné que la large répartition régionale des gisements de pétrole dans les strates sédimentaires oblige à écarter toutes les sources exotiques possibles de formation de pétrole (graisses animales, accumulations d'herbes marines, etc.) et à considérer que la source de pétrole ne peut être matière organique dispersée répandue dans les roches sédimentaires substance d'origine mixte végétale et animale. Plus tard, cependant, il s'est avéré qu'il est généralement dominé par du matériel sapropélique, constitué des restes des plus petites algues planctoniques. Sa concentration moyenne dans les roches argileuses sédimentaires est un peu inférieure à 1%, mais dans un certain nombre de schistes bitumineux, auxquels la teneur en huile industrielle est souvent associée, elle peut atteindre 5 à 6 et parfois jusqu'à 10 à 20%.

La matière organique humique, qui provient de la végétation terrestre, se répartit principalement dans les gisements houillers continentaux, dans lesquels se trouvent des gisements de gaz d'hydrocarbures, mais, en règle générale, il n'y a pas de gisements de pétrole. Ceci est tout à fait compréhensible, car la matière humique contient généralement très peu de matière lipidique et, à mesure que la température augmente, elle ne génère que du gaz méthane sec.

Des études sur les organismes planctoniques marins, les bactéries du limon, ont montré qu'ils contiennent une quantité importante de matière lipidique (parfois jusqu'à 40%), à partir de laquelle des hydrocarbures peuvent facilement se former, ainsi qu'une petite quantité d'hydrocarbures eux-mêmes - jusqu'à 0,06%. Dans la matière organique des limons marins, jusqu'à 3 à 5% de substances bitumineuses et jusqu'à 0,5% d'hydrocarbures ont déjà été trouvés. De plus, ils sont représentés par toutes les classes caractéristiques du pétrole - alcanes, naphtènes et arènes. Certes, contrairement au pétrole, ils ne contiennent toujours pas d'hydrocarbures légers de fractions d'essence.

L'étude de la matière organique sapropélique des roches sédimentaires ayant connu des affaissements de 2 à 3 km et des températures allant jusqu'à 100 à 150 °C a montré qu'elle contient déjà jusqu'à 10 à 20 % de substances bitumineuses (huiles, résines, asphaltènes), jusqu'à 10– -12% d'hydrocarbures, dont jusqu'à 2-3% à bas point d'ébullition (C6-C14). Ils contiennent toutes les principales classes d'hydrocarbures pétroliers - alcanes, isoalcanes, naphtènes et arènes. Il existe également des composés azotés, soufrés et oxygénés caractéristiques des huiles.

Des études détaillées ont révélé de plus en plus de similitudes entre les hydrocarbures de la matière organique dispersée des roches sédimentaires, que N. B. Vassoevich appelait la micro-huile, et les huiles de ses gisements.

La découverte de biomolécules héritées de la matière vivante dans les huiles a été d'une grande importance. Ce sont tout d'abord des porphyrines, constituées de quatre cycles pyrrole, qui forment des composés complexes avec des métaux via l'atome d'azote (généralement avec V et Ni). Leur formation à partir de la chlorophylle végétale ne fait aucun doute. Avec une augmentation de la profondeur et une augmentation de la température dans le sous-sol, la teneur en porphyrines des huiles diminue, car elles sont thermiquement instables. Par conséquent, il est absolument impossible d'imaginer la possibilité que des porphyrines pénètrent dans l'huile à partir de zones à haute température avec les produits de synthèse minérale.

chlorophylle vanadylporphyrine Dans les formules, Pht signifie phytol.

Les «marques biogéniques» («biomarqueurs») importantes sont de nombreux hydrocarbures isoprénoïdes caractéristiques de la matière vivante, en particulier le phytane (C20) et le mélange (C19), dont la présence est associée au phytol, un élément structurel périphérique de la molécule de chlorophylle. Il y a aussi un quai sous la forme "prête" dans le corps de certains animaux.

Fait intéressant, l'hydrocarbure C20H42 peut théoriquement avoir plus de 366 000 isomères, mais un seul d'entre eux, le phytane, est présent en quantité appréciable dans les huiles, dont la structure est caractéristique de la matière vivante.

De très nombreux « biomarqueurs » dans la matière organique des sédiments et des huiles sont représentés par des hydrocarbures polycycliques tels que les stéranes et les triterpanes, en particulier les hopanes. Beaucoup d'entre eux sont sans aucun doute des dérivés de biomolécules aussi caractéristiques que les stéroïdes et les triterpénoïdes, que l'on trouve dans tous les organismes vivants, des cyanobactéries les plus simples aux mammifères supérieurs, et ont une importance biochimique importante. Nous incluons le cholestérol, le phytostérol, etc.

