Download to read offline
Nafta(1).pptx
- 1.
- 2. • Naziv naftapersijskog je porekla, nastao od glagola nafata, znojiti se (znoj zemlje), a petrolej, s istim značenjem, složenica je od grčke reči Petros (kamen) i latinske reči oleum (ulje), "kameno ulje". • Postoje dva mišljenja o poreklu nafte i prirodnog gasa- prema prvom da su oni neorganskog, a prema drugom organskog porekla. Prema savremenim shvatanjima nafta i prirodni gas su organskog porekla.
- 3. Nastanak nafte igasa prema ovom shvatanju tumači se na sledeći način: pre više miliona godina došlo je do raspadanja ostataka biljaka i životinja, pri čemu je nastao organski materijal. Pod dejstvom pritiska i temperature ovaj organski materijal, koji se nalazio ispod stena, pretvorio se u tz. fosilna goriva (ugalj, naftu i prirodni gas). Uglavnom na dubinama od 1 do 6 km (na temperaturama od 60 do 150oC) formirala se nafta, a na većim dubinama i višoj temperaturi prirodni gas.
- 4. • Pošto naftai gas nastaju istim geološkim procesom (anaerobnim raspadanjem organskih materija duboko ispod zemljine površine) to se oni često nalaze zajedno. Kada se prirodni gas i nafta nalaze zajedno, takav prirodni gas se naziva prateći (prati nalazište nafte) i on može tada da bude ili rastvoren u nafti, ili slobodan. • . Nalaženje nafte
- 5. Nafta je zapaljivauljasta tečnost sa specifičnim mirisom, koja može da ima različite boje (od žute do mrke) u zavisnosti od sastava. Gustina nafte je obično manja od 1 g/cm3. Nafta se rastvara u organskim rastvaračima, a ne rastvara se u vodi. U zavisnosti o poreklu i nalazištu, nafta se može značajnije razlikovati u sastavu i zato je ispravnije govoriti u množini, odnosno o naftama. Razlikuju se u prosečnoj molekulnoj masi, gustini, tački ključanja, viskozitetu i drugim fizičko-hemijskim karakteristikama.
- 6. Sirova nafta dolazidirektno iz zemlje, kao tamna i viskozna tečnost. Kondenzat, svetla-prozirna i isparljiva-nestabilna tečnost. Kada je čvrsta naziva se asfalt, a kada polu-čvrsta je katran.
- 7. Započinje od sredineXIX veka kada je usavršen postupak za dobijanje petroleja, dugo vremena upotrebljavanog za rasvetu. Najveći napredak u naftnoj industriji postignut je u razdoblju od 1940. do 1970. Godine zašto je najviše zaslužna industrijalizacija evropskih i azijskih zemalja, nakon II svetskog rata, koje su preuzele tehnologiju od amerikanaca i s vremenom je unapredile.
- 8. • Naftu jeteško upotrebljavati u njenom izvornom obliku. Naftna industrija je od svojih početaka jako napredovala u razvijanju procesa prerade, posebno separacijonih i konverzionih procesa. • Destilacijom nafte do 200 °C dobijen je benzin, do 240 °C petrolej, do 340 °S dizel, dok se ostatak, nakon atmosferske destilacije, upotrebljavao kao lož ulje, ili kao sirovina za vakum destilaciju, kojom se dobijaju vakum destilati i bitumen.
- 9. Nafta je neobnovljivo,fosilno gorivo i prema tome ograničene dostupnosti. Potražnja je najviše usmerena na lake proizvode dobijene iz nafte (motorna goriva, petrohemijske sirovine, TNG) i neke posebne proizvode (maziva ulja, bitumen).
- 10. Karakterizacija nafte ifrakcija obuhvata njihova osnovna i najbitnija svojstva kao što su hemijski sasatav i fizičko-hemijske karakteristike. Njihovo poznavanje je neophodno kako za projektovanje opreme, kao i postupaka za preradu nafte, tako i za ostvarivanje potrebnog kvaliteta proizvoda.
- 11. Nafta (zemnoulje, petroleum, crude oil) – na molekulskom nivou sadrži ugljikovodonična jedinjenja kao i organska jedinjenja sumpora, azota i kiseonika, a mogu biti prisutni i metali ali u manjoj količini. I ako veći deo sastava nafte čine ugljikovodonici, vrsta i način njene obrade većinom je određen neugljikovodičnim sastavom (sumpor, kiseonik i azot).
