Phần 1 Chương 1 Phần 1: Thành phần và tính chất của đá gà trên mạng mỏ

đá gà trên mạng vẫn được thu thập từ một giếng đá gà trên mạng được gọi là đá gà trên mạng thô. đá gà trên mạng thô là một sản phẩm tự nhiên có chứa một lượng lưu huỳnh, nitơ, oxy, kim loại và tương tự, chủ yếu là hydrocarbon. Các sản phẩm đá gà trên mạng mỏ như đá gà trên mạng thô và các loại đá gà trên mạng nhiên liệu khác nhau, đá gà trên mạng bôi trơn, sáp và nhựa đường được gọi chung là "đá gà trên mạng mỏ".

Tính chất vật lý và hóa học của đá gà trên mạng thô khác nhau đáng kể tùy thuộc vào nơi xuất xứ, nhưng thành phần ( %khối) của đá gà trên mạng thô thường nằm trong phạm vi sau, với hầu hết các loại carbon và hydro.

Carbon: 83-87%, Hydrogen: 11-14%, lưu huỳnh: 5% hoặc ít hơn, nitơ: 0,4% hoặc ít hơn, oxy: 0,5% hoặc ít hơn, kim loại: 0,5% hoặc ít hơn

lượng nguyên tố khác ngoài carbon và hydro là nhỏ so với carbon và hydro, nhưng nó có tác động lớn đến chất lượng của các sản phẩm đá gà trên mạng mỏ. Ví dụ, các hợp chất có chứa lưu huỳnh có thể trở thành khí axit sulfurous khi bị đốt cháy để làm suy giảm môi trường không khí và có thể gây ra sự suy giảm của các sản phẩm đá gà trên mạng mỏ, ăn mòn thiết bị và ngộ độc xúc tác. Kim loại nặng có thể trở thành chất độc xúc tác trong thực vật. Nhiều quy trình thanh lọc (Chương 2, Phần 1 và Phần 3 của câu chuyện chính) đã được phát triển với mục đích loại bỏ các yếu tố này.

Thành phần hydrocarbon

đá gà trên mạng khí là hỗn hợp của vô số hợp chất. Ngay cả các phân số ánh sáng như xăng cũng có hơn 100 thành phần và các hợp chất có điểm sôi cao hơn so với đá gà trên mạng hỏa làm tăng đáng kể các đồng phân với cùng số lượng nguyên tử carbon, khiến cho việc xác nhận các hợp chất riêng lẻ. Do đó, các thành phần hydrocarbon của đá gà trên mạng mỏ thường được phân loại thành các hệ thống parafinic, olefinic, naphthenic và thơm, tùy thuộc vào loại cấu trúc phân tử. Ở đây, các cấu trúc cơ bản của bốn loại hydrocarbon này sẽ được giải thích.

(1) Paraffinic hydrocarbon

Hydrocarbon parafinic là công thức phân tử C_nH_2n+2|, Hợp đá gà trên mạng chuỗi bão hòa với parafin bình thường không phân nhánh và isoparaffin phân nhánh. Ví dụ về một parafin carbon 5 được thể hiện trong Hình 1-1-1-1 (a) và (b).

Sáp parafin kết tủa từ phần đá gà trên mạng bôi trơn là parafin bình thường và microwax chủ yếu bao gồm isoparaffin.

(2) Olefinic hydrocarbon

Hydrocarbon Olefinic là chuỗi hydrocarbon có liên kết đôi, C nếu có một liên kết đôi có mặt_nH_2n. Một ví dụ về một olefin với 5 nguyên tử carbon được thể hiện trong Hình 1-1-1-1 (c).

Mặc dù olefin thường không có trong đá gà trên mạng thô, chúng được tạo ra bởi các phản ứng phân hủy như nhiệt phân và nứt xúc tác (Chương 2, Phần 1, Phần 3 của câu chuyện chính).

(3) Napthenic hydrocarbon

Một hydrocarbon chứa ít nhất một vòng bão hòa (vòng naphthenic) trong một phân tử và các hợp đá gà trên mạng tuần hoàn cơ bản nhất là cyclopentane với 5 nguyên tử carbon và cyclohexane với 6 nguyên tử carbon, với các cấu trúc được hiển thị trong (d) và (e) của Hình 1-1-1. C_nH_2n.

