Дәріс 5 - Мұнайлардың жіктелуі

Дәріс жоспары:

1. 
   Мұнайдың ғылыми жіктелуі
   
2. 
   Мұнайдың химиялық жіктелуі
   
3. 
   Мұнайдың технологиялық жіктелуі
   

1888 жылы барлық жаңғыш қазбалар каустобиолиттер деп аталған. Олар екі топқа бөлінген: көмірлер және битумдар. Битумдарға мұнайды және жаңғыш газдарды да, мұнайға тектес қатты заттар да жатқызды. 1987 жылы Хьюстон қаласында ХІІ дуниежүзілік мұнай конгресінде мұнайлардың тығыздығы бойынша жалпы жіктелу схемасы қабылданған:

1. 
   Жеңіл мұнайлар – 870,3 кг/м³
   
2. 
   Орта - 870,3-920, 0 кг/м³
   
3. 
   Ауыр – 920,0 – 1000 кг/м³
   
4. 
   Өте ауыр – 1000 кг/м³ жоғары, тұтқырлығы 10 000 мПа/с кем емес
   
5. 
   Табиғи битумдар – 1000 кг/м³, тұтқырлығы 10 000 мПа/с жоғары
   

1. 
   Мұнай – майлардың үлесі 65% жоғары
   
2. 
   Мальталар – 40-65%, бұл қара түсті, өте қою шайырлы мұнайлар. Олар күкірт пен оттеке бай болады.
   
3. 
   Асфальттар – 25-40%, қоныр қара түсті, тұтқырлы, аздап созылымды немесе қатты аморфты заттар.
   
4. 
   Асфальтиттер – 25%-тен төмен деп қабылданған қатты заттар
   

2. Химиялық классификация мұнай құрамында бір немесе бірсыпыра көмірсутектер кластары басым болуына негізделген. Бұл классификация бойынша мұнайдың алты түрін ажыратады:

1. 
   парафиндік (құрамында алкандар көп) Манғышлак мұнайы.
   
2. 
   Парафиндік нафтендік (құрамында алкандар + циклоалкандар)
   
3. 
   Нафтендік (құрамында 60% көп циклоалкандар)
   
4. 
   Парафиндік - нафтендік – ароматтық (алкандар мөлшері = циклоалкан + арендер және 10% шәйір)
   
5. 
   Нафтендік – ароматтық (құрамында циклоалкандар, арендер және 20% шәйір)
   
6. 
   Ароматты (құрамында арендер көп).
   

Парфинді нафтенді мұнайларда және олардың фракцияларының негізінде алкандар мен нафтендер болады, арендер мен шайырлы асфальтенді заттардың үлесі аз.

Нафтенді мұнайларда барлық фракцияларда циклоалкандар (60% және одан да жоғары) негізгі компонентке жатады. Олардың құрамында қатты парафиндердің, шайырлардың және асфальтендердің үлесі өте аз.

Нафтен ароматты мұнайлардың негізінде ауыр фракцияларда концентрленетін цикландар мен арендер жатады. Бұл мұнайларда шайырлар мен асфальтендердің мөлшері 15-20% дейін жетеді.

Ароматты мұнайлар – барлық фракциялардың құрамында арендердің үлесі басым және тығыздығы жоғары мұнайлар.

Мұнайдың аталымына негізгі, үлесі жоғары болатын, компонент бірінші орын алады, яғни үлесі азайған сайын екінші, үшінші орын алады. Егер белгілі көмірсутектер класына жататын компоненттің үлесі 10%-тен аз болса, ол мұнайдың аталымына кірмейді. Мұнайдағы үш компоненттің үлесі шамамен бірдей болатын жағдайда парафин нафтен ароматты болып жіктеледі.

Бүгінгі күнге қабылданған стандарты бойынша тауарлы мұнайлар белгілі кластарға, типтерге, топтарға және түрлерге бөлінеді. Күкірт және оның қосылыстары шикі мұнайдың айнымас компоненттері болып табылады. Мұнай құрамында күкірт еріген элементарлы күкрт, күкіртті сутек, меркаптандар, сульфидтер, дисульфидтер мен тиофеннің туындылары түрінде болады. Олар улағыш, жарамсыз иісті, шайыр шөгуінде себепші болып сумен қосылғанда металдарды коррозияға ұшыратады және зиянды қоспалар болып саналады. Сондықтан олардың тауарлы мұнай ішінде болуы тиімсіз. Құрамында күкірттің массалық үлесі бойынша төрт класқа бөледі:

Мұнайдың құрамындағы күкірт бойынша жіктелуі

Мұнайдың тығыздығы бойынша жіктелуі

Жерастынан өндірілген мұнайдың құрамында әрқашан жерасты суы, және әртүрлі механикалық қоспалар болады. Мұнай кен орындарының жер асты суда еріген күйде әр түрлі мөлшерде минерал, тұздар, газдар, кейбір органикалық қосылыстар болады. Олар, әсіресе хлорлы тұздар, мұнайдың құрамында болып тасымалдау, өндеу кезінде құбырлардың, аппаратураның коррозиясын тұғызып, мұнайдың тұтқырлығын арттырып, зиянды әсер етеді. Сондықтан мұнайды тасымалдау және өңдеу алдында даярлау керек. Мқнайлар даярлау дәрежесі арқылы құрамында судың, хлорлы тұздардың, механикалық қоспалардың, хлорорганикалық қосылыстардың үлесі және көмірсутектердің қаныққан бу қысымы бойынша үш топқа бөлінеді:

Мұнайдың даярлау дәрежесі бойынша жіктелуі

Мұнайдың күкіртсутектің және жеңіл меркаптандардың массалық үлесі бойынша жіктелу

Сонымен қатар мұнайлар физикалық және химиялық сипаттамалар және ауыр қалдықтардың құрамы бойынша жіктелінеді:

Мұнай және табиғи қалдықтар құрамы (%) бойынша жіктелу

Құрамындағы күкірттің үлес салмағына байланысты төрт класқа бөледі (I < II< III < IV)

350⁰C-қа дейін айдалатын фракциялардың шығымына қарай үш түрге бөледі (T₁ > T₂ > T₃)

Базалық майлардың үлес салмақтарына қарай үш топқа бөледі (M₁ > M₂ > M₃)

Тұтқырлық индексі бойынша төрт топшаға бөледі (И₁ > И₂ > И₃ > И₄)

Қатты парафиннің үлес салмағына байланысты үш түрге бөледі (П₁ < П₂ < П₃)

Күкірттің массалық үлесі бойынша аз күкіртті мұнай – І класқа, күкіртті – ІІ класқа, жоғарыкүкіртті – ІІІ класқа, аса жоғары – күкіртті – ІV класқа жатады.

Құрамындағы парафиндердің үлесіне қарай азпарафинді мұнай – П₁ түрі, парафинді мұнай – П₂ түрі, жоғарыпарафинді – П₃ түрі болып бөлінеді

Сонымен мұнай кластың, типтің, топтың, топшаның және түрлердің көрсеткіштерімен жүйелі құрастырылған шифрімен сипатталады. Егер сипаттайтын көрсеткіші бойынша мұнай нөмірі төмен топқа жатса, ал екінші көрсеткіш арқылы номірі жоғары топқа сәйкес келетін болса, онда мұнайды номірі жоғары болатын топқа жатқызады.


Мұнайдың технологиялық классификациясы

Көрсеткіштері бойынша жіктелуі	Құрамы
Құрамындағы күкірттің үлесі, % масс.	І 0,60-қа дейін	ІІ 0,61-1,8	ІІІ 1,81-3,50	ІV 3,5-тен көп
Қатты парафиндердің үлес салмағы, % масс.	П1 До 5	П2 5-10	П3 10-нан көп
Базалық майлардың үлес салмағы, % масс.	М1 25-тен кем емес	М2 15-25	М3 15-ке дейін
Тұтқырлық индексі	И1 95-тен көп	И2 90-95	И3 85-90	И4 85-тен кем емес
3500С-қа дейін айдалатын мөлдір фракциялардың шығымы, % масс.	Т1 Не менее 55	Т2 45-55	Т3 Менее 45

Кластар, топтар, түрлері бойынша технологиялық жіктелу

Кластар	Күкірттің үлесі, %				Типі	Фракцияның үлесі 3500С-қа дейін	Тобы	Базалық майдың үлесі, %
	мұнайда	бензинде	Реактивті отында	Дизельді отында				мұнайға	Мазутта 3500С-тан жоғары
1	≤0,50	≤0,10	≤0,10	≤0,20	1	≥55,0	1	>25,0	>45,0
							2	0,15-24,9	<45,0
2	0,51-2,00	≤0,10	≤0,10	≤0,25	2	≤1,00	3	15,0-24,9	30-44,9
3	>2,00	>0,10	>0,10	> 0,25	3	>1,00	4	<15,0	<30,0

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: мұнайдың ғылыми жіктелуі, химиялық жіктелуі, технологиялық жіктелуі

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. 
   Мұнай ғылыми сипаттама бойынша қалай жіктелінеді?
   
2. 
   Мұнай химиялық сипаттама бойынша қалай жіктелінеді?
   
3. 
   Мұнай технологиялық сипаттама бойынша қалай жіктелінеді?
   

1. 
   Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 34-42 б.
   
2. 
   Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 103-105.
   

Дәріс жоспары:

1. 
   Алкандардың физикалық қасиеттері
   
2. 
   Алкандардың химиялық қасиеттері
   
3. 
   Мұнайдың газ тәріздес және сұйық алкандары
   
4. 
   Қатты алкандар
   

Мұнай фракцияларындағы алкандардың мөлшері (%)





Алкандардың қарапайым өкілдері мына көмірсутектер болып табылады:

CH4	C2H6	C3H8
метан	этан	пропан

Алкандардың тармақталған көміртек тізбегінен тұратындығын көрсету үшін, көбінесе н-алкандар деп белгіленеді. Көміртек атомдарының әртүрлі тізбек түзуге қабілеті алкандар қатарында құрылымдық изомерияның пайда болуына әкеледі. Құрылымдық изомерияның осы түрі көміртек қанқасының изомериясы деп аталады.

н-бутан, tқ-0,5 0C	изобутан, tқ-11,4 0C

Алкандар қатарындағы изомерлер саны

Құрылымдылық изомерлердің айырмашылығы олардың физикалық қасиеттеріне байланысты. Атомдары тармақталған тізбекті көмірсутектер молекулалардың бір біріне тығызырақ жақындасып орналаспауына және сәйкесінше молекулааралық әсерлесудің аздығына байланысты тармақталған изомерлерге қарағанда едәуір төмен температурада қайнайды. Алкандардың молекулалық массалары артқан сайын олардың балқу және қайнау температуралары жоғарылайды.