En raison de la grande similitude de structure moléculaire entre les stéroïdes et les stéranes, les triterpénoïdes et les triterpanes (hopanes) de la matière vivante et des huiles, leur présence est un indicateur fiable de la genèse organique de l'huile.

En termes de caractéristiques stéréochimiques, les stéranes et triterpanes de pétrole diffèrent encore quelque peu des composés biologiques d'origine, ce qui est associé à des modifications de la structure spatiale d'un ou plusieurs centres chiraux de biomolécules au cours de la transformation thermique. Les triterpènes pentacycliques se trouvent principalement dans les plantes terrestres ; dans la matière organique des roches sédimentaires marines et dans les huiles, les hydrocarbures tétracycliques sont fréquents - les stéranes (hopans), caractéristiques des algues planctoniques bleu-vert, qui ont été l'un des principaux bioproducteurs dans l'accumulation de matière organique sapropélique dans les sédiments marins tout au long de l'ensemble temps géologique.

Les alcanes normaux (à partir de C17 et plus) appartiennent également aux structures biogéniques héritées. Leur teneur en huiles atteint 10-15 et parfois 30%. La preuve de la formation de n-alcanes à partir d'acides gras biogéniques est la prédominance des n-alcanes avec un nombre impair d'atomes de carbone sur ceux "pairs" dans les huiles peu transformées. Pour la matière vivante et la matière organique des sédiments qui en sont formés, la prédominance des acides gras à nombre pair d'atomes de carbone est toujours caractéristique. Lorsque des acides gras "pairs" sont décarboxylés, des hydrocarbures "impairs" se forment, par exemple dans le cas de l'acide palmitique :

C1bH32O2 --> C15H32 + CO2.

Un lissage progressif de ces traits génétiques primaires à approximativement la même concentration de n-alcanes "pairs" et "impairs" à la fois dans la matière organique des roches mères et dans les huiles de réservoir se produit à mesure que la profondeur et la température augmentent dans les profondeurs en raison de réactions secondaires.

Ainsi, selon de nombreuses caractéristiques au niveau moléculaire et la présence de « biomarqueurs », il existe un lien entre la matière vivante des organismes, la matière organique des roches mères sédimentaires et les huiles des gisements. La quantité totale de structures moléculaires biogéniques héritées de la matière vivante atteint parfois 30 % de leur masse dans les huiles.

Une étude détaillée de la composition et de la répartition des "biomarqueurs" dans la matière organique des roches sédimentaires et dans les huiles permet non seulement de confirmer l'origine organique de l'huile, mais même de déterminer pour des gisements spécifiques à partir de quels gisements les hydrocarbures pétroliers ont été fournis au cours la formation de dépôts. Ce problème est également résolu avec succès par la similitude de la composition isotopique du carbone dans des fractions similaires des composants bitumineux de la matière organique des roches sédimentaires et des huiles.

Il s'est avéré que dans les couches sédimentaires de la Terre, la matière organique contient une énorme quantité d'hydrocarbures pétroliers dispersés (microhuile) - environ 1014 tonnes, soit au moins 100 fois plus que toutes les réserves mondiales de pétrole découvertes et estimées dans ses champs. Par conséquent, pour la formation de tous les champs pétrolifères, il suffisait que lors de la migration des hydrocarbures pétroliers dispersés avec les gaz et les eaux dans des conditions géologiques favorables (dans des formations poreuses sur des pièges anticlinaux), pas plus de 1% de leur quantité totale accumulée.

On sait que le pétrole est inégalement réparti dans les couches sédimentaires, ce qui est également compréhensible du point de vue du concept organique de sa formation. La matière organique provenant du pétrole s'est accumulée dans les sédiments de manière inégale au cours des temps géologiques. Le maximum de son accumulation dans les gisements du Dévonien, du Jurassique-Crétacé et du Tertiaire correspond aux masses maximales des hydrocarbures pétroliers dispersés formés dans les gisements sources de cet âge et aux réserves maximales de pétrole dans les champs ouverts.

Ainsi, toutes les données chimiques, géochimiques et géologiques témoignent sans aucun doute de l'origine organique du pétrole.

1.3 Idées modernes sur la formation du pétrole et du gaz

On sait que lorsque les schistes à sapropel sont chauffés à 150--170°C, une faible décomposition thermique de la matière organique s'amorce, conduisant à une augmentation du rendement en substances extractives ; à 200°C, il se forme sensiblement plus d'entre eux, et à 370–400°C, après chauffage pendant 1 heure, déjà jusqu'à 60–80% de la matière organique du schiste passe à l'état soluble. De nombreuses substances asphalto-résineuses se forment, contenant toutes les principales classes d'hydrocarbures pétroliers, ainsi que des gaz (CO2, CH4, H2S) et de l'eau pyrogénée.