Napthene hydrocarbon có trong các sản phẩm đá gà trên mạng thô và đá gà trên mạng mỏ bao gồm những người có hai hoặc ba vòng naphthene được đề cập ở trên, những người có vòng màu thơm, và những người có nhiều chuỗi bên parafin trên vòng naphthene và vòng hợp nhất.

(4) Hydrocarbon thơm

Một hydrocarbon chứa ít nhất một vòng thơm trong một phân tử, với benzen là hợp đá gà trên mạng thơm cơ bản nhất. Phân số ánh sáng chủ yếu là các hợp đá gà trên mạng benzen và monocyclic với chuỗi bên thành benzen. Các phân số nặng chủ yếu là các hợp đá gà trên mạng thơm và hợp đá gà trên mạng polycyclic hai hoặc ba vòng có chứa cả vòng thơm và naphthenic. Ví dụ về các hợp đá gà trên mạng thơm được thể hiện trong Hình 1-1-1-1, (f) benzen và (g) naphthalene.

Hình 1-1-1-1 Ví dụ về cấu trúc cơ bản của các hợp đá gà trên mạng hydrocarbon

Tỷ lệ đá gà trên mạng thô cho từng loại hydrocarbon chủ yếu là parafin và naphthene đơn âm (cycloparaffin) trong các phân số ánh sáng, nhưng tỷ lệ các hợp chất thơm có xu hướng tăng khi phân số của phân số nặng trở thành. Xu hướng này là gần như phổ biến cho tất cả các loại đá gà trên mạng thô.

Thành phần không hydrocarbon

Nội dung của các thành phần không hydrocarbon khác nhau đáng kể giữa các loại đá gà trên mạng thô. Mặc dù các yếu tố khác với carbon và hydro nằm trong các nguyên tố vi lượng, nhưng chúng thường không có nguyên tố đơn thuần, mà là các hợp chất hữu cơ, hàm lượng của các thành phần không hydrocarbon khi các hợp chất của các nguyên tố vi lượng này tăng lên. Nói chung, hàm lượng nặng hơn như đá gà trên mạng dư chứa nhiều thành phần không hydrocarbon hơn.

(1) Hợp đá gà trên mạng lưu huỳnh

Trong phần ánh sáng, Mercaptans (R-Sh) và Dialkylsulfide (R-S-R) là các thành phần chính, trong khi ở phần nặng, các hợp chất đa âm có chứa các vòng naphthene và Aromatic được sử dụng chủ yếu ngoài vòng thiophene. Các loại nhựa có trong đá gà trên mạng dư và các hợp chất lưu huỳnh trong asphaltene cũng chủ yếu là các hợp chất tuần hoàn.

(2) Hợp đá gà trên mạng nitơ

Các hợp đá gà trên mạng nitơ hiếm khi có mặt trong phần ánh sáng. Các hợp đá gà trên mạng nitơ chủ yếu tập trung trong các phân số nặng như các vòng pyrrole và vòng pyridine, và các vòng naphthene và vòng thơm thường cùng tồn tại.

(3) Hợp đá gà trên mạng oxy

Nó chủ yếu ở dạng axit naphthenic và được tìm thấy với số lượng lớn trong các phân số đèn và đá gà trên mạng nhẹ, nhưng chủ yếu được loại bỏ bằng cách hydrorefining. Được biết, các axit béo và các dẫn xuất phenol cũng tồn tại trong các loại đá gà trên mạng thô.

(4) Hợp đá gà trên mạng kim loại

Có khoảng 30 yếu tố kim loại trong đá gà trên mạng thô. Nội dung thay đổi tùy thuộc vào đá gà trên mạng thô, nhưng nhìn chung, từ cao nhất đến hàng chục ppm theo khối lượng, theo thứ tự vanadi, niken và sắt (một số có hàm lượng vanadi trong hàng trăm ppm theo khối lượng, như đá gà trên mạng thô Venezuela).

