तेल और गैस अध्ययन का रसायन विज्ञान। "तेल और गैस का रसायन विज्ञान" विषय पर व्याख्यान का एक संक्षिप्त पाठ्यक्रम
परिचय | |
1. तेल की उत्पत्ति | |
1.1. खनिज उत्पत्ति की परिकल्पनाएँ | |
1.2. तेल की जैविक उत्पत्ति के बारे में विचारों का विकास | |
1.3. तेल और गैस के निर्माण के बारे में आधुनिक विचार | |
1.4. तेल हाइड्रोकार्बन के मुख्य वर्गों का गठन | |
2. तेल और गैस की रासायनिक संरचना | |
2.1. हाइड्रोकार्बन यौगिक | |
2.2. विषमकार्बनिक यौगिक | |
2.3. तत्वों का पता लगाना | |
3. तेल फैलाव प्रणाली | |
3.1. पैराफिन हाइड्रोकार्बन | |
3.2. नैफ्थेनिक हाइड्रोकार्बन | |
3.3. सुगंधित हाइड्रोकार्बन | |
3.4. रालयुक्त डामर पदार्थ | |
4. तेल के भौतिक एवं रासायनिक गुण | |
4.1. तेल का घनत्व | |
4.2. तेल की चिपचिपाहट | |
4.3. तेलों के रियोलॉजिकल गुण | |
4.5. तेल संतृप्ति दबाव | |
4.6. तेल संपीडनशीलता | |
4.7. तेल की मात्रा कारक | |
4.8. तेलों के तापीय गुण | |
4.9. तेलों के विद्युत गुण | |
4.10. मॉलिक्यूलर मास्स | |
4.11. क्रिस्टलीकरण, मैलापन, जमने का तापमान | |
4.12. फ्लैश प्वाइंट, इग्निशन और स्व-इग्निशन | |
4.13. ऑप्टिकल गुण | |
4.14. एक तेल भंडार के भीतर तेल के गुणों में अंतर | |
5. पेट्रोलियम गैस के गुण | |
6. तेलों का वर्गीकरण | |
परिचय
तेल लंबे समय से मानव जाति के लिए जाना जाता है। इसका उपयोग बेबीलोन और बीजान्टियम में आग लगाने वाले मिश्रण के रूप में किया जाता था। प्राचीन मिस्र, रोम और टाइग्रिस और यूफ्रेट्स के मध्यवर्ती प्रवाह में, इसका उपयोग सड़कों, जलसेतुओं और अन्य संरचनाओं के निर्माण में एक कसैले और जलरोधक सामग्री के रूप में किया जाता था। 18वीं शताब्दी के अंत से, तेल शोधन का एक उत्पाद, मिट्टी का तेल, घरों और सड़कों को रोशन करने के लिए उपयोग किया जाता रहा है, और 19वीं शताब्दी के बाद से, आंतरिक दहन इंजन के आविष्कार के साथ, पेट्रोलियम उत्पाद विभिन्न प्रकार के ईंधन का मुख्य प्रकार बन गए हैं। वाहन.
अन्य प्रकार के जीवाश्म ईंधन के विपरीत, तेल निकालना, परिवहन करना (पाइपलाइनों के माध्यम से) अपेक्षाकृत आसान है और विभिन्न उद्देश्यों के लिए उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला में संसाधित करना काफी आसान है। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि दुनिया के अधिकांश देशों में ईंधन और ऊर्जा परिसर में तेल का आधे से अधिक हिस्सा है।
राज्यों की अर्थव्यवस्था किसी भी अन्य उत्पाद की तुलना में तेल पर अधिक निर्भर करती है। इसलिए, अपने औद्योगिक उत्पादन की शुरुआत से लेकर आज तक, तेल तीव्र प्रतिस्पर्धा का विषय रहा है, जो कई अंतरराष्ट्रीय संघर्षों और युद्धों का कारण रहा है। प्राकृतिक गैस, तेल की तरह, मुख्य रूप से एक ऊर्जा ईंधन है। विश्व में उत्पादित अधिकांश तेल (80-90%) को विभिन्न प्रकार के ईंधन और स्नेहक में संसाधित किया जाता है। इसका लगभग 10% ही रासायनिक उद्योग की जरूरतों के लिए जाता है।
पेट्रोलियम रसायन विज्ञान के विकास का इतिहास डी. आई. मेंडेलीव, एन. डी. ज़ेलिंस्की, वी. वी. मार्कोवनिकोव, के. वी. खरिचकोव, वी. एन. इपटिव, ए. ए. लेटनी और अन्य के कार्यों से जुड़ा है, जिन्होंने एक विज्ञान के रूप में रसायन तेल के जन्म में योगदान दिया। इसका गठन 20 के दशक के अंत में - 30 के दशक की शुरुआत में मॉस्को माइनिंग अकादमी की दीवारों के भीतर हुआ, जहां प्रोफेसर (बाद में शिक्षाविद) एस.एन. नेमेटकिन ने "तेल रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रम पढ़ाया। 1932 में इसी शीर्षक से एक पुस्तक प्रकाशित हुई थी।
पेट्रोलियम रसायन विज्ञान के क्षेत्र में मुख्य, पारंपरिक अनुसंधान में निम्नलिखित क्षेत्र शामिल हैं। पहली एक विश्लेषणात्मक दिशा है जो तेल अंशों और व्यक्तिगत घटकों के व्यावहारिक अनुप्रयोग के साथ-साथ नए तेल और गैस क्षेत्रों की खोज में भू-रासायनिक समस्याओं को हल करने के उद्देश्य से तेलों की संरचना का अध्ययन करती है। इसके प्रसंस्करण के लिए इष्टतम तकनीकी योजना चुनने के लिए तेल की संभावित रासायनिक संरचना का ज्ञान निर्णायक महत्व रखता है। अल के अनुसार तेलों में विश्लेषणात्मक और कार्बनिक रसायन विज्ञान के आधुनिक तरीकों का उपयोग करना। ए पेट्रोव, लगभग 1000 व्यक्तिगत यौगिकों की पहचान की गई थी।
अनुसंधान की दूसरी दिशा पी, वी, टी-स्थितियों और व्यक्तिगत तेल घटकों की रासायनिक बातचीत के आधार पर तेल प्रणालियों के गुणों का अध्ययन करना है। उत्पादन, परिवहन, प्रसंस्करण और उपयोग की स्थितियों में, तेल प्रणालियाँ ऊंचे तापमान और दबाव पर हो सकती हैं, जब तेल घटकों का रासायनिक परिवर्तन संभव होता है।
इस तथ्य पर ध्यान दिया जाना चाहिए कि पेट्रोलियम रसायन विज्ञान में आणविक समाधानों के रूप में पेट्रोलियम प्रणालियों का दृष्टिकोण काफी लंबे समय से हावी रहा है और आज तक जीवित है। अब तक, तेल प्रणालियों और तकनीकी गणनाओं में कई घटनाओं की व्याख्या आणविक समाधानों (राउल्ट-डाल्टन, हेनरी, न्यूटन, डार्सी, आदि के नियम) के लिए स्थापित भौतिक कानूनों के आधार पर की जाती है। हालाँकि, तेल प्रणालियों की आणविक संरचना के बारे में विचार हमेशा तेल प्रणालियों के वास्तविक व्यवहार का वर्णन नहीं करते हैं और वास्तविकता के अनुरूप होते हैं।
कोलाइड रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से, तेल एक जटिल बहुघटक मिश्रण है, जो बाहरी स्थितियों की समग्रता के आधार पर, एक आणविक समाधान या एक बिखरी हुई प्रणाली के गुणों को प्रदर्शित करता है। पेट्रोलियम परिक्षेपित प्रणालियों (वीडीएस) में लगभग सभी प्रकार के प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन कच्चे माल, साथ ही विभिन्न प्रकार के पेट्रोलियम उत्पाद - मोटर ईंधन से लेकर कोक तक शामिल हैं। यह दृष्टिकोण, विभिन्न एसएसएस की बिखरी हुई संरचना के विचार के आधार पर, महत्वपूर्ण सामग्री लागत के बिना, तेल उत्पादन, परिवहन और शोधन की उन तकनीकी प्रक्रियाओं के साथ-साथ तेल उत्पादों के गुणों को अनुकूलित करना संभव बनाता है जिन्हें बढ़ाया नहीं जा सका। अन्य तरीकों से.
आज तक एकत्रित की गई प्रयोगात्मक सामग्री दृढ़तापूर्वक साबित करती है कि तेल की बिखरी हुई संरचना को और अधिक अनदेखा करने से तेल पुनर्प्राप्ति को नियंत्रित करने की क्षमता काफी हद तक सीमित हो जाती है। निःसंदेह, कोई भी ऐसे दृष्टिकोण की असाधारण जटिलता को नोट करने में असफल नहीं हो सकता। यह इस तथ्य में निहित है कि तेल रसायन विज्ञान के क्षेत्र में विशेषज्ञ अभी तक तेल की संरचना पर एक आम सहमति नहीं बना पाए हैं, सामान्य परिस्थितियों में इसकी जांच कर रहे हैं। और अक्सर, चट्टान के साथ तेल का संपर्क अन्य परिस्थितियों में होता है: ऊंचे तापमान और दबाव वाले क्षेत्र में, इन-सीटू पानी की उपस्थिति में।
परिवहन के दौरान, बाहरी स्थितियों (उदाहरण के लिए, तापमान, दबाव, योजकों की सांद्रता) में परिवर्तन के परिणामस्वरूप, तेल के मैक्रोमोलेक्यूलर संगठन में कई परिवर्तन एकत्रीकरण की स्थिति में बदलाव तक हो सकते हैं, जो स्वाभाविक रूप से परिवर्तन को प्रभावित करता है। पाइप के माध्यम से चलते समय इसका हाइड्रोडायनामिक प्रतिरोध। तेल के हाइड्रोडायनामिक प्रतिरोध को कम करना वांछनीय है, जो आमतौर पर पॉलिमर एडिटिव्स की मदद से हासिल किया जाता है, हालांकि, वैज्ञानिक शब्दों में, एसएसएस घटकों के साथ एडिटिव्स की बातचीत का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है।
तेल के प्रसंस्करण और पेट्रोलियम उत्पादों के उपयोग के दौरान, एकत्रीकरण की स्थिति और, कुछ मामलों में, चरणों की रासायनिक संरचना दोनों में परिवर्तन के साथ चरण परिवर्तन होते हैं। बाहरी कारकों की मदद से एसएसएस में चरण संक्रमण का विनियमन: तेल उत्पादों के इष्टतम संयोजन की विधि सहित विभिन्न प्रकृति के बल क्षेत्र और योजक, तेल तकनीकी प्रक्रियाओं के मापदंडों और तेल उत्पादों के गुणों को प्रभावित करने का एक प्रभावी तरीका है। हालाँकि, दुर्भाग्य से, तेल भंडार सीमित हैं, और विकसित क्षेत्र कुछ समय बाद समाप्त हो जाते हैं। मानवता के पास मौजूद हाइड्रोकार्बन कच्चे माल की गैर-नवीकरणीयता और सीमित संसाधन ऊर्जा समस्या की गंभीरता को बढ़ाते हैं। पूर्वानुमानों के अनुसार, कच्चे तेल का उत्पादन अगली सदी के दूसरे-तीसरे दशक में चरम पर होगा, और तेल से जुड़े प्राकृतिक गैस और गैस संघनन के भंडार की कमी 2010 की शुरुआत में ही महसूस होने लगेगी।
तेल भंडार की कमी से तेल पुनर्प्राप्ति कारक को बढ़ाकर, परिवहन प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और तेल शोधन की गहराई को बढ़ाकर, तेल उत्पादों के तर्कसंगत उपयोग, उनके पर्यावरणीय गुणों को ध्यान में रखते हुए तेल के अधिक किफायती उपयोग की आवश्यकता होती है, जो असंभव है तेल की संरचना, संरचना और गुणों के व्यापक भौतिक और रासायनिक अध्ययन के बिना।
ए.एम. सिर्किन, ई.एम. मोवसुमज़ादे
मूल बातें
तेल और गैस रसायन
ऊफ़ा 2002
ऊफ़ा राज्य तेल तकनीकीविश्वविद्यालय
पूर्वाह्न। सिर्किन, ई.एम. Movsumzade
तेल और गैस रसायन विज्ञान की मूल बातें
ट्यूटोरियल
यूडीसी 665.6 (075.8)
बीबीके 6 पी 7.43
UGNTU की संपादकीय और प्रकाशन परिषद द्वारा अनुमोदित
एक शिक्षण सहायता के रूप में.
समीक्षक:
डिप्टी इंस्टीट्यूट ऑफ ऑर्गेनिक केमिस्ट्री, यूएससी आरएएस के निदेशक,
डॉक्टर ऑफ केमिकल साइंसेज, प्रोफेसर आई.बी. अब्द्रखमनोव
राज्य एकात्मक उद्यम "नेफ़्तेखिमपेरेराबोटका" के निदेशक तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर ई.जी. तेल्याशेव
तेल और गैस क्षेत्रों के विकास और संचालन विभाग के प्रोफेसर, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर ज़िगमैन यू.वी.
एस 95 सिर्किन ए.एम., मोवसुमज़ादे ई.एम.
तेल और गैस रसायन विज्ञान के मूल सिद्धांत: प्रोक। भत्ता. - ऊफ़ा: यूजीएनटीयू से, 2002। - 109 पी।
आईएसबीएन 5-7831-0495-7
पाठ्यपुस्तक तेल की उत्पत्ति, तेल के भौतिक और रासायनिक गुणों, उनके वर्गीकरण, गुणों और तेल और गैस बनाने वाले यौगिकों के मुख्य वर्गों की प्रतिक्रियाओं की मुख्य परिकल्पनाओं पर चर्चा करती है। विभिन्न पेट्रोलियम उत्पादों को प्राप्त करने के लिए तेल और गैस के प्रसंस्करण के तरीकों - मोटर ईंधन, चिकनाई वाले तेल और पेट्रोकेमिकल उत्पादों, पेट्रोलियम घटकों के औद्योगिक उपयोग के तरीकों पर विचार किया जाता है।
पाठ्यपुस्तक "तेल और गैस व्यवसाय" विशेषता के छात्रों के लिए है।
यूडीसी 665.6 (075.8)
बीबीके 6 पी 7.43
आईएसबीएन 5-7831-0495-7
© ऊफ़ा स्टेट ऑयल कंपनी
तकनीकी विश्वविद्यालय, 2002
© सिर्किन ए.एम., मूवसुमज़ादे ई.एम., 2002
शैक्षिक संस्करण
सिरकिन एलिक मिखाइलोविच
मोवसुमज़ादे एल्डार मिरसामेदोविच
तेल और गैस रसायन विज्ञान के मूल सिद्धांत
संपादक ए.ए. सिनिलोवा
30.10.02 को प्रकाशन हेतु हस्ताक्षरित। ऑफसेट पेपर नंबर 2. प्रारूप 60x84 1/16
हेडसेट "टाइम्स"। स्क्रीन प्रिंटिंग। शर्त-मुद्रण। एल 7.0. उच.-एड. एल 6.2
सर्कुलेशन 300 प्रतियाँ। आदेश
ऊफ़ा स्टेट ऑयल टेक्निकल का प्रिंटिंग हाउस
विश्वविद्यालय
प्रकाशक और मुद्रक का पता:
450062, ऊफ़ा, सेंट। अंतरिक्ष यात्री, 1
प्रस्तावना
तेल और गैस रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम का सबसे महत्वपूर्ण कार्य भौतिक और भौतिक-रासायनिक अनुसंधान विधियों का उपयोग करके तेल और प्राकृतिक गैसों की संरचना का अध्ययन करना है। पेट्रोलियम रसायन विज्ञान उनकी संरचना के संबंध में तेल के हाइड्रोकार्बन और गैर-हाइड्रोकार्बन घटकों के भौतिक रासायनिक गुणों के अध्ययन से भी संबंधित है।
तेलों और गैसों की संरचना तेलों के निर्माण और घटना के लिए भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक स्थितियों पर निर्भर करती है। इसलिए, पृथ्वी की पपड़ी में तेलों के परिवर्तन की भू-रासायनिक प्रक्रियाओं को समझने के लिए तेलों की रासायनिक संरचना का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है। तेलों की संरचना, बदले में, विभिन्न प्रकार के उत्पादों को प्राप्त करने के लिए उनके निष्कर्षण और परिवहन के तरीकों, उनके प्रसंस्करण की दिशाओं और विशेषताओं को निर्धारित करती है।
तेलों के अध्ययन में, निम्नलिखित निर्धारित किया जाता है: मौलिक रासायनिक संरचना, समूह संरचना, अर्थात। विभिन्न वर्गों और यौगिकों के समूहों के तेलों में सामग्री, व्यक्तिगत यौगिकों की व्यक्तिगत रासायनिक संरचना और तेलों की समस्थानिक संरचना।
तेल और गैस की सामान्य विशेषताएँ
तेल हाइड्रोकार्बन और विषमपरमाणु कार्बनिक यौगिकों का परस्पर संयुग्मित घोल है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि तेल पदार्थों का मिश्रण नहीं है, बल्कि हाइड्रोकार्बन और हेटेरोएटोमिक कार्बनिक यौगिकों का समाधान है। इसका मतलब यह है कि तेल का अध्ययन करते समय इसे एक समाधान के रूप में देखा जाना चाहिए।
तेल केवल एक विलायक में घुला हुआ पदार्थ नहीं है, बल्कि एक दूसरे में निकटतम समरूपों और अन्य यौगिकों का पारस्परिक समाधान है। अंत में, संयुग्म समाधान को इस अर्थ में कहा जाता है कि, एक दूसरे में घुलकर, संरचना में निकटतम संरचनाएं समग्र रूप से तेल का प्रतिनिधित्व करने वाली एक प्रणाली बनाती हैं।
यदि निकटतम घटकों का संयुग्मी पारस्परिक विघटन गड़बड़ा जाता है, तो तेल प्रणाली आंशिक रूप से नष्ट भी हो सकती है। उदाहरण के लिए, यदि आसवन द्वारा मध्यम अंशों को तेल से हटा दिया जाता है, तो जब हल्के गैसोलीन के मुख्य अंशों को अवशिष्ट भारी अंशों के साथ जोड़ा जाता है, तो विघटन नहीं हो सकता है, और कुछ रालयुक्त पदार्थ अवक्षेपित हो जाएंगे - संयुग्मित अंतःक्रिया की प्रणाली का उल्लंघन होगा .