En principe, le même processus de décomposition thermique (ou thermocatalytique) se produit également dans des conditions naturelles lorsque des sédiments contenant de la matière organique sapropélique coulent sous des sédiments plus jeunes qui s'accumulent au-dessus d'eux. Ce n'est que dans des conditions naturelles qu'il se déroule extrêmement lentement, avec un taux d'affaissement des sédiments généralement de 50-100 à 300 m/m. années.

L'affaissement à une profondeur de 2--3 km, caractérisé par l'étalement de la plupart des gisements d'huile formée et des températures jusqu'à 150--160°C, s'effectue sur une période de 10 à 60 millions d'années. Il est difficile d'imaginer un processus "technologique" naturel aussi lent de transformation thermique de la matière organique sapropélique avec une élévation de température de 1°C en 60--400 mille ans, cependant les études réalisées confirment que dans les conditions naturelles elle est en effet très largement mis en œuvre dans de nombreuses dépressions, remplies d'épaisses couches de sédiments accumulés.

Des études géologiques et géochimiques détaillées permettent de retracer les étapes successives de ce processus (Fig. 1.1). Au stade initial de l'immersion (jusqu'à 1,5–2 km avec une augmentation de la température à 50–70 ° C), la teneur en carbone et en hydrogène du kérogène augmente principalement en raison de la perte d'oxygène due à l'élimination de l'oxygène périphérique- contenant des groupes fonctionnels de la structure moléculaire de la matière organique.

Riz. 1.1. La transformation de la matière organique des roches sédimentaires (a - c) et des générations de pétrole et de gaz (d) avec une augmentation de la profondeur d'immersion (H) et de la température (T) : C - la teneur en carbone de la matière organique ; H - hydrogène, B - bitumoïde; ?Н - production d'huile ; ?CH4 -- génération de méthane; Vn - le taux de génération de pétrole ; VM-- taux de génération de méthane

La concentration de substances bitumineuses et d'hydrocarbures pétroliers à haut poids moléculaire n'augmente presque pas. Il n'y a toujours pas d'hydrocarbures à bas point d'ébullition dans la matière organique. La composition de la phase gazeuse de la matière organique est dominée par le dioxyde de carbone formé à ce stade avec une teneur insignifiante en méthane et ses homologues.

La structure moléculaire de la matière organique à ce stade ne subit pas encore de destruction significative, la formation d'huile active ne se produit à aucune durée du processus, jusqu'à 400 à 600 millions d'années. A des températures allant jusqu'à 50--70°C (probablement même jusqu'à 90°C), le seuil d'activation des réactions de destruction de la structure moléculaire de la matière organique n'est pas encore atteint, et aucun temps géologique plus long ne peut compenser la manque de température. Dans une zone plus profonde (jusqu'à 2,5–3 km à des températures allant jusqu'à 90–100–150°C), la direction du processus de transformation thermique de la matière organique sapropélique change fondamentalement. Avec une légère modification de la teneur en carbone du kérogène, la teneur en hydrogène diminue sensiblement; la concentration en bitumoïde chloroformé dans son ensemble, y compris les hydrocarbures pétroliers de haut poids moléculaire (C15-C45), augmente rapidement et significativement et atteint un maximum ; des hydrocarbures à bas point d'ébullition des fractions d'essence (С6-С14) se forment et atteignent la concentration maximale. Dans la composition de la phase gazeuse de la matière organique, la concentration en homologues du méthane atteint un maximum (C2 - C5) ; La teneur en CH4 est encore insignifiante.

Cette étape, au sens géologique de la formation rapide de la partie prédominante du bitumoïde dans son ensemble et des hydrocarbures pétroliers, a été appelée par N. B. Vassoevich la phase principale de formation du pétrole (MAP). Dans la zone de température jusqu'à 150--160°C, la phase principale de la formation du pétrole a réussi à se réaliser pleinement même dans les sédiments "jeunes" âgés de 10--20 millions d'années, et plus encore dans les sédiments beaucoup plus anciens . Comme on peut le voir, un processus assez actif de destruction de la structure moléculaire du kérogène avec formation de bitumoïdes et d'hydrocarbures pétroliers dans des conditions naturelles à l'échelle des temps géologiques est réalisé 2 à 2,5 fois à une température inférieure à celle des conditions de laboratoire, sur une période de temps, apparemment, pas plus de quelques millions d'années.

À en juger par les données de la spectrométrie infrarouge, la structure moléculaire du kérogène après destruction est caractérisée par la perte d'une quantité importante de composants lipidiques, d'abord avec les fonctions des acides carboxyliques, des cétones et des aldéhydes, puis - des structures à longue chaîne avec des groupes CH2 . Il y a une intensification de l'aromatisation et de la polycondensation de la partie résiduelle du kérogène qui, en termes de composition élémentaire et de structure moléculaire, perd son aspect "sapropèle" et ne diffère presque pas de la matière organique humique pauvre en hydrogène.