đá gà trên mạng thô được chiết xuất từ ​​một giếng đá gà trên mạng là một chất lỏng màu nâu sẫm với mùi đặc biệt. Sự xuất hiện của sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào khu vực xuất xứ và có sự khác biệt đáng kể về tính chất. Do đó, rất khó để giới hạn phương thức phân loại thành một. Do đó, các phương pháp phân loại khác nhau đã được áp dụng như sau:

Phân loại theo vùng xuất xứ, v.v.

1. 7961_7989
2. đá gà trên mạng mỏ: Được gọi bằng tên của các mỏ đá gà trên mạng như "đá gà trên mạng thô Kafuji" và "đá gà trên mạng thô Minas". Ở Nhật Bản, đá gà trên mạng thô Yabase, đá gà trên mạng thô Kubiki, v.v.

Phân loại theo các thuộc tính vật lý

Phân loại này chủ yếu dựa trên trọng lực cụ thể. Nói chung, đá gà trên mạng thô nước ngoài được phân loại theo trọng lực cụ thể của API và đá gà trên mạng thô trong nước được phân loại theo trọng lượng riêng của 15/4 ° C như trong Bảng 1-1-1-1.

Bảng 1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1

Phân loại	​​Trọng lực cụ thể 15/4 ℃ (Đối với đá gà trên mạng thô trong nước)	Trọng lực riêng API (Đối với đá gà trên mạng thô nước ngoài)
đá gà trên mạng thô ánh sáng đặc biệt	nhỏ hơn 0.8017	39.00 trở lên
đá gà trên mạng thô nhẹ	0.8017-0.829	38,99-34.00
đá gà trên mạng thô trung bình	0.830-0.903	33,99-30.00
đá gà trên mạng thô nặng	0.904-0.965	29,99-26.00
đá gà trên mạng thô nặng đặc biệt	0.966 trở lên	nhỏ hơn 26.00

Phân loại theo tính đá gà trên mạng hóa học

Thuộc tính vật lý

Tính chất vật lý và nhiệt động lực học của hydrocarbon đá gà trên mạng mỏ được trình bày chi tiết trong việc thu thập dữ liệu "Các giá trị được chọn của các tính chất vật lý và nhiệt động của hydrocarbon và các hợp chất liên quan" (1952 và 1961) của hydrocarbon đá gà trên mạng mỏ và đá gà trên mạng mỏ.

Ở đây chúng tôi sẽ giới thiệu các tính chất vật lý chính của đá gà trên mạng mỏ.

(1) Điểm sôi

Điểm sôi của hydrocarbon chứa trong đá gà trên mạng thô dao động từ nhiệt độ phòng dưới đến hơn 1.000 ° C và số lượng carbon càng cao, điểm sôi cao hơn. Hydrocarbon có cùng số lượng cacbon có điểm sôi cao hơn theo thứ tự parafin, naphthene và hương liệu, và trong cùng một parafin, parafin bình thường có điểm sôi cao hơn isoparaffin.

(2) Điểm nóng chảy và đổ điểm

Điểm nóng chảy của hydrocarbon tinh khiết cao hơn vì số lượng cacbon có nhiều nguyên tử carbon hơn và đối với hydrocarbon có cùng số lượng carbon, điểm nóng chảy của parafin là cao nhất và khi chuỗi bên hình thành, điểm nóng chảy thường giảm.

Trong hydrocacbon tinh khiết, thay đổi pha lỏng đến rắn xảy ra ở nhiệt độ không đổi rõ ràng (điểm nóng chảy), nhưng trong đá gà trên mạng mỏ, là hỗn hợp phức tạp, nó không thể hiện điểm nóng chảy rõ ràng. Do đó, nhiệt độ tối thiểu mà mẫu chảy trong các điều kiện nhất định được xác định và đây được gọi là điểm đổ. Hơn nữa, nhiệt độ tại đó sáp parafin hoặc các chất rắn khác bắt đầu kết tủa và tách biệt với đá gà trên mạng được gọi là điểm đám mây.

(3) Mật độ và hệ số mở rộng

Từ tháng 3 năm 1987 tại Nhật Bản, JIS đã quy định rằng các sản phẩm đá gà trên mạng thô và đá gà trên mạng khí sử dụng mật độ ở 15 ° C.