दरअसल, तेल एक तरल जीवाश्म खनिज है जो पृथ्वी की पपड़ी की झरझरा तलछटी चट्टानों, मूल चट्टानों (ग्रेनाइट, नीस, बेसाल्ट, आदि) की दरारों, दरारों और अन्य रिक्त स्थानों में पाया जाता है।
तेल गहरे भूरे रंग का, कभी-कभी लगभग रंगहीन और कभी-कभी काला तरल भी होता है।
कोयला, लिग्नाइट और शेल के साथ तेल एक ज्वलनशील जीवाश्म है, जिसे कैस्टोबोलाइट्स कहा जाता है। अन्य जीवाश्म ईंधन के विपरीत, तेल में विभिन्न हाइड्रोकार्बन का तैयार मिश्रण होता है, जबकि ठोस जीवाश्म ईंधन से हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए विशेष ताप उपचार की आवश्यकता होती है। इसलिए, विभिन्न प्रकार के मोटर ईंधन और चिकनाई वाले तेल और पेट्रोकेमिकल संश्लेषण उत्पादों को प्राप्त करने के लिए तेल सबसे मूल्यवान कच्चा माल है।
रूस के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय
उच्च व्यावसायिक शिक्षा के राज्य शैक्षिक संस्थान "सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ इंजीनियरिंग एंड इकोनॉमिक्स"
पेट्रोकेमिकल कॉम्प्लेक्स में अर्थशास्त्र और प्रबंधन विभाग
वी.वी. वासिलिव, ई.वी. सलामतोवा
पेट्रोलियम रसायन की मूल बातें
लेक्चर नोट्स
विशेषता 080502 (एन) - उद्यम में अर्थशास्त्र और प्रबंधन
तेल व गैस उद्योग
सेंट पीटर्सबर्ग
सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट इंस्टीट्यूट ऑफ इकोनॉमिक्स की संपादकीय और प्रकाशन परिषद द्वारा अनुमोदित
एक पद्धतिगत प्रकाशन के रूप में
डॉ. टेक द्वारा संकलित। विज्ञान, एसोसिएट। वी.वी. वासिलिव
कैंड. तकनीक. विज्ञान, एसोसिएट। ई.वी. सलामतोवा
आलोचक तकनीक. विज्ञान, प्रो. उसकी। निकितिन
पेट्रोकेमिकल परिसर में अर्थशास्त्र और प्रबंधन विभाग में तैयार किया गया
विशिष्टताओं की वैज्ञानिक और पद्धति परिषद द्वारा अनुमोदित 060502 (5), 080502 (एन) - पेट्रोकेमिकल कॉम्प्लेक्स के उद्यम में अर्थशास्त्र और प्रबंधन
© एसपीबीजीआईईयू, 2011
परिचय………………………………………………………… |
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विषय 1. तेलों के सामान्य गुण और वर्गीकरण |
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विषय 2. तेल की उत्पत्ति |
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विषय 3. बुनियादी भौतिक-रासायनिक गुण और तकनीकी |
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तेल और तेल उत्पादों की रासायनिक विशेषताएं |
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विषय 4. एक बहुघटक प्रणाली के रूप में तेल |
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विषय 5. तेल अल्केन्स |
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विषय 6. तेल साइक्लोअल्केन्स |
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विषय 7. एरेनास और हाइब्रिड तेल हाइड्रोकार्बन |
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विषय 8 हेटरोआटोमिक यौगिक और खनिज संरचना- |
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तेल |
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परीक्षण कार्यों के उदाहरण |
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निष्कर्ष……………………………………………................ |
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ग्रंथ सूची………………………………………… |
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शब्दावली शब्दकोश……………………………… |
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परिशिष्ट 1. कार्य कार्यक्रम से उद्धरण................................... |
परिचय
वर्तमान में, नए विश्लेषणात्मक उपकरणों और अनुसंधान विधियों का उपयोग करके विज्ञान और प्रौद्योगिकी की नवीनतम उपलब्धियों के आधार पर पेट्रोकेमिकल और तेल शोधन उद्योग गहन रूप से विकसित हो रहे हैं।
अनुशासन का विषय है: तेल रसायन विज्ञान की मूल बातें, जो तेलों की रासायनिक संरचना, तेल शोधन और पेट्रोकेमिकल उद्योगों में उपलब्धियों के अध्ययन में विज्ञान की वर्तमान स्थिति को दर्शाती हैं।
अध्ययन का उद्देश्य तेल उद्योग के उद्यम हैं, जो बुनियादी रसायन विज्ञान, तेल और गैस उत्पादन और पेट्रोकेमिकल आदि के उप-क्षेत्रों में शामिल हैं।
अनुशासन का अध्ययन करने का उद्देश्य इससे प्राप्त तेलों, तेल उत्पादों की प्रकृति, संरचना और प्रकार के बारे में सामान्य ज्ञान हासिल करना है; तेल अंशों और तेल अवशेषों का अध्ययन करने की विधियाँ।
अनुशासन के सामान्य फोकस के आधार पर, तेल में मौजूद कार्बनिक यौगिकों के मुख्य वर्गों के रासायनिक गुणों के मुद्दों पर विचार किया जाता है।
पेट्रोकेमिकल और तेल रिफाइनरियों के लिए कच्चे माल के रूप में तेल तैयार करने की तकनीकी प्रक्रियाओं के अध्ययन पर विशेष ध्यान दिया जाता है।
अनुशासन का अध्ययन करने के कार्य:
− पाठ्यक्रम और डिप्लोमा परियोजनाओं के कार्यान्वयन के लिए छात्र को तैयार करना;
− रसायन विज्ञान की मूल बातों पर छात्रों के ज्ञान का निर्माण
− तेल की संरचना का अध्ययन करने और गुणवत्ता का आकलन करने के तरीकों पर ज्ञान का निर्माण;
− विश्लेषण की बुनियादी तकनीकी विधियों में महारत हासिल करना
अनुशासन "पेट्रोलियम रसायन विज्ञान के बुनियादी सिद्धांत" अर्थशास्त्रियों-प्रबंधकों के इंजीनियरिंग और तकनीकी प्रशिक्षण में मुख्य है और यह विशेषता 080502 (एन) में कार्य पाठ्यक्रम द्वारा प्रदान किए गए ऐसे विषयों पर आधारित है, जैसे: "प्रगतिशील की सैद्धांतिक नींव" टेक्नोलॉजीज", "गणित",
"भूविज्ञान, पूर्वेक्षण और तेल और गैस क्षेत्रों की खोज"।
अनुशासन की विषयगत सामग्री विज्ञान के सुसंगत अध्ययन की तार्किक योजना से मेल खाती है, जो तेल की संरचना और गुणों की मूल बातें के अध्ययन से शुरू होती है और तेल तैयार करने की तकनीक के अध्ययन के साथ समाप्त होती है - पेट्रोकेमिकल के लिए कच्चे माल के रूप में रिफ़ाइनरियाँ।
अनुशासन का अध्ययन करते समय, छात्र को यह करना होगा:
- तेल की गुणवत्ता पर यौगिकों के समूहों के प्रभाव की सही समझ के लिए आवश्यक पेट्रोकेमिस्ट्री की वैज्ञानिक नींव में महारत हासिल करें, पेट्रोकेमिस्ट्री के विकास की संभावनाओं से परिचित हों, तेल उत्पादन की अवधारणा को व्यवस्थित करें और बनाएं, इष्टतम स्थितियों का चयन करके तेल विश्लेषण कौशल हासिल करें। आधुनिक विश्लेषणात्मक प्रौद्योगिकी का उपयोग करना;
- बुनियादी रसायन विज्ञान को जानें और GOST-a विधियों के अनुसार तेल और तेल उत्पादों के विश्लेषण के लिए भौतिक और रासायनिक विधियाँ
- GOST की आवश्यकताओं के अनुसार विभिन्न प्रकार के तेलों की गुणवत्ता का आवश्यक विश्लेषणात्मक और तकनीकी-रासायनिक आकलन करने में सक्षम हो।
विषय 1. तेलों के सामान्य गुण और वर्गीकरण
प्रस्तुत सामग्री का अध्ययन करने के बाद, छात्र पेट्रोकेमिकल और तेल शोधन उद्योगों के लिए कच्चे माल के मुख्य स्रोतों को जानेंगे। उपलब्ध और संभावित कच्चे माल की मात्रा, तेल, गैस, ठोस ईंधन के मुख्य भंडार। इसके अलावा, छात्र प्राकृतिक गैसों के रासायनिक प्रसंस्करण की मूल बातें के बारे में ज्ञान प्राप्त करेंगे,
तरल ईंधन।
तेल हल्के पीले से भूरे या काले रंग का एक तैलीय तरल है, जो आमतौर पर आसानी से बह जाता है, कम अक्सर निष्क्रिय होता है। कार्बन (82-87% wt.) और हाइड्रोजन (11-15% wt.) मुख्य रासायनिक तत्व हैं जो तेल बनाते हैं, इसके अलावा, इसमें सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन के रूप में धातुएं होती हैं। -युक्त और ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक, क्रमशः।
इस प्रकार, तेल में मुख्य रूप से हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनमें एक निश्चित सामग्री के साथ हेटेरोआटोमिक और राल-डामर यौगिक, धातुओं की सूक्ष्म अशुद्धियाँ और अन्य तत्व होते हैं।
प्रमुख तेल एवं गैस क्षेत्र. विश्व अर्क
हमारा प्राकृतिक गैस भंडार 155 ट्रिलियन घन मीटर अनुमानित है। प्राकृतिक गैस के खोजे गए भंडार (31%) के मामले में, रूस दुनिया में पहले स्थान पर है। विश्व का एक तिहाई प्राकृतिक गैस भंडार मध्य पूर्व में है। रूस में मुख्य प्राकृतिक गैस भंडार हैं (ट्रिलियन एम3): उरेंगॉयस्कॉय (4.00), याम्बर्गस्कॉय (3.78), श्टोकमानोव्स्की (3.00), ज़ापोल्यार्नॉय (2.6), ऑरेनबर्गस्कॉय (1.78), मेदवेज़े (1.55) और अन्य। 604 बिलियन एम3 से अधिक प्रति वर्ष गैस का उत्पादन होता है।
प्राकृतिक गैस में लगभग 95% मीथेन और लगभग 2-5% गैस कंडेनसेट ("हल्का तेल") होता है।
विश्व पुनर्प्राप्ति योग्य तेल भंडार 141.3 बिलियन टन अनुमानित है। इनमें से लगभग 66.4% निकट और मध्य पूर्व के देशों में स्थित हैं। तेल भंडार के मामले में दुनिया में दूसरे स्थान पर अमेरिकी महाद्वीप का कब्जा है - 14.5%। दुनिया का लगभग 4.7% तेल भंडार रूस में केंद्रित है। हाल के वर्षों में, रूस ने प्रति वर्ष लगभग 500 मिलियन टन तेल का उत्पादन किया है।
रूस में सबसे महत्वपूर्ण तेल क्षेत्र पश्चिमी और पूर्वी साइबेरिया, कोमी गणराज्य, तातारस्तान और बश्कोर्तोस्तान, मध्य और निचले वोल्गा क्षेत्रों और आसपास में स्थित हैं। सखालिन।
दुनिया के एक चौथाई से अधिक तेल भंडार सऊदी अरब में केंद्रित हैं, और इराक, ईरान, कुवैत और अबू धाबी जैसे प्रत्येक अरब देश के पास इसके भंडार का लगभग दसवां हिस्सा है।
अमेरिकी महाद्वीप पर वेनेजुएला, मैक्सिको, अमेरिका और ब्राजील में सबसे बड़े तेल भंडार हैं।
अफ्रीका में पुनर्प्राप्त करने योग्य तेल भंडार लगभग 7% (लीबिया, नाइजीरिया, अल्जीरिया) हैं।
ऐसा माना जाता है कि पश्चिमी यूरोप तेल और गैस के मामले में गरीब है। हालाँकि, हाल ही में उत्तरी सागर में बड़े भंडार की खोज की गई है, मुख्यतः ब्रिटिश और नॉर्वेजियन क्षेत्रों में। पूर्वी यूरोपीय देशों, रूस और पूर्व यूएसएसआर के देशों के पास पुनर्प्राप्त करने योग्य तेल भंडार का लगभग 6% हिस्सा है।
में एशिया प्रशांतइस क्षेत्र में चीन, इंडोनेशिया, भारत, मलेशिया और ऑस्ट्रेलिया के पास वाणिज्यिक तेल भंडार हैं।
में दुनिया में हजारों तेल क्षेत्र हैं जो औद्योगिक महत्व के हैं, उनमें से 29 अद्वितीय सुपरजायंट हैं। अधिकांश अनोखे और विशाल तेल क्षेत्र मध्य पूर्व और लैटिन अमेरिका के देशों में स्थित हैं।
तेल शोधन उद्योग के विकास के चरण
नेस. बैच स्टिल के साथ दुनिया की पहली तेल रिफाइनरी 1823 में सर्फ़, डबिनिन भाइयों द्वारा बनाई गई थी। मोज़दोक शहर के पास। आसवन का मुख्य उत्पाद, गैसोलीन, और भारी अवशेष, ईंधन तेल, जिसका उपयोग नहीं किया गया था, जला दिया गया। 1869 में बाकू में और 1873 में 23 तेल रिफाइनरियाँ थीं। - 80 संयंत्र प्रति वर्ष 16,350 टन केरोसिन का उत्पादन करने में सक्षम।
डि मेंडेलीव ने वैक्यूम आसवन द्वारा ईंधन तेल से चिकनाई वाले तेलों के औद्योगिक उत्पादन के लिए एक विधि विकसित की, जिसे 1876 में पेश किया गया था। पेट्रोलियम तेलों ने प्रौद्योगिकी की सभी शाखाओं से वनस्पति और पशु वसा को विस्थापित करना शुरू कर दिया। रूसी खनिज तेल व्यापक रूप से विदेशों में निर्यात किया जाता था और इसे उच्चतम गुणवत्ता वाला माना जाता था।
ए.ए. तवरिज़ोव ने वैट बैटरियों में तेल के निरंतर आसवन की एक विधि विकसित की और 1883 में बाकू में नोबेल भाइयों के संयंत्र में इसे लागू किया गया।
आंतरिक दहन इंजन के आविष्कार ने तेल शोधन के विकास में एक नई गुणात्मक छलांग में योगदान दिया, क्योंकि। गैसोलीन, जिसका पहले उपयोग नहीं किया गया था, सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में से एक बन गया, जिसके उत्पादन के लिए तेल उत्पादन में वृद्धि और इसके प्रसंस्करण की तकनीक में सुधार की आवश्यकता थी।
1917 तक, तेल रिफाइनरियाँ मुख्य रूप से काकेशस में केंद्रित थीं। गृहयुद्ध के परिणामों के कारण पुनर्प्राप्ति अवधि (1928) के बाद, यूएसएसआर में नए भंडार की खोज की गई और नई तेल रिफाइनरियों (ऊफ़ा, सेराटोव, ओडेसा, खाबरोवस्क, आदि) का गहन निर्माण शुरू हुआ।
महान देशभक्तिपूर्ण युद्ध के दौरान, कई रिफाइनरियों को देश के पूर्वी क्षेत्रों में खाली कर दिया गया था। प्रदान करने में बड़ी भूमिका है
बाकू, ग्रोज़्नी और पूर्वी रिफाइनरियाँ देश के आगे और पीछे विमान, टैंक और अन्य सैन्य और नागरिक वाहनों के लिए ईंधन का काम करती थीं।
युद्ध के बाद के वर्षों में, तेल शोधन उद्योग तेजी से विकसित हुआ, तकनीकी स्तर और उत्पादन मात्रा में लगातार वृद्धि हुई। नई शक्तिशाली रिफाइनरियों और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों (सलावत, वोल्गोग्राड, अंगारस्क, किरिशी, निज़नेकमस्क और) के निर्माण से देश के तेल शोधन को और महत्वपूर्ण विकास प्राप्त हुआ।
ईंधन और ऊर्जा परिसर की संरचना . लंबे समय से, तेल, गैस, ठोस जीवाश्म ईंधन का उपयोग ऊर्जा ईंधन के रूप में किया जाता रहा है, और 20वीं शताब्दी से। ऊर्जा संसाधनों के स्रोतों में जल संसाधन और परमाणु ईंधन को जोड़ा गया।की समग्रता
विभिन्न प्रकार के जीवाश्म ईंधन के निष्कर्षण, परिवहन और प्रसंस्करण के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के विकास, परिवर्तन और वितरण में लगी उद्योग की शाखाएँ
ऊर्जा को ईंधन एवं ऊर्जा परिसर (एफईसी) कहा जाता है।
आज तक, तेल और गैस कॉम्प्लेक्स (ओजीसी) ईंधन और ऊर्जा कॉम्प्लेक्स का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। तेल और गैस उद्योग क्षेत्रों को चित्र 1 में दिखाया गया है।
तेल और गैस परिसर की शाखाएँ
तेल और गैस
तेल और गैस प्रसंस्करण
तेल और गैस रसायन
परिवहन (तेल, गैस, उनके प्रसंस्करण के उत्पाद)
पाइपलाइन
रेलवे
समुद्री, आदि
पेट्रोलियम उत्पादों की आपूर्ति
चित्र .1। तेल और गैस परिसर की शाखाएँ
ईंधन और ऊर्जा परिसर आधुनिक विश्व अर्थव्यवस्था का आधार है। ईंधन और ऊर्जा परिसर के विकास का स्तर देश में सामाजिक और वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति को दर्शाता है।
तेलों का रासायनिक और तकनीकी वर्गीकरण।
आज तक, बड़ी संख्या में रचनाएँ प्रकाशित हुई हैं जो विभिन्न क्षेत्रों के तेलों की रचनाओं की विशेषता बताती हैं। ये कार्य मुख्य रूप से भू-रासायनिक अध्ययन के लिए समर्पित हैं, जो तेलों के रासायनिक वर्गीकरण का आधार बनते हैं। रासायनिक वर्गीकरण के कई प्रकार विकसित किए गए हैं। इसलिए, तेलों के वर्गीकरण के आधार के रूप में, उन्होंने उपयोग किया: यूएस ब्यूरो ऑफ माइन्स - घनत्व, ग्रोज़एनआईआई - कार्बनिक यौगिकों के एक या अधिक वर्गों की प्रमुख सामग्री, एस.एस. नेमेटकिन और ए.एफ. डोब्रियांस्की - अल्केन्स की एकाग्रता, के.ए. कोंटोरोविच - अल्केन्स और साइक्लेन की सामग्री, और अल। ए पेट्रोव - तेल अंशों के क्रोमैटोग्राफिक विश्लेषण का डेटा 200-430) 0 (सामान्य, शाखित अल्केन्स, साइक्लोअल्केन्स और एरेन्स की सांद्रता)। अल द्वारा प्रस्तावित वर्गीकरण. ए पेत्रोव तेलों की रासायनिक संरचना को पूरी तरह से दर्शाता है। औद्योगिक प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल के रूप में तेलों की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रासायनिक वर्गीकरण काफी स्वीकार्य हैं।
अल के अनुसार तेलों की रासायनिक टाइपिंग। ए पेट्रोव समूह संरचना के आधार पर किया जाता है। तालिका में। 1. संबंधित प्रकारों को तेल आवंटित करने के मानदंड दिए गए हैं। अल्केन्स की सामग्री 6 से 60% तक भिन्न होती है, इसलिए वे तेलों की विविधता निर्धारित करते हैं।
तालिका नंबर एक |
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विभिन्न रसायनों के तेलों की हाइड्रोकार्बन संरचना |
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अंश प्रकार 200 - 430 0 С, (%) |
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हाइड्रोकार्बन |
तेल का प्रकार |
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एन हाइड्रोकार्बन |
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आइसोअल्केन्स |
0,05-6,0 (0,5-3) |
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साइक्लोऐल्केन |
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खुशबूदार |
ध्यान दें: सबसे अधिक बार आने वाला डेटा कोष्ठक में दिया गया है।
प्रकार ए 1 के तेल (घटना की गहराई आमतौर पर 1500 मीटर से अधिक होती है) को पैराफिन और नेफ्थीन-पैराफिन बेस के तेल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। वे गैसोलीन अंशों की एक उच्च सामग्री की विशेषता रखते हैं।
गुण और कम रालयुक्तता। संतृप्त यौगिकों में 40-70% तक अल्केन्स होते हैं।
तेल हमेशा सामान्य अल्केन्स की सांद्रता से अधिक होते हैं। संगत
आइसो- और सामान्य अल्केन्स का अनुपात 1:6 है।
में पश्चिम साइबेरियाई तेल और गैस बेसिन जैसे क्षेत्रकोटुम-टेपे, दगाडज़िन्स्कोए, रूसी, नोवोपोर्टोव्स्कोए, टायटिम्सकोए, मालोइचस्कोए, समोट्लोरस्कोए, निज़ह्न। तबाचानी, नतालिंस्को, वेरख। टार्स्कोय में तेल प्रकार A1 होता है।
में तेल ए के पैराफिन के वितरण के आधार पर 1 विभाजन-
तीन समूहों में. पहले समूह के तेलों के लिए, ∑nC13 - nC15 / ∑ nC25 - nC27 0.5-1.2 है, और दूसरे समूह के लिए 1.2 से 3 और तीसरे के लिए 3 है।
तेल प्रकार ए 2 (1500-2000 मीटर की गहराई पर सेनोज़ोइक और मेसोज़ोइक जमा में पाया जाता है)। यह नैफ्थेनोपैराफिन और पैराफिन-नैफ्थेनिक तेलों से संबंधित है। इस प्रकार के तेल में अल्केन्स की मात्रा कम होती है। इस मामले में, रैखिक अल्केन्स पर आइसोप्रेनॉइड अल्केन्स की एक महत्वपूर्ण प्रबलता देखी जाती है। A2 प्रकार के तेल A1 की तुलना में बहुत कम आम हैं। पश्चिमी साइबेरिया में, समोटलर क्षेत्र के कुछ जलाशयों में A2 प्रकार का तेल होता है।
तेल प्रकार बी 2 (सेनोज़ोइक तलछट में घटना की गहराई 1000-1500 मीटर) को पैराफिन-नैफ्थेनिक नैफ्थेनिक-पैराफिन बेस के तेल के रूप में जाना जाता है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन में, साइक्लोअल्केन्स की सांद्रता 60-75% तक पहुँच जाती है। अल्केन हाइड्रोकार्बन मुख्य रूप से शाखित संरचना वाले यौगिकों द्वारा दर्शाए जाते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सामान्य और मोनोप्रतिस्थापित अल्केन्स की चोटियाँ टाइप बी 2 तेलों के क्रोमैटोग्राम पर दिखाई नहीं देती हैं।
टाइप बी 1 तेल (घटना की गहराई 500-1000 मीटर) कई तेल और गैस बेसिन के सेनोज़ोइक जमा में आम हैं। इस प्रकार का तेल पश्चिमी साइबेरिया (मड सोपका क्षेत्र, सुरखानी, बालाखानी, रुस्को) के क्षेत्र में पाया जाता है। बी1 तेल सामान्य और आइसोप्रेनॉइड अल्केन्स से लगभग पूरी तरह मुक्त होते हैं। शाखित अल्केन्स की सामग्री 10% से अधिक नहीं होती है। नैफ्थीन में बाइसिकल डेरिवेटिव की प्रधानता होती है।
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तेल और गैस का रसायन
पर। स्वारोव्स्काया
परिचय
1. तेल की उत्पत्ति
1.1 खनिज उत्पत्ति की परिकल्पनाएँ
1.4 तेल हाइड्रोकार्बन के मुख्य वर्गों का निर्माण
2. तेल और गैस की रासायनिक संरचना
2.1 हाइड्रोकार्बन यौगिक
2.2 विषमकार्बनिक यौगिक
2.3 ट्रेस तत्व
3. तेल फैलाव प्रणाली
3.1 पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन
3.2 नैफ्थेनिक हाइड्रोकार्बन
3.3 सुगंधित हाइड्रोकार्बन
3.4 टार-एस्फाल्टीन पदार्थ
4. तेल के भौतिक एवं रासायनिक गुण
4.1 तेल का घनत्व
4.2 तेल की चिपचिपाहट
4.3 तेलों के रियोलॉजिकल गुण
4.5 तेल-गैस संतृप्ति दबाव
4.6 तेल संपीडनशीलता
4.7 तेल मात्रा कारक
4.8 तेलों के तापीय गुण
4.9 तेलों के विद्युत गुण
4.10 आणविक भार
4.11 क्रिस्टलीकरण, बादल, डालना बिंदु
4.12 फ्लैश प्वाइंट, इग्निशन प्वाइंट और सेल्फ-इग्निशन प्वाइंट
4.13 ऑप्टिकल गुण
4.14 एक तेल भंडार के भीतर तेल के गुणों में अंतर
5. पेट्रोलियम गैस के गुण
परिचय
तेल लंबे समय से मानव जाति के लिए जाना जाता है। इसका उपयोग बेबीलोन और बीजान्टियम में आग लगाने वाले मिश्रण के रूप में किया जाता था। प्राचीन मिस्र, रोम और टाइग्रिस और यूफ्रेट्स के मध्यवर्ती प्रवाह में, इसका उपयोग सड़कों, जलसेतुओं और अन्य संरचनाओं के निर्माण में एक कसैले और जलरोधक सामग्री के रूप में किया जाता था। 18वीं शताब्दी के अंत से, तेल शोधन का एक उत्पाद, मिट्टी का तेल, घरों और सड़कों को रोशन करने के लिए उपयोग किया जाता रहा है, और 19वीं शताब्दी के बाद से, आंतरिक दहन इंजन के आविष्कार के साथ, पेट्रोलियम उत्पाद विभिन्न प्रकार के ईंधन का मुख्य प्रकार बन गए हैं। वाहन.