Les composants bitumineux solubles (plus de 30% de la masse initiale de kérogène) formés lors de l'élaboration de HFP en grande quantité sont caractérisés par la teneur en carbone (C) 80--82%, hydrogène (H) 9,5--11 %, c'est-à-dire qu'ils ont une composition similaire à celle du bitume formé lors de la décomposition thermique du schiste à sapropel (C 81--82,5 %, H 9,1--9,5 %). Plus de la moitié du bitume formé (jusqu'à 60--80%) est représentée par des résines et des asphaltènes, jusqu'à 20--40% - des hydrocarbures, dans lesquels la part des n-alcanes représente jusqu'à 10--30% , et la part des isoalcanes et des cyclanes - jusqu'à 20 - 60% et des arènes - jusqu'à 20 - 50%. Dans la composition des hydrocarbures à bas point d'ébullition, une proportion importante appartient aux cyclanes (les cyclopentanes prédominent) ; la part des n-alcanes et des arènes est faible. Avec la profondeur et l'augmentation de la température, la proportion de n-alcanes, d'arènes et de cyclohexanes augmente sensiblement, tandis que la proportion de cyclopentanes diminue. Des gisements jeunes aux gisements plus anciens de cette zone, on observe une augmentation de la proportion d'alcanes et une diminution des cyclanes et des arènes. Parmi les alcanes, une proportion parfois importante (jusqu'à 50 %) est constituée d'isoalcanes.

Le mélange de substances asphalto-résineuses et d'hydrocarbures pétroliers formé à la station de pompage de pétrole est similaire dans sa composition élémentaire et de groupe aux asphaltes, qui ont été considérés par A.F. Dobryansky comme une étape intermédiaire dans la conversion de la matière sapropélique en pétrole. L'image de la formation du pétrole fixée d'après les données naturelles semble correspondre pleinement à ces vues. Cependant, le cours ultérieur du processus de formation du pétrole se développe différemment de ce que supposait A.F. Dobryansky.

La formation d'une grande quantité de substances asphalto-résineuses et d'hydrocarbures pétroliers, y compris ceux à bas point d'ébullition, ainsi que de gaz (C1, C2 - C5, CO2, H2S, N2) à partir de kérogène solide s'accompagne d'une augmentation multiple du volume. En conséquence, des pressions anormalement élevées apparaissent dans les dépôts sus-jacents compactés sous la charge, qui sont de 20 à 30 MPa supérieures à la pression hydrostatique normale dans les grès poreux saturés d'eau adjacents. Lorsque la pression critique est atteinte, la fracturation fluide des roches argileuses se produit périodiquement avec la formation de microfissures et la libération d'hydrocarbures pétroliers et gazeux comprimés dans les grès saturés d'eau, où des accumulations de pétrole se forment au cours de leur accumulation.

Une augmentation rapide de la concentration de substances bitumineuses et d'hydrocarbures dans le kérogène est enregistrée dans la zone profonde jusqu'à 2,5–3 km en raison du fait que le taux de leur génération, augmentant de façon exponentielle avec la profondeur et la température, dépasse le taux d'émigration des hydrocarbures de roches argileuses. Au fur et à mesure que la concentration de la matière lipidique initiale diminue, le taux de génération d'hydrocarbures diminue de manière significative et le taux de leur émigration augmente, dépassant déjà le taux de formation d'hydrocarbures, ce qui conduit d'abord à un arrêt de la croissance, puis à un rapide baisse de la concentration de bitume et d'hydrocarbures pétroliers dans la matière organique à plus de 2, 5--3 km (voir Fig. 1.1).

Une autre raison de la diminution rapide de la quantité de bitume est un changement des propriétés physiques et de l'état de phase des résines et des asphaltènes après la perte d'émigration de la majeure partie des hydrocarbures avec une nouvelle augmentation de la température. Une partie importante des composants asphalte-résine, subissant une dégradation thermique avec formation d'hydrocarbures et de gaz pétroliers à bas point d'ébullition, passe à nouveau dans un état insoluble, entrant dans la composition du kérogène insoluble. Le bitumoïde restant en petite quantité est principalement représenté par des hydrocarbures, dans lesquels la quantité d'alcanes et d'arènes augmente avec l'augmentation de la profondeur et de la température, et la quantité de cyclanes diminue.