Đối với parafin, olefin và naphthene monocyclic, số lượng nguyên tử carbon càng cao, mật độ càng cao, dần dần 0,85g/cm³. Tất cả các naphthene đa vòng và hydrocarbon thơm có mật độ 0,85g/cm³ở trên và trong đó là 1,00g/cm³Một số trong số này lớn hơn thế, nhưng khi chuỗi bên parafin trở nên dài hơn, ngay cả khi số lượng nguyên tử carbon tăng lên, mật độ giảm. Nhìn chung, các phân số đá gà trên mạng mỏ thường thấp khi có một lượng lớn parafin, và naphthene và hương liệu chủ yếu là cao khi có một lượng lớn mật độ. Khi nhiệt độ tăng, đá gà trên mạng mở rộng và mật độ giảm.

(4) Nhiệt cụ thể

Nhiệt đặc hiệu của đá gà trên mạng mỏ không thay đổi nhiều với thành phần và tăng theo nhiệt độ tăng. Đó là khoảng 1,7J/g ・ ° C ở nhiệt độ phòng.

(5) Chalogen

Tổng giá trị lượng khí của đá gà trên mạng nhỏ hơn khi mật độ tăng, dao động từ 41.900 đến 50.200J/g đối với đá gà trên mạng thô, 46.400 đến 48.100J/g đối với xăng và 40.100 đến 46.900J/g đối với đá gà trên mạng nặng.

(6) Độ nhớt

Độ nhớt của đá gà trên mạng mỏ thường được biểu thị dưới dạng độ nhớt động học thu được bằng cách chia độ nhớt tuyệt đối cho mật độ. Đơn vị độ nhớt động học là mm²/s.

Độ nhớt của hydrocarbon tăng khi tăng trọng lượng phân tử cho cùng một loạt các hợp đá gà trên mạng. Hơn nữa, isoparaffin có độ nhớt thấp hơn parafin bình thường với cùng số lượng nguyên tử carbon và khi bao gồm một vòng naphthene hoặc thơm, chúng cao hơn đáng kể so với hydrocarbon chuỗi có cùng số nguyên tử carbon.

Độ nhớt của đá gà trên mạng mỏ giảm khi nhiệt độ tăng. Chỉ số độ nhớt được sử dụng rộng rãi như một biện pháp để hiển thị mối quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ của chất bôi trơn. Phương pháp này đặt chỉ số độ nhớt của chất bôi trơn Pennsylvania, có một sự thay đổi nhỏ về độ nhớt với nhiệt độ, đến 100 và chỉ số độ nhớt của chất bôi trơn Bờ biển vùng Vịnh, có sự thay đổi lớn về độ nhớt với nhiệt độ, đến 0 và chỉ số độ nhớt của đá gà trên mạng mẫu. Chỉ số độ nhớt càng cao, độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ càng nhỏ.

So với loại hợp chất, chỉ số độ nhớt của parafin bình thường là cao nhất và khi isoparaffin nằm cạnh cái này và khi bao gồm các vòng naphthene hoặc thơm, chỉ số độ nhớt thấp hơn. Vì đá gà trên mạng bôi trơn, có thể thu được chỉ số độ nhớt khoảng 100 bằng cách chiết xuất dung môi và có thể được tăng thêm bằng cách sử dụng các chất phụ gia.

Sự thay đổi độ nhớt do áp suất tương đối nhỏ và nói chung, độ nhớt tăng khi áp suất tăng.

(7) Thuộc tính quang học

Chỉ số khúc xạ của ánh sáng đá gà trên mạng tăng tuyến tính khi mật độ tăng. Hydrocarbon có cùng số lượng nguyên tử carbon giảm theo thứ tự các chất thơm, olefin, naphthenes và parafin. Hơn nữa, trong hydrocarbon parafinic, trọng lượng phân tử thấp hơn có chỉ số khúc xạ nhỏ hơn, trong khi ở hydrocarbon thơm, ngược lại là đúng.

(8) Tính đá gà trên mạng điện

đá gà trên mạng có độ dẫn điện cực thấp, 10 cho đá gà trên mạng tinh chế²Đó là theo thứ tự của ps/m. Do đó, nó được sử dụng như một loại đá gà trên mạng cách điện cho máy biến áp và cáp.

Thuộc tính hóa học