Secara kimia, minyak merupakan campuran kompleks hidrokarbon dan senyawa karbon; terdiri dari unsur-unsur utama berikut: karbon (84-87%), hidrogen (12-14%), oksigen, nitrogen dan belerang (1-2%), the kandungan belerang terkadang meningkat hingga 3-5%.

Minyak mengandung hidrokarbon, bagian aspal-resin, porfirin, belerang dan bagian abu.

Bagian utama minyak terdiri dari tiga kelompok hidrokarbon: metana, naftenat dan aromatik.

Bagian minyak aspal-resin adalah zat berwarna gelap. Ini sebagian larut dalam bensin. Bagian yang terlarut disebut aspalten, bagian yang tidak larut disebut resin. Resin mengandung oksigen hingga 93% dari jumlah total minyak.

Porfirin adalah senyawa nitrogen khusus asal organik. Mereka diyakini terbentuk dari klorofil tumbuhan dan hemoglobin hewan. Pada suhu tertentu, porfirin hancur.

Belerang tersebar luas dalam minyak dan gas hidrokarbon dan ditemukan dalam keadaan bebas atau dalam bentuk senyawa (hidrogen sulfida, merkaptan). Jumlahnya berkisar antara 0,1% hingga 5%.

Bagian abu merupakan sisa hasil pembakaran minyak bumi. Ini adalah berbagai senyawa mineral, paling sering besi, nikel, vanadium, dan terkadang garam natrium.

Minyak sangat bervariasi dalam warna (dari coklat muda, hampir tidak berwarna, hingga coklat tua, hampir hitam) dan kepadatan (dari ringan 0,65-0,70 hingga berat 0,98-1,05).

Titik didih minyak biasanya diatas 280C. Titik tuang berkisar antara +300 hingga -600C dan terutama bergantung pada kandungan parafin (semakin banyak, semakin tinggi titik tuangnya). Viskositas bervariasi dalam rentang yang luas dan bergantung pada komposisi kimia dan fraksi kandungan minyak dan resin (kandungan zat aspal-resin di dalamnya). Minyak larut dalam Pelarut organik, dalam air di kondisi normal praktis tidak larut, tetapi dapat membentuk emulsi yang stabil dengannya.

Minyak dapat diklasifikasikan menurut kriteria yang berbeda.

2. Menurut potensi kandungan fraksi yang mendidih hingga 3500C

3. Menurut potensi kandungan minyaknya

4. Menurut kualitas minyak

Kombinasi peruntukan kelas, tipe, grup, subgrup dan tipe merupakan kode klasifikasi teknologi minyak bumi.

Tergantung pada ladangnya, minyak mempunyai komposisi kualitatif dan kuantitatif yang berbeda. Misalnya, minyak Baku kaya akan sikloparafin dan relatif miskin hidrokarbon jenuh. Ada lebih banyak hidrokarbon jenuh dalam minyak Grozny dan Fergana. Minyak permian mengandung hidrokarbon aromatik.

2. Minyak. Komposisi minyak.

Minyak adalah campuran yang kompleks senyawa organik. Ratusan hidrokarbon dari berbagai struktur dan banyak senyawa heteroorganik ditemukan dalam komposisinya. Tidak mungkin untuk sepenuhnya memisahkan campuran tersebut menjadi senyawa-senyawa individual, tetapi hal ini tidak diperlukan untuk memisahkannya spesifikasi teknis bahan baku minyak bumi, maupun untuk keperluan industri.

Indikator penting kualitas minyak adalah komposisi fraksinya. Komposisi fraksional ditentukan selama distilasi laboratorium, di mana, pada suhu yang meningkat secara bertahap, bagian-bagian didistilasi dari minyak - fraksi yang berbeda satu sama lain dalam titik didihnya. Setiap fraksi dicirikan oleh titik didih awal dan akhir.

Selama penyulingan minyak industri, mereka tidak menggunakan metode laboratorium penguapan bertahap, tetapi skema dengan apa yang disebut penguapan tunggal dan rektifikasi lebih lanjut. Fraksi yang mendidih hingga 350°C dipilih pada tekanan yang sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfer; fraksi tersebut disebut distilat ringan (fraksi). Biasanya, distilasi atmosferik menghasilkan fraksi berikut, yang namanya diberikan tergantung pada arah penggunaan selanjutnya:

n.k. (awal titik didih) - 140°С) – fraksi bensin

140-180°С – fraksi nafta (nafta berat)

140-220°С (180-240°С) – fraksi minyak tanah

180-350°C (220-350°C, 240-350°C) – fraksi solar (minyak gas ringan atau atmosferik, sulingan diesel)

Residu setelah pemilihan sulingan ringan (fraksi yang mendidih di atas 350°C) disebut bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak dipercepat dalam kondisi vakum, dan tergantung pada arah penyulingan minyak, fraksi berikut diperoleh

Untuk mendapatkan bahan bakar

350-500°C – minyak gas vakum (distilasi vakum)

>500°С – residu vakum (tar)

Untuk mendapatkan minyak

300-400°С (350-420°С) – fraksi minyak ringan (distilasi transformator)

400-450°С (420-490°С) – fraksi minyak sedang (distilasi mesin)

450-490°С – fraksi minyak berat (distilasi silinder)

>490°С – ter

Bahan bakar minyak dan fraksi yang diperolehnya disebut gelap. Produk yang diperoleh selama proses penyulingan minyak sekunder, serta selama distilasi primer, diklasifikasikan sebagai produk ringan jika dididihkan hingga 350°C, dan gelap jika titik didihnya 350°C atau lebih tinggi.

Minyak dari berbagai bidang sangat berbeda dalam komposisi fraksinya dan kandungan fraksi terang dan gelap. Jadi, minyak Yarega (Republik Komi) mengandung 18,8% fraksi ringan, dan minyak Samotlor (Siberia Barat) mengandung 58,8%.

Minyak termasuk dalam kelompok batuan sedimen bersama dengan pasir, tanah liat, batu kapur, garam batu, dll. Minyak memiliki satu sifat penting - kemampuan untuk membakar dan melepaskan energi termal. Di antara bahan bakar fosil lainnya, ia memiliki nilai kalor tertinggi. Misalnya, memanaskan ruang ketel atau instalasi lainnya membutuhkan minyak yang jauh lebih sedikit dibandingkan batubara.

Semua batuan yang mudah terbakar termasuk dalam keluarga istimewa, yang menerima nama itu kaustobiolit(dari kata Yunani "kaustos" - mudah terbakar, "bios" - kehidupan, "litos" - batu, yaitu batu organik yang mudah terbakar).

Secara kimia, minyak bumi merupakan campuran kompleks hidrokarbon (HC) dan senyawa karbon.

Minyak terdiri dari unsur-unsur utama berikut:

karbon (84-87%),

hidrogen (12-14%),

oksigen,

belerang (1-2%).

Bagian utama minyak adalah hidrokarbon yang berbeda komposisi, struktur dan sifatnya, yang dapat berbentuk gas, cair dan padat. Tergantung pada struktur molekulnya, minyak dibagi menjadi tiga kelas – parafin, naftenik, dan aromatik. Tetapi sebagian besar minyak terdiri dari hidrokarbon berstruktur campuran, mengandung elemen struktural dari ketiga kelas yang disebutkan. Struktur molekul menentukan sifat kimia dan fisiknya.

1.1. Hidrokarbon parafin

Hidrokarbon parafin - alkana C p H 2p + 2 - merupakan bagian penting dari kelompok komponen minyak dan gas alam di semua bidang. Kandungan totalnya dalam minyak adalah 25 - 35% berat (tidak termasuk gas terlarut) dan hanya pada beberapa minyak parafin yang mencapai 40-50% berat. Yang paling banyak terdapat dalam minyak adalah alkana berstruktur normal dan isoalkana, sebagian besar tersubstitusi monometil dengan posisi yang berbeda gugus metil dalam rantai. Dengan meningkatnya berat molekul fraksi minyak, kandungan alkana di dalamnya menurun. Minyak bumi dan gas alam terkait hampir seluruhnya terdiri dari alkana, sedangkan bensin lurus paling sering terdiri dari 60-70%. Dalam fraksi minyak, kandungannya berkurang menjadi 5-20% berat.

Alkana berbentuk gas. Alkana C 1 - C 4: metana, etana, propana, butana dan isobutana, serta 2,2-dimetilpropana, berada dalam keadaan gas pada nol.

Gas alam diekstraksi dari ladang gas murni. Mereka terutama terdiri dari metana (93 - 99% berat) dengan sedikit campuran homolognya, komponen non-hidrokarbon: hidrogen sulfida, karbon dioksida, nitrogen dan gas mulia (He, Ar, dll.). Gas dari ladang gas kondensat dan gas terkait minyak bumi berbeda dari gas murni karena metana dalam konsentrasi yang signifikan disertai dengan gas homolognya C 2 -C 4 dan lebih tinggi. Oleh karena itu, mereka disebut gas lemak. Dari mereka mereka menghasilkan bensin gas ringan, yang merupakan bahan tambahan pada bensin komersial, serta gas cair terkompresi sebagai bahan bakar. Etana, propana dan butana, setelah pemisahan, berfungsi sebagai bahan baku petrokimia.

Alkana cair. Alkana dari C 5 sampai C 15 pada kondisi normal merupakan cairan yang merupakan bagian dari fraksi minyak bensin (C 5 - C 15) dan minyak tanah (C 11 - C 15). Penelitian telah menetapkan bahwa alkana cair C 5 - C 9 sebagian besar memiliki struktur normal atau sedikit bercabang.

Alkana padat, Alkana C 16 dan lebih tinggi dalam kondisi normal merupakan zat padat yang merupakan bagian dari parafin minyak bumi dan ceresin. Mereka terdapat di semua minyak, paling sering dalam jumlah kecil (hingga 5% berat) dalam keadaan kristal terlarut atau tersuspensi. Dalam minyak parafin dan minyak parafin tinggi, kandungannya meningkat hingga 10 - 20% berat.

Tergantung Tmel. Parafin dibagi menjadi lunak (di bawah 45 C), leleh sedang (45-50 C) dan keras (50-60 C).

