Мұнайдың химиялық құрамы

Мұнайдың құрамы: Мұнайдың сапалық құрамы да сандық құрамы да әр түрлі болады. Негізінен, көмірсутектерден, азотты отттекті және күкіртті қоспалардан, минералдық тұздардан т.б. заттардан тұратын күрделі қоспа. Мұнайдың негізін парафиндер, циклопарафиндер және ароматты көмірсутектер құрайды. Олар сұйық еріген және қатты зат күйінде болады. Жер астынан өндіріліп алынған мұнайда су көп болады. Оны шикі мұнай деп аталады.

Мұнай - ашық сары, жасыл және қоңыр қошқыл, кейде қара түсті болып келетін, өзіне тән иісі бар, ультракүлгін сәуле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі, құрамындағы элементтерге байланысты. Мұнайдың физикалық қасиеттеріне оның тығыздығы жатады. Салмағына қарай мұнай ауыр және жеңіл болып екіге бөлінеді. Жеңіл мұнай қатарына тығыздығы - 0,9 г/см3-ден төмен мұнайлар жатады. Мұнайдың тығыздығы жоғарлаған сайын қайнау температурасы арта бастайды. Мұнай өз бойынан электр тоғын өткізбейді. Сондықтан ол электроникада изолятор (айырушы) ретінде қолданылады. Осы кезеңде мұнай құрамынан екі мыңнан астам халық шаруашылығына керекті заттар алынып отыр: бензин, керосин, лигроин, парафин, көптеген иіссу түрлері, кремдер, парфюмериялық жұмсақ майлар, дәрі дәрмектер, пластмасса, машина дөңгелектері тағы басқа. Ол қуатты әрі арзан отын — бір тонна мұнай үш тоннакөмірдің, 1,3 тонна антрациттың, 3,3 тонна шымтезектің қызуына тең.

Лигроин трактор үшін жанармай болады.

Керосин – трактор, реактивті ұшақтар мен зымырандардың жанармайы. Ал газойльден дизель жанармайы өндіріледі. Мұнайдан ашық түсті өнімдерді бөліп алғаннан кейін қара түсті тұтқыр да қоймалжың сұйықтық қалады, ол – мазут.

Қосымша айдау арқылы мазуттан автотрактор майы, авиация майы, дизель майы, т.б. жағармайлар алады. Мазутты өңдеп жағрмай алумен қатар оны химиялық әдіспен өңдеу арқылы бензинге айналдыруға болады, бу қазаны қондырғыларында сұйық отын ретінде пайдаланылады. Мұнайдың кейбір сорттарынан қатты көмірсутектер қоспасы – парафиндер алынады; Қатты және сұйық көмірсутектерді араластырып вазелин алады. Оны қайта өңдеу арқылы әр түрлі жағар майлар, соляр майы, түрлі машина майлары, парафин алынады. Ең соңғы қалдығы – гудрон, битум және асфальт жол жасауға қолданылады.Табиғи газ – жер қойнауында анаэробты органикалық заттарндың ыдырауынан пайда болған газдар қоспасы.

Мұнай фрациялары тек отын ретінде ғана емес, сонымен бірге мұнай-химия өнеркәсібінің шикізаты ретінде де қолданады.олардан пластмассалар, бояулар, еріткіштер, резеңке, жуғыш және дәрілік заттар алынады