Lors de l'émigration des hydrocarbures des roches mères argileuses vers les couches adjacentes de grès poreux saturés d'eau, une séparation chromatographique du mélange résultant de substances asphaltiques-résineuses, d'hydrocarbures pétroliers et gaziers se produit. La couche d'argile avec les substances bitumineuses formées est une colonne chromatographique naturelle. Plus l'éluant le traverse vers le grès, dont le rôle est joué par les gaz les plus mobiles et les hydrocarbures pétroliers à bas point d'ébullition, plus la séparation des composants est complète et caractérisée par le mélange primaire de substances asphalto-résineuses et d'hydrocarbures. Un mélange d'hydrocarbures pétroliers est transporté dans le collecteur de sable, dont la teneur en résines et en asphaltènes ne dépasse pas, comme dans le pétrole ordinaire, 5 à 10%. Ceci, en substance, est déjà du vrai pétrole.

La baisse significative des concentrations de bitumoïde et d'hydrocarbures dans le kérogène à la fin de la phase de pompage du pétrole, établie par S. G. Neruchev, accompagnée d'une séparation chromatographique du bitumoïde, sert de signe de diagnostic objectif des gisements de source de pétrole, à partir desquels le pétrole a émigré dans les réservoirs dans le passé géologique. L'analyse quantitative de ces changements permet de déterminer la masse du pétrole formé et émigré et ses réserves probables dans les gisements.

Les calculs d'équilibre de la transformation thermique de la matière organique sapropélique et des processus d'émigration des hydrocarbures pétroliers basés sur les données expérimentales obtenues ont permis de créer un modèle quantitatif théorique de la formation du pétrole (voir Fig. 1.1). La phase principale de la formation du pétrole est caractérisée par vitesse maximum génération d'hydrocarbures pétroliers, généralement dans une plage de profondeur de 2--3 km à des températures de 80--90 à 150--160°C. Avec un faible gradient géothermique, une augmentation lente de la température avec la profondeur, le HPF est réalisé dans une zone plus profonde, jusqu'à environ 6 à 8 km. La quantité totale de substances bitumineuses formées et d'hydrocarbures pétroliers dépasse 30% et la quantité d'huile émigrant dans des réservoirs poreux atteint 20% de la masse initiale de matière organique sapropélique.

Le flottage du pétrole effectué à partir de roches mères argileuses dans des formations poreuses saturées en eau conduit progressivement à la formation de ses accumulations (gisements) dans les parties les plus élevées des formations (sur des structures anticlinales). Le processus de formation du pétrole et la formation de ses dépôts se terminent ici. Avec une immersion supplémentaire des dépôts sources avec une augmentation de la température dans le kérogène résiduel, une augmentation significative de la teneur en carbone (jusqu'à 95--97%) et une baisse de l'hydrogène (jusqu'à 0,5--1%) sont observées. Il y a une perte de masse notable du kérogène en métamorphose. Selon des données empiriques, dans la zone profonde de 3 à 6 km (à des températures allant jusqu'à 200 à 260 ° C), le rapport du méthane aux hydrocarbures pétroliers dans la composition de la matière organique augmente plusieurs dizaines de fois. On enregistre une augmentation rapide jusqu'à un maximum, puis une diminution de la teneur en CH4 dans la matière organique. Selon les calculs du bilan théorique, à ce stade, la majeure partie du méthane est formée - jusqu'à 12% de la masse initiale de matière organique, grâce à laquelle il a reçu le nom de phase principale de formation de gaz (HPG). La génération d'une quantité importante de méthane dans cette zone profonde de roches sédimentaires détermine la diminution de la quantité, puis la disparition complète avec l'augmentation de la profondeur des gisements de pétrole, qui sont remplacés d'abord par des condensats de gaz, puis par des dépôts de gaz méthane sec. . La matière organique sapropélique résiduelle dans cette zone subit une métamorphisation intense avec la formation d'un réseau de carbone cristallin graphite.

La zone d'occurrence de HPF est caractérisée par des huiles d'une densité de 820–840 kg/m3, le rendement des fractions jusqu'à 200°C est d'environ 25–30 %, la teneur en alcanes est de 25–40 %, les cyclanes de 30– 50% et arènes 10–30%. Des gisements jeunes aux plus anciens dans les huiles, on observe une augmentation du rendement en fractions légères, une augmentation de la proportion d'alcanes et d'arènes avec une diminution de la teneur en cyclanes.

En plongeant avec les roches hôtes sous la zone GFP dans la région des températures plus élevées, le pétrole devient plus léger et enrichi en hydrocarbures à bas point d'ébullition ; dans les hydrocarbures, la proportion d'alcanes et, dans une moindre mesure, d'arènes augmente, avec une baisse sensible de la concentration en cyclanes.

Une fois près de la surface, le pétrole perd des fractions légères, devient plus lourd et s'oxyde. Les processus microbiologiques d'oxydation se développant dans les gisements provoquent la dégradation de l'huile. Une densité considérablement accrue, une faible teneur en fractions d'essence, une teneur élevée en substances résineuses d'asphalte, une perte presque complète de n-alcanes et la prédominance de cyclanes sont des signes de ces huiles hypergénétiquement modifiées.