Parafin minyak bumi adalah campuran yang sebagian besar terdiri dari alkana dengan berat molekul berbeda. Saat menyuling bahan bakar minyak, alkana padat C 18 - C 35 dengan berat molekul 250 - 500 memasuki fraksi minyak. Alkana dengan titik leleh lebih tinggi C 36 - C 55 - ceresin, yang berbeda dari parafin dalam struktur kristal halus dan berat molekul lebih tinggi. (500 - 700) terkonsentrasi dalam tar dan titik leleh (65-88°C, bukan 45-54°C untuk parafin). Penelitian telah menetapkan bahwa parafin padat sebagian besar terdiri dari alkana berstruktur normal, dan ceresin terutama terdiri dari sikloalkana dan arena dengan rantai alkil panjang normal dan isostruktur. Ceresin juga merupakan bagian dari mineral alami yang mudah terbakar - ozokerite.

Dari minyak mentah, parafin dilepaskan dalam bentuk kristal halus karena adanya zat resin, dan juga karena pengotor ceresin yang terkandung dalam parafin menahan minyak.

Parafin dan ceresin merupakan komponen yang tidak diinginkan dalam komposisi fraksi minyak bumi, karena meningkatkan titik tuangnya. Mereka menemukan berbagai aplikasi teknis di banyak industri: teknik listrik dan radio, kertas, korek api, kulit, parfum, bahan kimia, dll. Mereka juga digunakan dalam produksi minyak, pembuatan lilin, dll. Aplikasi modern yang sangat penting adalah sebagai bahan baku petrokimia untuk produksi asam lemak sintetik, alkohol, surfaktan, pengemulsi, bubuk pencuci, dan lain-lain.

1.2. Hidrokarbon naftenat

Hidrokarbon naftenat - sikloalkana (siklana) - merupakan bagian dari semua fraksi minyak, kecuali gas. Rata-rata, berbagai jenis minyak mengandung 25 hingga 80% massa. Fraksi minyak bensin dan minyak tanah diwakili terutama oleh homolog siklopentana (I) dan sikloheksana (II), terutama dengan siklan tersubstitusi alkil pendek (C 1 - C 3). Fraksi dengan titik didih tinggi sebagian besar mengandung nafta terkondensasi polisiklik dan lebih jarang nafta non-kondensasi dengan 2 - 4 siklus dengan rumus empiris umum

C p H 2p + 2 - 2Kts, dimana n adalah jumlah atom karbon, Kts-jumlah cincin siklan.

Naftena polisiklik dapat diwakili oleh homolog siklan dengan cincin yang sama atau berbeda dari tipe struktur jembatan (III, IV, V), bersendi (VI), terisolasi (VII) dan terkondensasi (VIII, IX, X):

Saya - siklopentana; P - sikloheksana; III - sepeda(3,2,1)oktan*; IV -bisiklo(3,3,1)nonana; V-bisiklo(2,2,1)heptana; VI - sepeda(5,5,0)dodekana; VII -metil bisiklik o(5,4,0)un dekana; VIII - sepeda(3,3,0)oktan; IX - sepeda(4,3,0)nonana; X - sepeda(4,4,0)dekana – stikerin

Hidrokarbon naftenat adalah komponen bahan bakar motor dan minyak pelumas dengan kualitas terbaik. Hidrokarbon naftena monosiklik memberikan sifat kinerja tinggi pada bensin motor, jet, dan solar dan merupakan bahan mentah berkualitas lebih tinggi dalam proses reformasi katalitik. Sebagai bagian dari minyak pelumas, naftena memberikan sedikit perubahan viskositas seiring suhu (yaitu indeks oli yang tinggi). Dengan jumlah atom karbon yang sama, naftena, dibandingkan dengan alkana, mempunyai ciri kepadatan yang lebih tinggi dan, yang paling penting, titik tuang yang lebih rendah.

Unsur utama penyusun minyak adalah karbon dan hidrogen. Kandungan karbon dan hidrogen dalam berbagai minyak bervariasi dalam batas yang relatif sempit dan rata-rata 83,5-87% berat untuk karbon, 11,5-14% berat untuk hidrogen. Dalam hal kandungan hidrogen yang tinggi, minyak menempati posisi yang luar biasa di antara castobiolith lainnya. Dalam batubara humus, kandungan hidrogen rata-rata 5% berat, dalam formasi sapropelit padat - 8% berat. Peningkatan kandungan hidrogen menjelaskan keadaan cair minyak.

Selain karbon dan hidrogen, semua minyak mengandung belerang, oksigen, dan nitrogen. Nitrogen dalam minyak dari 0,001-0,3 hingga 1,8% berat. Kandungan oksigen berkisar antara 0,1-1,0% berat. Namun, pada beberapa minyak dengan resin tinggi, kadarnya bisa lebih tinggi.

Minyak berbeda secara signifikan dalam kandungan sulfurnya. Dalam minyak dengan banyak endapan belerang, hanya terdapat sedikit 0,1-1,0% berat. Namun porsi minyak belerang dengan kandungan belerang 1 hingga 3% berat. V Akhir-akhir ini telah meningkat secara signifikan. Ada juga minyak dengan tingkat sulfur tinggi dengan kandungan sulfur di atas 3% beratnya.

Unsur-unsur lain terdapat dalam minyak dalam jumlah yang sangat kecil, terutama logam (vanadium, nikel, magnesium, kromium, titanium, kobalt, kalium, kalsium, natrium, dll.). Fosfor dan silikon juga ditemukan. Kandungan unsur-unsur tersebut dinyatakan dalam pecahan kecil persen. Germanium ditemukan pada berbagai produk minyak bumi dengan kandungan 0,15 - 0,19 g/t.

Sesuai dengan komposisi unsurnya, sebagian besar komponen minyak bumi adalah hidrokarbon. Pada bagian minyak dengan berat molekul rendah, yang secara kondisional dapat kita masukkan zat dengan berat molekul tidak lebih dari 250-300 dan disuling hingga 300-350 o C, terdapat hidrokarbon dengan struktur paling sederhana. Mereka tergolong dalam siri homolog berikut:

C p N 2p+2 – parafin, hidrokarbon metana, alkana;

C p H 2p - sikloparafin, polimetilen monosiklik

hidrokarbon, naftena, siklan (alkilsiklopentana dan alkilsikloheksana);

C p H 2p-2 - disikloparafin, polimetilen bisiklik

hidrokarbon (beranggota lima, beranggota enam dan campuran);

C p H 2p-4 – trisikloparafin, hidrokarbon polimetilen trisiklik (beranggota lima, beranggota enam dan campuran);

C p H 2p-6 – hidrokarbon aromatik monosiklik, hidrokarbon benzena, arena;

C p N 2p-8 – hidrokarbon naftenat-aromatik campuran bisiklik;

C p H 2p-12 – hidrokarbon aromatik bisiklik.

Dalam fraksi bensin, praktis hanya ada tiga kelas hidrokarbon: alkana, siklan, dan seri benzena aromatik. Dalam minyak tanah

dan fraksi minyak gas, sebagian besar terdiri dari hidrokarbon bi- dan trisiklik.

Hidrokarbon tak jenuh dengan ikatan tak jenuh dalam rantainya, biasanya, tidak terdapat dalam minyak mentah. Ada beberapa minyak dengan kandungan hidrokarbon tak jenuh yang rendah (Bradford, USA).

Selain hidrokarbon, bagian minyak dengan berat molekul rendah mengandung: - senyawa oksigen - asam naftenat, fenol;

Senyawa belerang – merkaptan, sulfida, disulfida, tiofena;

Senyawa nitrogen – basa piridin dan amina.

Jumlah semua zat heteroatomik yang disuling dalam suhu 300-350 o C adalah kecil, karena sebagian besar oksigen, belerang, dan nitrogen terkonsentrasi di bagian minyak dengan berat molekul tinggi.

Selama penyulingan minyak belerang di pabrik, karena dekomposisi termal senyawa heteroatomik kompleks, hingga 5% berat dapat terakumulasi dalam sulingan ringan komersial. dan berat molekul lebih rendah senyawa belerang.

Saat menilai kandungan senyawa heteroatomik, harus diperhitungkan bahwa dalam senyawa belerang, oksigen dan nitrogen, belerang, oksigen dan nitrogen berasosiasi dengan berbagai radikal hidrokarbon dan 1 jam (berat) unsur-unsur ini menyumbang 10 - 20 jam (berat) karbon dan hidrogen.

Komposisi kimia bagian minyak dengan berat molekul tinggi, yang secara konvensional mencakup zat yang dapat disuling di atas 350 o C, masih sedikit dipelajari. Kita berbicara tentang bahan bakar minyak, fraksi minyak, dan tar. Berat molekul komponen bagian minyak ini berkisar antara 300 hingga 1000. Bagian minyak ini merupakan campuran zat dengan berbagai komposisi dan struktur.

Jenis senyawa utama yang termasuk dalam campuran ini adalah:

Hidrokarbon parafin dengan berat molekul tinggi C p H 2p+2;

Hidrokarbon sikloparafin mono dan polisiklik dengan rantai samping parafin panjang atau pendek dari C p H 2p hingga C p H 2p-10;

Hidrokarbon aromatik mono dan polisiklik dengan rantai samping parafin dari C p H 2p-6 hingga C p H 2p-36;

Hidrokarbon nafteno-aromatik polisiklik campuran (hibrida) dengan rantai samping parafin dari C p H 2p-8 hingga C p H 2p-22;

Berbagai senyawa organik yang bersifat hibrid polisiklik, yang molekulnya terdiri dari cincin karbon murni, siklus yang mengandung heteroatom - belerang, oksigen atau nitrogen, serta rantai parafin panjang atau pendek;

Zat resin-aspalten – resin dan aspalten; zat minyak bumi yang paling kompleks ini dicirikan oleh struktur polisiklik dan adanya oksigen yang wajib; zat ini juga mengandung sebagian besar nitrogen dan logam; Kandungan resin pada beberapa minyak mencapai 30-40% beratnya.

Jenis senyawa utama yang termasuk dalam minyak. Hidrokarbon parafin. Hidrokarbon dari golongan senyawa organik ini terdapat di semua minyak dan merupakan salah satu komponen utamanya. Mereka didistribusikan secara tidak merata di antara fraksi-fraksi, terkonsentrasi pada gas minyak dan fraksi bensin-minyak tanah. Dalam sulingan minyak, kandungannya turun tajam. Beberapa minyak dicirikan oleh tidak adanya parafin dalam fraksi dengan titik didih tinggi.

Hidrokarbon gas metana, etana, propana, butana, isobutana, 2,2-dimetilpropana berada dalam keadaan gas dalam kondisi normal. Semuanya adalah bagian dari gas alam dan minyak bumi.

Gas dari ladang minyak disebut gas minyak bumi ikutan. Gas-gas ini dilarutkan dalam minyak dan dilepaskan ketika mencapai permukaan. Komposisi gas minyak bumi terkait berbeda dengan gas kering dalam kandungan etana, propana, butana, dan hidrokarbon yang lebih tinggi.