अन्य प्रकार के जीवाश्म ईंधन के विपरीत, तेल निकालना, परिवहन करना (पाइपलाइनों के माध्यम से) अपेक्षाकृत आसान है और विभिन्न उद्देश्यों के लिए उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला में संसाधित करना काफी आसान है। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि दुनिया के अधिकांश देशों में ईंधन और ऊर्जा परिसर में तेल का आधे से अधिक हिस्सा है।
राज्यों की अर्थव्यवस्था किसी भी अन्य उत्पाद की तुलना में तेल पर अधिक निर्भर करती है। इसलिए, अपने औद्योगिक उत्पादन की शुरुआत से लेकर आज तक, तेल तीव्र प्रतिस्पर्धा का विषय रहा है, जो कई अंतरराष्ट्रीय संघर्षों और युद्धों का कारण रहा है। प्राकृतिक गैस, तेल की तरह, मुख्य रूप से एक ऊर्जा ईंधन है। विश्व में उत्पादित अधिकांश तेल (80-90%) को विभिन्न प्रकार के ईंधन और स्नेहक में संसाधित किया जाता है। इसका लगभग 10% ही रासायनिक उद्योग की जरूरतों के लिए जाता है।
पेट्रोलियम रसायन विज्ञान के विकास का इतिहास डी. आई. मेंडेलीव, एन. डी. ज़ेलिंस्की, वी. वी. मार्कोवनिकोव, के. वी. खरिचकोव, वी. एन. इपटिव, ए. ए. लेटनी और अन्य के कार्यों से जुड़ा है, जिन्होंने एक विज्ञान के रूप में रसायन तेल के जन्म में योगदान दिया। इसका गठन 20 के दशक के अंत में - 30 के दशक की शुरुआत में मॉस्को माइनिंग अकादमी की दीवारों के भीतर हुआ, जहां प्रोफेसर (बाद में शिक्षाविद) एस.एन. नेमेटकिन ने "तेल रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रम पढ़ाया। 1932 में इसी शीर्षक से एक पुस्तक प्रकाशित हुई थी।
पेट्रोलियम रसायन विज्ञान के क्षेत्र में मुख्य, पारंपरिक अनुसंधान में निम्नलिखित क्षेत्र शामिल हैं। पहली एक विश्लेषणात्मक दिशा है जो तेल अंशों और व्यक्तिगत घटकों के व्यावहारिक अनुप्रयोग के साथ-साथ नए तेल और गैस क्षेत्रों की खोज में भू-रासायनिक समस्याओं को हल करने के उद्देश्य से तेलों की संरचना का अध्ययन करती है। इसके प्रसंस्करण के लिए इष्टतम तकनीकी योजना चुनने के लिए तेल की संभावित रासायनिक संरचना का ज्ञान निर्णायक महत्व रखता है। अल के अनुसार तेलों में विश्लेषणात्मक और कार्बनिक रसायन विज्ञान के आधुनिक तरीकों का उपयोग करना। ए पेट्रोव, लगभग 1000 व्यक्तिगत यौगिकों की पहचान की गई थी।
अनुसंधान की दूसरी दिशा पी, वी, टी-स्थितियों और व्यक्तिगत तेल घटकों की रासायनिक बातचीत के आधार पर तेल प्रणालियों के गुणों का अध्ययन करना है। उत्पादन, परिवहन, प्रसंस्करण और उपयोग की स्थितियों में, तेल प्रणालियाँ ऊंचे तापमान और दबाव पर हो सकती हैं, जब तेल घटकों का रासायनिक परिवर्तन संभव होता है।
इस तथ्य पर ध्यान दिया जाना चाहिए कि पेट्रोलियम रसायन विज्ञान में आणविक समाधानों के रूप में पेट्रोलियम प्रणालियों का दृष्टिकोण काफी लंबे समय से हावी रहा है और आज तक जीवित है। अब तक, तेल प्रणालियों और तकनीकी गणनाओं में कई घटनाओं की व्याख्या आणविक समाधानों (राउल्ट-डाल्टन, हेनरी, न्यूटन, डार्सी, आदि के नियम) के लिए स्थापित भौतिक कानूनों के आधार पर की जाती है। हालाँकि, तेल प्रणालियों की आणविक संरचना के बारे में विचार हमेशा तेल प्रणालियों के वास्तविक व्यवहार का वर्णन नहीं करते हैं और वास्तविकता के अनुरूप होते हैं।
कोलाइड रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से, तेल एक जटिल बहुघटक मिश्रण है, जो बाहरी स्थितियों की समग्रता के आधार पर, एक आणविक समाधान या एक बिखरी हुई प्रणाली के गुणों को प्रदर्शित करता है। पेट्रोलियम परिक्षेपित प्रणालियों (वीडीएस) में लगभग सभी प्रकार के प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन कच्चे माल, साथ ही विभिन्न प्रकार के पेट्रोलियम उत्पाद - मोटर ईंधन से लेकर कोक तक शामिल हैं। यह दृष्टिकोण, विभिन्न एसएसएस की बिखरी हुई संरचना के विचार के आधार पर, महत्वपूर्ण सामग्री लागत के बिना, तेल उत्पादन, परिवहन और शोधन की उन तकनीकी प्रक्रियाओं के साथ-साथ तेल उत्पादों के गुणों को अनुकूलित करना संभव बनाता है जिन्हें बढ़ाया नहीं जा सका। अन्य तरीकों से.
आज तक एकत्रित की गई प्रयोगात्मक सामग्री दृढ़तापूर्वक साबित करती है कि तेल की बिखरी हुई संरचना को और अधिक अनदेखा करने से तेल पुनर्प्राप्ति को नियंत्रित करने की क्षमता काफी हद तक सीमित हो जाती है। निःसंदेह, कोई भी ऐसे दृष्टिकोण की असाधारण जटिलता को नोट करने में असफल नहीं हो सकता। यह इस तथ्य में निहित है कि तेल रसायन विज्ञान के क्षेत्र में विशेषज्ञ अभी तक तेल की संरचना पर एक आम सहमति नहीं बना पाए हैं, सामान्य परिस्थितियों में इसकी जांच कर रहे हैं। और अक्सर, चट्टान के साथ तेल का संपर्क अन्य परिस्थितियों में होता है: ऊंचे तापमान और दबाव वाले क्षेत्र में, इन-सीटू पानी की उपस्थिति में।
परिवहन के दौरान, बाहरी स्थितियों (उदाहरण के लिए, तापमान, दबाव, योजकों की सांद्रता) में परिवर्तन के परिणामस्वरूप, तेल के मैक्रोमोलेक्यूलर संगठन में कई परिवर्तन एकत्रीकरण की स्थिति में बदलाव तक हो सकते हैं, जो स्वाभाविक रूप से परिवर्तन को प्रभावित करता है। पाइप के माध्यम से चलते समय इसका हाइड्रोडायनामिक प्रतिरोध। तेल के हाइड्रोडायनामिक प्रतिरोध को कम करना वांछनीय है, जो आमतौर पर पॉलिमर एडिटिव्स की मदद से हासिल किया जाता है, हालांकि, वैज्ञानिक शब्दों में, एसएसएस घटकों के साथ एडिटिव्स की बातचीत का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है।
तेल के प्रसंस्करण और पेट्रोलियम उत्पादों के उपयोग के दौरान, एकत्रीकरण की स्थिति और, कुछ मामलों में, चरणों की रासायनिक संरचना दोनों में परिवर्तन के साथ चरण परिवर्तन होते हैं। बाहरी कारकों की मदद से एसएसएस में चरण संक्रमण का विनियमन: तेल उत्पादों के इष्टतम संयोजन की विधि सहित विभिन्न प्रकृति के बल क्षेत्र और योजक, तेल तकनीकी प्रक्रियाओं के मापदंडों और तेल उत्पादों के गुणों को प्रभावित करने का एक प्रभावी तरीका है। हालाँकि, दुर्भाग्य से, तेल भंडार सीमित हैं, और विकसित क्षेत्र कुछ समय बाद समाप्त हो जाते हैं। मानवता के पास मौजूद हाइड्रोकार्बन कच्चे माल की गैर-नवीकरणीयता और सीमित संसाधन ऊर्जा समस्या की गंभीरता को बढ़ाते हैं। पूर्वानुमानों के अनुसार, कच्चे तेल का उत्पादन अगली सदी के दूसरे-तीसरे दशक में चरम पर होगा, और तेल से जुड़े प्राकृतिक गैस और गैस संघनन के भंडार की कमी 2010 की शुरुआत में ही महसूस होने लगेगी।
तेल भंडार की कमी से तेल पुनर्प्राप्ति कारक को बढ़ाकर, परिवहन प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और तेल शोधन की गहराई को बढ़ाकर, तेल उत्पादों के तर्कसंगत उपयोग, उनके पर्यावरणीय गुणों को ध्यान में रखते हुए तेल के अधिक किफायती उपयोग की आवश्यकता होती है, जो असंभव है तेल की संरचना, संरचना और गुणों के व्यापक भौतिक और रासायनिक अध्ययन के बिना।
1. तेल की उत्पत्ति
तेल की उत्पत्ति के बारे में आधुनिक विचारों की उत्पत्ति 18वीं - 19वीं शताब्दी की शुरुआत में हुई। एम. वी. लोमोनोसोव (1757) ने तेल की कार्बनिक उत्पत्ति की परिकल्पना की नींव रखी, "पेट्रिफाइड कोयले" पर "भूमिगत आग" के प्रभाव से इसके गठन की व्याख्या की, जिसके परिणामस्वरूप, उनकी राय में, डामर, तेल और " पत्थर के तेल" का निर्माण हुआ। तेल की खनिज उत्पत्ति का विचार सबसे पहले 1805 में ए हम्बोल्ट ने व्यक्त किया था।
रसायन विज्ञान का विकास, एम. बर्थेलॉट (1866), जी. बायसन (1871) द्वारा किए गए हाइड्रोकार्बन (एचसी) के अकार्बनिक संश्लेषण पर प्रयोग, खनिज उत्पत्ति की परिकल्पना के विकास के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य किया। डी. आई. मेंडेलीव, जो 1867 तक तेल की जैविक उत्पत्ति के विचारों का पालन करते थे, ने 1877 में इसकी खनिज उत्पत्ति की प्रसिद्ध परिकल्पना तैयार की, जिसके अनुसार धातु के साथ पानी की बातचीत के कारण उच्च तापमान पर बड़ी गहराई पर तेल बनता है। कार्बाइड.
पिछली शताब्दी में, तेल की उत्पत्ति की समस्या पर प्रकाश डालते हुए, भारी मात्रा में रासायनिक, भू-रासायनिक और भूवैज्ञानिक डेटा जमा किया गया है। वर्तमान में, अधिकांश वैज्ञानिक - रसायनज्ञ, भू-रसायनज्ञ और भूवैज्ञानिक - तेल की कार्बनिक उत्पत्ति के विचार को सबसे उचित मानते हैं, हालांकि ऐसे वैज्ञानिक भी हैं जो अभी भी इसके गठन की खनिज परिकल्पना को पसंद करते हैं।
1.1 तेल की खनिज उत्पत्ति की परिकल्पनाएँ
तेल की खनिज उत्पत्ति की सभी परिकल्पनाएँ सरल प्रारंभिक सामग्रियों - सी, एच2, सीओ, सीओ2, सीएच4, एच2ओ और रेडिकल्स से तेल के हाइड्रोकार्बन, ऑक्सीजन-, सल्फर- और नाइट्रोजन युक्त घटकों के संश्लेषण के विचार से एकजुट हैं। उच्च तापमान पर और गहरी चट्टानों के खनिज भाग के साथ संश्लेषण उत्पादों की परस्पर क्रिया।
मेंडेलीव डी.आई. का मानना था कि हाइड्रोकार्बन के निर्माण का आधार पानी के साथ गहरी चट्टानों के धातु कार्बाइड की परस्पर क्रिया है, जो सतह से दरारों के माध्यम से काफी गहराई तक प्रवेश करता है।
प्रक्रिया योजना इस प्रकार प्रस्तुत की गई:
2FeC + 3H20 = Fe2O3 + C2H6
या, सामान्य शब्दों में, आप लिख सकते हैं:
एमसीएम + एमएच20 -->एमओएम + (सीएच2)एम।
डी. आई. मेंडेलीव के अनुसार, गैसीय अवस्था में बने हाइड्रोकार्बन फिर पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी ठंडे भाग तक पहुँचे, जहाँ वे संघनित हुए और झरझरा तलछटी चट्टानों में जमा हो गए। उस समय गहरी चट्टानों में धातु कार्बाइड के बारे में अभी तक पता नहीं था। वर्तमान में, मेंडेलीव की धारणा की पुष्टि की गई है; गहरी चट्टानों में कई तत्वों (FeC, TiC, Cr2Cs, WC, SiC) के कार्बाइड पाए गए हैं। लेकिन वे बड़े समूह नहीं बनाते; ये सबसे छोटे (एक मिलीमीटर के अंश) खनिज पृथक्करण हैं जो दुर्लभ हैं और चट्टानों में बिखरे हुए हैं। इसलिए, प्रकृति में ज्ञात भारी मात्रा में हाइड्रोकार्बन के निर्माण की प्रक्रिया को इन स्थितियों से समझाना बहुत मुश्किल है। अब इसमें भी कोई संदेह नहीं रह गया है कि पानी सतह से दरारों के माध्यम से अधिक गहराई तक नहीं बह सकता। लेकिन यह आवश्यक नहीं है, गहरी चट्टानों के द्रव चरण में कुछ शर्तों के तहत पानी होता है, इसलिए, सिद्धांत रूप में, कार्बाइड के साथ इसकी बातचीत संभव है। सरलतम हाइड्रोकार्बन का निर्माण भी काफी संभावित है, लेकिन बड़ी मात्रा में यह शायद ही संभव है।
1892 में, एन. ए. सोकोलोव ने तेल की ब्रह्मांडीय उत्पत्ति की एक परिकल्पना सामने रखी। इसका सार साधारण पदार्थों से हाइड्रोकार्बन के समान खनिज संश्लेषण में कम हो जाता है, लेकिन पृथ्वी के निर्माण के प्रारंभिक, ब्रह्मांडीय चरण में।
यह माना गया कि गठित हाइड्रोकार्बन एक गैस आवरण में थे, और जैसे ही वे ठंडे हुए, वे पृथ्वी की गठित परत की चट्टानों द्वारा अवशोषित हो गए। फिर ठंडी आग्नेय चट्टानों से मुक्त होकर, हाइड्रोकार्बन पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी भाग तक पहुँचे, जहाँ उन्होंने संचय बनाया। यह परिकल्पना धूमकेतुओं की पूंछ में कार्बन और हाइड्रोजन और उल्कापिंडों में हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति के तथ्यों पर आधारित थी। आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, HCN, C2N2 बृहस्पति और टाइटन के वातावरण के साथ-साथ गैस और धूल के बादलों में पाए गए। उल्कापिंडों में ठोस कार्बोनेसियस पदार्थ, सामान्य अल्केन्स और अमीनो एसिड पाए गए। हालाँकि, उनकी उत्पत्ति स्पष्ट नहीं है।
तेल की खनिज उत्पत्ति के समर्थकों के कई तर्क थर्मोडायनामिक गणना पर आधारित हैं। चेकाल्युक ई.बी. ने कुछ आइसोमेरिक हाइड्रोकार्बन के बीच अनुपात द्वारा तेल निर्माण के तापमान को निर्धारित करने की कोशिश की, यह मानते हुए कि उच्च तापमान संश्लेषण से थर्मोडायनामिक रूप से संतुलन मिश्रण का निर्माण होता है। इस तरह से गणना की गई तेल निर्माण का तापमान 450-900 डिग्री सेल्सियस था, जो पृथ्वी के ऊपरी मेंटल के भीतर 100-160 किमी के गहरे क्षेत्र के तापमान से मेल खाता है। हालाँकि, समान तेलों के लिए, अन्य आइसोमेरिक जोड़े की गणना अन्य तापमान मान (-100 से 20,000 डिग्री सेल्सियस तक) देती है, जो पृथ्वी की पपड़ी और मेंटल की स्थितियों के तहत पूरी तरह से अवास्तविक हैं। अब यह सिद्ध हो गया है कि तेलों के आइसोमेरिक हाइड्रोकार्बन गैर-संतुलन प्रणाली हैं। दूसरी ओर, अति-लंबे एक्सट्रपलेशन का सहारा लेने की आवश्यकता के कारण, बहुत उच्च दबाव (हजारों पास्कल) के क्षेत्र में हाइड्रोकार्बन के थर्मोडायनामिक गुणों की गणना सशर्त होती है।
पृथ्वी की गहरी परिस्थितियों में, C और H2 की उपस्थिति में, CH4, इसके समरूपों और कुछ उच्च आणविक भार यौगिकों का संश्लेषण काफी संभव है और हो रहा है। लेकिन अभी तक कोई पर्याप्त सैद्धांतिक या प्रयोगात्मक डेटा नहीं है जो स्पष्ट रूप से हाइड्रोकार्बन, नाइट्रोजन-, सल्फर- और ऑक्सीजन युक्त यौगिकों की ऐसी जटिल और नियमित प्रणाली के खनिज संश्लेषण की संभावना को साबित कर सके, जो प्राकृतिक तेल है, जिसमें ऑप्टिकल गतिविधि होती है और संरचना में बहुत समान है। जीवों के जीवित पदार्थ और तलछटी चट्टानों के जैव-कार्बनिक पदार्थ के साथ आणविक और समस्थानिक स्तर पर कई विशेषताएं।
खनिज परिकल्पना के भूवैज्ञानिक प्रमाण - गहरे क्रिस्टलीय चट्टानों में मीथेन और कुछ पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के निशान की उपस्थिति, ज्वालामुखियों से निकलने वाली गैसों और मैग्मा में, कुछ गहरे दोषों के साथ तेल और गैस की अभिव्यक्तियाँ, आदि - अप्रत्यक्ष हैं और हमेशा इसकी अनुमति देते हैं दोहरी व्याख्या. पृथ्वी की पपड़ी में घुसपैठ करने वाली गहरी चट्टानें पिघल जाती हैं और तलछटी चट्टानों को उनमें मौजूद बायोजेनिक कार्बनिक पदार्थ के साथ समाहित कर लेती हैं; ज्वालामुखीय छिद्र तलछटी परत से भी गुजरते हैं, कभी-कभी क्षेत्रीय रूप से गैस-असर वाले होते हैं, इसलिए उनमें पाए जाने वाले CH4 और कुछ अन्य पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन न केवल खनिज संश्लेषण के परिणामस्वरूप बन सकते हैं, बल्कि तलछटी के फंसे हुए बायोजेनिक कार्बनिक पदार्थों के थर्मल विनाश के दौरान भी बन सकते हैं। चट्टानें या जब तेल तलछटी चट्टानों में प्रवेश करता है। आग्नेय चट्टानों के ठंडा होने के बाद की चट्टानें। लेकिन मुख्य साक्ष्य जीवों के जीवित पदार्थ और आधुनिक तलछट और प्राचीन तलछटी चट्टानों के बायोजेनिक कार्बनिक पदार्थ के समान घटकों के साथ तेल के कई हाइड्रोकार्बन और गैर-हाइड्रोकार्बन यौगिकों के रासायनिक और भू-रासायनिक मापदंडों की महान समानता में निहित है।
1.2 तेल की जैविक उत्पत्ति के बारे में विचारों का विकास
तलछटी चट्टानों के बायोजेनिक कार्बनिक पदार्थ पर ऊंचे तापमान के प्रभाव के परिणामस्वरूप तेल के निर्माण के बारे में एमवी लोमोनोसोव के शानदार अनुमान की पुष्टि 19वीं सदी के अंत में - 20वीं सदी की शुरुआत में प्रायोगिक रासायनिक और भूवैज्ञानिक अध्ययनों के दौरान की जाने लगी।
एंगलर (1888) ने हेरिंग वसा का आसवन करके भूरा तेल, दहनशील गैसें और पानी प्राप्त किया। तेलों के हल्के अंश में जीएस से सी9 तक हाइड्रोकार्बन होते हैं, और >300 डिग्री सेल्सियस अंश में पैराफिन, नेफ्थीन, ओलेफिन और सुगंधित हाइड्रोकार्बन होते हैं। पशु मूल की वसा से तेल के निर्माण की परिकल्पना थी। 1919 में, एन. डी. ज़ेलिंस्की ने झील सैप्रोपेल गाद को आसुत किया, जिसमें लगभग पूरी तरह से पौधे सामग्री शामिल थी - उच्च लिपिड सामग्री के साथ प्लवक के शैवाल के अवशेष। इसी समय, कोक, रेजिन, गैस और पाइरोजेनेटिक पानी प्राप्त किया गया। गैस में CH4, CO2, H2 और H2S शामिल थे। टार में गैसोलीन, मिट्टी का तेल और भारी रालयुक्त पदार्थ शामिल थे। गैसोलीन में अल्केन्स, नैफ्थीन और एरेन्स पाए गए हैं; केरोसीन में चक्रीय पॉलीमेथिलीन हाइड्रोकार्बन की प्रधानता होती है। हाइड्रोकार्बन का परिणामी मिश्रण कई मायनों में प्राकृतिक तेल के समान था; भारी अंशों में ऑप्टिकल गतिविधि थी।