1.4 Formation des principales classes d'hydrocarbures neti

Le pétrole contient des hydrocarbures formés à divers stades de l'histoire géochimique de la matière organique. La première source d'hydrocarbures est leur biosynthèse dans la matière vivante des organismes. La deuxième source d'hydrocarbures pétroliers est le processus de traitement microbien de la matière organique d'origine, qui se produit au stade de la diagenèse des sédiments. Le sens du processus est déterminé par la résistance différente des biomolécules à la destruction enzymatique microbienne dans le sédiment et les conditions géochimiques de l'environnement (Eh, pH). Les biomolécules de la matière morte des organismes sont transformées dans le sédiment en composés plus stables dans des conditions données, en partie avec la formation d'hydrocarbures. Les alcools et les aldéhydes peuvent se transformer en hydrocarbures ; la transformation des terpénoïdes cycliques en cyclanes et arènes est possible. La troisième et, comme il est maintenant devenu clair, la principale source d'hydrocarbures est la formation de matière organique principalement à partir de composants lipidiques lors de sa destruction thermique (ou thermocatalytique) à 90-160°C lors de la manifestation de la phase principale de l'huile. formation.

La composition des hydrocarbures pétroliers est influencée par un certain nombre de facteurs :

Caractéristiques de la matière organique initiale des sédiments ;

Conditions géochimiques (Eh, pH) lors de la transformation de la matière organique dans les sédiments ;

Le degré de transformation catagénétique (thermique) de l'huile d'origine pour la matière organique dans la zone de températures élevées ;

Modifications secondaires du pétrole lors de la formation des gisements et au cours de leur existence pendant une longue période géologique (différenciation physique des hydrocarbures en cours de migration, exposition prolongée à des températures élevées, processus oxydatifs dans les gisements, etc.).

La composition des hydrocarbures d'une huile particulière se forme sous l'influence de nombreux facteurs, et il n'est pas toujours facile d'en isoler le principal.

Alcanes. Pour les n-alcanes pétroliers de haut poids moléculaire, trois principales sources de formation sont possibles : les n-alcanes synthétisés dans les organismes vivants ; les alcools monohydriques aliphatiques de haut poids moléculaire, qui font partie des cires de la matière vivante, et les acides gras saturés monobasiques supérieurs.

La fraction insaponifiable des graisses végétales ou animales est généralement d'un dixième de pour cent et se compose d'hydrocarbures et d'alcools. En termes de structure et d'origine, ces hydrocarbures semblent être associés aux acides gras correspondants, qu'ils accompagnent comme impureté. Certains d'entre eux appartiennent aux k-alcanes, d'autres aux isoprénoïdes.

Dans la matière vivante, les n-alcanes CH3(CH2)nCH3 à nombre impair d'atomes de carbone sont répandus. Certaines des voies n de poids moléculaire élevé d'origine biosynthétique sont directement héritées par le pétrole de la matière organique initiale des sédiments. En fonction de la matière organique initiale, ils ont des spécificités. Dans les bactéries chimiosynthétiques, on trouve des n-alcanes C12-C31 avec approximativement le même nombre d'atomes de carbone pairs et impairs ; dans les bactéries photosynthétiques - n-alcanes C14 - C29. Dans les algues bleu-vert, il y a des n-alcanes C15 - C20, et plus de 80% d'entre eux sont des hydrocarbures C17 et de poids moléculaire supérieur ; coefficient impair -- entre 1 et 5. Les plantes supérieures sont caractérisées par des n-alcanes de poids moléculaire plus élevé - C23 - C35 avec une prédominance de C25, C27 et C29 avec un rapport massique d'hydrocarbures impairs à pairs supérieur à 10. Ces caractéristiques des hydrocarbures se manifestent souvent dans les huiles associées aux formation de matière organique planctonique marine ou à partir de kérogène, dans laquelle les restes de végétation terrestre supérieure ont joué un rôle important. Une certaine quantité de n-alcanes se forme lors de la transformation biochimique enzymatique des acides gras, des alcools et des aldéhydes au stade de la diagenèse sédimentaire. Cependant, un nombre beaucoup plus important d'entre eux se forme à une température élevée (100--150 ° C) lors de la manifestation de la phase principale de formation d'huile, principalement en raison de la décarboxylation d'acides gras saturés monobasiques supérieurs selon le schéma :

R--COOH --> CO2 + .RH.

L'hydrocarbure résultant contient un atome de carbone de moins que l'acide d'origine. Et puisque les acides gras "pairs" (par exemple, oléique C18H34O2, stéarique C18H36O2) sont principalement distribués dans la matière vivante, les hydrocarbures "impairs" prédominent dans les n-alcanes résultants, en l'occurrence C17H36.