Hidrokarbon cair. Karena titik didihnya, hidrokarbon dari pentana hingga dekana dan semua isomernya harus masuk ke distilat bensin selama distilasi minyak.

Hidrokarbon padat. Parafin padat dalam minyak berada dalam keadaan kristal terlarut atau tersuspensi. Dalam minyak parafin dan minyak parafin tinggi, kandungannya meningkat hingga 10-20% berat. Pada saat penyulingan bahan bakar minyak, parafin dengan komposisi C 18 -C 35 masuk ke dalam fraksi minyak. Hidrokarbon dengan titik leleh lebih tinggi C 36 -C 53 – ceresin – terkonsentrasi dalam tar.

Kehadiran hidrokarbon padat dalam pelumas dan oli khusus tidak dapat diterima, karena meningkatkan titik tuang dan mengurangi mobilitas oli pada suhu rendah. Oleh karena itu, minyak mengalami pemurnian khusus - dewaxing.

Hidrokarbon metana termasuk dalam seri С„Н 2п+2, mereka menempati tempat yang sangat penting di antara hidrokarbon minyak. Jadi, gas alam diwakili secara eksklusif oleh hidrokarbon metana dan, paling sering, hampir seluruhnya oleh metana itu sendiri. Fraksi ringan dari setiap minyak cair juga hampir seluruhnya terdiri dari hidrokarbon metana. Benar, dengan peningkatan berat molekul rata-rata fraksi minyak, kandungan hidrokarbon metana di dalamnya menurun tajam. Pada fraksi tengah, yang mendidih pada kisaran suhu 200--300°C, hidrokarbon metana biasanya mengandung tidak lebih dari 25-33%, dan pada suhu 500°C hidrokarbon metana minyak hampir seluruhnya tereliminasi. Dalam fraksi minyak yang lebih tinggi, hidrokarbon metana adalah zat padat - parafin dan sebagian ceresin. Selain itu, rantai samping radikal metana mempunyai pengaruh yang besar terhadap struktur dan sifat polimetilen kompleks, hidrokarbon aromatik dan yang disebut hidrokarbon hibrid.

KESIMPULAN: Minyak tertentu mungkin mengandung lebih banyak atau lebih sedikit hidrokarbon metana. Secara umum, jelas bahwa hidrokarbon metana merupakan dasar dari sebagian besar gas alam dan fraksi ringan minyak cair, yang patut mendapat perhatian khusus, karena komponen ini merupakan bahan awal untuk sintesis organik dan petrokimia modern.

Naftenik.

Sikloalkana (C p H 2p) - hidrokarbon naftenat - merupakan bagian dari semua fraksi minyak, kecuali gas. Rata-rata, berbagai jenis minyak mengandung 25 hingga 80% massa. Fraksi bensin dan minyak tanah diwakili terutama oleh homolog siklopentana dan sikloheksana, terutama dengan siklan tersubstitusi alkil pendek (C 1 - C 3). Fraksi dengan titik didih tinggi sebagian besar mengandung homolog polisiklik dari siklan dengan 2 - 4 siklan identik atau berbeda dari jenis struktur bersendi atau terkondensasi. Distribusi siklan antar fraksi minyak sangat beragam. Kandungannya meningkat seiring dengan bertambahnya berat fraksi dan hanya turun pada fraksi minyak dengan titik didih tertinggi. Distribusi isomer siklan berikut dapat diperhatikan: di antara C 7 - siklopentana, yang tersubstitusi 1,2 - dan 1,3-dimetil mendominasi; C 8 - siklopentana sebagian besar tersubstitusi trimetil; Di antara alkilsikloheksana, proporsi yang dominan adalah tersubstitusi di- dan trimetil, yang tidak mengandung atom karbon kuaterner.

Hidrokarbon naftenat mulai dipahami tidak hanya sebagai hidrokarbon monosiklik, tetapi juga polisiklik polimetilen yang berasal dari minyak bumi.

Naftena adalah bagian dari semua minyak dan terdapat di semua fraksi. Kandungannya meningkat seiring dengan bertambahnya berat pecahan. Hanya pada fraksi minyak dengan titik didih tertinggi, jumlahnya berkurang karena peningkatan struktur aromatik.

Naftena monosiklik diwakili oleh struktur siklopentana dan sikloheksana. Lebih dari 80 perwakilan individu dari kelas hidrokarbon dengan komposisi C 5 -C 12 ini ditemukan dalam fraksi bensin dan minyak tanah. Berikut ini terdapat dalam jumlah yang relatif besar dalam minyak: metilsikloheksana, sikloheksana, metilsiklopentana, dan beberapa homolog dimetil dari siklopentana. Sikloheptana dan metilsikloheptana ditemukan dalam jumlah kecil. Pada fraksi di atas 200 o C terdapat naftena bisiklik dan polisiklik dengan jumlah siklus tidak lebih dari enam.

KESIMPULAN: Hidrokarbon naftenat adalah komponen bahan bakar motor dan minyak pelumas dengan kualitas terbaik. Hidrokarbon naftena monosiklik memberikan sifat kinerja tinggi pada bensin motor, jet, dan solar serta merupakan bahan mentah berkualitas lebih tinggi dalam proses reformasi katalitik.

Hidrokarbon aromatik.

Arena disajikan dalam minyak sebagai monosiklik dan polisiklik. Biasanya minyak mengandung 15-20% arena. Dalam minyak aromatik (resin), kandungannya mencapai 35%. Tergantung pada distribusi hidrokarbon aromatik di antara fraksi minyak, hidrokarbon aromatik dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

naphthenic-aromatic - minyak yang hidrokarbon aromatiknya (terutama polisiklik) terkonsentrasi pada fraksi yang lebih tinggi. Ini adalah minyak tarry berat dengan kepadatan > 0,9;

naphthenic - minyak yang hidrokarbon aromatiknya terkonsentrasi terutama di fraksi tengah. Kepadatan minyak tersebut adalah 0,85-0,9;

3) minyak parafin - minyak yang hidrokarbon aromatiknya terkonsentrasi dalam fraksi ringan (sampai 300°C).

Fraksi hingga 200°C (fraksi bensin) hanya mengandung homolog benzena. Semua homolog benzena telah ditemukan dalam minyak, termasuk C9. Homolog benzena tersubstitusi tunggal yang mengandung 4 atau lebih atom karbon pada rantai samping jarang terjadi. Yang paling umum adalah toluena, etilbenzena, xilena (m-xilena mendominasi karena lebih stabil secara termodinamika), kemudian trimetilbenzena, diikuti oleh kumena, propilbenzena, dan metiletilbenzena.

Dalam fraksi 200-350°C, alkilbenzena mendominasi, terutama tersubstitusi di- dan tri, yang molekulnya mengandung gugus metil dan gugus alkil dengan komposisi C 7 -Cg. Selain homolog benzena, fraksi ini mengandung homolog naftalena (mono-, bi-, tri- dan tetrametil naftalena). Homolog bifenil juga telah ditemukan. Naftalena jarang ditemukan.

Fraksi >350°C, selain homolog benzena dan homolog naftalena yang lebih tinggi, mengandung diarilalkana - hidrokarbon, yang molekulnya

inti aromatik yang terisolasi dihubungkan dengan jembatan hidrokarbon, misalnya:

Fraksi yang lebih tinggi juga mengandung sejumlah kecil homolog hidrokarbon polisiklik dengan cincin yang menyatu, seperti:

Bagian utama dari hidrokarbon ini terkonsentrasi pada tar. Hidrokarbon dengan struktur campuran banyak terwakili dalam fraksi minyak yang lebih tinggi, yang molekulnya mengandung, bersama dengan aromatik

Banyak homolog terdekat benzena dengan satu, dua, tiga dan empat substituen dalam inti telah ditemukan dalam minyak. Substituen paling sering berupa radikal metil; keberadaan hidrokarbon seperti isopropil benzena (cumena), propilbenzena, butilbenzena, dietilbenzena dan homolog dengan berbagai substituen dalam rantai samping telah terbukti.

Pada fraksi tengah minyak (200-350 o C), bersama dengan turunan benzena, juga terdapat naftalena dan homolog terdekatnya, yaitu. hidrokarbon aromatik terkondensasi bisiklik.

Dalam fraksi minyak yang lebih tinggi, ditemukan hidrokarbon aromatik polisiklik yang lebih kompleks dengan tiga, empat dan lima cincin terkondensasi. Mereka adalah homolog dari naftalena, bifenil, acenaphthene, anthracene, phenanthrene, pyrene, benzanthracene, chrysene, phenanthrene, perylene.

Kehadiran hidrokarbon aromatik dalam bensin sangat diinginkan karena memiliki angka oktan yang tinggi. Sebaliknya, kehadiran mereka dalam jumlah yang signifikan di bahan bakar diesel(fraksi minyak tengah) memperburuk proses pembakaran bahan bakar. Hidrokarbon aromatik polisiklik dengan rantai samping pendek, yang masuk ke fraksi minyak selama penyulingan minyak, harus dihilangkan selama proses pemurnian, karena keberadaannya berdampak buruk pada kinerja minyak pelumas. Hidrokarbon aromatik individu: benzena, toluena, xilena, etilbenzena, isopropilbenzena, dan naftalena merupakan bahan mentah yang berharga untuk banyak proses sintesis petrokimia dan organik.

Hidrokarbon dengan struktur campuran. Sebagian besar hidrokarbon minyak bumi memiliki struktur campuran atau hibrida. Ini berarti bahwa molekul hidrokarbon tersebut mengandung elemen struktural yang berbeda: cincin aromatik, cincin sikloparafin beranggota lima dan enam, dan rantai parafin alifatik.

Fraksi minyak hampir seluruhnya terdiri dari hidrokarbon dengan struktur campuran. Mereka dapat dibagi menjadi tiga jenis: parafin-sikloparafin; parafin-aromatik; parafin-sikloparafin-aromatik.

Senyawa oksigen. Sebagian besar oksigen yang ditemukan dalam minyak terkandung dalam zat resin, dan hanya sekitar 10% yang berasal dari senyawa organik asam - asam karboksilat dan fenol. Ada sangat sedikit senyawa oksigen netral dalam minyak. Pada gilirannya, di antara senyawa asam, senyawa yang ditandai dengan adanya gugus karboksil - asam minyak bumi - mendominasi.