ऑप्टिकल गतिविधि जीवित पदार्थ, उसके परिवर्तन उत्पादों और प्राकृतिक तेलों के लिए सामान्य मौलिक गुणों में से एक है। हाइड्रोकार्बन के खनिज संश्लेषण के दौरान, रेसमिक मिश्रण उत्पन्न होते हैं जिनमें ऑप्टिकल गतिविधि नहीं होती है, क्योंकि उनमें बाएं हाथ और दाएं हाथ के अणुओं की समान संख्या होती है, जो थर्मोडायनामिक्स के दृष्टिकोण से फायदेमंद है (ऐसा मिश्रण अधिकतम की विशेषता है) एन्ट्रापी का)। वन्यजीवों के लिए, इसके विपरीत, दर्पण विषमता विशेषता है: सभी बायोजेनिक अमीनो एसिड बाएं हाथ के होते हैं, शर्करा दाएं हाथ के दर्पण आइसोमर्स होते हैं। कार्बनिक अणुओं की ऑप्टिकल विषमता जीवित पदार्थ या उसके मरणोपरांत परिवर्तन के उत्पादों की उपस्थिति का दावा करने के लिए पर्याप्त आधार है। इन स्थितियों से, वैकल्पिक रूप से सक्रिय तेल केवल जीवमंडल का उत्पाद हो सकता है, खनिज संश्लेषण का नहीं। तेलों की ऑप्टिकल गतिविधि मुख्य रूप से ट्राइटरपेन और स्टेरेन्स जैसे हाइड्रोकार्बन से जुड़ी होती है।
प्लैंकटोनिक शैवाल के कार्बनिक पदार्थ के आसवन के दौरान वैकल्पिक रूप से सक्रिय तेल जैसे उत्पादों को प्राप्त करना पौधों की सामग्री से तेल की उत्पत्ति की परिकल्पना के आधार के रूप में कार्य करता है। भूवैज्ञानिक अनुसंधान ने भी इसमें योगदान दिया। तेल भंडारों की खोज और खोज करते समय, 19वीं शताब्दी में ही भूवैज्ञानिकों ने तेल भंडारों के लगातार सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थों से समृद्ध प्राचीन समुद्री भंडारों तक सीमित होने पर ध्यान देना शुरू कर दिया था, जिन्हें तेल स्रोत भंडार कहा जाता था।
ए. डी. अर्खांगेल्स्की (1927) और पी. डी. ट्रास्क (1926-1932) के काम से शुरुआत करते हुए, आधुनिक तलछट और प्राचीन तलछटी चट्टानों के कार्बनिक पदार्थों का अध्ययन शुरू हुआ। अनुसंधान की दिशा पर आई. एम. गबकिन का महत्वपूर्ण प्रभाव था। उन्होंने इस बात पर जोर दिया कि तलछटी परतों में तेल भंडार का व्यापक क्षेत्रीय वितरण तेल के निर्माण के लिए किसी भी संभावित विदेशी स्रोत (पशु वसा, समुद्री घास का संचय, आदि) को त्यागना और यह मानना आवश्यक बनाता है कि तेल का स्रोत केवल तेल हो सकता है। फैला हुआ कार्बनिक पदार्थ, जो तलछटी चट्टानों में व्यापक है। मिश्रित वनस्पति और पशु मूल का पदार्थ। हालाँकि, बाद में यह पता चला कि इसमें आमतौर पर सैप्रोपेलिक सामग्री का प्रभुत्व होता है, जिसमें सबसे छोटे प्लवक के शैवाल के अवशेष शामिल होते हैं। तलछटी मिट्टी की चट्टानों में इसकी औसत सांद्रता 1% से कुछ कम है, लेकिन कई बिटुमिनस शैलों में, जिसके साथ औद्योगिक तेल की मात्रा अक्सर जुड़ी होती है, यह 5-6 तक और कभी-कभी 10-20% तक होती है।
ह्यूमिक कार्बनिक पदार्थ, जो स्थलीय वनस्पति से प्राप्त होता है, मुख्य रूप से महाद्वीपीय कोयला-असर जमा में वितरित किया जाता है, जिसमें हाइड्रोकार्बन गैस जमा पाए जाते हैं, लेकिन, एक नियम के रूप में, कोई तेल जमा नहीं होता है। यह काफी समझ में आने योग्य है, क्योंकि ह्यूमिक पदार्थ में आमतौर पर बहुत कम लिपिड सामग्री होती है, और जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, यह केवल सूखी मीथेन गैस उत्पन्न करता है।
समुद्री प्लैंकटोनिक जीवों, गाद बैक्टीरिया के अध्ययन से पता चला है कि उनमें महत्वपूर्ण मात्रा में लिपिड सामग्री (कभी-कभी 40% तक) होती है, जिससे हाइड्रोकार्बन आसानी से बन सकते हैं, साथ ही थोड़ी मात्रा में हाइड्रोकार्बन भी होते हैं - 0.06% तक। समुद्री गाद के कार्बनिक पदार्थ में 3-5% तक बिटुमिनस पदार्थ और 0.5% तक हाइड्रोकार्बन पहले ही पाए जा चुके हैं। इसके अलावा, वे तेल की विशेषता वाले सभी वर्गों - अल्केन्स, नैफ्थीन और एरेन्स द्वारा दर्शाए जाते हैं। सच है, तेल के विपरीत, उनमें अभी भी गैसोलीन अंशों के हल्के हाइड्रोकार्बन नहीं होते हैं।
2-3 किमी तक विसर्जन और 100-150 डिग्री सेल्सियस तक तापमान वाले तलछटी चट्टानों के सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ के अध्ययन से पता चला है कि इसमें पहले से ही 10-20% तक बिटुमिनस पदार्थ (तेल, रेजिन, डामर) शामिल हैं, 10 तक - -12% हाइड्रोकार्बन, जिसमें 2-3% कम-उबलने (C6-C14) तक शामिल है। उनमें पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के सभी मुख्य वर्ग शामिल हैं - अल्केन्स, आइसोअल्केन्स, नैफ्थेन्स और एरेन्स। तेलों में नाइट्रोजन, सल्फर और ऑक्सीजन युक्त यौगिक भी होते हैं।
विस्तृत अध्ययनों से तलछटी चट्टानों के बिखरे हुए कार्बनिक पदार्थ के हाइड्रोकार्बन, जिसे एन.बी. वासोविच ने सूक्ष्म तेल कहा जाता है, और इसके भंडार से प्राप्त तेल के बीच अधिक से अधिक समानताएं प्रकट कीं।
तेलों में जीवित पदार्थ से विरासत में मिले जैव अणुओं की खोज बहुत महत्वपूर्ण थी। ये, सबसे पहले, पोर्फिरिन हैं, जिसमें चार पाइरोल रिंग होते हैं, जो नाइट्रोजन परमाणु (आमतौर पर वी और नी के साथ) के माध्यम से धातुओं के साथ जटिल यौगिक बनाते हैं। पादप क्लोरोफिल से इनका निर्माण संदेह से परे है। गहराई में वृद्धि और उपमृदा में तापमान में वृद्धि के साथ, तेलों में पोर्फिरिन की सामग्री कम हो जाती है, क्योंकि वे थर्मल रूप से अस्थिर होते हैं। इसलिए, खनिज संश्लेषण के उत्पादों के साथ उच्च तापमान वाले क्षेत्रों से पोर्फिरिन के तेल में प्रवेश करने की संभावना की कल्पना करना बिल्कुल असंभव है।
क्लोरोफिल वैनैडिलपोर्फिरिन सूत्रों में, Pht का अर्थ फाइटोल है।
महत्वपूर्ण "बायोजेनिक निशान" ("बायोमार्कर") जीवित पदार्थ, विशेष रूप से फाइटेन (सी20) और मिश्रण (सी19) की विशेषता वाले कई आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन हैं, जिनकी घटना क्लोरोफिल अणु के एक परिधीय संरचनात्मक तत्व फाइटोल से जुड़ी होती है। कुछ जानवरों के शरीर में "तैयार" रूप में एक गोदी भी होती है।
यह दिलचस्प है कि हाइड्रोकार्बन С20Н42 में सैद्धांतिक रूप से 366 हजार से अधिक आइसोमर्स हो सकते हैं, लेकिन उनमें से केवल एक ही तेल में प्रशंसनीय मात्रा में मौजूद है - फाइटेन, जिसकी संरचना जीवित पदार्थ की विशेषता है।
तलछट और तेलों के कार्बनिक पदार्थों में बहुत से "बायोमार्कर" विशेष रूप से हॉपेन में स्टेरेन और ट्राइटरपेन जैसे पॉलीसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन द्वारा दर्शाए जाते हैं। उनमें से कई निस्संदेह स्टेरॉयड और ट्राइटरपीनोइड जैसे विशिष्ट जैव अणुओं के व्युत्पन्न हैं, जो सबसे सरल साइनोबैक्टीरिया से लेकर उच्च स्तनधारियों तक सभी जीवित जीवों में पाए जाते हैं, और महान जैव रासायनिक महत्व के हैं। इसमें कोलेस्ट्रॉल, फाइटोस्टेरॉल आदि शामिल हैं।
जीवित पदार्थ और तेलों के स्टेरॉयड और स्टेरेन्स, ट्राइटरपेनोइड्स और ट्राइटरपेन्स (होपेन्स) के बीच आणविक संरचना में बड़ी समानता के कारण, उनकी उपस्थिति तेल की कार्बनिक उत्पत्ति का एक विश्वसनीय संकेतक है।
स्टीरियोकेमिकल विशेषताओं के संदर्भ में, पेट्रोलियम स्टेरेन्स और ट्राइटरपेन्स अभी भी मूल जैविक यौगिकों से कुछ हद तक भिन्न हैं, जो थर्मल परिवर्तन के दौरान बायोमोलेक्यूल्स के एक या अधिक चिरल केंद्रों की स्थानिक संरचना में परिवर्तन से जुड़ा हुआ है। पेंटासाइक्लिक ट्राइटरपीन मुख्य रूप से स्थलीय पौधों में पाए जाते हैं; समुद्री तलछटी चट्टानों और तेलों के कार्बनिक पदार्थों में, टेट्रासाइक्लिक हाइड्रोकार्बन आम हैं - स्टेरेन्स (होपान), जो नीले-हरे प्लवक के शैवाल की विशेषता है, जो पूरे समुद्री तलछट में सैप्रोपेल कार्बनिक पदार्थ के संचय में मुख्य जैव उत्पादकों में से एक थे। भूवैज्ञानिक समय.
सामान्य अल्केन्स (C17 और ऊपर से) भी विरासत में मिली बायोजेनिक संरचनाओं से संबंधित हैं। तेलों में उनकी सामग्री 10-15 और कभी-कभी 30% तक पहुँच जाती है। बायोजेनिक फैटी एसिड से एन-अल्केन्स के निर्माण का प्रमाण कम-रूपांतरित तेलों में "सम" परमाणुओं की तुलना में विषम संख्या में कार्बन परमाणुओं वाले एन-अल्केन्स की प्रबलता है। जीवित पदार्थ और उससे बनने वाले तलछट के कार्बनिक पदार्थ के लिए, कार्बन परमाणुओं की एक समान संख्या के साथ फैटी एसिड की प्रबलता हमेशा विशेषता होती है। जब "सम" फैटी एसिड डीकार्बोक्सिलेटेड होते हैं, तो "विषम" हाइड्रोकार्बन बनते हैं, उदाहरण के लिए, पामिटिक एसिड के मामले में:
C1bH32O2 --> C15H32 + CO2.
स्रोत चट्टानों के कार्बनिक पदार्थ और भंडार तेल दोनों में "सम" और "विषम" एन-अल्केन्स की लगभग समान सांद्रता तक इन प्राथमिक आनुवंशिक लक्षणों का धीरे-धीरे चौरसाई तब होता है जब माध्यमिक प्रतिक्रियाओं के कारण गहराई और तापमान में वृद्धि होती है।
इस प्रकार, आणविक स्तर पर कई विशेषताओं और "बायोमार्कर" की उपस्थिति के अनुसार, जीवों के जीवित पदार्थ, तलछटी स्रोत चट्टानों के कार्बनिक पदार्थ और जमा में तेल के बीच एक संबंध है। जीवित पदार्थ से विरासत में मिली बायोजेनिक आणविक संरचनाओं की कुल मात्रा कभी-कभी तेलों में उनके द्रव्यमान के 30% तक पहुंच जाती है।
तलछटी चट्टानों और तेलों के कार्बनिक पदार्थों में "बायोमार्कर" की संरचना और वितरण का एक विस्तृत अध्ययन न केवल तेल की कार्बनिक उत्पत्ति की पुष्टि करना संभव बनाता है, बल्कि उन विशिष्ट जमाओं का निर्धारण भी करता है जिनसे तेल हाइड्रोकार्बन की आपूर्ति की गई थी। निक्षेपों का निर्माण. तलछटी चट्टानों और तेलों के कार्बनिक पदार्थ के बिटुमिनस घटकों के समान अंशों में कार्बन की समस्थानिक संरचना की समानता से भी यह समस्या सफलतापूर्वक हल हो गई है।
यह पता चला कि पृथ्वी के तलछटी स्तर में, कार्बनिक पदार्थ में भारी मात्रा में बिखरे हुए पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन (माइक्रोइल) होते हैं - लगभग 1014 टन, जो इसके क्षेत्रों में सभी खोजे गए और अनुमानित विश्व तेल भंडार से कम से कम 100 गुना अधिक है। नतीजतन, सभी तेल क्षेत्रों के निर्माण के लिए, यह पर्याप्त था कि बिखरे हुए पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के प्रवास के दौरान, अनुकूल भूवैज्ञानिक परिस्थितियों में गैसों और पानी के साथ (एंटीक्लाइनल जाल पर छिद्रपूर्ण संरचनाओं में), उनकी कुल मात्रा का 1% से अधिक जमा न हो .
यह ज्ञात है कि तलछटी परतों में तेल असमान रूप से वितरित होता है, और यह इसके गठन की जैविक अवधारणा के दृष्टिकोण से भी समझ में आता है। तेल के लिए उत्पन्न होने वाला कार्बनिक पदार्थ भूवैज्ञानिक समय में तलछट में असमान रूप से जमा होता है। डेवोनियन, जुरासिक-क्रेटेशियस और तृतीयक जमा में इसका अधिकतम संचय इस युग के तेल स्रोत जमा में गठित बिखरे हुए पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के अधिकतम द्रव्यमान और खुले क्षेत्रों में अधिकतम तेल भंडार के अनुरूप है।
इस प्रकार, सभी रासायनिक, भू-रासायनिक और भूवैज्ञानिक डेटा निस्संदेह तेल की जैविक उत्पत्ति की गवाही देते हैं।
1.3 तेल और गैस के निर्माण के बारे में आधुनिक विचार
यह ज्ञात है कि जब सैप्रोपेल शेल्स को 150-170 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो कार्बनिक पदार्थों का कमजोर थर्मल अपघटन शुरू हो जाता है, जिससे निकालने वाले पदार्थों की उपज में वृद्धि होती है; 200 डिग्री सेल्सियस पर, उनमें से काफी अधिक बनते हैं, और 370-400 डिग्री सेल्सियस पर, 1 घंटे तक गर्म करने के बाद, शेल का 60-80% कार्बनिक पदार्थ पहले से ही घुलनशील अवस्था में चला जाता है। कई डामर-राल पदार्थ बनते हैं, जिनमें पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के सभी मुख्य वर्ग, साथ ही गैसें (CO2, CH4, H2S) और पाइरोजेनेटिक पानी शामिल होते हैं।
सिद्धांत रूप में, थर्मल (या थर्मोकैटलिटिक) अपघटन की यही प्रक्रिया प्राकृतिक परिस्थितियों में भी होती है, जब सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ युक्त तलछट उनके ऊपर जमा होने वाले युवा तलछट के नीचे डूब जाते हैं। केवल प्राकृतिक परिस्थितियों में यह बेहद धीमी गति से आगे बढ़ता है, तलछट के घटने की दर आमतौर पर 50-100 से 300 मीटर/मीटर तक होती है। साल।
2-3 किमी की गहराई तक धंसाव, जो गठित तेल के अधिकांश भंडारों के फैलाव और 150-160 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान की विशेषता है, 10 से 60 मिलियन वर्षों की अवधि में किया जाता है। 60-400 हजार वर्षों में तापमान में 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थों के थर्मल परिवर्तन की इतनी धीमी प्राकृतिक "तकनीकी" प्रक्रिया की कल्पना करना मुश्किल है, हालांकि, किए गए अध्ययन इस बात की पुष्टि करते हैं कि प्राकृतिक परिस्थितियों में यह यह वास्तव में संचित तलछट की मोटी परतों से भरे कई अवसादों में बहुत व्यापक रूप से कार्यान्वित किया जाता है।
विस्तृत भूवैज्ञानिक और भू-रासायनिक अध्ययन इस प्रक्रिया के क्रमिक चरणों का पता लगाना संभव बनाते हैं (चित्र 1.1)। विसर्जन के प्रारंभिक चरण में (तापमान में 50-70 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ 1.5-2 किमी तक), केरोजेन में कार्बन और हाइड्रोजन की सामग्री मुख्य रूप से परिधीय ऑक्सीजन के उन्मूलन के कारण ऑक्सीजन की हानि के कारण बढ़ जाती है- कार्बनिक पदार्थ की आणविक संरचना के कार्यात्मक समूह युक्त।
चावल। 1.1. विसर्जन की गहराई (एच) और तापमान (टी) में वृद्धि के साथ तलछटी चट्टानों (ए - सी) और तेल और गैस की पीढ़ियों (डी) के कार्बनिक पदार्थ का परिवर्तन: सी - कार्बनिक पदार्थ में कार्बन की सामग्री; एच - हाइड्रोजन, बी - बिटुमॉइड; ?Н - तेल उत्पादन; ?CH4 -- मीथेन उत्पादन; वीएन - तेल उत्पादन की दर; वीएम - मीथेन उत्पादन दर
बिटुमिनस पदार्थों और उच्च आणविक भार तेल हाइड्रोकार्बन की सांद्रता लगभग नहीं बढ़ती है। कार्बनिक पदार्थों में अभी भी कम उबलने वाले हाइड्रोकार्बन नहीं हैं। कार्बनिक पदार्थ के गैस चरण की संरचना में मीथेन और उसके समरूप पदार्थों की एक नगण्य सामग्री के साथ इस चरण में बनने वाले कार्बन डाइऑक्साइड का वर्चस्व होता है।
इस स्तर पर कार्बनिक पदार्थ की आणविक संरचना अभी तक महत्वपूर्ण विनाश का अनुभव नहीं करती है, प्रक्रिया की किसी भी अवधि में, 400-600 मिलियन वर्ष तक सक्रिय तेल का निर्माण नहीं होता है। 50-70 डिग्री सेल्सियस (संभवतः 90 डिग्री सेल्सियस तक) तक के तापमान पर, कार्बनिक पदार्थों की आणविक संरचना के विनाश की प्रतिक्रियाओं के लिए सक्रियण सीमा अभी तक नहीं पहुंची है, और कोई भी सबसे लंबा भूवैज्ञानिक समय इसकी भरपाई नहीं कर सकता है। तापमान की कमी. एक गहरे क्षेत्र में (90-100-150 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर 2.5-3 किमी तक), सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ के थर्मल परिवर्तन की प्रक्रिया की दिशा मौलिक रूप से बदल जाती है। केरोजेन में कार्बन सामग्री में थोड़े से बदलाव के साथ, हाइड्रोजन सामग्री काफ़ी कम हो जाती है; उच्च आणविक भार वाले पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन (C15--C45) सहित समग्र रूप से क्लोरोफॉर्म बिटुमॉइड की सांद्रता तेजी से और महत्वपूर्ण रूप से बढ़ती है और अधिकतम तक पहुंच जाती है; गैसोलीन अंशों (С6-С14) के कम-उबलते हाइड्रोकार्बन बनते हैं और अधिकतम सांद्रता तक पहुँचते हैं। कार्बनिक पदार्थ के गैस चरण की संरचना में, मीथेन होमोलॉग की सांद्रता अधिकतम (C2 - C5) तक पहुंच जाती है; CH4 सामग्री अभी भी महत्वहीन है.
