Основными соединениями нефти (до 90%) являются углеводороды с молекулярной массой 220 - 400 г/моль (иногда до 500 г/моль), большинство из которых имеет жидкое агрегатное состояние. Попутный нефтяной газ (ПНГ), растворенный в нефти, также в основном состоит из низших предельных углеводородов - главным образом, из пропана и изомеров бутана.
Кроме углеводородов, в состав нефти входят гетероатомные соединения, содержащие в своей структуре как органическую составляющую, так и неорганические элементы, в том числе металлы. Так, например, специфический запах и цвет в основном обусловлены присутствием азот-, серо- и кислородсодержащих соединений, в то время как большинство углеводородов в химическом составе нефти, за исключением ароматических, в чистом виде лишены запаха и цвета.
В химический состав нефти входит ряд неорганических веществ. В первую очередь это вода, содержание которой иногда доходит до 10%, а также некоторое количество растворенных в ней минеральных солей.
В таблице ниже приведен стандартный химический состав нефти:
| Вещество | ©PetroDigest.ru | Содержание | ||
|---|---|---|---|---|
| Жидкие углеводороды | Алканы (парафины) | 30 - 50% | 80 - 90% (более 500 соединений) | |
| Циклоалканы (нафтены) | 25 - 75% | |||
| Арены (ароматические углеводороды) | 10 - 50% | |||
| Гетероатомные органические соединения | Серосодержащие | Сероводород | Около 250 соединений | 4- 5% |
| Меркаптаны | ||||
| Моно- и дисульфиды | ||||
| Тиофены | ||||
| Тиофаны | ||||
| Полициклические соединения (преимущественно в мазуте и гудроне) | ||||
| Азотосодержащие | Гомологи пиридина, хинола, индола, карбазола, пиррола | Более 30 соединений | ||
| Порфирины (преимущественно в тяжелых фракциях и остатках) | ||||
| Кислородсодержащие | Нафтеновые кислоты | Около 85 соединений | ||
| Фенолы | ||||
| Смолисто-асфальтеновые вещества | ||||
| Металлорганические | Ванадиевые | |||
| Никелевые | ||||
| Растворенные углеводородные газы | до 4% | |||
| Вода | до 10% | |||
| Минеральные соли | В основном хлориды | 0.1 - 4000 мг/л | ||
| Растворы солей органических кислот | ||||
| Механические примеси | ||||
Углеводороды
Углеводороды в нефти представляют три основные класса:
- Алканы (насыщенные углеводороды, или парафины)
- Циклоалканы (по-другому - нафтены)
- Ароматические углеводороды (арены).
Гетероатомные органические соединения
Гетероатомные органические соединения нефти представлены следующими группами:
- Сернистые соединения
- Кислородные соединения
- Азотосодержащие соединения
- Смолисто-асфальтеновые вещества
- Другие элементорганические соединения
Минеральные соли
Сырая нефть может содержать до 15 кг/т минеральных солей. Как правило, основные минеральные соли - это хлориды, гидрокарбонаты, йодиды, бромиды, преимущественно, щелочных и щелочноземельных металлов.В результате гидролиза таких солей образуется HCl, которая в свою очередь вызывает коррозию аппаратуры. Поэтому при поставке сырой нефти на нефтеперерабатывающее предприятие, вводят ограничение на содержание солей до 50 мг/л, а на перегонку - не более 5 мг/л.
Вода и механические примеси
В процессе добычи нефти, на поверхность также поступает пластовая (или "нефтяная") вода. В среднем сырая нефть содержит около 200 - 300 кг/т воды. При этом ее содержание с момента начала добычи постепенно увеличивается, порой достигая к концу эксплуатации скважины 90-98%.
Вода в нефти содержится как в чистом виде, так и в форме эмульсий, поэтому ее отделение проводят в два этапа. Основную массу воды отстаивают в специальных отстойных резервуарах, а для отделения эмульсий нефть обрабатывают специальными деэмульгаторами. Окончательное обезвоживание и обессоливание нефти проводят на специальных установках подготовки нефти (УНП) и электрообезвоживающих, обессоливающих установках (ЭЛОУ). Последние как правило сопряжены с блоком первичной перегонки нефти - атмосферно-вакуумной трубчаткой (ЭЛОУ - АВТ).
Механические примеси нефти представляют собой взвешенные частицы песка, известняка и глины.
Попутный нефтяной газ
Попутный нефтяной газ (ПНГ) - смесь газообразных низших предельных углеводородов, растворенных в нефти, которые в свою очередь могут растворять предельные углеводороды с большим числом атомов углерода, а также бензол и толуол. Кроме этого ПНГ может содержать углекислый газ, азот и сероводород. Содержание ПНГ в нефти может достигать 100 м3/т.
В процессе добычи, сырую нефть подают в специальные трапы-сепараторы, где ПНГ отделяют путем последовательного снижения давления. Увлеченный вместе с газом конденсат отделяют в промежуточных приемниках. Далее ПНГ отправляют на газоперерабатывающий завод. После таких процедур в нефти, тем не менее, остается около 4% растворенных газов, которые высвобождаются в процессе перегонки.