Diantaranya, asam berstruktur iso mendominasi, termasuk asam isoprenoid dan asam dengan jumlah atom karbon genap. Asam karboksilat - turunan dari naftena monosiklik dengan rumus umum C p H 2p-1 COOH atau C p H 2p - 2 O 2 disebut asam naftenat.

Dari semua senyawa oksigen dalam minyak, hanya asam naftenat dan garam naftenatnya, yang memiliki sifat pembersihan yang baik, yang memiliki kepentingan industri. Limbah dari pemurnian basa sulingan minyak bumi - sabun naft - digunakan dalam pembuatan deterjen untuk produksi tekstil.

Asam minyak bumi teknis (asidol), diisolasi dari minyak tanah dan sulingan minyak ringan, digunakan sebagai pelarut untuk resin, karet dan pewarna anilin, untuk menghamili bantalan tidur, untuk membasahi wol, dll. Garam natrium dan kalium dari asam naftenat berfungsi sebagai pengemulsi untuk dehidrasi minyak .

Senyawa belerang. Belerang adalah heteroelemen paling umum dalam minyak dan produk minyak bumi. Kandungannya dalam minyak berkisar antara seperseratus hingga 5-6% berat. lebih jarang hingga 14% berat. Minyak dari wilayah Ural-Volga dan Siberia kaya akan senyawa yang mengandung belerang: jumlah belerang dalam minyak Arlan mencapai 3,0% berat, dan di Ust-Balyk hingga 1,8% berat. Di antara minyak asing, minyak dengan kandungan sulfur tertinggi adalah: Albania (5-6% berat), Ebano-Panuco (Meksiko, 5,4% berat), Rosel Point (AS - hingga 14% berat). Dalam kasus terakhir, hampir semua senyawa minyak mengandung belerang.

Distribusi belerang antar fraksi bergantung pada sifat minyak dan jenis senyawa belerang. Biasanya, kandungannya meningkat dari titik didih rendah ke titik didih tinggi dan mencapai maksimum pada residu dari distilasi vakum tar minyak. Jenis senyawa yang mengandung belerang berikut ini telah diidentifikasi dalam minyak:

Unsur belerang dan hidrogen sulfida tidak secara langsung merupakan senyawa organosulfur, tetapi muncul sebagai akibat dari penghancuran hidrogen sulfida;

Mercaptan-tiol, yang, seperti hidrogen sulfida, memiliki sifat asam dan aktivitas korosif paling parah;

Sulfida alifatik (tioester) bersifat netral pada suhu rendah, tetapi tidak stabil secara termal dan terurai bila dipanaskan di atas 130-160°C dengan pembentukan hidrogen sulfida dan merkaptan;

Sulfida mono dan polisiklik adalah yang paling stabil secara termal.

Hidrogen sulfida lebih jarang ditemukan dalam minyak mentah dan dalam jumlah yang jauh lebih kecil dibandingkan gas alam, kondensat gas, dan minyak.

Merkaptan (tiol) memiliki struktur RSH, dimana R merupakan substituen hidrokarbon dari semua jenis (alkana, siklan, arena, hibrida) dengan berat molekul berbeda. Titik didih masing-masing alkil merkaptan C 1 -C 6 adalah 6-140°C pada tekanan atmosfer. Mereka memiliki bau yang sangat tidak sedap. Properti ini digunakan dalam praktik pasokan gas ke kota-kota dan desa-desa untuk memperingatkan kerusakan saluran gas. Etil merkaptan digunakan sebagai pewangi gas rumah tangga.

Berdasarkan kandungan tiolnya, minyak dibedakan menjadi merkaptan dan non-merkaptan. Mercaptan ditemukan dalam konsentrasi tinggi yang tidak normal pada kondensat gas dan minyak di dataran rendah Kaspia. Jadi, dalam fraksi kondensat gas Orenburg bersuhu 40-200°C, merkaptan menyumbang 1% dari 1,24% massa. belerang total. Pola berikut ditemukan: sulfur merkaptan dalam kondensat minyak dan gas terkonsentrasi terutama di fraksi kepala.

Unsur belerang, hidrogen sulfida, dan merkaptan, sebagai senyawa belerang yang sangat agresif, merupakan komponen minyak yang paling tidak diinginkan. Mereka harus dihilangkan seluruhnya dalam proses pemurnian semua produk minyak bumi komersial.

Sulfida (tioeter) membentuk sebagian besar senyawa belerang dalam fraksi bahan bakar minyak (dari 50 hingga 80% berat total belerang dalam fraksi ini). Petroleum sulfida dibagi menjadi 2 kelompok: dialkil sulfida (tioalkana) dan dialkil sulfida siklik RSR" (dimana R dan R" merupakan substituen alkil). Tialkana ditemukan terutama dalam minyak parafin, dan tialkana siklik - dalam minyak naftenat dan naftena-aromatik. Tioalkana C 2 -C 7 mempunyai suhu rendah mendidih (37-150°C) dan selama penyulingan minyak, minyak menjadi fraksi bensin. Ketika titik didih fraksi minyak meningkat, jumlah tioalkana berkurang, dan praktis tidak ada dalam fraksi di atas 300°C. Dalam beberapa fraksi minyak ringan dan sedang, disulfida RSSR ditemukan dalam jumlah kecil (kurang dari 15% berat total sulfur dalam fraksi ini. Ketika dipanaskan, mereka membentuk sulfur, hidrogen sulfida, dan merkaptan).

Sulfida monosiklik adalah heterosiklik beranggota lima atau enam dengan atom belerang. Selain itu, sulfida polisiklik dan berbagai homolognya telah diidentifikasi dalam minyak.

Thiocyclanes mendominasi fraksi tengah banyak minyak. Di antara tiosiklan, sulfida monosiklik biasanya lebih umum. Selama penyulingan minyak, sulfida polisiklik sebagian besar berakhir di fraksi minyak dan terkonsentrasi pada residu minyak.

Semua senyawa minyak bumi yang mengandung belerang, kecuali merkaptan dengan berat molekul rendah, secara kimia netral pada suhu rendah dan memiliki sifat yang mirip dengan arena. Mereka belum menemukan aplikasi industri karena rendahnya efisiensi metode isolasi dari minyak. Dalam jumlah terbatas, sulfida diisolasi dari fraksi tengah (minyak tanah) beberapa minyak untuk selanjutnya dioksidasi menjadi sulfon dan asam sulfonat. Senyawa belerang dalam minyak saat ini tidak diekstraksi, namun dihancurkan melalui proses hidrogenasi. Hidrogen sulfida yang dihasilkan diubah menjadi unsur belerang atau asam sulfat. Pada saat yang sama masuk tahun terakhir Di banyak negara di dunia, proses industri skala besar untuk sintesis senyawa belerang yang mirip dengan senyawa minyak bumi, yang bernilai tinggi, sedang dikembangkan dan diperkenalkan secara intensif. Diantaranya, merkaptan mempunyai kepentingan industri terbesar. Metil merkaptan digunakan dalam produksi metionin, bahan bakar gas yang berbau.

Tiol C 1 -C 4 merupakan bahan baku untuk sintesis bahan kimia pertanian dan digunakan untuk aktivasi (sulfurisasi) beberapa katalis dalam penyulingan minyak. Tiol dari butil merkaptan hingga oktadesil merkaptan digunakan dalam produksi aditif untuk minyak pelumas dan transformator, untuk memotong dan mendinginkan emulsi yang digunakan dalam pengerjaan logam dingin, dalam produksi deterjen, dan bahan untuk kompon karet. Tiol C 8 -C 16 adalah: pengatur proses polimerisasi radikal dalam produksi lateks, karet, dan plastik. Dodesil merkaptan tersier dan dodesil merkaptan normal paling banyak digunakan sebagai pengatur polimerisasi. Mercaptan digunakan untuk sintesis reagen flotasi, bahan fotografi, pewarna tujuan khusus, kosmetik, farmakologi, dan banyak bidang lainnya.

Sulfida berfungsi sebagai komponen dalam sintesis pewarna; produk oksidasinya - sulfoksida, sulfon, dan asam sulfonat - digunakan sebagai ekstraktan efektif logam langka dan reagen flotasi bijih polimetalik, pemlastis, dan zat aktif biologis. Penggunaan sulfida dan turunannya sebagai komponen bahan bakar roket, insektisida, fungisida, herbisida, pemlastis, bahan pengompleks, dll cukup menjanjikan. Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan polimer polifenilen sulfida telah meningkat tajam. Mereka dicirikan oleh stabilitas termal yang baik, kemampuan untuk mempertahankan karakteristik mekanik yang sangat baik suhu tinggi, ketahanan kimia yang tinggi dan kompatibilitas dengan berbagai pengisi. Lapisan keras yang terbuat dari polifenil sulfida mudah diaplikasikan pada logam, memberikan perlindungan yang andal terhadap korosi, yang telah dimanfaatkan oleh industri petrokimia asing, di mana terdapat “boom” polifenil sulfida. Penting juga untuk ditekankan bahwa dalam polimer ini hampir sepertiga massanya terdiri dari belerang.

Tiofena dan 2-metiltiofena efektif menghilangkan senyawa mangan dari mesin karburator bila siklopentadienilkarbonilmangan digunakan sebagai bahan antiknock. Saat ini bahan antiknock ini banyak digunakan di Amerika Serikat, dimana sekitar 40% bensin tanpa timbal mengandung bahan antiknock non timbal.

Mengingat adanya sumber daya yang signifikan dari senyawa yang mengandung belerang dalam minyak, masalah ekstraksi dan penggunaan rasionalnya dalam perekonomian nasional menjadi sangat relevan.

Senyawa nitrogen. Senyawa nitrogen organik dalam minyak rata-rata tidak lebih dari 2-3% beratnya. dan maksimum (dalam minyak resin tinggi) hingga 10% massa. Sebagian besar nitrogen terkonsentrasi pada fraksi berat dan produk sisa.

Zat resin-aspalten (RAS) terkonsentrasi pada residu minyak berat (HOR) - bahan bakar minyak, setengah tar, tar, bitumen, residu retak, dll. Kandungan total RAS dalam minyak, tergantung pada jenis dan kepadatannya, berkisar dari sepersekian persen hingga 45% massa. dan di TNO mencapai hingga 70% massa. Minyak muda dari jenis naftenat-aromatik dan aromatik adalah yang paling kaya akan CAB.