इस चरण को, समग्र रूप से बिटुमॉइड के प्रमुख भाग और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के तेजी से गठन के भूवैज्ञानिक अर्थ में, एन.बी. वासोविच ने तेल निर्माण (एमएपी) का मुख्य चरण कहा था। 150-160 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान क्षेत्र में, तेल निर्माण का मुख्य चरण 10-20 मिलियन वर्ष की आयु वाले "युवा" तलछटों में भी पूरी तरह से महसूस किया गया है, और इससे भी अधिक पुराने तलछटों में। . जैसा कि देखा जा सकता है, भूवैज्ञानिक समय पैमाने पर प्राकृतिक परिस्थितियों में बिटुमेन और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के निर्माण के साथ केरोजेन की आणविक संरचना के विनाश की एक काफी सक्रिय प्रक्रिया प्रयोगशाला स्थितियों की तुलना में कम तापमान पर 2-2.5 गुना महसूस की जाती है। समयावधि, जाहिरा तौर पर, कुछ मिलियन वर्षों से अधिक नहीं।
इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमेट्री के आंकड़ों को देखते हुए, विनाश के बाद केरोजेन की आणविक संरचना को लिपिड घटकों की एक महत्वपूर्ण मात्रा के नुकसान की विशेषता है, पहले कार्बोक्जिलिक एसिड, कीटोन और एल्डिहाइड के कार्यों के साथ, और फिर - सीएच 2 समूहों के साथ लंबी श्रृंखला संरचनाएं . केरोजेन के अवशिष्ट भाग के सुगंधीकरण और पॉलीकंडेशन की तीव्रता होती है, जो मौलिक संरचना और आणविक संरचना के संदर्भ में, अपनी "सैप्रोपेल" उपस्थिति खो देता है और लगभग हाइड्रोजन-गरीब ह्यूमिक कार्बनिक पदार्थ से भिन्न नहीं होता है।
बड़ी मात्रा में एचएफपी के विकास के दौरान गठित घुलनशील बिटुमिनस घटक (केरोजेन के प्रारंभिक द्रव्यमान का 30% से अधिक) कार्बन (सी) सामग्री 80-82%, हाइड्रोजन (एच) 9.5-11 की विशेषता रखते हैं। %, यानी, वे सैप्रोपेल शेल (सी 81--82.5%, एच 9.1--9.5%) के थर्मल अपघटन के दौरान गठित बिटुमेन की संरचना के समान हैं। गठित बिटुमेन का आधे से अधिक (60-80% तक) रेजिन और डामर द्वारा दर्शाया जाता है, 20-40% तक - हाइड्रोकार्बन, जिसमें एन-अल्केन्स का हिस्सा 10-30% तक होता है , और आइसोअल्केन्स और साइक्लेन का हिस्सा - 20 - 60% तक और एरेन्स - 20 - 50% तक। कम-उबलते हाइड्रोकार्बन की संरचना में, एक महत्वपूर्ण अनुपात साइक्लेन (साइक्लोपेंटेन प्रबल होता है) का होता है; एन-अल्केन्स और एरेनेस का हिस्सा छोटा है। गहराई और बढ़ते तापमान के साथ, एन-अल्केन्स, एरेन्स और साइक्लोहेक्सेन का अनुपात उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाता है, जबकि साइक्लोपेंटेन का अनुपात कम हो जाता है। इस क्षेत्र में युवा से लेकर वृद्ध जमाव तक, अल्केन्स के अनुपात में वृद्धि और साइक्लेन और एरेन्स में कमी का पता लगाया जा सकता है। अल्केन्स के बीच, कभी-कभी एक महत्वपूर्ण अनुपात (50% तक) आइसोअल्केन्स होता है।
तेल पंपिंग स्टेशन पर बनने वाले डामर-राल पदार्थों और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का मिश्रण तात्विक और समूह संरचना में डामर के समान है, जिसे ए.एफ. डोब्रियांस्की ने सैप्रोपेलिक पदार्थ के तेल में रूपांतरण में एक मध्यवर्ती चरण के रूप में माना था। प्राकृतिक आंकड़ों के अनुसार तय की गई तेल निर्माण की तस्वीर इन विचारों से पूरी तरह मेल खाती है। हालाँकि, तेल निर्माण प्रक्रिया का आगे का कोर्स ए.एफ. डोब्रींस्की के अनुमान से भिन्न रूप से विकसित होता है।
ठोस केरोजेन से बड़ी मात्रा में डामर-राल पदार्थों और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का निर्माण, जिसमें कम-उबलने वाले पदार्थ, साथ ही गैसें (सी 1, सी 2 - सी 5, सीओ 2, एच 2 एस, एन 2) शामिल हैं, मात्रा में कई गुना वृद्धि के साथ है। परिणामस्वरूप, भार के नीचे जमा ऊपरी जमाव में असामान्य रूप से उच्च दबाव उत्पन्न होता है, जो आसन्न छिद्रपूर्ण जल-संतृप्त बलुआ पत्थरों में सामान्य हाइड्रोस्टेटिक दबाव से 20-30 एमपीए अधिक होता है। जब महत्वपूर्ण दबाव पहुंच जाता है, तो मिट्टी की चट्टानों का द्रव फ्रैक्चरिंग समय-समय पर माइक्रोक्रैक के गठन और संपीड़ित तेल और गैस हाइड्रोकार्बन को पानी-संतृप्त बलुआ पत्थरों में छोड़ने के साथ होता है, जहां उनके संचय के दौरान तेल संचय होता है।
2.5-3 किमी तक गहरे क्षेत्र में केरोजेन में बिटुमिनस पदार्थों और हाइड्रोकार्बन की सांद्रता में तेजी से वृद्धि दर्ज की गई है, इस तथ्य के कारण कि उनकी पीढ़ी की दर, गहराई और तापमान के साथ तेजी से बढ़ रही है, हाइड्रोकार्बन उत्प्रवास की दर से अधिक है चिकनी मिट्टी की चट्टानें. जैसे-जैसे प्रारंभिक लिपिड सामग्री की सांद्रता कम होती जाती है, हाइड्रोकार्बन के उत्पादन की दर काफी कम हो जाती है, और उनके उत्सर्जन की दर बढ़ जाती है, जो पहले से ही हाइड्रोकार्बन के निर्माण की दर से अधिक हो जाती है, जो पहले विकास की समाप्ति की ओर ले जाती है, और फिर तेजी से बढ़ती है। 2,5-3 किमी से अधिक गहरे कार्बनिक पदार्थों में बिटुमॉइड और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन की सांद्रता में गिरावट (चित्र 1.1 देखें)।
बिटुमेन की मात्रा में तेजी से कमी का एक अन्य कारण तापमान में और वृद्धि के साथ हाइड्रोकार्बन के मुख्य भाग के उत्प्रवास हानि के बाद रेजिन और डामर के भौतिक गुणों और चरण स्थिति में बदलाव है। डामर-राल घटकों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा, कम उबलते तेल हाइड्रोकार्बन और गैसों के गठन के साथ थर्मल गिरावट का अनुभव करते हुए, फिर से अघुलनशील अवस्था में चला जाता है, अघुलनशील केरोजेन की संरचना में प्रवेश करता है। थोड़ी मात्रा में बचे बिटुमॉइड को मुख्य रूप से हाइड्रोकार्बन द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें बढ़ती गहराई और तापमान के साथ, अल्केन्स और एरेन्स की मात्रा बढ़ जाती है और साइक्लेन की मात्रा कम हो जाती है।
मिट्टी के स्रोत चट्टानों से झरझरा जल-संतृप्त बलुआ पत्थरों की आसन्न परतों में हाइड्रोकार्बन के प्रवास के दौरान, डामर-राल पदार्थों, तेल और गैस हाइड्रोकार्बन के परिणामी मिश्रण का एक क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण होता है। निर्मित बिटुमिनस पदार्थों के साथ मिट्टी की परत एक प्राकृतिक क्रोमैटोग्राफिक स्तंभ है। जितना अधिक एलुएंट इसके माध्यम से बलुआ पत्थर की ओर गुजरता है, जिसकी भूमिका सबसे मोबाइल गैस और कम उबलते तेल हाइड्रोकार्बन द्वारा निभाई जाती है, घटकों का अधिक पूर्ण पृथक्करण डामर-राल पदार्थों और हाइड्रोकार्बन के प्राथमिक मिश्रण की विशेषता है। पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का मिश्रण रेत कलेक्टर में ले जाया जाता है, जिसमें रेजिन और डामर की सामग्री सामान्य तेल की तरह 5-10% से अधिक नहीं होती है। यह, संक्षेप में, पहले से ही असली तेल है।
एस जी नेरुचेव द्वारा स्थापित गैस पंपिंग स्टेशन के अंत तक केरोजेन में बिटुमेन और हाइड्रोकार्बन की सांद्रता में महत्वपूर्ण गिरावट, बिटुमॉइड के क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण के साथ, तेल स्रोत जमा के एक उद्देश्य निदान संकेत के रूप में कार्य करता है, जहां से तेल जलाशयों में उत्सर्जित होता है भूवैज्ञानिक अतीत में. इन परिवर्तनों का मात्रात्मक विश्लेषण निर्मित और उत्सर्जित तेल के द्रव्यमान और जमा में इसके संभावित भंडार को निर्धारित करना संभव बनाता है।
प्राप्त प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ के थर्मल परिवर्तन और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के उत्सर्जन की प्रक्रियाओं की संतुलन गणना ने तेल निर्माण का एक सैद्धांतिक मात्रात्मक मॉडल बनाना संभव बना दिया (चित्र 1.1 देखें)। तेल निर्माण का मुख्य चरण पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के उत्पादन की अधिकतम दर की विशेषता है, आमतौर पर 80-90 से 150-160 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 2-3 किमी की गहराई सीमा में। कम भूतापीय प्रवणता, गहराई के साथ तापमान में धीमी वृद्धि के साथ, एचपीएफ को लगभग 6-8 किमी तक गहरे क्षेत्र में महसूस किया जाता है। गठित बिटुमिनस पदार्थों और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन की कुल मात्रा 30% से अधिक है, और झरझरा जलाशयों में उत्सर्जित होने वाले तेल की मात्रा सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ के प्रारंभिक द्रव्यमान के 20% तक पहुंच जाती है।
मिट्टी के स्रोत चट्टानों से जल-संतृप्त झरझरा संरचनाओं में तैरने वाले तेल के धीरे-धीरे संरचनाओं के सबसे ऊंचे हिस्सों (एंटीक्लाइनल संरचनाओं पर) में इसके संचय (जमा) का निर्माण होता है। तेल निर्माण और उसके निक्षेपों के निर्माण की प्रक्रिया यहीं समाप्त होती है। अवशिष्ट केरोजेन में बढ़ते तापमान के साथ स्रोत जमा के आगे विसर्जन के साथ, कार्बन सामग्री में उल्लेखनीय वृद्धि (95--97% तक) और हाइड्रोजन में गिरावट (0.5--1% तक) देखी जाती है। कायापलट करने वाले केरोजेन का ध्यान देने योग्य बड़े पैमाने पर नुकसान होता है। अनुभवजन्य आंकड़ों के अनुसार, 3-6 किमी (200-260 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर) के गहरे क्षेत्र में, कार्बनिक पदार्थों की संरचना में मीथेन और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का अनुपात कई दस गुना बढ़ जाता है। अधिकतम तक तीव्र वृद्धि, और फिर कार्बनिक पदार्थों में CH4 की सामग्री में कमी दर्ज की गई है। सैद्धांतिक संतुलन गणना के अनुसार, इस स्तर पर मीथेन का मुख्य भाग बनता है - कार्बनिक पदार्थ के प्रारंभिक द्रव्यमान का 12% तक, जिसके कारण इसे गैस निर्माण के मुख्य चरण (एचपीजी) का नाम मिला। तलछटी चट्टानों के इस गहरे क्षेत्र में मीथेन की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उत्पादन मात्रा में कमी को निर्धारित करता है, और फिर तेल जमा की बढ़ती गहराई के साथ पूरी तरह से गायब हो जाता है, जिसे पहले गैस संघनन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और फिर शुष्क मीथेन गैस के जमा द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। . इस क्षेत्र में अवशिष्ट सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ ग्रेफाइट क्रिस्टलीय कार्बन जाली के निर्माण के साथ गहन रूपांतर से गुजरता है।
एचपीएफ की घटना का क्षेत्र 820-840 किग्रा/एम3 के घनत्व वाले तेलों की विशेषता है, 200 डिग्री सेल्सियस तक के अंशों की उपज लगभग 25-30% है, अल्केन्स की सामग्री 25-40% है, चक्रवात 30- हैं। 50% और एरेनेस 10-30%। युवा से लेकर वृद्ध तक तेलों में जमाव, हल्के अंशों की उपज में वृद्धि, साइक्लेन की सामग्री में कमी के साथ अल्केन्स और एरेन्स के अनुपात में वृद्धि देखी गई है।
जीएफपी क्षेत्र के नीचे मेजबान चट्टानों के साथ उच्च तापमान के क्षेत्र में गिरने से, तेल हल्का हो जाता है और कम उबलते हाइड्रोकार्बन में समृद्ध हो जाता है; हाइड्रोकार्बन में, एल्केन्स और, कुछ हद तक, एरेन्स का अनुपात बढ़ जाता है, जिससे साइक्लेन की सांद्रता में उल्लेखनीय गिरावट आती है।
एक बार सतह के करीब आने पर, तेल हल्के अंश खो देता है, भारी हो जाता है और ऑक्सीकरण हो जाता है। जमावों में विकसित होने वाली ऑक्सीकरण की सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाएं तेल के क्षरण का कारण बनती हैं। उल्लेखनीय रूप से बढ़ा हुआ घनत्व, गैसोलीन अंशों की कम सामग्री, डामर-टार पदार्थों की उच्च सामग्री, एन-अल्केन्स का लगभग पूर्ण नुकसान और चक्रवातों की प्रबलता ऐसे हाइपरजेनेटिक रूप से संशोधित तेलों के संकेत हैं।
1.4 हाइड्रोकार्बन नेति के मुख्य वर्गों का गठन
तेल में कार्बनिक पदार्थों के भू-रासायनिक इतिहास के विभिन्न चरणों में बनने वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। हाइड्रोकार्बन का पहला स्रोत जीवों के जीवित पदार्थ में उनका जैवसंश्लेषण है। पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का दूसरा स्रोत मूल कार्बनिक पदार्थ के माइक्रोबियल प्रसंस्करण की प्रक्रिया है, जो तलछट डायजेनेसिस के चरण में होती है। प्रक्रिया की दिशा तलछट में माइक्रोबियल एंजाइमैटिक विनाश और पर्यावरण की भू-रासायनिक स्थितियों (एह, पीएच) के लिए जैव अणुओं के विभिन्न प्रतिरोध से निर्धारित होती है। जीवों के मृत पदार्थ के जैव-अणु तलछट में ऐसे यौगिकों में परिवर्तित हो जाते हैं जो दी गई परिस्थितियों में अधिक स्थिर होते हैं, आंशिक रूप से हाइड्रोकार्बन के निर्माण के साथ। अल्कोहल और एल्डिहाइड को हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित किया जा सकता है; चक्रीय टेरपेनोइड्स का साइक्लेन और एरेन्स में परिवर्तन संभव है। तीसरा और, जैसा कि अब स्पष्ट हो गया है, हाइड्रोकार्बन का मुख्य स्रोत मुख्य रूप से तेल के मुख्य चरण की अभिव्यक्ति के दौरान 90-160 डिग्री सेल्सियस पर थर्मल (या थर्मल उत्प्रेरक) विनाश के दौरान लिपिड घटकों से कार्बनिक पदार्थ का निर्माण होता है। गठन।
तेल हाइड्रोकार्बन की संरचना कई कारकों से प्रभावित होती है:
तलछट के प्रारंभिक कार्बनिक पदार्थ की विशेषताएं;
तलछट में कार्बनिक पदार्थ के परिवर्तन के दौरान भू-रासायनिक स्थितियां (ईएच, पीएच);
ऊंचे तापमान के क्षेत्र में कार्बनिक पदार्थ के लिए मूल तेल के कैटजेनेटिक (थर्मल) परिवर्तन की डिग्री;
जमाओं के निर्माण के दौरान और लंबे भूवैज्ञानिक समय तक उनके अस्तित्व के दौरान तेल में माध्यमिक परिवर्तन (प्रवासन की प्रक्रिया में हाइड्रोकार्बन का भौतिक विभेदन, ऊंचे तापमान के लंबे समय तक संपर्क, जमा में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं, आदि)।
किसी विशेष तेल के हाइड्रोकार्बन की संरचना कई कारकों के प्रभाव में बनती है, और उनमें से मुख्य को अलग करना हमेशा आसान नहीं होता है।
अल्केन्स। उच्च-आणविक तेल एन-अल्केन्स के लिए, गठन के तीन मुख्य स्रोत संभव हैं: जीवित जीवों में संश्लेषित एन-अल्केन्स; उच्च आणविक भार एलिफैटिक मोनोहाइड्रिक अल्कोहल, जो जीवित पदार्थ के मोम का हिस्सा हैं, और उच्च मोनोबैसिक संतृप्त फैटी एसिड।
वनस्पति या पशु वसा का अप्राप्य अंश आमतौर पर एक प्रतिशत का दसवां हिस्सा होता है और इसमें हाइड्रोकार्बन और अल्कोहल होते हैं। संरचना और उत्पत्ति के संदर्भ में, ये हाइड्रोकार्बन संबंधित फैटी एसिड से जुड़े प्रतीत होते हैं, जिनके साथ वे अशुद्धता के रूप में आते हैं। उनमें से कुछ के-अल्केन्स से संबंधित हैं, अन्य आइसोप्रेनॉइड्स से संबंधित हैं।
जीवित पदार्थ में, विषम संख्या में कार्बन परमाणुओं वाले n-अल्केन्स CH3(CH2)nCH3 व्यापक हैं। बायोसिंथेटिक मूल के कुछ उच्च आणविक भार एन-लेन सीधे तलछट के प्रारंभिक कार्बनिक पदार्थ से तेल द्वारा विरासत में मिले हैं। प्रारंभिक कार्बनिक पदार्थ के आधार पर, उनमें कुछ विशिष्टताएँ होती हैं। केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया में, एन-अल्केन्स C12-C31 लगभग समान संख्या में सम और विषम कार्बन परमाणुओं के साथ पाए जाते हैं; प्रकाश संश्लेषक जीवाणुओं में - एन-अल्केन्स C14 - C29। नीले-हरे शैवाल में, एन-अल्केन्स C15 - C20 होते हैं, और उनमें से 80% से अधिक हाइड्रोकार्बन C17 और उच्च आणविक भार होते हैं; गुणांक विषम -- 1--5 के भीतर। उच्च पौधों की विशेषता उच्च आणविक भार n-अल्केन्स - C23 - C35 है जिसमें C25, C27 और C29 की प्रबलता होती है और विषम से सम हाइड्रोकार्बन का द्रव्यमान अनुपात 10 से अधिक होता है। हाइड्रोकार्बन की ये विशेषताएं अक्सर संबंधित तेलों में प्रकट होती हैं। समुद्री प्लवकजन्य कार्बनिक पदार्थ या केरोजेन से निर्माण, जिसमें उच्च स्थलीय वनस्पति के अवशेषों ने महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। तलछट डायजेनेसिस के चरण में फैटी एसिड, अल्कोहल और एल्डिहाइड के एंजाइमेटिक जैव रासायनिक परिवर्तन के दौरान एक निश्चित मात्रा में एन-अल्केन्स का निर्माण होता है। हालाँकि, उनमें से बहुत बड़ी संख्या तेल निर्माण के मुख्य चरण की अभिव्यक्ति के दौरान ऊंचे तापमान (100-150 डिग्री सेल्सियस) पर बनती है, मुख्य रूप से योजना के अनुसार उच्च मोनोबैसिक संतृप्त फैटी एसिड के डीकार्बाक्सिलेशन के कारण:
R--COOH --> CO2 + .RH.