1. 
   Лекция. Мұнайдың химиялық құрамы және химиялық қасиеттері - 2 сағ

Мұнай құрамына кіретін негізгі химиялық элементтер көміртегі (82 - 87% мас.) мен сутегі (11-15% мас). Мұнай, пайдалы қазбалар арасында, оның құрамында сутегінің мөлшері ең көп болуы нәтижесінде, ол көбінесе сұйық, жағу жылуы ең көп (мұнай газын қоспағанда) отын есебінде белгілі. Мұның негізгі себебі, жанғыш қазбалар компоненттерінің ішінде сутегі ең жоғарғы жылуын көрсетеді. Көміртегі және сутегімен қабат, барлық мұнайлардың құрамында, көбінесе S, О2 және N2 қосылыстары кездеседі. Мұнайлардағы азот мөлшері әдетте аз (0,001 – 0,3%мас.), оттегінің мөлшері 0,1 – 1,5% мас. Аралығында болады. Бірақ кейбір шайыры көп мұнайларда, оның мөлшері одан да жоғары болуы мүмкін. Мұнайлардың құрамында өте аз мөлшерде басқа элементтердің де қосылыстары, негізінен мына элементтердің V, Ni, Fe, Cr, Mg, Co, Cu, Ca, K, Na, P, CI, J, Si, As және т.б. бар. Бұл элементтердің мөлшері өте аз. Кейбір мұнайлардың құрамында германий мөлшері 0,15 – 1,9 г/т құрайды.

Мұнайдың элементтік құрамы мен гетероатомдық компоненттері. Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы бар – H2S, меркаптандар, моно- және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар полициклдіктермен бірге т.б. (70-90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты заттар – негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады) гомологтары; қышқылды заттар – нафтен қышқылы, фенолдар, смолалы-асфальтты т.б. заттар (әдетте жоғары қайнайтын фракциларында кездесетін). Элементтік құрамы (%): С – 82-87, Н – 11-14.5, S – 0.01-6 (сирек – 8-ге дейін), N – 0,001—1,8, O — 0,005—0,35 (сирек – 1.2-ге дейін) және т.б. Барлығы мұнай құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса V(10-5 — 10-2%), Ni(10-4-10-3%), Cl (іздерінен бастап 2•10-2%-ға дейін) т.с.с. Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық қасиетттер жайлы тек шартты түрде ған аайтуға болады

Физикалфқ қасиеттері: Мұнай қара қоңыр түсті,өзіне тән иісі бар, май тәріздес,қоймалжың сұйықтық.Суда ерімейді,бірақ органикалық еріткіштерде ериді.Судан жеңіл,жанғыш зат.(neft - парсы тілінде тез от алғыш зат деген мағнаны білдіреді.)

Экологиялық-геохимиялық сипаттама бойынша мұнайдың негізгі құрамы жеңіл фракциядан (қайнау температурасы 200⁰С), метандық көмірсутектер (қатты парафиндерді қосқанда), циклдық көмірсутектер, шайыр, асфальтендерден және күкірттік қосылыстардан тұрады деп белгіленген

Мұнайдың жеңіл фракциясы ең көп қозғалмалы төмен молекулалы метандық (алкандар), нафтендік (циклопарафиндер) және ароматикалық көмірсутектерден тұрады.

Жеңіл фракцияның ең көп бөлігі метандық көмірсутектер (алкандар, С₅-С₁₁) тұрады. Топырақ, су ортасына түскен метандық көмірсутектер тірі организмдерге токсикалық және наркотикалық әсер тигізеді. Соның ішінде қысқа тізбекті н-алкандар тез әсер етеді. Себебі, олар суда жақсы еріп, организмдердің жасушаларының мембраналарына оңай кіріп, цитоплазмалық мембраналардың жұмысын тоқтатады. Алкандардың ұшқыштығына және ерігіштігіне байланысты олардың әсері ұзаққа созылмайды. Тұзды суда қысқа тізбекті н-алкандар оңай әрі тез еріп, улылығы арта түседі. Көп зерттеулер жеңіл фракцияның микроб қоғамдастықтарына, топырақтық жануарларға токсикалық әсері өте жоғары екенін айтады. Жеңіл фракция топырақ қабатының көлденеңінен және сулы горизонтынан оңай орын ауыстырады. Мұнайдағы жеңіл фракция мөлшері аз болған сайын мұнай улылығы да азаяды, бірақ қатысты мөлшері көбейген ароматикалық қосылыстардың улылығы артады. Топырақтан ұшу процесі арқылы 20 дан 40% дейін жеңіл фракция жойылады /6, 10/.