CAB adalah campuran multikomponen kompleks dari hidrokarbon dan heterosenyawa berbobot molekul tinggi, yang secara eksklusif berpolidispersi dalam berat molekul, termasuk, selain karbon dan hidrogen, belerang, nitrogen, oksigen, dan logam seperti vanadium, nikel, besi, molibdenum, dll. Isolasi masing-masing CAA dari minyak dan limbah berat sangatlah sulit. Struktur molekulnya belum diketahui secara pasti. Tingkat pengetahuan saat ini dan kemampuan metode penelitian fisikokimia instrumental hanya memungkinkan kita untuk memberikan gambaran probabilistik tentang organisasi struktural, menetapkan jumlah karakteristik naftenat-aromatik dan lainnya yang terkondensasi dan membangun model statistik rata-rata molekul hipotetis resin dan aspalten.

Dalam praktek mempelajari komposisi dan struktur residu kimia minyak bumi, batubara dan kokas, metode pelarut Richardson banyak digunakan, berdasarkan perbedaan kelarutan komponen golongan dalam pelarut organik (lemah, sedang dan kuat). Berdasarkan fitur ini, komponen grup kondisional berikut dibedakan:

Larut dalam pelarut dengan berat molekul rendah (lemah) (isooctane, petroleum ether) - minyak dan resin.

Resin diekstraksi dari malten dengan kromatografi adsorpsi (pada silika gel atau aluminium oksida);

Tidak larut dalam alkana dengan berat molekul rendah C 5 -C 8, tetapi larut dalam toluena dan karbon tetraklorida - aspalten;

Tidak larut dalam bensin, toluena dan karbon tetraklorida, tetapi larut dalam karbon disulfida dan kuinolin - karben;

Karbohidrat tidak larut dalam pelarut apa pun.

Tidak ada karbena dan karboida dalam minyak dan bahan bakar minyak berat asli (yaitu, tidak mengalami kerusakan termal). Istilah “minyak” biasanya berarti hidrokarbon bermolekul tinggi dengan berat molekul 300-500 dengan struktur campuran (hibrida). Dengan menggunakan pemisahan kromatografi, hidrokarbon parafin-naftenat dan aromatik diisolasi dari fraksi minyak, termasuk ringan (monosiklik), sedang (bisiklik) dan polisiklik (tiga atau lebih siklik). Yang paling penting adalah resin dan aspalten, yang sering disebut komponen pembentuk kokas dan menimbulkan masalah teknologi yang kompleks saat mengolah limbah padat. Resin - cairan kental, menetap atau amorf padatan dari warna coklat tua sampai coklat tua dengan kepadatan sekitar satu atau lebih. Mereka adalah sistem kondensasi planar yang mengandung 5-6 cincin dengan struktur aromatik, naftenat dan heterosiklik, dihubungkan melalui struktur alifatik. Aspalten adalah padatan amorf, tetapi berbentuk kristal, berwarna coklat tua atau hitam dengan kepadatan sedikit lebih besar dari satu. Ketika dipanaskan, mereka tidak meleleh, tetapi berubah menjadi keadaan plastik pada suhu sekitar 300 ° C, dan pada suhu yang lebih tinggi mereka terurai dengan pembentukan zat gas dan cair serta residu padat - kokas. Tidak seperti resin, mereka membentuk struktur seperti kristal yang terkondensasi secara spasial. Perbedaan paling signifikan antara resin dan aspalten terlihat pada indikator dasar seperti kelarutan dalam alkana dengan berat molekul rendah, rasio C:H, massa molekul.

Resin membentuk larutan sejati dalam sulingan minyak dan bahan bakar, dan aspalten dalam HFO berada dalam bentuk koloid. Pelarut aspalten dalam minyak adalah hidrokarbon aromatik dan resin. Berkat interaksi antarmolekul, aspalten dapat membentuk asosiasi - struktur supramolekul. Derajat pergaulan mereka sangat dipengaruhi oleh lingkungan. Jadi, pada konsentrasi rendah dalam benzena dan naftalena (masing-masing kurang dari 2 dan 16% berat), aspalten berada dalam keadaan molekuler. Pada konsentrasi yang lebih tinggi dalam larutan, terbentuk asosiasi yang terdiri dari sejumlah besar molekul. Kemampuan untuk membentuk asosiasi inilah yang menyebabkan perbedaan 1-2 kali lipat dalam hasil penentuan berat molekul aspal, tergantung pada metode penentuannya.

Struktur dan sifat aspalten sangat bergantung pada asal TNO. Dengan demikian, aspalten dari residu asal destruktif dicirikan, dibandingkan dengan aspalten “lepas” asli, dengan berat molekul yang lebih rendah, kondensasi yang lebih disukai dalam bidang, jumlah dan panjang struktur alifatik yang lebih kecil dan, oleh karena itu, kekompakan yang lebih besar (dan memiliki lebih sedikit viskositas).

Rasio resin terhadap aspalten dalam minyak dan limbah padat sangat bervariasi - (7-9):1 pada residu distilasi langsung, hingga (1-7):1 pada residu teroksidasi (bitumen).

Karben dan karboid muncul dalam TNO proses termodestruktif.

Karben adalah polimer linier molekul aspalten dengan berat molekul (100-185) ribu, hanya larut dalam karbon disulfida dan kuinolin.

Karboida adalah polimer tiga dimensi (kristalit) yang berikatan silang, sehingga tidak larut dalam pelarut organik mana pun yang diketahui.

Semua CAB berdampak negatif pada kualitas minyak pelumas (warnanya memburuk, peningkatan pembentukan karbon, penurunan pelumasan, dll.) dan harus dihilangkan. Sebagai bagian dari aspal minyak bumi, mereka memiliki sejumlah zat berharga sifat teknis dan memberi mereka kualitas yang memungkinkan mereka digunakan secara luas. Area penggunaan utama: permukaan jalan, bahan anti air, dalam konstruksi, produksi produk atap, pernis aspal-aspal, plastik, pitches, kokas, bahan pengikat untuk briket batubara, penukar ion bubuk, dll.

Klasifikasi zat resin netral didasarkan pada hubungannya dengan berbagai pelarut. Atas dasar ini, merupakan kebiasaan untuk membedakan kelompok-kelompok berikut:

Resin netral, larut dalam bensin ringan (petroleum ether), pentana, heksana;

Aspalten, tidak larut dalam petroleum eter, tetapi larut dalam benzena panas;

Karben, sebagian hanya larut dalam piridin dan karbon disulfida;

Karbohidrat adalah zat yang praktis tidak larut dalam apapun.

Resin memiliki kemampuan mewarnai yang kuat. Warna gelap hasil sulingan, seperti minyak mentah, terutama disebabkan oleh adanya resin netral di dalamnya. Fitur resin netral - kemampuannya untuk memadat menjadi aspal di bawah pengaruh faktor-faktor seperti pemanasan, perlakuan dengan adsorben atau asam sulfat. Proses ini terjadi sangat mudah ketika udara dipanaskan dan dihembuskan secara bersamaan.

Aspalten adalah senyawa minyak bumi heteroorganik dengan berat molekul tertinggi. Secara penampakan, asphatenes adalah zat tepung berwarna coklat atau hitam. Kepadatan relatifnya di atas satu, berat molekul sekitar 2000. Dalam hal komposisi unsur, aspalten berbeda dari resin netral karena memiliki kandungan hidrogen yang lebih rendah dan kandungan karbon dan heteroatom yang lebih tinggi.

Semua CAB berdampak negatif pada kualitas minyak pelumas dan harus dihilangkan. Sebagai bagian dari aspal minyak bumi, mereka memiliki sejumlah sifat teknis yang berharga. Area utama penggunaannya: permukaan jalan, bahan anti air, produksi produk atap, kokas.

Resin netral dan aspalten adalah campuran kompleks senyawa heteroatomik dengan berat molekul tinggi. Mereka berbeda dalam berat molekul, komposisi unsur dan tingkat ketidakjenuhan. Pada rumus umum (tanpa heteroatom) C n H 2 n - x, nilai x pada resin netral berkisar antara 10-34, dan untuk aspalten dapat mencapai 100-120.

KESIMPULAN: Jika mempertimbangkan komposisi kimia golongan minyak, minyak secara kasar dapat dibagi menjadi dua bagian senyawa: mendidih pada suhu sekitar 360 ° C, sebagian besar terdiri dari hidrokarbon dan hanya sebagian kecil senyawa heteroatomik (oksigen - fenol, asam naftenat; belerang - merkaptan, sulfida, disulfida, tiofena; nitrogen - basa piridin dan imina), dan mendidih di atas 360°C, sebagian besar terdiri dari senyawa heteroatomik yang mengandung molekul O, S dan N, dan pada tingkat lebih rendah hidrokarbon (parafin, hidrokarbon hibrida ).

Pertanyaan tes mandiri

Apa komposisi hidrokarbon parafin dalam minyak bumi?

Struktur apa yang terdapat pada naftena monosiklik dalam minyak?

3. Mengapa naftena merupakan komponen yang diinginkan dalam bahan bakar motor dan minyak pelumas?

4. Arena apa saja yang terdapat dalam minyak?

5. Fraksi minyak manakah yang hampir seluruhnya terdiri dari hidrokarbon berstruktur campuran?

Kelas senyawa apa yang diwakili oleh senyawa yang mengandung oksigen dalam minyak?

Bagaimana sulfur didistribusikan ke fraksi minyak?

Apa senyawa nitrogen minyak bumi?

Apa itu resin?

10. Petunjuk utama penggunaan bahan resin-aspalten.

11. Apa yang dimaksud dengan aspalten dalam komposisi hidrokarbon?

Asal usul minyak

Sifat-sifat minyak

Properti fisik

Berat molekul rata-rata

Kepadatan

dengan mudah th, 0,831-0,860 - rata-rata, di atas 0,860 - berat.

(biasanya > komposisi faksi

Suhu kristalisasi parafin pecahan ringan

Viskositas komposisi faksi minyak dan itu suhu

Panas spesifik 1,7-2,1 kJ/(kg∙K).

43,7-46,2 MJ/kg.

2,0-2,5

dari untuk .

Titik nyala

Komposisi kimia

Komposisi umum

Minyak merupakan campuran sekitar 1000 zat individu, sebagian besar berupa hidrokarbon cair (> 500 zat atau biasanya 80-90% berat) dan senyawa organik heteroatomik (4-5%), terutama belerang (sekitar 250 zat), nitrogen ( >

Komposisi hidrokarbon

parafin naftena (10-20, lebih jarang 35%) dan dengan Campuran

Geologi Perminyakan

Batuan yang mengandung minyak mempunyai porositas yang relatif tinggi dan permeabilitas yang cukup untuk ekstraksi. Batuan yang memungkinkan pergerakan bebas dan penumpukan cairan dan gas di dalamnya disebut reservoir. Porositas reservoir bergantung pada derajat pemilahan butiran, bentuk dan penempatannya, serta keberadaan semen. Permeabilitas ditentukan oleh ukuran pori-pori dan konektivitasnya. Reservoir minyak utama adalah pasir, batupasir, konglomerat, dolomit, batugamping dan batuan berpermeabilitas tinggi lainnya yang tertanam di antara batuan dengan permeabilitas rendah seperti tanah liat atau gipsum. Dalam kondisi yang menguntungkan, reservoir dapat berupa retakan batuan metamorf dan batuan beku yang terletak di sekitar batuan sedimen yang mengandung minyak.