परिणामी हाइड्रोकार्बन में मूल अम्ल से एक कार्बन परमाणु कम होता है। और चूंकि "सम" फैटी एसिड (उदाहरण के लिए, ओलिक C18H34O2, स्टीयरिक C18H36O2) मुख्य रूप से जीवित पदार्थ में वितरित होते हैं, परिणामी एन-अल्केन्स में "विषम" हाइड्रोकार्बन प्रबल होते हैं, इस मामले में C17H36।
एन-अल्केन्स के निर्माण के लिए एक अन्य महत्वपूर्ण तंत्र उच्च फैटी एसिड को कार्बन श्रृंखला के दोहरीकरण के साथ एलिफैटिक कीटोन्स में परिवर्तित करने और हाइड्रोकार्बन में उनके बाद के अपचयन से जुड़ा है। उदाहरण के लिए, ए. आई. बोगोमोलोव ने योजना के अनुसार स्टीयरोन और पामिटोन को एन-पेंटाट्रियाकॉन्टेन (C35H72) और जेंट्रीकॉन्टेन (C31H64) में बदलने की प्रतिक्रिया को अंजाम दिया:
С17Н35--СО-- С17Н35 + 4[Н] ----> С17Н35--CH2-- С17Н35, --Н2О
उत्प्रेरक के रूप में मिट्टी की उपस्थिति में, हाइड्रोजन के बाहरी स्रोत के बिना, केवल अभिकारकों की प्रणाली में मौजूद हाइड्रोजन के पुनर्वितरण प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप। 200°С पर n-अल्केन्स की उपज लगभग 30% थी, और n-gentriacontane की उपज 27% थी।
एन-अल्केन्स के निर्माण के स्रोत अल्कोहल, असंतृप्त फैटी एसिड और संभवतः अमीनो एसिड भी हो सकते हैं।
शाखित अल्केन्स के स्रोतों में से एक बायोसिंथेटिक हाइड्रोकार्बन हैं, जिनमें से 2-मिथाइलअल्केन्स CH3CH(CH2)nCH3 और 3-मिथाइलअल्केन्स CH3CH2CH(CH2)nCH3 जीवित पदार्थ में व्यापक रूप से वितरित होते हैं।
विषम संख्या में कार्बन परमाणुओं की प्रबलता के साथ। लिपिड के तीव्र तापीय क्षरण के दौरान तेल निर्माण के मुख्य चरण की अभिव्यक्ति के दौरान महत्वपूर्ण मात्रा में शाखित अल्केन्स का निर्माण होता है। ये अभिक्रियाएँ संतृप्त और असंतृप्त दोनों प्रकार के हाइड्रोकार्बन उत्पन्न करती हैं। ए. आई. बोगोमोलोव के अनुसार, परिणामी अल्केन्स, उत्प्रेरक क्रिया के तहत परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरते हैं, जिससे शाखित अल्केन्स को जन्म मिलता है। वे स्टेरॉयड हाइड्रोकार्बन से एल्काइल रेडिकल्स के अवशोषण के परिणामस्वरूप भी बन सकते हैं।
शाखित अल्केन्स का एक विशिष्ट समूह मिथाइल समूहों के नियमित विकल्प के साथ तेलों की विशेषता वाले C10-C40 हाइड्रोकार्बन हैं - तथाकथित आइसोप्रेनॉइड अल्केन्स (आइसोप्रेनेन्स)। कुछ हद तक, उनका स्रोत सीधे जीवित पदार्थ के आवश्यक तेलों में निहित बायोसिंथेटिक आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन है, लेकिन मुख्य रूप से आइसोप्रेनॉइड संरचना वाले उनके ऑक्सीजन डेरिवेटिव हैं: अल्कोहल, एल्डिहाइड, केटोन्स, एस्टर, कार्बोक्जिलिक एसिड, जो आणविक संरचना का हिस्सा हैं। चट्टानों का कार्बनिक पदार्थ.
आइसोप्रेनॉइड संरचना एलिफैटिक सहित सभी टेरपीन यौगिकों का आधार है। वास्तव में टेरपेन्स C10H16 संरचना के यौगिक हैं जिनमें दो आइसोप्रेनॉइड इकाइयाँ होती हैं; तीन कड़ियों का संयोजन सेस्क्यू-टेरपेन्स के लिए विशिष्ट है; डाइटरपीन चार आइसोप्रेनॉइड इकाइयों से निर्मित होते हैं। जीवित पदार्थ में पाए जाने वाले स्निग्ध मोनोटेरपीन मुख्य रूप से मायसीन और ओसीमीन द्वारा दर्शाए जाते हैं,
लेकिन अधिक बार प्रकृति में, मोनोटेरपीन के ऑक्सीजन युक्त व्युत्पन्न पाए जाते हैं, उदाहरण के लिए, अल्कोहल गेरानियोल, जिससे, निर्जलीकरण पर, संबंधित आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन का निर्माण किया जा सकता है। डाइटरपीन में जीवित जीवों की विशेषता वाले कई यौगिक शामिल हैं। एलिफैटिक डाइटरपीन में फाइटेन (C20H42) और चिपकने वाले एजेंट (C19H40) जैसे तेल की विशेषता वाले आइसोअल्केन्स शामिल हैं, जो असंतृप्त फाइटोल अल्कोहल (C2oH39OH) से बनते हैं, जो सभी हरे पौधों के क्लोरोफिल का हिस्सा है।
आइसोअल्केन प्रिस्टेन कई समुद्री जानवरों के शरीर में भी सीधे पाया जाता है।
यह माना जाता है कि आइसोअल्केन्स के निर्माण का पहला चरण फाइटोडीन के निर्माण के साथ फाइटोल का निर्जलीकरण है। फिर, हाइड्रोजन के अनुपातहीन होने और डायन की संतृप्ति पर, फाइटेन बनता है। इसके साथ ही, अन्य प्रतिक्रियाएं होती हैं, जो कार्बन श्रृंखला के विनाश और कम संख्या में कार्बन परमाणुओं के साथ आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन के निर्माण से जुड़ी होती हैं।
साइक्लोऐल्केन। साइक्लोअल्केन्स (नैफ्थेनेस) हाइड्रोकार्बन का एक वर्ग है जो प्राकृतिक तेलों की बहुत विशेषता है, जिसे पहली बार वीवी मार्कोवनिकोव द्वारा तेल में खोजा गया था। तेल में इनकी मात्रा 25 से 75% तक होती है।
जीवित पदार्थ के कुछ बायोसिंथेटिक हाइड्रोकार्बन, जैसे मोनोसाइक्लिक लिमोनेन, α-पिनीन, कैम्फीन, पॉलीसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन जैसे β-कैरोटीन, कुछ हद तक सीधे तेल में साइक्लोअल्केन्स का स्रोत हो सकते हैं:
हालाँकि, तेल में साइक्लोअल्केन्स का एक अधिक महत्वपूर्ण स्रोत अल्कोहल के कार्यों के साथ विभिन्न चक्रीय टेरपेन्स (मोनोटेरपेन्स (CloH16), सेस्क्यूटरपेन्स (C15H24), डाइटरपेन्स (C20H32), ट्राइटरपेन्स (C3H48) और टेट्राटेरपेन्स (C40H64)) के ऑक्सीजन युक्त व्युत्पन्न हैं। , कीटोन्स, जो जीवों के जीवित पदार्थ में व्यापक हैं। और एसिड।
उनसे साइक्लोअल्केन्स का निर्माण कार्यात्मक ऑक्सीजन समूहों के नुकसान और हाइड्रोजन अनुपातहीन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप हुआ, जिसमें जीवित पदार्थ के मूल टेरपेनोइड्स की बुनियादी आणविक संरचना का लगभग पूरा संरक्षण हुआ। इन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनने वाले विभिन्न साइक्लोअल्केन्स, जैसे स्टेरेन्स और होपेन्स, का उल्लेख तेल की कार्बनिक उत्पत्ति का संकेत देने वाले "रासायनिक जीवाश्मों" या "बायोमार्कर" पर विचार करते समय पहले ही किया जा चुका है।
उदाहरण के लिए, चक्रीय अल्कोहल कोलेस्ट्रॉल से, हाइड्रोकार्बन कोलेस्टेन बनता है:
अन्य साइक्लेन - स्टेरोल्स और ट्राइटरपीन (C27 - C35) जीवित पदार्थ में मुक्त रूप में या फैटी एसिड एस्टर के रूप में मौजूद स्टेरॉयड से उसी योजना के अनुसार बने थे।
साइक्लोअल्केन्स के निर्माण का एक और अधिक महत्वपूर्ण स्रोत संतृप्त चक्रीय हाइड्रोकार्बन के निर्माण के साथ असंतृप्त फैटी एसिड के निर्जलीकरण चक्रीकरण से जुड़ा है।
आगे के परिवर्तनों के दौरान बनने वाले साइक्लोअल्केन्स से नैफ्थेनिक और नैफ्थेनिक-एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन प्राप्त होते हैं।
साइक्लोअल्केन्स के निर्माण के लिए इस तरह के एक तंत्र की संभावना का अध्ययन एआई बोगोमोलोव द्वारा एल्युमिनोसिलिकेट उत्प्रेरक के साथ ओलिक एसिड को 200 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके प्रयोगात्मक रूप से किया गया था। इसी समय, विभिन्न वर्गों के C5 से C40 तक के हाइड्रोकार्बन प्राप्त हुए - एलिफैटिक, एलिसाइक्लिक और एरोमैटिक। गठित साइक्लोअल्केन्स में, सामान्य प्राकृतिक तेलों की तरह, पाँच- और छह-सदस्यीय वलय और ब्रिज प्रकार वाले आइसोमर्स प्रचलित थे। द्वि- और ट्राइसाइक्लिक साइक्लोअल्केन्स भी पाए गए हैं।
एरेनास। जीवों के जीवित पदार्थ के लिए, सुगंधित संरचनाएं विशिष्ट नहीं होती हैं, जबकि तेलों में सुगंधित हाइड्रोकार्बन की सामग्री 10-20 और कभी-कभी 35% तक होती है।
जीवित पदार्थ में, सुगंधित संरचनाएं लिग्निन (हाइड्रॉक्सीफेनिलप्रोपेन के व्युत्पन्न), कुछ अमीनो एसिड और हाइड्रोक्विनोन (विटामिन ई, के) में अलग-अलग सुगंधित छल्ले के रूप में पाई जाती हैं। जीवों के प्रारंभिक तेल पदार्थ में उनका हिस्सा बहुत छोटा है; इसलिए, तलछट, चट्टानों और तेल के सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ में एरेन का गठन मुख्य रूप से तलछट में होने वाले कार्बनिक पदार्थ के परिवर्तन की माध्यमिक प्रक्रियाओं से जुड़ा होना चाहिए। ऊंचे तापमान के क्षेत्र में डायजेनेसिस और विशेष रूप से कैटाजेनेसिस।
स्टेरॉयड यौगिकों, बेंजोक्विनोन, साथ ही हाइड्रोक्विनोन और नेफ्थोक्विनोन से पॉलीन यौगिकों जैसे कैरोटीनॉयड के परिवर्तन के कारण ताजा कीचड़ में जीवों की मृत्यु के तुरंत बाद एरेन्स आंशिक रूप से बनते हैं, जिसकी संरचना में सुगंधित नाभिक होते हैं:
असंतृप्त वसा अम्लों के थर्मल उत्प्रेरण और 200 डिग्री सेल्सियस पर सैप्रोपेल शेल्स के कार्बनिक पदार्थों के थर्मल अपघटन पर ए. आई. बोगोमोलोव के प्रयोगों में, हाइड्रोकार्बन के मिश्रण का निर्माण देखा गया, जिसमें एरेन्स 15 से 40% तक थे, और उनका प्रतिनिधित्व प्राकृतिक तेलों की विशेषता वाली सभी प्रकार की एरेन संरचनाओं द्वारा किया गया था।
जब असंतृप्त वसीय अम्लों को उत्प्रेरक के रूप में मिट्टी की उपस्थिति में परिवर्तित किया जाता है, तो सबसे पहले संतृप्त पांच-सदस्यीय और छह-सदस्यीय कीटोन और अनकंडेंस्ड नैफ्थीन बनते हैं। उदाहरण के लिए, साइक्लोहेक्सानोन के लिए, संतृप्त चक्रीय कीटोन्स का आगे रूपांतरण निर्जलीकरण संघनन प्रतिक्रिया द्वारा होता है:
यह नैफ्थेनिक-सुगंधित संरचना का एक संकर हाइड्रोकार्बन, डोडेकाहाइड्रोट्राइफेनिलीन का उत्पादन करता है।
विचारित सामग्रियों से संकेत मिलता है कि प्राकृतिक तेलों में हाइड्रोकार्बन के सभी मुख्य वर्गों का निर्माण आंशिक रूप से जीवित पदार्थ में हाइड्रोकार्बन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया के कारण होता है, लेकिन मुख्य रूप से तलछटी चट्टानों के बायोजेनिक सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ के लिपिड सामग्री के थर्मल या थर्मोकैटलिटिक परिवर्तन के कारण होता है। तेल निर्माण के मुख्य चरण की अभिव्यक्ति के दौरान कैटजेनेसिस क्षेत्र में।
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तेल और गैस रसायन विज्ञान व्याख्याता: एसोसिएट प्रोफेसर, विभाग। जीआरएनएम आईजीएनडी शिशमिना ल्यूडमिला वसेवोलोडोवना 1 जनवरी 2001 तक दुनिया में प्रमाणित तेल भंडार (तेल और गैस जर्नल) साबित भंडार 2000 अरब में तेल उत्पादन। 6 एशिया और ओशिनिया, कुल मिलाकर: 6.02 4.3 368.1 11.0 16.4 चीन 3.29 2.3 162.7 4.9 20 .2 इंडोनेशिया 0.68 0.5 64, 9 1.9 10.5 भारत 0.65 0.5 32.0 1.0 20.3 उत्तरी और लैटिन अमेरिका, कुल मिलाकर: 20.53 14.6 859.8 25.6 23.9 वेनेज़ुएला 10 .53 7.5 151.8 4.5 69.4 मेक्सिको 3.87 2.8 152.5 4.6 25.4 यूएसए 2.98 2.1 291.2 8.7 10.2 अफ्रीका, कुल सहित: 10.26 7.3 335.3 10.0 30.6 लीबिया 4.04 2.9 70.4 2.1 57.4 नाइजीरिया 3.08 2.2 99.5 3.0 31.0 अल्जीरिया 1.26 0.9 40.0 1.2 31.5 क्षेत्र, देश 1 निकट और मध्य पूर्व, कुल मिलाकर 93.63 6 6.5 1078.4 32.2 86.8 सऊदी अरब 35.51 25 .2 403.2 12.0 88.1 इराक 15.41 10.9 134.1 4.0 114.9 कुवैत 12.88 9.1 88.7 2.6 145.2 अबू धाबी 12.63 9 .0 92.5 2.8 136.5 ईरान 12.15 8.6 178.4 5.3 68.1 पूर्वी यूरोप और सीआईएस, कुल मिलाकर 8.0 9 5.7 391.7 11.7 20, 7 रूस 6.65 4.7 323.5 9.5 20.5 कजाकिस्तान 0.74 0.5 31.4 0.9 23.6 रोमानिया 0.20 0.1 6डी 0.2 32.8 पश्चिमी यूरोप, कुल मिलाकर: 2.35 1.7 321.5 9.6 7.3 नॉर्वे 1.29 0.9 160.8 4.8 8.0 यूके 0.69 0.5 126.8 3.8 5 .4 डेनमार्क 0 .15 0.1 17.9 0.5 8.4 140.88 100 3360.8 100 42.0 दुनिया भर में - साइबेरियाई - 15, आर्कटिक समुद्र - 13, सुदूर पूर्व, शेल्फ सहित - 8, कैस्पियन, शेल्फ सहित - 7, तिमन-पिकोरा - 7, वोल्गा-यूराल - 4, उत्तरी कोकेशियान - 1. एक विज्ञान के रूप में "तेल और गैस रसायन विज्ञान" के कार्य 1. आधुनिक भौतिक और रासायनिक तरीकों का उपयोग करके तेल, तेल उत्पादों, गैस संघनन और गैसों की रासायनिक संरचना का अध्ययन। 2. हाइड्रोकार्बन और अन्य तेल घटकों के भौतिक रासायनिक गुणों और पेट्रोलियम उत्पादों के गुणों पर उनके प्रभाव का अध्ययन, तेल घटकों की अंतर-आणविक बातचीत और चरण संक्रमण की क्षमता का अध्ययन। 3. उच्च तापमान (तेल शोधन प्रक्रियाओं में) और निम्न तापमान दोनों सहित तेल घटकों के थर्मल और उत्प्रेरक परिवर्तनों के रसायन विज्ञान और तंत्र का अध्ययन, जो विश्लेषणात्मक और भू-रासायनिक (प्रकृति में तेलों का परिवर्तन) दोनों बिंदुओं से महत्वपूर्ण है। मानना है कि। 4. तेल की उत्पत्ति का अध्ययन. I. तेल 1. तेल की उत्पत्ति की परिकल्पना, तेल की खनिज उत्पत्ति की परिकल्पना, तेल की जैविक उत्पत्ति की परिकल्पना 1. 1 तेल की खनिज उत्पत्ति की परिकल्पना मेंडेलीव डी.आई. (1877) 2 FeC + W H20 = Fe2O3 + C2H6 या सामान्य रूप में लिखा जा सकता है: MSm + m H20 -> MOm + (CH2)m। कार्बाइड गहरी चट्टानों में पाए गए: FeC, TiC, Cr2C3, WC, SiC। अब तक, ऐसा कोई पर्याप्त डेटा नहीं है जो हाइड्रोकार्बन, नाइट्रोजन-, सल्फर-ऑक्सीजन युक्त यौगिकों, जो कि प्राकृतिक तेल है, की ऐसी जटिल और नियमित प्रणाली के खनिज संश्लेषण की संभावना को स्पष्ट रूप से साबित कर सके। खनिज परिकल्पना के लिए भूवैज्ञानिक साक्ष्य परिस्थितिजन्य और हमेशा अस्पष्ट होते हैं। भूवैज्ञानिक साक्ष्य: गहरी क्रिस्टलीय चट्टानों, ज्वालामुखीय गैसों और मैग्मा में मीथेन और पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के निशान; गहरे दोषों के साथ तेल और गैस की अभिव्यक्तियाँ। सोकोलोव एन.ए. (1892) तेल की लौकिक उत्पत्ति की परिकल्पना। 1.2 तेल की जैविक उत्पत्ति की परिकल्पनाएँ लोमोनोसोव एम.वी. (1757) - तेल की जैविक उत्पत्ति की परिकल्पना की नींव रखी। रासायनिक प्रयोग एंगलर (1888): टी हेरिंग वसा तेल (पैराफिन, नेफ्थीन, ओलेफिन, एरेन्स) दहनशील गैसें पानी ज़ेलिंस्की एन.डी. (1919): टी झील गाद (सैप्रोपेल) कोक तरल (अल्केन्स, नैफ्थीन, एरेन्स, राल पदार्थ) गैस (सीएच4, सीओ2, एच2, एच2एस) पानी साक्ष्य 1 ऑप्टिकल गतिविधि जीवित पदार्थ के लिए सामान्य मौलिक गुणों में से एक है, इसके उत्पाद रूपांतरण और प्राकृतिक तेल। तेलों की ऑप्टिकल गतिविधि मुख्य रूप से हाइड्रोकार्बन जैसे ट्राइटरपेन और स्टेरेन्स ट्राइटरपैन (होपेन) 1927 से जुड़ी है। प्राचीन तलछटी चट्टानों के आधुनिक तलछटों के कार्बनिक पदार्थों का तुलनात्मक अध्ययन गुबकिन आई.एम. "... तलछटी परतों में तेल जमा का व्यापक क्षेत्रीय वितरण हमें तेल के निर्माण के लिए किसी भी संभावित विदेशी स्रोत (पशु वसा, समुद्री घास का संचय, आदि) को त्यागने और यह मानने के लिए मजबूर करता है कि तेल का स्रोत केवल हो सकता है वनस्पति और पशु मूल की तलछटी चट्टानों में व्यापक रूप से फैला हुआ मिश्रित कार्बनिक पदार्थ। बाद में यह पता चला कि सैप्रोपेलिक सामग्री आमतौर पर इसमें प्रबल होती है, अर्थात। सबसे छोटे प्लवक के शैवाल के अवशेषों के परिवर्तन के उत्पाद। तलछटी चट्टानों की मिट्टी में डीओएम की औसत सांद्रता ~ 1% तेल शैल 5 - 6% तक, कभी-कभी 10 - 20% तक शोध परिणाम: - समुद्री प्लवक, गाद बैक्टीरिया: लिपिड हाइड्रोकार्बन 40% तक; 0.06% तक; - समुद्री गाद का कार्बनिक पदार्थ: बिटुमिनस पदार्थ हाइड्रोकार्बन 3 - 5% तक; 0.5% तक; - तलछटी चट्टानों के सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ, जो 2-3 किमी तक विसर्जन का अनुभव करते हैं और तापमान 100 - 150 डिग्री सेल्सियस तक होता है: बिटुमिनस पदार्थ हाइड्रोकार्बन 10 - 20% तक; 10-12% तक. अध्ययनों से तलछटी चट्टानों के बिखरे हुए कार्बनिक पदार्थों के तेल और हाइड्रोकार्बन के बीच समानताएं सामने आई हैं। वासोविच एन.