- 12. Organska jedinjenja sumpora,azota i kiseonika imaju tendenciju koncentriranja u naftnim frakcijama s višim temperaturama ključanja i na taj način bez obzira na njihov početni sadržaj u sirovoj nafti znatno otežavaju obradu tih naftnih frakcija. Ugljikovodični deo nafte većinom se sastoji od parafinskih, naftenskih i aromatskih organskih jedinjenja. Olefinska jedinjenja se uobičajeno ne nalaze u sirovoj nafti, kao ni acetilenski ugljikovodonici.
- 13. Udeo parafina usirovoj nafti zavisi od vrste nafte, međutim, uopšteno će se udeo parafinskih ugljikovodonika smanjivati s povećanjem molekulske mase. U benzinskim frakcijama će tako udeo parafinskih ugljikovodonika dostizati 80 %, dok će u mazivim uljima iznositi do 30 %. Količina različitih jedinjenja nekog homolognog niza znatno varira s obzirom na njihov apsolutni i relativni sadržaj. U bilo kojoj frakciji sirove nafte može postojati manji broj jedinjenja koje čine veći dio sadržaja te frakcije, a vrsta tih jedinjenja zavisiće od prirode izvornog materijala kao i od relativnog sadržaja pojedinih jedinjenja koji preovladavaju u uslovima stvaranja sirovine.
- 14. ↗ • ugljovodonici → ↘ parafini:n−,izo−, razgranati cikloparafini (=nafteni) aromati → derivati benzena • Elementarni sastav – prosečno (%): C 83-87 • H 11-14 • S 0.5-6 • N 0.1-2.0 • O 0.05-1.5 Metali u tragovima: ~ 40 metala. najvažniji: Fe, Al, Ca, Mg, Ni, V.
- 15. Hemijski sastav naftezavisi od mesta njenog nalaženja i veoma je složen-nafta je smeša oko 1000 različitih individualnih supstanci. Osnovne vrste supstanci koje ulaze u sastav nafte su: 1. Ugljovodonici (organska jedinjenja C i H) 2.Heteroatomska organska jedinjenja - jedinjenja u čiji sastav ulaze, pored C i H, i drugi elemenati i to: S, N i O. 3.Metaloorganska ili organometalna jedinjnja -organska jedinjanja u čiji sastav ulaze i metali (najčešće V i Ni); 4. Voda 5. Mineralne soli 6. Soli organskih kiselina 7. Mehaničke primese (pesak, krečnjak i glina).
- 16. I) ACIKLIČNI iliALIFATIČNI II) CIKLIČNI ili PRSTENASTI C atomi su međusobno povezani u otvorene nizive, koji mogu da budu linijski ili razgra nati- račvasti C atomi su međusobno povezani u zatvorene nizove ili prstenove, pri čemu u sastav molekula mogu da ulaze 1, 2, 3 ili više prstenova. Vrste alifatskih (acikličnih) ugljovodonika Vrste cikličnih ugljovodonika: Zasićeni aciklični ugljovodonici Nezasićeni aciklični ugljovodonici Aliciklična jedinjenja- ciklizovana alifatska jedinjenja Aromatska jedinjenja-jedinjenja sa benzenovim prstenom Alkani (u molekulu su prisutne samo jednostruke – zasićene veze) Alkeni (u molekulu je prisutna 1 nezasićena dvostruka veza između C atoma) Cikloalkani (u molekulu su prisutne samo zasićene veze) Benzen i dr. (u molekulu je prisutna aromatična veza između C atoma) Alkini (u molekulu je prisutna 1 nezasićena trostruka veza između C atoma) Cikloalkeni (u molekulu je prisutna 1 dvostruka veza između C atoma)
- 17. Nafta i zemnigas su najveći prirodni izvor ugljovodonika. Dok su u zemnom gasu zastupljeni niži, gasoviti članovi - preteži metan, u nafti su pomešani tečni, čvrsti i u manjoj meri gasoviti ugljovodonici.