Berbagai jenis endapan minyak dalam perangkap hidrolik terbuka (1-3) dan tertutup (4-6): 1 - endapan minyak kubah strata dan gas-minyak; 2 - deposit gas-minyak berbentuk kubah besar; 3 - deposit minyak di langkan paleorelief, primer (misalnya, terumbu) atau sekunder (erosif); 4 - reservoir minyak, disaring oleh ketidakselarasan stratigrafi; 5 - deposit minyak di perangkap pinchout primer (permukaan, litologi) reservoir; 6 - deposit minyak yang terlindung secara tektonik; a - minyak; b - gas; c - air.

Seringkali deposit minyak hanya menempati sebagian dari reservoir dan oleh karena itu, tergantung pada sifat porositas dan tingkat sementasi batuan (heterogenitas deposit), ditemukan tingkat kejenuhan minyak yang berbeda dari masing-masing bagian di dalam deposit itu sendiri.

Biasanya, minyak dalam suatu endapan disertai dengan air, yang membatasi endapan tersebut di bagian bawah lapisan atau di sepanjang dasarnya. Selain itu, di setiap deposit minyak, ada yang disebut. film, atau sisa air, membungkus partikel batuan (pasir) dan dinding pori. Jika batuan reservoir terjepit atau terpotong oleh patahan, gaya dorong, dll., gangguan disjungtif, endapan dapat dibatasi seluruhnya atau sebagian oleh batuan dengan permeabilitas rendah. DI DALAM bagian atas Deposit minyak terkadang mengandung gas (yang disebut “tutup gas”).

Saat mengekstraksi minyak dari sumur, tidak mungkin untuk sepenuhnya mengekstraksi semua minyak dari deposit; sebagian besar minyak masih tertinggal di kedalaman kerak bumi. Untuk ekstraksi minyak yang lebih lengkap, teknik khusus digunakan, yang mana metode penggenangan (garis besar, intra-garis besar, fokus) sangat penting. Minyak di dalam deposit berada di bawah tekanan, akibatnya pembukaan deposit, terutama pada sumur pertama, disertai dengan risiko kebocoran gas dan minyak (sangat jarang terjadi ledakan minyak).

Beberapa klasifikasi ladang dan ladang minyak telah diusulkan baik di Rusia maupun di luar negeri. Ladang minyak berbeda satu sama lain dalam jenis bentuk struktural dan kondisi pembentukannya. Endapan minyak dan gas berbeda satu sama lain dalam bentuk reservoir trap dan kondisi pembentukan akumulasi minyak di dalamnya.

Nilai minyak

Pengenalan grading diperlukan karena perbedaan komposisi minyak (kandungan sulfur, perbedaan kandungan gugus alkana, adanya pengotor) tergantung pada bidangnya. Standar harga adalah minyak WTI dan Light Sweet (untuk belahan bumi barat dan umumnya menjadi acuan untuk jenis minyak lainnya), serta Brent (untuk pasar Eropa dan negara-negara OPEC).

Untuk menyederhanakan ekspor, ditemukan kadar minyak standar tertentu, yang dikaitkan dengan ladang utama atau sekelompok ladang. Bagi Rusia, ini adalah Ural berat dan Siberian Light minyak ringan. Di Inggris - Brent, di Norwegia - Statfjord, di Irak - Kirkuk, di AS - Light Sweet dan WTI. Seringkali suatu negara memproduksi dua jenis minyak - ringan dan berat. Misalnya, di Iran adalah Iran Light dan Iran Heavy.

Penyulingan minyak

Pabrik kilang minyak pertama dibangun di Rusia pada tahun 1745, pada masa pemerintahan Elizaveta Petrovna, di ladang minyak Ukhta. Petersburg dan Moskow pada waktu itu mereka menggunakan lilin, dan di kota-kota kecil mereka menggunakan serpihan. Namun demikian, lampu yang tidak dapat padam menyala di banyak gereja. Mereka diisi dengan minyak pegunungan, yang tidak lebih dari campuran minyak bumi dan minyak nabati.

Pada akhir abad ke-18, lampu minyak tanah ditemukan. Dengan munculnya lampu, kebutuhan minyak tanah meningkat. Penyulingan minyak adalah penghilangan komponen-komponen yang tidak diinginkan dari produk minyak bumi yang berdampak negatif terhadap sifat kinerja bahan bakar dan minyak. Pembersihan kimiawi dilakukan dengan memaparkan komponen-komponen produk yang dihilangkan yang sedang dimurnikan ke berbagai reagen. Metode paling sederhana adalah pemurnian dengan asam sulfat atau oleum 92-96%, yang digunakan untuk menghilangkan hidrokarbon tak jenuh dan aromatik. Pemurnian fisika-kimia dilakukan dengan menggunakan pelarut yang secara selektif menghilangkan komponen yang tidak diinginkan dari produk yang dimurnikan. Pelarut non-polar (propana dan butana) digunakan untuk menghilangkan hidrokarbon aromatik dari residu penyulingan minyak (tar) (proses deasphalting). Pelarut polar (fenol, dll.) digunakan untuk menghilangkan karbon polisiklik aromatik dengan rantai samping pendek, senyawa sulfur dan nitrogen dari sulingan minyak. Selama pemurnian adsorpsi, hidrokarbon tak jenuh, resin, asam, dll dihilangkan dari produk minyak bumi. Pemurnian adsorpsi dilakukan dengan mengontakkan udara panas dengan adsorben atau menyaring produk melalui butiran adsorben. Pemurnian katalitik - hidrogenasi dalam kondisi ringan, digunakan untuk menghilangkan senyawa sulfur dan nitrogen.

Penerapan minyak.

Minyak mentah praktis tidak digunakan secara langsung (minyak mentah, bersama dengan nerosine, digunakan untuk melindungi pasir - mengamankan pasir bukit pasir agar tidak tertiup angin selama pembangunan saluran listrik dan jaringan pipa). Untuk memperoleh produk yang bernilai teknis darinya, terutama bahan bakar motor, pelarut, bahan bakunya industri kimia, itu diproses. Minyak menempati posisi terdepan dalam keseimbangan bahan bakar dan energi global: porsinya dalam total konsumsi energi adalah 48%. Di masa depan, porsi ini akan menurun karena meningkatnya penggunaan nuklir dan jenis energi lainnya, serta peningkatan biaya dan penurunan produksi.

Karena pesatnya perkembangan industri kimia dan petrokimia di dunia, kebutuhan akan minyak bumi semakin meningkat tidak hanya untuk meningkatkan produksi bahan bakar dan minyak, tetapi juga sebagai sumber bahan baku yang berharga untuk produksi karet dan serat sintetis. plastik, surfaktan, deterjen, pemlastis, bahan tambahan, pewarna, dll. (lebih dari 8% produksi dunia). Di antara bahan awal yang diperoleh dari minyak untuk industri ini, yang paling banyak digunakan adalah: hidrokarbon parafin - metana, etana, propana, butana, pentana, heksana, serta berat molekul tinggi (10-20 atom karbon per molekul); naftenik; hidrokarbon aromatik - benzena, toluena, xilena, etilbenzena; olefin dan diolefin - etilen, propilena, butadiena; asetilen. Minyak itu unik justru karena kombinasi kualitasnya: kepadatan tinggi energi (tiga puluh persen lebih tinggi dibandingkan batubara kualitas tertinggi), minyak mudah diangkut (dibandingkan dengan gas atau batubara, misalnya), dan terakhir, banyak produk yang disebutkan di atas mudah diperoleh dari minyak. Menipisnya sumber daya minyak, kenaikan harga dan alasan lainnya menyebabkan pencarian intensif bahan bakar cair sebagai pengganti.

Produk minyak bumi juga digunakan dalam panel panel surya. Panel surya dapat membantu pemilik rumah dan bisnis memanfaatkan energi terbarukan seperti energi surya, namun sebagian besar panel masih terbuat dari resin minyak bumi dan komponen plastik dari sel fotovoltaik. Hal ini mungkin akan segera berubah karena banyak perusahaan mulai mengembangkan bio-resin dan bioplastik baru yang dapat menggantikan komponen baterai berbasis minyak bumi.

Seperti telah disebutkan, Rusia memproduksi minyak Ural, yang diperoleh dengan mencampurkan minyak berat dengan kandungan sulfur tinggi dari wilayah Ural dan Volga dengan minyak ringan Siberia Barat.

Ural adalah jenis minyak sulfur tinggi (kandungan sulfur sekitar 1,3%), yang merupakan campuran minyak yang diproduksi di Okrug Otonomi Khanty-Mansiysk dan Tatarstan. Produsen utama emas hitam Ural adalah Rosneft, Lukoil, Surgutneftegaz, perusahaan minyak Gazprom Neft, TNK-BP dan grup Tatneft. Harga minyak Rusia ditentukan dengan mendiskon harga Brent, karena minyak Rusia dianggap berkualitas lebih rendah karena kandungan sulfurnya yang tinggi, serta hidrokarbon berat dan siklik.

Baru-baru ini di Federasi Rusia sejumlah langkah telah diambil untuk meningkatkan kualitas emas hitam Ural dengan menghilangkan minyak Tatarstan yang mengandung sulfur tinggi (di Republik Tatarstan direncanakan untuk membangun fasilitas penyulingan minyak baru untuk membuat bensin dari minyak lokal, daripada memasukkannya ke dalam pipa gas). Minyak Siberia Barat sendiri memiliki kualitas yang dapat diterima. Di luar negeri dikenal dengan nama merek Siberian Light.

Minyak Ural disuplai melalui Novorossiysk dan sistem pipa gas Druzhba.

Siberian Light adalah jenis minyak (kandungan sulfur sekitar 0,57%) yang diproduksi di Okrug Otonomi Khanty-Mansiysk. Produsen utama emas hitam Siberian Light adalah Rosneft, Lukoil, Surgutneftegaz, Gazprom Neft, TNK-BP.