बी. तलछटी चट्टानों के बिखरे हुए कार्बनिक पदार्थ के हाइड्रोकार्बन को माइक्रोऑयल कहा जाता है। NBVassoevich प्रमाण 2 तेलों में जीवित पदार्थ से विरासत में मिले जैव अणुओं की खोज। क्लोरोफिल एफटी - फाइटोल वेनाडिलपोर्फिरिन С19Н4 0 तलछट और तेल के कार्बनिक पदार्थ में बायोमार्कर: पोर्फिरीन आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन पॉलीसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन सामान्य अल्केन्स साक्ष्य 3 तलछटी चट्टानों और तेल के कार्बनिक पदार्थ के अंशों में कार्बन आइसोटोप संरचना की समानता। साक्ष्य 4 - भूवैज्ञानिक डेटा तलछटी परत में तेल असमान रूप से वितरित होता है, जो डेवोनियन, जुरासिक-क्रेटेशियस और तृतीयक जमा में कार्बनिक पदार्थों के अधिकतम संचय से मेल खाता है, स्रोत जमा में गठित बिखरे हुए पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का अधिकतम द्रव्यमान। इस प्रकार, रासायनिक, भू-रासायनिक और भूवैज्ञानिक डेटा तेल की जैविक उत्पत्ति की गवाही देते हैं। 1.3 तलछट डोम चरण I के परिवर्तन की प्रक्रिया के चरण। तलछटजनन। द्वितीय. डायजेनेसिस। तृतीय. कैटाजेनेसिस। एक सारांश अवधारणा के रूप में लिथोजेनेसिस। तलछटजनन विभिन्न जल निकायों के तल पर और भूमि पर अवसादों में तलछट के निर्माण की प्राकृतिक प्रक्रियाएँ। डायजेनेसिस डायजेनेसिस पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी क्षेत्र की स्थितियों के तहत पानी के बेसिन के तल पर ढीले तलछट को तलछटी चट्टानों में बदलने की प्राकृतिक प्रक्रियाओं का एक सेट है। डायजेनेसिस की मुख्य विशेषताएं: कम तापमान और दबाव प्रक्रियाएं, अनिवार्य रूप से जैव रासायनिक प्रक्रियाएं, बैक्टीरिया की भागीदारी के साथ। कैटाजेनेसिस कैटाजेनेसिस डायजेनेसिस के परिणामस्वरूप तलछट से उभरने के बाद और चट्टान परिवर्तन से पहले तलछटी चट्टानों में परिवर्तन की प्राकृतिक प्रक्रियाओं का एक सेट है। मेटामॉर्फिक में कैटाजेनेसिस के मुख्य कारक तापमान (10-12 किमी की गहराई पर 300 - 350 डिग्री सेल्सियस तक) और दबाव (1800 - 2900 डिग्री तक) हैं। प्रक्रियाएं: चट्टान संघनन, जल निष्कासन, अनाज संपर्क प्रक्रियाएं, रासायनिक परिवर्तन। लिथोजेनेसिस निर्माण की प्राकृतिक प्रक्रियाओं की समग्रता और तलछटी चट्टानों में उनके रूपांतरित चट्टानों में परिवर्तन के क्षण तक होने वाले परिवर्तनों की समग्रता है। लिथोजेनेसिस = सेडिमेंटोजेनेसिस + डायजेनेसिस + कैटजेनेसिस लिथोजेनेसिस के चरणों के साथ तेल और गैस निर्माण का संबंध एनबी वासोविच: तेल लिथोजेनेसिस के दिमाग की उपज है। NBVassoevich 1.4 तेल और गैस के निर्माण पर आधुनिक अवधारणाएँ तलछटी चट्टानों में कार्बनिक पदार्थ की संरचना। बिटुमॉइड और केरोजेन की अवधारणा। बिटुमॉइड - कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील कार्बनिक पदार्थ के घटक केरोजेन - कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील कार्बनिक पदार्थ के घटक - कार्बनिक पदार्थ में कार्बन की सामग्री; एच - हाइड्रोजन, बी - बिटुमेन; ∑H-तेल की पीढ़ी; ∑CH4 - मीथेन उत्पादन; वीएन तेल उत्पादन की दर है; वीएम - मीथेन उत्पादन दर अवतलन की गहराई, मी 1500 2000 2500 3000 3000 3500 3500 कार्बनिक पदार्थ परिवर्तन चरण केरोजेन भारी तेल मध्यम तेल हल्का तेल गीली गैस सूखी गैस अवसादन (सेडिमेंटोजेनेसिस) 2. डायजेनेसिस: कम करने वाली स्थितियाँ → बिटुमोइड ऑक्सीकरण स्थितियाँ → केरोजेन 3. कैटाजेनेसिस: 3.1 प्रोटोकैटजेनेसिस (प्रारंभिक कैटाजेनेसिस) 3.2 मेसोकैटजेनेसिस (मध्य कैटाजेनेसिस) का मुख्य चरण तेल निर्माण 3.3 अपोकेटजेनेसिस गैस निर्माण का मुख्य चरण कैटजेनेसिस: I उपचरण: ऊपर 1.2 किमी तक; 50 - 70 डिग्री सेल्सियस तक द्वितीय उपचरण: 2 - 4 किमी; 80 - 150 डिग्री सेल्सियस तक III उपचरण: 4.5 किमी से अधिक; हाइड्रोकार्बन के 180 - 250 оС तक प्रवासन से तेल और गैस जमा गैस तेल पानी का निर्माण होता है 1.5 हाइड्रोकार्बन के मुख्य वर्गों का गठन जीवों के जीवित पदार्थ में तेल जैवसंश्लेषण; तलछट डायजेनेसिस के चरण में मूल कार्बनिक पदार्थ के परिवर्तन की जैव रासायनिक प्रक्रिया; तेल निर्माण के मुख्य चरण के दौरान 90 - 160 डिग्री सेल्सियस पर थर्मल (या थर्मोकैटलिटिक) विनाश के दौरान मुख्य रूप से कार्बनिक पदार्थ के लिपिड घटकों से गठन। कारकों की संरचना: तेल हाइड्रोकार्बन तलछट के प्रारंभिक कार्बनिक पदार्थ की कई विशेषताओं से प्रभावित होते हैं; तलछट में कार्बनिक पदार्थ के परिवर्तन के दौरान भू-रासायनिक स्थितियां (ईएच, पीएच); ऊंचे तापमान के क्षेत्र में मूल कार्बनिक पदार्थ के कैटजेनेटिक (थर्मल) परिवर्तन की डिग्री; जमाओं के निर्माण के दौरान तेल में द्वितीयक परिवर्तन और लंबे भूवैज्ञानिक समय तक उनका अस्तित्व (प्रवासन की प्रक्रिया में हाइड्रोकार्बन का भौतिक विभेदन, ऊंचे तापमान के संपर्क में आना, जमाओं में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं, आदि)। ALKANE n-alkanes CH3(CH2)nCH3 विषम संख्या में कार्बन परमाणुओं के साथ जीवित पदार्थ में व्यापक हैं। विरासत में मिले उच्च आणविक भार एन-अल्केन्स: केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया: C12-C31 सम और विषम कार्बन परमाणुओं की लगभग समान संख्या; प्रकाश संश्लेषक जीवाणु: C14-C29; नीला-हरा शैवाल: C15 - C20. जीवित पदार्थ में, "सम" मोनोबैसिक फैटी एसिड मुख्य रूप से वितरित होते हैं। HPN के दौरान गठित: R-COOH -> CO2 + RH गठित एन-अल्केन्स में, "विषम" हाइड्रोकार्बन प्रबल होते हैं। ALKANE विरासत में मिले शाखित n-अल्केन्स: 2-, 3-मिथाइलअल्केन्स विषम संख्या में कार्बन परमाणुओं की प्रबलता के साथ: CH3CH2CH(CH2)nCH3 CH3 पदार्थ: लिमोनेन α-पिनीन कैम्फीन नेफथेन्स तेल में साइक्लोअल्केन्स का दूसरा और महत्वपूर्ण स्रोत ऑक्सीजन हैं- अल्कोहल, कीटोन और एसिड के कार्यों के साथ जीवों के जीवित पदार्थ में मौजूद विभिन्न चक्रीय टेरपीन के व्युत्पन्न शामिल हैं। उनसे साइक्लोअल्केन्स का निर्माण कार्यात्मक ऑक्सीजन समूहों के नुकसान और हाइड्रोजन अनुपातहीन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप हुआ, जिसमें जीवित पदार्थ के मूल टेरपेनोइड्स की बुनियादी आणविक संरचना का लगभग पूरा संरक्षण हुआ। कोलेस्ट्रॉल (अल्कोहल) कोलेस्टेन (हाइड्रोकार्बन) नैफ्थेन्स साइक्लोअल्केन्स के निर्माण का एक और भी महत्वपूर्ण स्रोत असंतृप्त वसा अम्लों के निर्जलीकरण चक्रण से जुड़ा है:…। परिणामी साइक्लोअल्केन्स से, आगे के परिवर्तनों से नैफ्थेनिक और नैफ्थेनिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्राप्त होते हैं। ARENA सुगंधित संरचनाएं जीवित पदार्थ की विशेषता नहीं हैं, जबकि तेलों में सुगंधित हाइड्रोकार्बन की सामग्री 10 - 35% है। इसलिए, तलछटों और तेलों के सैप्रोपेलिक कार्बनिक पदार्थ में एरेन्स का निर्माण डायजेनेसिस के चरणों में तलछट में होने वाले कार्बनिक पदार्थ के परिवर्तन की माध्यमिक प्रक्रियाओं से जुड़ा होना चाहिए और, विशेष रूप से, ऊंचे तापमान के क्षेत्र में कैटाजेनेसिस। एरेनेस उत्प्रेरक के रूप में मिट्टी की उपस्थिति में असंतृप्त वसीय अम्लों के रूपांतरण में सबसे पहले संतृप्त पांच-सदस्यीय और छह-सदस्यीय कीटोन और अनकंडेंस्ड नैफ्थीन बनते हैं। उदाहरण के लिए, साइक्लोहेक्सानोन के लिए, निर्जलीकरण संघनन की प्रतिक्रिया से संतृप्त चक्रीय कीटोन्स का आगे परिवर्तन इस प्रकार होता है: असंतृप्त फैटी एसिड उत्प्रेरक साइक्लोहेक्सानोन (कीटोन) नैफ्थीन-सुगंधित संरचना का हाइब्रिड हाइड्रोकार्बन 2. तेल की रासायनिक संरचना मौलिक रासायनिक संरचना - सापेक्ष व्यक्तिगत तत्वों की सामग्री: सी, एच, ओ, एन, एस, आदि; भिन्नात्मक संरचना - तेल यौगिकों की सामग्री जो कुछ तापमान सीमाओं में उबल जाती है; सामग्री संरचना - हाइड्रोकार्बन, हेटेरोएटोमिक और रालस-डामर यौगिकों की सामग्री; तेल की रासायनिक संरचना समूह संरचना - विभिन्न संरचनात्मक प्रकार के यौगिकों की सामग्री: समूह हाइड्रोकार्बन संरचना; विषमपरमाणु यौगिकों की समूह संरचना; संरचनात्मक समूह संरचना - हाइड्रोकार्बन की मुख्य रासायनिक संरचनाओं के प्रकार द्वारा कार्बन का वितरण: पैराफिनिक, नैफ्थेनिक, सुगंधित; व्यक्तिगत संरचना - किसी ज्ञात संरचना के विशिष्ट यौगिकों की सांद्रता। 2.1 तेल कार्बन की मौलिक संरचना - 83 - 87% (द्रव्यमान)। हाइड्रोजन - 11 - 14% (द्रव्यमान)। सल्फर - 0.02 - 0.5% - कम-सल्फर में, 1.5 - 6.0% - उच्च-सल्फर तेलों में नाइट्रोजन - 0.01 - 0.6% (द्रव्यमान)। ऑक्सीजन - 0.05 - 0.8% (द्रव्यमान)। धातुएँ - 0.05% (वजन) तक। 2.2 तेल की आंशिक संरचना - तेल यौगिकों की सामग्री को दर्शाती है जो कुछ तापमान सीमाओं में उबल जाते हैं; अंशों में तेल का आसवन तेल शोधन की औद्योगिक प्रक्रिया का आधार है, तेल अनुसंधान की सबसे पुरानी विधि तेल को 500 - 550 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर "फैलाया" जाता है। 300-350°C तक उबलने वाले सभी अंश प्रकाश कहलाते हैं। प्रकाश आसवन (350 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) के चयन के बाद अवशेष ईंधन तेल है। 200 डिग्री सेल्सियस तक उबलने वाले अंशों को प्रकाश या गैसोलीन कहा जाता है, 200 से 300 डिग्री सेल्सियस तक - मध्यम या मिट्टी का तेल, 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर - भारी या तेल। तेल के वायुमंडलीय आसवन के दौरान, 350 डिग्री सेल्सियस तक उबलने पर निम्नलिखित अंश प्राप्त होते हैं - प्रकाश आसवन: एन.सी. (उबलने की शुरुआत) - 140 डिग्री सेल्सियस - गैसोलीन अंश; 140 - 180 डिग्री सेल्सियस - नेफ्था (भारी नेफ्था); 140 - 220 डिग्री सेल्सियस - केरोसिन अंश; 180 - 350 (220 - 350) डिग्री सेल्सियस - डीजल अंश (हल्का गैस तेल, सौर आसवन)। तेल निर्वात के तहत बिखरा हुआ है। साथ ही, तेल शोधन की दिशा के आधार पर निम्नलिखित अंश प्राप्त होते हैं: ईंधन उत्पादन के लिए: 350 - 500 डिग्री सेल्सियस - वैक्यूम गैस तेल (वैक्यूम डिस्टिलेट); 500 डिग्री सेल्सियस से अधिक - वैक्यूम अवशेष (टार); तेल प्राप्त करने के लिए: 300 - 400 डिग्री सेल्सियस - हल्का अंश; 400 - 450 डिग्री सेल्सियस - मध्य अंश; 450 - 490 डिग्री सेल्सियस - भारी अंश; 490°C से अधिक - टार। 2.3 तेल की समूह रासायनिक संरचना तेल की रासायनिक संरचना यौगिकों के मुख्य समूहों की सामग्री द्वारा विशेषता है: हाइड्रोकार्बन; विषमपरमाणु यौगिक: S-, N-, O-, धातु युक्त यौगिक, रेजिन और डामर। 2.3.1 तेल पैराफिनिक (मीथेन) हाइड्रोकार्बन या अल्केन्स की समूह हाइड्रोकार्बन संरचना; नैफ्थेनिक (पॉलीमेथिलीन) हाइड्रोकार्बन या साइक्लेन (साइक्लोपैराफिन्स, साइक्लोअल्केन्स); सुगंधित हाइड्रोकार्बन, या एरेन्स; असंतृप्त हाइड्रोकार्बन, या अल्केन्स अल्केन: - सामान्य; - आईएसओ-संरचना; -सहित. आइसोप्रेनॉइड: फाइटेन प्रिस्टन С20Н4 С19Н4 2 0 तेल में शामिल हैं: गैसीय अल्केन्स С1 - С4 (विघटित गैस, मीथेन, ईथेन के रूप में...); तरल अल्केन्स C5 - C15; (पेंटेन… ..) ठोस अल्केन्स C16 - C53 और अधिक। उनकी सामग्री 5% (wt.) तक है, वे पेट्रोलियम पैराफिन (एनपीए) का हिस्सा हैं। अल्केन के गुण अल्केन्स हाइड्रोजन से संतृप्त होते हैं और अन्य वर्गों के हाइड्रोकार्बन की तुलना में न्यूनतम घनत्व रखते हैं; सामान्य हाइड्रोकार्बन, जिनके अणु तरल चरण में बेहतर ढंग से पैक होते हैं, में शाखित हाइड्रोकार्बन की तुलना में क्वथनांक और घनत्व अधिक होता है। ठोस एल्केन क्रिस्टलीय होते हैं। अल्केन घनत्व के भौतिक-रासायनिक गुण, किग्रा/एम3, 20 डिग्री सेल्सियस पर उबलना, डिग्री सेल्सियस एच - हेक्सेन 664.7 68.7 आई - हेक्सेन 654.2 60.2 हाइड्रोकार्बन अल्केन्स पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं, लेकिन सुगंधित हाइड्रोकार्बन में आसानी से घुलनशील होते हैं। अल्केन्स हाइड्रोकार्बन का सबसे रासायनिक रूप से निष्क्रिय समूह हैं, लेकिन उनकी विशेषता प्रतिस्थापन, डीहाइड्रोजनीकरण, आइसोमेराइजेशन और ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं हैं। एन-अल्केन्स को सूक्ष्मजीवों द्वारा आसानी से ऑक्सीकृत किया जा सकता है। सूक्ष्मजीवों द्वारा एन-अल्केन्स पर हमला करना एन-अल्केन्स की तुलना में कठिन होता है। तेलों के ठोस हाइड्रोकार्बन पेट्रोलियम पैराफिन्स सेरेसिन नैफ्थेन्स: साइक्लोप्रोपेन साइक्लोब्यूटेन साइक्लोपेंटेन साइक्लोहेक्सेन - मोनोसाइक्लिक; बाइसिकलोडकेन (डेकालिन) - बाइसिकल; - त्रि- और पॉलीसाइक्लिक। 1-मिथाइल-2-एथिलसाइक्लोपेंटेन 1,2-डाइमिथाइल-3-एथिलसाइक्लोहेक्सेन साइक्लेन C3 - C4 - गैसें, C5 - C7 - तरल पदार्थ, C8 और ऊपर - ठोस। तेलों में, संरचनाएं C3 - C4 नहीं पाई जाती हैं, और पांच- और छह-सदस्यीय चक्र हावी होते हैं। एरेना: - मोनोसाइक्लिक: बेंजीन और उसके डेरिवेटिव; - बाइसिकल: बाइफेनिल और नेफ़थलीन और उनके डेरिवेटिव; - ट्राई- और पॉलीसाइक्लिक: फेनेंथ्रीन, एन्थ्रेसीन, क्रिसीन, पाइरीन और उनके होमोलॉग। बेंजीन मिथाइलबेन्जीन (टोल्यूनि) ज़ाइलीन: ऑर्थो-, मेटा-, पैरा-। तेलों के मोनोसाइक्लिक एरेन्स को एल्काइलबेन्जेन द्वारा दर्शाया जाता है। बेंजीन रिंग में 3 मिथाइल और एक लंबे रैखिक या आइसोप्रेनॉइड प्रतिस्थापन वाले अल्काइलबेन्जेन उच्च-उबलते हाइड्रोकार्बन हैं। नेफ़थलीन बाइफिनाइल बाइसिकल एरेन्स में, नेफ़थलीन डेरिवेटिव प्रबल होते हैं, जिनमें प्रति अणु 8 संतृप्त रिंग तक हो सकते हैं। द्वितीयक महत्व में डिफेनिल और डिफेनिलअल्केन्स के व्युत्पन्न हैं। ट्राइसाइक्लिक एरेन्स को तेलों में फेनेंथ्रीन और एन्थ्रेसीन के डेरिवेटिव द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें अणुओं में 4-5 संतृप्त चक्र तक हो सकते हैं। एन्थ्रेसीन फेनेंथ्रीन पॉलीसाइक्लिक: पाइरीन क्राइसीन पेरिलीन विभिन्न प्रकार के एरेन्स की औसत सामग्री, एरेनेस की कुल सामग्री का % हिस्सा है। हाइब्रिड यू हाइड्रोकार्बन ये हाइड्रोकार्बन हैं, जिनमें न केवल सुगंधित वलय और अल्केन श्रृंखलाएं शामिल हैं, बल्कि संतृप्त वलय भी शामिल हैं। मोनोएरीन स्टेरॉयड संरचना एरेन के भौतिक गुण एरेन के भौतिक गुण अणु में कार्बन परमाणुओं की समान संख्या के साथ अल्केन्स और नेफ्थीन से भिन्न होते हैं: उच्च घनत्व, अपवर्तक सूचकांक, क्वथनांक; ध्रुवीय सॉल्वैंट्स, पानी में उच्च घुलनशीलता; अंतरआण्विक अंतःक्रिया की प्रवृत्ति में वृद्धि। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन एल्केन्स के लिए: खुले हाइड्रोकार्बन में एक दोहरा बंधन होता है। CH3 - CH2 - CH3 प्रोपेन श्रृंखला, CH3 - CH = CH2 प्रोपेन फ्रोलोव ई.बी. और स्मिरनोव एम.बी. (1990) प्राकृतिक तेलों के कई नमूनों में ओलेफ़िन (15% तक) पाया गया। उनकी राय में, ओलेफ़िन गहराई में प्राकृतिक रेडियोधर्मी विकिरण के प्रभाव में संतृप्त तेल हाइड्रोकार्बन के रेडियोलाइटिक डिहाइड्रोजनेशन (-H2) का एक उत्पाद है। 