- 18. U lakšim frakcijamanafte odnosno proizvodama nižeg intervala ključanja, do oko 350°C, zastupljeni su lakši ugljovodonici jenostavnije strukture i manjih molskih masa. Oni pripadaju sledećim homolognim serijama: • Alkani i izo-alkani (parafini) CnH2n+2 • Monociklični cikloalkani (nafteni) sa peto-i šestočlanim prstenovima, CnH2n • Diciklični cikloalkani (nafteni) , petočlani, šestočlani i mešoviti CnH2n-2 • Triciklični cikloalkani (nafteni), CnH2n-4 • Monociklični aromatski ugljovodonici, benzenova sarija - CnH2n-6 • Diciklični ugljovodonici mešanih struktura naftensko- aromatskih, CnH2n-8 • Diciklični aromatski ugljovodonici; CnH2n-12
- 19. Sa porastom intervalaključanja proizvoda iznad 350°C povećava se udeo ugljovodonika slozenijih struktura i većih molskih masa kao i neugljovodoničnih komponenata. Oni se svrstavaju u sledeće grupe: • Alkani velikih molskih masa, CnH2n+2 • Mono i policiklični cikloalkani sa dužim ili kraćim bočim nizom, alkil-ostacima i opštim formulama od CnH2n do CnH2n- 10, tj. od monocikličnih do šestocikličnih struktura. • Mono i policiklični aromatski ugljovodonici sa bočnim alkil ostacima i opštih formula od CnH2n-6 do CnH2n-36, tj. od alkilbenzena do struktura sa 6 kondenzovanih prstenova u molekulu. • Ugljovodonici mešovitih, policikličnih struktura sastavljenih od cikloalkana i aromatskih prstenova sa alkil-ostacima i opšte formule; od CnH2n-8 do CnH2n-22. • Različita organska jedinjenja policiklicne mešavite strukture sa S, O, ili N kao heteroatomima i dužim ili kraćim alkil ostacima.
- 22. • U tablicil. prikazano je više serija ugljovodonika različitih struktura koji mogu da se očekuju u nafti odnosno njenim frakcijama. • Za svaku od njih dat je broj C-atoma u početnon članu. Serija n-parafina počinje sa metanom, C1, a izoparafina sa izobutanom C4. • Početni broj C-atoma u molekulu cikličnih struktura odnosi se ne nesupstituisane članove serije napr. na ciklopentan za seriju alkilciklopentana odnosno na cikloheksan za seriju alkilcikloheksana, ili na benzen za seriju alkilbenzena itd. • Drugim rečima serije navedenih struktura sačinjavaju na najniži, nesupstituisani, članovi i razni mono- i više supstituisani alkil-derivati. Pri tome struktura i broj alkil supstituenata daje velike mogućnosti izomerije.
- 23. • Prisustvo idrugih organskih neugljovodoničnih jedinjenja, kao što su sumporna, azotna, kiseonična i druga, sa svojim mnogobrojnim različitim strukturama, čine naftu ekstremno složenom smešom sa neodređenim ukupnim brojem organskih jedinjenja. Zato je potpuna hemijska analiza nafte neizvodljiva. • U sastav nafte prema sadašnjim procenama ulazi preko 105 komponenata uglavnom ugljovodonika i jedinjenja sa heteroatomima.
- 24. Zahvaljujući razvijenim postupcimaseparacije ugljovodonika kao što su hromatografske i destilacione metode, zatim spektroskopskim metodama, pre svega, IR-, UV- i NMR- analizi i masenoj spektrometriji, moguće je izvršiti hemijsku analizu tj. identifikaciju svih izomera ugljovodonika samo u najlakšim frakcijama nafte, čiji molekuli ugljovodonika sadrže do osam C-atoma. Sa povećanjem molskih masa i broja izomera ugljovodonika takva hemijska analiza je otežana.
- 25. Za složenije smešeugljovodonika koristi se strukturno - grupna analiza, koja kao rezultat daje sadržaj pojedinih grupa jedinjenja, kao što su parafini, nafteni, aromati i olefini. Za rafinerijsku preradu nafte naročito je značajno poznavanje frakcionog sastava, koji se menja u zavisnosti od porekla i hemijskog sastava nafte. Frakcionim sastavom se prikazuje prinos destilata u određenim definisanim temperaturnim intervalima koji je dobijen frakcionom destilacijom nafte izvedenom pod standardnim uslovima.
- 26. Preradom sirove nafteu rafinerijama destilacijom na atmosferskom pritisku i u vakumu, izdvaja se veći broj frakcija u određenim intervalima temperature ključanja, iz kojih se, zatim, naknadno dobijaju različiti komercijalni proizvodi. Barel je mera zapremine koja se najčešće koristi kao jedinica zapremine sirove nafte. Jedan barel iznosi oko 160l sirove nafte.
- 27.