Dalam industri pasokan panas, produk penyulingan minyak – bahan bakar minyak – telah ditemukan penerapannya sebagai bahan bakar untuk ketel uap, pabrik ketel uap, dan tungku industri. Bahan bakar minyak, produk cair berwarna coklat tua, adalah residu setelah pemisahan fraksi bensin, minyak tanah, dan gas minyak dari minyak atau produk pengolahan sekundernya, yang mendidih hingga suhu 350-360°C.

Bahan bakar minyak memiliki nilai kalor hampir satu setengah kali lebih tinggi dibandingkan batubara terbaik. Dibutuhkan sedikit ruang selama pembakaran dan tidak menghasilkan residu padat saat dibakar. Mengganti bahan bakar padat dengan bahan bakar minyak di pembangkit listrik tenaga panas, pabrik dan kereta api serta transportasi air memberikan penghematan biaya yang besar dan berkontribusi terhadap perkembangan yang cepat industri utama dan transportasi.

Kesimpulan.

Oleh karena itu, minyak merupakan sumber daya yang tidak dapat diperbarui. Jumlah cadangan minyak terbukti (per 2004) mencapai 210 miliar ton (1200 miliar barel), cadangan yang belum ditemukan diperkirakan mencapai 52-260 miliar ton (300-1500 miliar barel). Pada awal tahun 1973, cadangan minyak terbukti dunia diperkirakan mencapai 100 miliar ton (570 miliar barel). Dengan demikian, cadangan terbukti telah meningkat di masa lalu (konsumsi minyak juga meningkat - selama 35 tahun terakhir telah meningkat dari 20 menjadi 30 miliar barel per tahun). Namun, sejak tahun 1984, volume produksi minyak dunia tahunan telah melebihi volume cadangan minyak yang dieksplorasi.

Produksi minyak dunia pada tahun 2006 adalah sekitar 3,8 miliar ton per tahun atau 30 miliar barel per tahun. Jadi, pada tingkat konsumsi saat ini, minyak yang sudah terbukti akan bertahan sekitar 40 tahun, dan minyak yang belum ditemukan akan bertahan selama 10-50 tahun berikutnya.

Meskipun terdapat perkiraan seperti itu, pemerintah Rusia berencana untuk meningkatkan produksi minyak menjadi 530 juta ton per tahun pada tahun 2030. Terdapat juga cadangan minyak yang besar (3,400 miliar barel) di pasir minyak Kanada dan Venezuela. Pada tingkat konsumsi saat ini, minyak ini akan bertahan selama 110 tahun. Saat ini, perusahaan belum bisa memproduksi banyak minyak dari pasir minyak, namun mereka berkembang ke arah ini.

Daftar literatur bekas.

1. http://ru.wikipedia.org – deskripsi sifat-sifat minyak.

2. http://enc.fxeuroclub.ru – deskripsi produksi minyak.

3. http://omrpublic.iea.org/supplysearch.asp - data akurat tentang produksi minyak.

4. Vinogradov A.P. Galimov E.M. “Isotop karbon dan masalah asal usul minyak.” - "Geokimia". 1970. Nomor 3

Minyak: definisi dan deskripsi.

Minyak bumi - berminyak alami cairan yang mudah terbakar, terdiri dari campuran kompleks hidrokarbon dan beberapa senyawa organik lainnya. Warna minyaknya merah kecoklatan, kadang hampir hitam, meski kadang ditemukan minyak agak kuning kehijauan bahkan tidak berwarna; memiliki bau yang khas dan umum ditemukan pada batuan sedimen bumi. Saat ini, minyak adalah salah satu mineral terpenting bagi umat manusia.

Minyak ditemukan bersama dengan gas pada kedalaman puluhan meter hingga 5-6 km. Namun, pada kedalaman lebih dari 4,5-5 km, endapan gas dan kondensat gas dengan sejumlah kecil fraksi ringan mendominasi. Jumlah cadangan minyak maksimum terletak pada kedalaman 1-3 km. Pada kedalaman yang dangkal dan pada singkapan alami di permukaan bumi, minyak diubah menjadi malta kental, aspal semi padat dan formasi lainnya - misalnya pasir tar dan bitumen.

Asal usul minyak

Pembentukan minyak adalah proses bertahap yang sangat panjang (biasanya 50-350 juta tahun) yang dimulai pada makhluk hidup. Ada beberapa tahapan:

· Sedimentasi - di mana sisa-sisa organisme hidup jatuh ke dasar cekungan air;

· biokimia - proses pemadatan, dehidrasi dan proses biokimia dalam kondisi akses terbatas oksigen;

· protokatagenesis - penurunan lapisan sisa organik hingga kedalaman 1,5-2 km, dengan kenaikan suhu dan tekanan secara perlahan;

· mesokatagenesis atau fase utama pembentukan minyak (PHP) - penurunan lapisan residu organik hingga kedalaman 3-4 km, dengan kenaikan suhu hingga 150 °C. Dalam hal ini, zat organik mengalami penghancuran termokatalitik, menghasilkan pembentukan zat bitumen yang membentuk sebagian besar minyak mikro. Selanjutnya, minyak didistilasi karena penurunan tekanan dan emigrasi minyak mikro ke dalam lapisan reservoir berpasir, dan melaluinya ke dalam perangkap;

· apokatagenesis kerogen atau fase utama pembentukan gas (MFG) - penurunan lapisan sisa organik hingga kedalaman lebih dari 4,5 km, dengan kenaikan suhu hingga 180-250 °C. Dalam hal ini, bahan organik kehilangan potensi penghasil minyaknya dan menyadari potensi penghasil metana.

I.M. Gubkin juga mengidentifikasi tahapan penghancuran ladang minyak.

Sejarah produksi minyak dimulai pada milenium ke-6 SM. Kerajinan paling kuno dikenal di tepi sungai Efrat, di Kerch, di provinsi Sichuan, Tiongkok. Metode ekstraksi pertama adalah pengumpulan minyak dari permukaan badan air, yang digunakan di Media, Babilonia, dan Suriah sebelum zaman kita.

Sifat-sifat minyak

Properti fisik

Minyak adalah cairan berwarna coklat muda (hampir tidak berwarna) hingga coklat tua (hampir hitam).

Berat molekul rata-rata 220-300 g/mol (jarang 450-470).

Kepadatan 0,65-1,05 (biasanya 0,82-0,95) g/cm³.

Minyak yang massa jenisnya di bawah 0,83 disebut dengan mudah th, 0,831-0,860 - rata-rata, di atas 0,860 - berat.

Kepadatan minyak, seperti hidrokarbon lainnya, sangat bergantung pada suhu dan tekanan. Itu mengandung jumlah yang besar zat organik yang berbeda dan oleh karena itu dicirikan bukan berdasarkan titik didihnya, tetapi titik didih hidrokarbon cair(biasanya >28 °C, jarang ≥100 °C untuk minyak berat) dan komposisi faksi- hasil fraksi individu yang didistilasi terlebih dahulu pada tekanan atmosfer dan kemudian di bawah vakum dalam batas suhu tertentu, biasanya hingga 450-500 °C (~ 80% volume sampel mendidih), lebih jarang 560-580 °C (90- 95%).

Suhu kristalisasi dari −60 hingga + 30 °C; terutama bergantung pada kandungan dalam minyak parafin(semakin banyak, semakin tinggi suhu kristalisasi) dan pecahan ringan(semakin banyak, semakin rendah suhunya).

Viskositas sangat bervariasi (dari 1,98 hingga 265,90 mm²/s untuk berbagai minyak yang diproduksi di Rusia), ditentukan komposisi faksi minyak dan itu suhu(semakin tinggi dan semakin besar jumlah fraksi ringannya, semakin rendah viskositasnya), begitu pula dengan kandungannya zat resin-aspalten(semakin banyak, semakin tinggi viskositasnya).

Panas spesifik 1,7-2,1 kJ/(kg∙K).

Panas spesifik pembakaran (lebih rendah) 43,7-46,2 MJ/kg.

Konstanta dielektrik 2,0-2,5

Konduktivitas listrik [spesifik] dari untuk .

Minyak adalah cairan yang mudah terbakar. Titik nyala dari −35 hingga +121 °C (tergantung pada komposisi fraksi dan kandungan gas terlarut di dalamnya).

Minyak larut dalam pelarut organik, dalam kondisi normal tidak larut dalam air, tetapi dapat membentuk emulsi yang stabil dengannya. Dalam teknologi pemisahan air dan garam yang terlarut di dalamnya dari minyak, dilakukan dehidrasi dan desalting.

Komposisi kimia

Komposisi umum

Minyak merupakan campuran sekitar 1000 zat individu, sebagian besar berupa hidrokarbon cair (> 500 zat atau biasanya 80-90% berat) dan senyawa organik heteroatomik (4-5%), terutama belerang (sekitar 250 zat), nitrogen ( > 30 zat) dan oksigen (sekitar 85 zat), serta senyawa organologam (terutama vanadium dan nikel). Komponen sisanya adalah gas hidrokarbon terlarut (C1-C4, dari sepersepuluh hingga 4%), air (dari sedikit hingga 10%), garam mineral (terutama klorida, 0,1-4000 mg/l atau lebih), larutan asam garam organik, dll., kotoran mekanis.

Komposisi hidrokarbon

Terutama hadir dalam minyak parafin(biasanya 30-35, lebih jarang 40-50% berdasarkan volume) dan naftena(25-75%). Lebih sedikit - senyawa aromatik(10-20, lebih jarang 35%) dan dengan Campuran, atau struktur hibrida (misalnya, parafin-naftena, naftena-aromatik).

Semua orang tahu apa itu minyak dan gas. Dan pada saat yang sama, bahkan para ahli tidak dapat sepakat di antara mereka sendiri tentang bagaimana cadangan minyak terbentuk. Keadaan ini tidak akan terasa aneh jika Anda mulai mengenal “biografi” mineral ini.

DI DALAM variasi terbaik batubara - antrasit, misalnya, karbon menyumbang 94%. Sisanya digunakan untuk hidrogen, oksigen, dan beberapa elemen lainnya.

Tentu saja, praktis tidak ada batubara murni di alam: lapisannya selalu tersumbat oleh batuan sisa, berbagai inklusi dan inklusi... Namun dalam hal ini kita tidak berbicara tentang lapisan atau endapan, tetapi hanya tentang batubara saja.