Un autre mécanisme important pour la formation de n-alcanes est associé à la conversion des acides gras supérieurs en cétones aliphatiques avec doublement de la chaîne carbonée et leur réduction ultérieure en hydrocarbures. A. I. Bogomolov a réalisé, par exemple, la réaction de conversion de la stéarone et du palmitone en n-pentatriacontane (C35H72) et en gentriacontane (C31H64) selon le schéma :

С17Н35--СО-- С17Н35 + 4[Н] ----> С17Н35--CH2-- С17Н35, --Н2О

en présence d'argile comme catalyseur, sans source extérieure d'hydrogène, uniquement par suite de réactions de redistribution de l'hydrogène présent dans le système de réactifs. Le rendement en n-alcanes à 200°C était d'environ 30 % et celui en n-gentriacontane de 27 %.

Les sources de formation de n-alcanes peuvent également être des alcools, des acides gras insaturés et éventuellement des acides aminés.

L'une des sources d'alcanes ramifiés sont les hydrocarbures biosynthétiques, parmi lesquels les 2-méthylalcanes CH3CH(CH2)nCH3 et les 3-méthylalcanes CH3CH2CH(CH2)nCH3 sont largement distribués dans la matière vivante.

avec une prédominance d'un nombre impair d'atomes de carbone. Une quantité importante d'alcanes ramifiés se forme lors de la manifestation de la phase principale de formation d'huile lors de la dégradation thermique intense des lipides. Ces réactions produisent à la fois des hydrocarbures saturés et insaturés. Les alcanes résultants, selon A. I. Bogomolov, subissent une série de transformations sous l'action catalytique, donnant naissance à des alcanes ramifiés. Ils peuvent également être formés à la suite de l'extraction de radicaux alkyle à partir d'hydrocarbures stéroïdiens.

Un groupe spécifique d'alcanes ramifiés sont les hydrocarbures C10-C40 caractéristiques des huiles avec une alternance régulière de groupes méthyle - les alcanes dits isoprénoïdes (isoprénanes). Leur source est en partie directement les hydrocarbures isoprénoïdes biosynthétiques contenus dans les huiles essentielles de la matière vivante, mais principalement leurs dérivés oxygénés à structure isoprénoïde : alcools, aldéhydes, cétones, esters, acides carboxyliques, qui font partie de la structure moléculaire de la matière organique des roches.

La structure isoprénoïde sous-tend tous les composés terpéniques, y compris les aliphatiques. En fait, les terpènes sont des composés de la composition C10H16 contenant deux unités isoprénoïdes ; la combinaison de trois maillons est typique des sesqui-terpènes ; les diterpènes sont construits à partir de quatre unités isoprénoïdes. Les monoterpènes aliphatiques présents dans la matière vivante sont principalement représentés par le myrcène et l'ocimène,

mais le plus souvent dans la nature, on trouve des dérivés oxygénés de monoterpènes, par exemple l'alcool géraniol, à partir duquel, lors de la déshydratation, l'hydrocarbure isoprénoïde correspondant peut être formé. Les diterpènes regroupent de nombreux composés caractéristiques des organismes vivants. Les diterpènes aliphatiques comprennent des isoalcanes caractéristiques de l'huile tels que le phytane (C20H42) et l'agent adhérent (C19H40), qui sont formés à partir d'alcool phytolique insaturé (C2oH39OH), qui fait partie de la chlorophylle de toutes les plantes vertes.

L'isoalcane pristane se trouve également directement dans le corps de nombreux animaux marins.

On suppose que la première étape de la formation des isoalcanes est la déshydratation du phytol avec formation de phytadiène. Ensuite, lors de la dismutation de l'hydrogène et de la saturation du diène, le phytane se forme. Simultanément, d'autres réactions se produisent, associées à la destruction de la chaîne carbonée et à la formation d'hydrocarbures isoprénoïdes avec un plus petit nombre d'atomes de carbone.

Cycloalcanes. Les cycloalcanes (naphtènes) sont une classe d'hydrocarbures très caractéristique des huiles naturelles, découverte pour la première fois dans le pétrole par VV Markovnikov. Leur teneur en huile varie de 25 à 75 %.

Certains hydrocarbures biosynthétiques de la matière vivante, comme le limonène monocyclique, l'α-pinène, le camphène, les hydrocarbures polycycliques comme le β-carotène, peuvent être directement une source de cycloalcanes dans l'huile dans une faible mesure :

Cependant, une source plus importante de cycloalcanes dans l'huile sont les dérivés oxygénés de divers terpènes cycliques (monoterpènes (CloH16), sesquiterpènes (C15H24), diterpènes (C20H32), triterpènes (C3H48) et tétraterpènes (C40H64)) avec les fonctions d'alcools , les cétones, très répandues dans la matière vivante des organismes et les acides.

