1. Загальні відомості про нафту та її переробку

Нафта – горюча масляниста рідина із специфічним запахом. Розповсюджена в осадовій оболонці Землі, є найважливішою корисною копалиною. нафта складається з різноманітних вуглеводів і сполук, що містять кисень, сірку, азот. початок застосування нафти відноситься до VІ тисячоріччя до н.е. Раніше нафта застосувалась для освітлення при спалюванні, для приготування ліків, у військовій справі і будівництві.

З розвитком промисловості нафта зайняла стратегічну першість, промислові розробки відносяться до першої половини ХІХ ст. Перед переробкою нафту піддають знесоленню й одночасно зневоднюванню на спеціальних установках за певною технологією. Після цих операцій, з метою зниження втрат цінних вуглеців при транспортуванні, роблять стабілізацію нафти на комплексних чи спеціальних установках з колонкою для добору пропан-бутанової фракції. Основним процесом переробки нафти є: перегонка, при якій з нафти спочатку відбирають, залежно від поставленої мети, нафтопродукти: бензин, реактивне паливо, освітлювальний газ, дизельне томливо, мазут. Залишок (концентрат, гудрон) після відгону від мазуту масляних дистиляторів, слугує як сировина для отримання дорожнього і будівельного бітумів або як компонент котельного палива.

Основними способами одержання нафтопродуктів є пряма перегонка та крекінг.

2. Споживні властивості нафтопродуктів, основний асортимент і сфера застосування

Нафта являє собою маслянисту рідину жовтого чи темно-коричневого, а іноді й чорного кольору, у залежності від її складу. Продуктами переробки нафти є високоефективні палива, мастильні й специфічні олії, бітуми, парафін, сажа тощо. З продуктів нафтопереробки виробляють пластмаси, синтетичні волокна, каучук, барвники, миючі засоби, отруйні хімікати.

Нафта як паливо безпосередньо майже не використовується, а переробляється в товарні нафтопродукти.

Основними видами нафтопродуктів є: авіаційні та автомобільні бензини, дизельне паливо, котельне та пічне паливо (мазут), реактивне паливо.

Одну з головних груп становить паливо – газоподібне і рідке. До нього відносять різні продукти переробки газів нафтових похідних (газовий бензин компонентів автомобільних бензинів, пропан-бутонова фракція – моторне паливо і паливо комунально-побутового призначення, ізобутан – сировина для одержання високооктанових компонентів моторних палив), гази нафтопереробки, бензин, газ, мазут. Моторне паливо це основний вид нафтових палив, воно складає 65% від усіх нафтопродуктів.

Бензин є основним видом карбюраторного палива. Бензин – безбарвна чи трохи жовтувата рідина з характерним запахом. Температура його спалаху нижче -40⁰С, застигання – нижче -60⁰С. Вихід бензину при перегонці нафти становить 20-25%. Для збільшення виходу бензину застосовують крекінг – процес нагрівання нафти чи мазуту до t 450-650⁰С.

Якість бензину характеризується величиною октанового числа, воно відбито в марках: А-72; А-76; А-92; АИ-93; АИ-95; АИ-98 (октанові числа 93 і 98). Октановим числом називається умовна одиниця, чисельно рівна відсотку (за об’ємом) ізооктану в суміші, що складається з ізооктаном (С₈Н₁₂) і нормального гектану (С₇Н₁₆) та рівноцінна за своїми антидетонаційними властивостями даному паливу.

Промисловістю випускаються сезонні (літні і зимові) автомобільні бензини.

Пальне для авіаційних двигунів, що експлуатуються в різних режимах: звичайному і форсованому (режимі злету літака) повинно зберігати свою стійкість.

Дизельне паливо, як і бензин, являє собою суміш парафінових, нафтенових і ароматичних вуглеводів і є продуктом прямої перегонки нафти з додаванням (не більш 20%) компонентів каталектичного крекінгу. Дизельне паливо використовується в двигунах, установлених на великовантажних автомобілях, тракторах, дорожніх машинах, на водному і залізничному транспорті, у різних енергетичних установках.

Один з основних показників якості ДП є загоряння, в’язкість визначає рухливість дизельного полива.

Освітлювальними нафтопродуктом є гас: освітлювальний (звичайний) і освітлювальний важкий (піронафт) – застосовується в спеціальних лампах для освітлення приміщень з підвищеною вогнебезпечністю. Освітлювальний гас використовується, крім освітлення, як палива для побутових нагрівальних приладів і як розчинник.

Товарними нафтопродуктами є розчинники: в основному це бензин – розчинник для лакофарбної промисловості. Бензин – розчинник застосовують для розчинення густотертих фарб, оліф, лаків (уайт-спіріт). Бензин також використовують для хімічного чищення тканин, одягу, промивання деталей під час ремонту, для змивання антикорозійних мастил, у виробництві штучної шкіри тощо.

Мазут є найбільш розповсюдженим видом котельного полива. Його одержують, як у процесі прямої перегонки, так і при крекінгу. Використовується мазут на залізничному транспорті, як сировина у хімічній промисловості, для забезпечення населення, дрібних комунально-побутових і сільськогосподарських підприємств. Найважливіші показники: теплота згоряння, в’язкість, температура застигання, щільність, температура спалаху.

Малосірчисті мазути застосовуються в мартенівських печах, ливарних нагрівачах, прокатних станах, а також з них виробляється газотурбінне поливо.

Мастильні матеріали - це речовини, які вводять в вузли тертя двигунів, машин, механізмів для охолодження та зменшення їх зносу, зменшення сили тертя та видалення продуктів зносу. Крім того, мастильні матеріали захищають метал від корозії, виконують функцію робочої рідини, використовуються в якості ізолюючого, теплопровідного, ущільнюючого середовища в різних системах та апаратах.

Мастильні матеріали ділять так:

• за призначенням - моторні трансмісійні, індустріальні, турбінні, компресорні, для парових машин та спеціальні;

• за агрегатним станом - на рідкі, консистентні, тверді;

• за походженням – неорганічні (природні та синтетичні), органічні (рослинні, тваринні, нафтові, синтетичні);

• за умовами отримання - полімеризаційні, дистилянтні, залишкові, змішані;

Консистентними мастилами називають мастильні матеріали, які при звичайній температурі знаходяться в мазеподібному або твердому стані, а при нагріванні переходять в рідкий стан (вазелін, солідол тощо).

Твердими мастилами називають речовини, які не змінюють свого стану під дією високих температур. Це графіт, сульфіти вольфраму та молібдену, нітріт бору, тальк, слюда, полімерні матеріали.

Бітуми одержують вакуумною перегонкою і продувкою повітрям залишків від перегонки нафти, що містять велику кількість асфальтосмолистих сполук. Бітуми широко застосовують у будівництві і догляду за дорогами.