Minyak mengandung jumlah karbon yang hampir sama dengan batubara - sekitar 86%, tetapi lebih banyak hidrogen - 13% dibandingkan 5-6% pada batubara. Tetapi oksigen dalam minyak sangat sedikit - hanya 0,5%. Selain itu juga mengandung nitrogen, belerang dan mineral lainnya.

Kesamaan komposisi unsur seperti itu, tentu saja, tidak luput dari perhatian para ilmuwan. Oleh karena itu, minyak, bersama dengan gas, termasuk dalam kelas batuan yang sama dengan batu bara (antrasit, batu dan coklat), gambut dan serpih, yaitu kelas caustobiolites.

Kata rumit ini terdiri dari tiga kata Yunani: kaustikos - pembakaran, bios - kehidupan dan lithos - batu. Sekarang Anda bisa menerjemahkannya sendiri.

Nama ini mungkin tidak sepenuhnya akurat. Bagaimana mungkin minyak cair, dan terlebih lagi gas alam, dapat dimasukkan ke dalam golongan batu, meskipun berasal dari organik, meskipun mudah terbakar?...

Pernyataan tersebut cukup beralasan. Namun, Anda mungkin akan lebih terkejut lagi ketika mengetahui bahwa para ahli mengklasifikasikan minyak sebagai mineral (meskipun demikian kata Latin minera berarti "bijih". Bersama dengan gas, ia diklasifikasikan sebagai mineral yang mudah terbakar. Ini adalah bagaimana hal itu terjadi secara historis, dan bukan hak Anda dan saya untuk mengubah klasifikasi ini. Ingatlah bahwa mineral tidak hanya keras.

Secara kimia minyak adalah campuran kompleks hidrokarbon, dibagi menjadi dua kelompok - minyak berat dan ringan. Minyak ringan mengandung karbon sekitar dua persen lebih sedikit dibandingkan minyak berat, namun juga lebih banyak hidrogen dan oksigen.

Bagian utama minyak terdiri dari tiga kelompok hidrokarbon - alkana, naftena, dan arena.

Alkana(dalam literatur Anda mungkin juga menemukan nama hidrokarbon jenuh, hidrokarbon jenuh, parafin) adalah yang paling stabil secara kimia. Rumus umumnya adalah СnH(2n+2). Jika jumlah atom karbon dalam suatu molekul tidak lebih dari empat, maka pada tekanan atmosfer, alkana akan berbentuk gas. Dengan 5-16 atom karbon, ini adalah cairan, dan di atasnya adalah padatan, parafin. KE naftena termasuk hidrokarbon alisiklik dengan komposisi CnH2n, CnH(2n-2) dan CnH(2n-4). Minyak terutama mengandung siklopentana C5H10, sikloheksana C6H10 dan homolognya. Dan akhirnya, arena(hidrokarbon aromatik). Mereka secara signifikan lebih miskin hidrogen, rasio karbon/hidrogen di arena adalah yang tertinggi, jauh lebih tinggi dibandingkan minyak pada umumnya. Kandungan hidrogen dalam minyak sangat bervariasi, namun rata-rata dapat diambil pada kisaran 10-12%, sedangkan kandungan hidrogen dalam benzena adalah 7,7%. Dan apa yang dapat kita katakan tentang senyawa polisiklik kompleks, yang pada cincin aromatiknya terdapat banyak ikatan karbon-karbon tak jenuh! Bahan-bahan ini membentuk dasar resin, aspalten, dan prekursor kokas lainnya, dan karena sangat tidak stabil, bahan-bahan ini mempersulit kehidupan penyulingan minyak.

Lihatlah bagaimana molekul pentana C5H10, sikloheksana C6H12 dan benzena C6H6 disusun - perwakilan khas dari masing-masing kelas ini:

Selain bagian karbon, minyak mengandung komponen aspal-resin, porfirin, belerang dan bagian abu.

Bagian aspal-resin adalah zat padat berwarna gelap yang sebagian larut dalam bensin. Bagian yang larut disebut aspalten, dan bagian yang tidak larut tentu saja disebut resin.

Porfirin adalah senyawa organik khusus yang mengandung nitrogen. Banyak ilmuwan percaya bahwa mereka pernah terbentuk dari klorofil tumbuhan dan hemoglobin hewan.

Terdapat cukup banyak sulfur dalam minyak - hingga 5%, dan hal ini menyebabkan banyak masalah bagi pekerja minyak, menyebabkan korosi pada logam.

Dan terakhir, bagian abu. Inilah yang tersisa setelah minyak dibakar. Abu biasanya mengandung senyawa besi, nikel, vanadium dan beberapa zat lainnya. Kami akan membicarakan penggunaannya nanti.

Terhadap apa yang telah dikatakan, mungkin kita dapat menambahkan bahwa tetangga geologis minyak - gas alam - juga merupakan zat dengan komposisi yang kompleks. Yang terpenting - hingga 95% volume - dalam campuran ini metana. Etana, propana, butana, dan alkana lainnya juga ada - dari C5 ke atas. Analisis yang lebih menyeluruh mengungkapkan sejumlah kecil helium dalam gas alam.

Pemanfaatan gas alam sudah dimulai sejak lama, namun pada awalnya hanya dilakukan di tempat-tempat yang muncul secara alami ke permukaan. Di Dagestan, Azerbaijan, Iran, dan wilayah timur lainnya, ritual “api abadi” telah menyala sejak dahulu kala, dan kuil-kuil tumbuh subur di dekatnya sehingga mengorbankan para peziarah.

Belakangan, tercatat kasus penggunaan gas alam yang diperoleh dari sumur bor atau sumur dan lubang yang dibangun untuk berbagai keperluan. Pada milenium pertama Masehi, ladang gas Ziliutsin ditemukan saat mengebor sumur garam di provinsi Sichuan, Tiongkok. Orang-orang praktis dari Sichuan segera belajar menggunakan gas ini untuk menguapkan garam dari air garam. Berikut adalah contoh penerapan energi pada umumnya.

Selama berabad-abad, manusia telah memanfaatkan anugerah alam seperti itu, tetapi kasus-kasus ini tidak dapat disebut sebagai perkembangan industri. Baru pada pertengahan abad ke-19 gas alam menjadi bahan bakar teknologi, dan salah satu contoh pertamanya adalah produksi kaca, yang diselenggarakan berdasarkan deposit Dagestan Ogni. Omong-omong, saat ini lebih dari 60% produksi kaca didasarkan pada penggunaan gas alam sebagai bahan bakar teknologi.

Secara umum, keunggulan bahan bakar gas telah menjadi jelas sejak lama, mungkin sejak munculnya proses industri untuk penghancuran bahan bakar padat secara termal (tanpa akses udara). Perkembangan metalurgi menyebabkan penggantian pabrik tar primitif dengan oven kokas. Gas kokas dengan cepat digunakan dalam rumah tangga - klakson gas muncul untuk penerangan jalan dan bangunan. Pada tahun 1798, penerangan gas dipasang di Inggris untuk bangunan utama pabrik James Watt, dan pada tahun 1804 masyarakat penerangan gas pertama dibentuk. Pada tahun 1818, lampu gas menerangi Paris. Dan tak lama kemudian kokas mulai digunakan untuk menghasilkan tidak banyak kokas metalurgi, tetapi pertama untuk penerangan dan kemudian gas rumah tangga. Gasifikasi dalam kehidupan sehari-hari telah menjadi identik dengan kemajuan, proses gasifikasi bahan bakar telah ditingkatkan, dan gas yang dihasilkan semakin dikenal sebagai “gas kota”.

Menarik untuk dicatat bahwa peningkatan teknologi pirogenetik mengikuti jalur pemanfaatan potensi bahan bakar yang lebih lengkap. Selama distilasi kering seperti kokas, tidak lebih dari 30-40% panas bahan bakar diubah menjadi gas. Dengan gasifikasi oksidatif dengan penambahan oksigen, udara, dan uap air, hingga 70-80% atau lebih panas potensial dapat diubah menjadi gas. Dalam praktiknya, selama gasifikasi bahan bakar padat, tidak ada senyawa organik yang tertinggal dalam residu abu.

Namun gas yang dihasilkan dari gasifikasi oksidatif memiliki nilai kalor yang lebih rendah dibandingkan gas yang dihasilkan dari kokas. Oleh karena itu, dalam produksi gas kota, proses kokas digabungkan dengan proses gasifikasi. Selanjutnya, pada abad ke-20, peningkatan nilai kalor gas domestik menjadi mungkin dengan memasukkan operasi metana katalitik ke dalam skema gasifikasi - konversi sebagian karbon monoksida dan hidrogen yang terkandung dalam gas gasifikasi oksidatif menjadi metana. Dengan demikian, panas pembakaran gas rumah tangga yang dihasilkan yang diperlukan untuk pengoperasian normal pembakar dapat dicapai minimal 16,8 MJ/m3 (4000 kkal/m3).

Jadi, gas menggantikan bahan bakar jenis lain, pertama untuk penerangan, kemudian untuk memasak dan memanaskan rumah. Namun selama hampir satu abad, hampir hanya gas buatan yang diperoleh dari bahan bakar padat yang digunakan untuk tujuan ini. Bagaimana dengan gas alam?

Faktanya, mereka mulai serius mencari dan mengembangkan cadangan gas alam pada tahun 20-an abad ke-20. Dan baru pada tahun 30-an, teknologi pengeboran hingga kedalaman yang sangat dalam (hingga 3000 meter atau lebih) memungkinkan untuk menyediakan basis bahan baku yang dapat diandalkan untuk industri gas.

Perkembangan industri baru terhambat oleh Perang Dunia Kedua. Namun demikian, pada tahun 1944, pekerjaan survei dimulai pada pemasangan pipa gas industri pertama Saratov-Moskow. Ini adalah anak sulung, diikuti pada tahun 50an oleh Dashava-Kyiv dan Shebelinka-Moskow. Pada dekade-dekade berikutnya, seluruh Uni Soviet dilintasi oleh rute-rute kuat yang saat ini dilalui gas alam dalam jumlah besar. Itulah sebabnya gas secara bertahap menjadi pembawa energi nomor satu untuk kebutuhan kota dan pembangkit listrik industri. Pangsa gas alam telah melampaui 60 persen di sektor energi untuk produksi semen, kaca, keramik, dan lainnya. bahan bangunan, mendekati 50% di bidang metalurgi dan teknik mesin. Penggunaan gas alam pada pembangkit listrik stasioner memungkinkan, dengan mempertimbangkan pengurangan konsumsi untuk kebutuhan pembangkit listrik itu sendiri, meningkatkan efisiensinya sebesar 6-7%, dan meningkatkan produktivitas sebesar 30% atau lebih.