La formation de cycloalcanes à partir de ceux-ci s'est produite à la suite de la perte de groupes oxygène fonctionnels et de réactions de dismutation de l'hydrogène, avec une préservation presque complète de la structure moléculaire de base des terpénoïdes d'origine de la matière vivante. Les différents cycloalcanes formés à l'issue de ces processus, tels que les stéranes et les hopanes, ont déjà été évoqués à propos des « fossiles chimiques » ou des « biomarqueurs » indiquant l'origine organique du pétrole.

A partir de l'alcool cyclique cholestérol, par exemple, l'hydrocarbure cholestane est formé :

D'autres cyclanes - stérols et triterpènes (C27 - C35) se sont formés selon le même schéma à partir de stéroïdes présents dans la matière vivante sous forme libre ou sous forme d'esters d'acides gras.

Une autre source plus importante de formation de cycloalcanes est associée à la cyclisation par déshydratation des acides gras insaturés avec formation d'hydrocarbures cycliques saturés.

A partir des cycloalcènes formés lors de transformations ultérieures, des hydrocarbures naphténiques et naphténiques-aromatiques sont obtenus.

La possibilité d'un tel mécanisme pour la formation de cycloalcanes a été étudiée expérimentalement par AI Bogomolov en chauffant l'acide oléique à 200°C avec un catalyseur aluminosilicate. Dans le même temps, des hydrocarbures de C5 à C40 de différentes classes ont été obtenus - aliphatiques, alicycliques et aromatiques. Parmi les cycloalcanes formés, les isomères à cycles à cinq et six chaînons et de type ponté prédominaient, comme dans les huiles naturelles ordinaires. Des cycloalcanes bi- et tricycliques ont également été trouvés.

Arènes. Pour la matière vivante des organismes, les structures aromatiques ne sont pas typiques, tandis que dans les huiles, la teneur en hydrocarbures aromatiques est de 10 à 20, et parfois jusqu'à 35 %.

Dans la matière vivante, les structures aromatiques se retrouvent dans la lignine (dérivés de l'hydroxyphénylpropane), certains acides aminés et les hydroquinones (vitamines E, K) sous forme de cycles aromatiques séparés. Leur part dans la matière pétrolière initiale des organismes est très faible, de sorte que la formation d'arènes dans la matière organique sapropélique des sédiments, des roches et des huiles devrait être principalement associée à des processus secondaires de transformation de la matière organique se produisant dans les sédiments aux stades de la diagenèse et surtout la catagenèse dans la zone des températures élevées.

Les arènes se forment partiellement immédiatement après la mort des organismes dans les boues fraîches en raison de la transformation de composés polyènes tels que les caroténoïdes, à partir de composés stéroïdiens, de benzoquinones, ainsi que d'hydroquinones et de naphtoquinones, dans la structure desquels se trouvent des noyaux aromatiques :

Dans les expériences d'A. I. Bogomolov sur la catalyse thermique des acides gras insaturés et la décomposition thermique de la matière organique des schistes de sapropel à 200°C, on a noté la formation d'un mélange d'hydrocarbures, dans lequel les arènes variaient de 15 à 40%, et ils étaient représentés par tous les types de structures arènes caractéristiques des huiles naturelles.

Lorsque des acides gras insaturés sont convertis en présence d'argile comme catalyseur, des cétones saturées à cinq et six chaînons et des naphtènes non condensés sont d'abord formés. Une conversion supplémentaire des cétones cycliques saturées se déroule par la réaction de déshydratation-condensation, pour la cyclohexanone, par exemple, comme suit :

Cela produit du dodécahydrotriphénylène, un hydrocarbure hybride de structure naphténique-aromatique.

Les matériaux considérés indiquent que la formation de toutes les principales classes d'hydrocarbures dans les huiles naturelles est en partie due au processus de biosynthèse des hydrocarbures dans la matière vivante, mais principalement due à la transformation thermique ou thermocatalytique de la matière lipidique de la matière organique sapropélique biogénique des roches sédimentaires. dans la zone de catagenèse lors de la manifestation de la phase principale de formation du pétrole.

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Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz. Le sujet de la chimie du pétrole et du gaz. Pétrole et gaz en tant qu'objets naturels, sources d'énergie et matières premières à transformer. Origine du pétrole Fondamentaux de la chimie du pétrole et du gaz

transcription

Chimie du pétrole et du gaz

Almaty 2010

Conférence 1

Sujet : Développement de l'industrie pétrolière et gazière dans le monde et au Kazakhstan. Composition élémentaire des huiles

Champ

Pays

Réserves récupérables initiales

milliards de tonnes

Arabie Saoudite

Cours 2

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Cours 3

Conférence 4

Conférence 5

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Conférence 7

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Type d'huile

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