2.3.2 तेल के विषम परमाणु यौगिक सभी तेलों में, हाइड्रोकार्बन के साथ, महत्वपूर्ण मात्रा में यौगिक होते हैं, जिनमें सल्फर, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसे विषम अणु शामिल हैं। इन तत्वों की सामग्री तेल की उम्र और उत्पत्ति पर निर्भर करती है। तेल अंशों पर हेटरोएटम का वितरण असमान है। आमतौर पर, उनमें से अधिकांश भारी अंशों और विशेष रूप से रेजिन और एस्फाल्टीन में केंद्रित होते हैं। युवा तेलों में टार-एस्फाल्टेन यौगिकों की मात्रा अधिक होती है, और इसलिए उनमें आमतौर पर अधिक विषम परमाणु यौगिक होते हैं। ऑक्सीजन युक्त यौगिक एसिड फिनोल कीटोन एस्टर और अन्य यौगिक एसिड गुणों वाले ऑक्सीजन युक्त यौगिक तटस्थ पेट्रोलियम एसिड एलिफैटिक, सहित। आइसोप्रेनॉइड; नैप्थेनिक; सुगंधित; हाइब्रिड बिल्डिंग. प्रिस्टानस फिटैनिक नैफ्थेनिक एसिड विशेष रूप से नैफ्थेनिक बेस ऑयल की विशेषता है। नैफ्थेनिक एसिड मोनोसाइक्लिक पॉलीसाइक्लिक प्रकार के कई एसिड की पहचान की गई है: पेंटासाइक्लिक एसिड में से किसी को भी अभी तक अलग से अलग नहीं किया गया है: हॉपिलैसेटिक एसिड एरोमैटिक एसिड नेफ्थेनोएरोमैटिक एसिड तटस्थ यौगिक केटोन्स एसीटोन सीएच 3 - सी - सीएच 3 (एलिफेटिक) ओ चक्रीय कीटोन्स फ्लोरीनोन गैसोलीन अंश मध्यम और उच्च-उबलने वाले अंश ऐस टिलिसोप्रोपाइल-मिथाइलसाइक्लोपेंटेन ईथर और ईथर ईथर में फ्यूरान प्रकार की एक चक्रीय संरचना होती है: एल्केल्डिहाइड्रोबेंजोफुरन्स (कौमरोन) ईथर उनमें से कई सुगंधित यौगिक हैं। एस्टर में एक संतृप्त संरचना भी हो सकती है जैसे: सल्फर युक्त यौगिक सल्फर तेलों में सबसे आम विषम तत्व है। यह ~60% तक तेल हाइड्रोकार्बन की संरचना में प्रवेश करता है, उन्हें सल्फर युक्त हेटेरोएटोमिक यौगिकों (एसएचए) में परिवर्तित करता है। तेल के सल्फर युक्त यौगिक अंशों में असमान रूप से वितरित होते हैं। अन्य विषम तत्वों के विपरीत, सल्फर आसुत अंशों (450 - 500 डिग्री सेल्सियस तक) में मौजूद होता है। सल्फर के रूप - घुले हुए मौलिक सल्फर, हाइड्रोजन सल्फाइड, मर्कैप्टन, सल्फाइड, डाइसल्फ़ाइड, थियोफीन और इसके व्युत्पन्न, ऐसे यौगिक जिनमें एक साथ सल्फर, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन के परमाणु होते हैं। मर्कैप्टन्स (थियोअल्कोहल) आर - एसएच आर - हाइड्रोकार्बन रेडिकल। उदाहरण: सीएच3 - (सीएच2) 3 - एसएच, ब्यूटाइल मर्कैप्टन। सल्फाइड्स (थियोएथर्स) डायलकाइल सल्फाइड्स R1 - S - R2 चक्रीय सल्फाइड्स (थियासाइक्लेन) 60-70% थियासाइक्लोपेंटेन (थियाअल्केन्स) H C - S - C H7, उदाहरण: 3 3 मिथाइल प्रोपाइल सल्फाइड। एल्काइलथियोफेन 30-40% थियासाइक्लोहेक्सेन डायलकिलथियासाइक्लोहेक्सेन बाइसिकल थियासाइक्लेन। तेल का मध्यम अंश. 35: 50: 15 कम मात्रा में, तेल में सुगंधित छल्ले सहित द्वि- और पॉलीसाइक्लिक यौगिक होते हैं। वे थियासाइक्लेन के 10% से भी कम हैं। डाइसल्फाइड्स आर1 - एस - एस - आर2 वे मर्कैप्टन-मुक्त तेलों के हल्के और मध्यम अंशों में पाए जाते हैं, जहां उनकी मात्रा इस अंश के सभी सल्फर युक्त यौगिकों के 7 - 15% तक पहुंच सकती है। थियोफीन और इसके डेरिवेटिव: - एल्काइलथियोफीन; - एरिलथियोफीन: बेंजोथियोफीन, डिबेंजोथियोफीन, नेफ्थोथियोफीन: थियोफीन और इसके डेरिवेटिव मुख्य रूप से मध्यम और उच्च-उबलते तेल अंशों में पाए जाते हैं, जिसमें वे सभी सल्फर युक्त यौगिकों का 45-84% बनाते हैं। थियोफीन रिंग सहित टेट्रा और पेंटासाइक्लिक सिस्टम, भारी और अवशिष्ट तेल अंशों की विशेषता हैं। इन प्रणालियों में, सुगंधित प्रणालियों के अलावा, नैफ्थेनिक रिंग और एल्काइल पदार्थ भी होते हैं। संरचनात्मक सूत्र - सल्फर युक्त गैस का काल्पनिक विशिष्ट अनुपात, % मर्कैप्टन सल्फाइड थियोफिनेस 0-7 7 - 40 50 - 90 नाइट्रोजन युक्त यौगिक नाइट्रोजन युक्त यौगिक उच्च-उबलते अंशों और भारी अवशेषों में केंद्रित होते हैं। नाइट्रोजन आधार तटस्थ नाइट्रोजन यौगिक नाइट्रोजन आधार पाइरीडीन के सुगंधित समरूप हैं। क्विनोलिन 3,4-बेंजाक्रिडीन फेनेंथ्रिडीन बाइसिकल; 7,8-बेंज़ोक्विनोलिन ट्राइसाइक्लिक; टेट्रासाइक्लिक संरचनाएँ। तटस्थ नाइट्रोजन यौगिक - सुगंधित पाइरोल डेरिवेटिव और एसिड एमाइड्स (-CONH2)। इंडोल कारबाज़ोल बेंज़ोकारबाज़ोल पोर्फिरिन नाइट्रोजन युक्त यौगिक पेट्रोलियम ईंधन का एक अवांछनीय घटक हैं, क्योंकि वे सुगंधीकरण, क्रैकिंग, हाइड्रोक्रैकिंग उत्प्रेरक के लिए जहर हैं; डीजल ईंधन में, वे ईंधन के गमिंग और कालेपन को तेज करते हैं। नाइट्रोजन युक्त यौगिक प्राकृतिक सर्फेक्टेंट हैं और निर्धारित करते हैं: तरल चरणों के इंटरफेस पर सतह गतिविधि; चट्टान-तेल, धातु-तेल इंटरफेस पर तेल को गीला करने की क्षमता; धातु संक्षारण अवरोधकों के गुण रखते हैं। रेजिन-एस्फाल्टीन पदार्थ अवशिष्ट तेल अंशों से अलग-अलग पदार्थों को अलग करना मुश्किल है। इसलिए, तेल अवशेषों को समूह घटकों में विभाजित किया जाता है: रेजिन, डामर, तेल। भारी तेल के अवशेषों में 40 से 70% तक राल-डामर पदार्थ होते हैं। पृथक्करण योजना तेल (पेट्रोलियम अवशेष) एन-पेंटेन एस्फाल्टेन तेल + रेजिन Al2O3 (अवक्षेप) तेल रेजिन (एन-पेंटेन) (बेंजीन, टोल्यूनि, अल्कोहलटोल्यूनि) इस पृथक्करण योजना के अनुसार: एस्फाल्टेन तेल के अंश हैं जो सामान्य अल्केन्स में अघुलनशील होते हैं, जैसे एनपेंटेन के रूप में, सामान्य परिस्थितियों में, लेकिन बेंजीन या टोल्यूनि जैसे सुगंधित यौगिकों की अधिकता में घुलनशील। रेजिन तेल के अंश हैं जो कमरे के तापमान पर एन-पेंटेन, टोल्यूनि और बेंजीन में घुलनशील होते हैं। रेजिन की भौतिक और रासायनिक विशेषताएं तेल एम 4 मौलिक संरचना, % 20 एच: सी सी एच एस एन ओ 594 1.042 84.52 9.48 2.6 0.69 2.76 रोमाशकिंस्काया 816 1.055 81.91 9.38 तुइमाज़िंस्काया 725 1.042 84 ,10 9.80 4.00 2.1 1.4 बिटकोव्स्काया 501 1.021 84.30 10.36 2.79 2.55 |1.4 सगैदाक्स्काया 769 1.033 86.40 10.01 1.80 2.31 1, 4 रैडचेनकोव्स्काया 770 1.014 85.00 10.50 1.00 बावलिंस्काया 8.7 0.45 1.3 1.4 3.05 1.5 भूरा रंग जिसका घनत्व लगभग एक या थोड़ा अधिक है। रेजिन का आणविक भार औसतन 700 से 1000 एयू तक होता है। ई. एम. रेजिन अस्थिर होते हैं; तेल या उसके भारी अवशेषों से अलग होने पर, वे डामर में बदल सकते हैं। डामर की मौलिक संरचना मौलिक संरचना, तेल में % तेल सामग्री, % सी एच एस एन ओ एच: सी बावलिंस्काया 2.0 83.50 7.76 3.78 1.15 3.81 1.19 रोमाशकिंस्काया 3.8 83.66 7 ,87 4.52 1.19 2.76 1.13 तुइमाज़ी 3.9 84.4 0 7.87 4.45 1.24 2.04 1.13 बिटकोव्स्काया 2.2 85.97 8.49 1.65 सोवियत 1.4 83.87 8.67 1.64 1.56 4 62 1.22 समोटलर 1.4 85.93 9.19 1.76 1.69 2.43 1.16 0 3.99 1.18 डामर - गहरे भूरे या काले रंग के अनाकार ठोस। गर्म करने पर, वे पिघलते नहीं हैं, बल्कि प्लास्टिक अवस्था (~300°C) में चले जाते हैं, उच्च तापमान पर वे गैस, तरल पदार्थ और ठोस अवशेष बनाने के साथ विघटित हो जाते हैं। डामर का घनत्व एकता से अधिक होता है। एस्फाल्टीन में जुड़ाव की बहुत संभावना होती है, इसलिए आणविक भार, निर्धारण की विधि के आधार पर, परिमाण के कई आदेशों (2000 से 140000 एएमयू तक) तक भिन्न हो सकता है। रेज़िन और डामर के अणु संकर यौगिक हैं। ऐसे अणुओं का आधार एक पॉलीसाइक्लिक कोर है, (मुख्य रूप से छह-सदस्यीय), मिथाइल और एक युक्त: लंबे छल्ले, (सी 3-सी 12) 4 - 6, कई अल्काइल प्रतिस्थापन। अणु के चक्रीय भाग में सल्फर या नाइट्रोजन युक्त छल्ले, ऑक्सीजन कार्यात्मक समूह शामिल हो सकते हैं। अल्कोहल-टोल्यून रेजिन एस्फाल्टेन्स री एल्काइल पदार्थ हैं। वह हेटेरोएटम के साथ एक सुगंधित वलय है डामर कणों (सहयोगियों) की संरचना ला - परत व्यास; एलसी - पैक की मोटाई; एलडी - परतों के बीच की दूरी खनिज तेल घटक लवण, धातु परिसर, कोलाइडली बिखरे हुए खनिज पदार्थ। इन पदार्थों को बनाने वाले तत्वों को ट्रेस तत्व कहा जाता है, क्योंकि। उनकी सामग्री 10-8 से 10-2% तक होती है। पेट्रोलियम धातुएँ क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी (Li, Na, K, Ba, Ca, Sr, Mg), तांबा उपसमूह धातुएँ (Cu, Ag, Au), जस्ता उपसमूह (Zn, Cd, Hg), बोरान उपसमूह (B, Al, Ga , In, Ti), वैनेडियम उपसमूह (V, Nb, Ta), चर संयोजकता वाली धातुएँ (Ni, Fe, Mo, Co, W, Cr, Mn, Sn, आदि) तेल की अधातुएँ Si, Р, जैसे, सीएल, बीआर, आई, आदि। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि तेल में ट्रेस तत्व निम्न रूप में पाए जा सकते हैं: लवणों के सूक्ष्म रूप से फैले हुए जलीय घोल, खनिज चट्टानों के बारीक बिखरे हुए निलंबन, रासायनिक रूप से कार्बनिक पदार्थों से जुड़े जटिल या आणविक यौगिक। , जिन्हें निम्न में विभाजित किया गया है: ऑर्गेनोलेमेंट यौगिक, (क्लोरीन - कार्बन); धातु लवण (-COO--Na); केलेट्स, यानी, इंट्रामोल्युलर मेटल कॉम्प्लेक्स (पोर्फिरिन); हेटेरोएटम वाले कॉम्प्लेक्स या पॉलीएरोमैटिक डामर संरचनाओं की प्रणाली, आदि। वैनेडियम (VO2+) और निकल पोर्फिरिन कॉम्प्लेक्स के उदाहरण का उपयोग करके इंट्रामोल्युलर कॉम्प्लेक्स का अपेक्षाकृत अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। यह स्पष्ट नहीं है कि तेल में केवल वैनाडिल- और निकेलपोर्फिरिन ही क्यों पाए जाते हैं। अधिक जटिल इंट्रामोल्युलर रेजिन और एस्फाल्टीन में पाए जाते हैं: कॉम्प्लेक्स यहां, नाइट्रोजन के अलावा, ऑक्सीजन और सल्फर परमाणु जटिल गठन में भाग लेते हैं। ऐसे कॉम्प्लेक्स तांबा, सीसा, मोलिब्डेनम और अन्य धातुएं बना सकते हैं। डामर के लिए, यह स्थापित किया गया है कि: डामर के आणविक भार, सुगंध, एन, एस, ओ सामग्री में वृद्धि के साथ ट्रेस तत्वों की एकाग्रता बढ़ जाती है। यह माना जाता है कि धातु के परमाणु दाता के अनुसार डामर के हेटरोएटम के साथ जटिल यौगिक बनाते हैं -स्वीकर्ता प्रकार. इस मामले में, कॉम्प्लेक्स डामर स्तरित-ब्लॉक संरचना के टुकड़ों की परिधि के साथ बन सकते हैं। हालाँकि, इस संरचना की परतों के बीच धातु परमाणुओं का प्रवेश भी संभव है। तेल की एक विशेषता यह है कि इसमें वैनेडियम और निकल अन्य तत्वों की तुलना में बहुत अधिक मात्रा में पाए जाते हैं। आमतौर पर, खट्टे तेलों में वैनेडियम की प्रधानता होती है, और कम-सल्फर वाले तेलों (उच्च नाइट्रोजन सामग्री के साथ) में निकेल की प्रधानता होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तेल में पाए जाने वाले 4 से 20% वैनेडियम और निकल पोर्फिरिन कॉम्प्लेक्स में बंधे होते हैं, बाकी अन्य, अधिक जटिल यौगिकों में पाए जाते हैं जिनकी अभी तक पहचान नहीं की गई है। सूक्ष्म तत्वों की भूमिका एस्फाल्टीन में वैनाडिलपोर्फिरिन तेल की सतह गतिविधि में योगदान करती है। अधिकांश ट्रेस तत्व तेल शोधन उत्प्रेरक के जहर हैं। इसलिए, उत्प्रेरक के प्रकार का चयन करने के लिए, सूक्ष्म तत्वों की संरचना और मात्रा को जानना आवश्यक है। चूंकि अधिकांश सूक्ष्म तत्व तेल के राल-डामर भाग में केंद्रित होते हैं, जब ईंधन तेल जलाया जाता है, तो गठित वैनेडियम ऑक्साइड ईंधन उपकरण को संक्षारित करता है और पर्यावरण को जहर देता है। सल्फरस ईंधन तेल पर चलने वाले आधुनिक बिजली संयंत्र धुएं के साथ वायुमंडल में प्रति दिन एक हजार किलोग्राम तक V2O5 उत्सर्जित कर सकते हैं। दूसरी ओर, इन ताप विद्युत संयंत्रों की राख में कई औद्योगिक अयस्कों की तुलना में वैनेडियम की मात्रा अधिक होती है। वर्तमान में, सीएचपी राख से V2O5 के निष्कर्षण के लिए इंस्टॉलेशन पहले से ही चालू हैं। तेल के सूक्ष्म तत्वों की संरचना और मात्रा के बारे में जानकारी भूवैज्ञानिकों के लिए मुद्दों को हल करने के लिए भी आवश्यक है: तेल की उत्पत्ति के बारे में, इसकी घटना के क्षेत्रों को रेखांकित करने के लिए, प्रवासन और तेल के संचय के मुद्दों का अध्ययन करने के लिए। 4. तेल वर्गीकरण, वर्गीकरण के प्रकार, रासायनिक, भू-रासायनिक (आनुवंशिक) तकनीकी (औद्योगिक, वाणिज्यिक) 4. 1 रासायनिक वर्गीकरण ग्रोज़निया का वर्गीकरण 1. 2. 3. 4. 5. 6. पैराफिन-नैफ्थेनिक नैफ्थेनिक पैराफिन-नैफ्थेनिक-एरोमैटिक नैफ्थेनिक-एरोमैटिक एरोमैटिक 4.2 जेनेटिक वर्गीकरण पीटर ए अल.ए. का वर्गीकरण। यदि एन-अल्केन शिखर 200-430 डिग्री सेल्सियस अंश के क्रोमैटोग्राम पर विश्लेषणात्मक मात्रा में दिखाई देते हैं तो तेल को श्रेणी ए के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। श्रेणी बी तेलों के इस अंश के क्रोमैटोग्राम में कोई एन-अल्केन शिखर नहीं हैं। बदले में, श्रेणी ए के तेलों में सामान्य और आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन की सापेक्ष सामग्री और श्रेणी बी के तेलों में आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर, प्रत्येक श्रेणी के तेलों को दो उपप्रकारों में विभाजित किया जाता है: ए 1, ए 2, बी 1, बी 2 . प्रकार A1 A2 B1 B2 योग 15-60 10-30 4-10 5-30 अल्केन्स चक्रवात अल्केन्स शाखा बिल्डिंग एरेनास 5-25 0.05-6.0 15-45 10-70 0.5-5 1.0- 6.0 20-60 15-70 20- 70 25-80 0.5 0.5-6.0 20-70 20-80 4.3 तकनीकी वर्गीकरण सल्फर सामग्री, % वर्ग आधार तेल सामग्री, डीजल ईंधन में जेट ईंधन में % अंश सामग्री 350 डिग्री सेल्सियस तक .10 ≤ 0.20 टी1 ≥ 55.0 एम2 0.15- 24.9< 45,0 II 0,51– 2,00 ≤ 0,10 ≤ 0,25 ≤ 1,00 Т2 45,0–54,9 М3 15,0– 24, 9 30– 44, 9 III >2.00 > 0.10 > 0.25 > 1.00 Т3< 45,0 М4 < 15,0 < 30,0 Подгруп па Индекс вязкости базовых масел И1 >95 आई2 90-95 आई3 आई4 85-89.9< 85 Ви д П1 П2 П3 Содержание парафинов в нефти, % ≤ 1,50 1,51–6,00 > 6.00 डीवैक्सिंग की आवश्यकता नहीं है जेट और डीजल ईंधन, डिस्टिलेट बेस ऑयल के उत्पादन के लिए जेट और डीजल ग्रीष्मकालीन ईंधन के उत्पादन के लिए - आवश्यक - डीजल शीतकालीन ईंधन और डिस्टिलेट बेस ऑयल के उत्पादन के लिए जेट और डीजल ईंधन, डिस्टिलेट के उत्पादन के लिए वर्तमान तकनीकी वर्गीकरण भौतिक और रासायनिक गुण, तैयारी की डिग्री, हाइड्रोजन सल्फाइड और हल्के मर्कैप्टन की सामग्री, तेल को वर्गों, प्रकारों, समूहों, प्रकारों में विभाजित किया गया है। तेल वर्ग कक्षा 1 2 3 4 नाम कम-सल्फर सल्फर उच्च-सल्फर अतिरिक्त उच्च-सल्फर सल्फर का द्रव्यमान अंश, 0.60 तक% शामिल। 0.61 से 1.81 तक सेंट. 3.50 1.80 3.50 घनत्व के अनुसार, और जब निर्यात किया जाता है - इसके अलावा अंशों की उपज और पैराफिन के द्रव्यमान अंश के अनुसार, तेल को पांच प्रकारों में विभाजित किया जाता है (तालिका 2): - अतिरिक्त प्रकाश; - आसान; - औसत; - भारी; - बिटुमिनस। तेल के प्रकार टाइप 0 तेल के लिए मानदंड देश के लिए पैरामीटर 1 देश के लिए निर्यात के लिए 2 देश के लिए निर्यात के लिए 3 देश के लिए निर्यात के लिए 4 देश के लिए निर्यात के लिए निर्यात के लिए घनत्व, kt/m3, 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 830 से अधिक नहीं .0 830.1-850.0 850.1870.0 870.1895.0 895.0 15 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं 834.5 834.6854.4 854.5874.4 874.5899.3 से अधिक 899.3 तेल समूह तैयारी की डिग्री के अनुसार, तेल को 1-3 समूहों में विभाजित किया गया है समूह 1 2 3 1 के तेल के लिए पैरामीटर मानदंड पानी का द्रव्यमान अंश,%, 0.5 से अधिक नहीं 0.5 1.0 2 क्लोराइड लवण की सांद्रता, मिलीग्राम/डीएम3, 100 300 900 से अधिक नहीं 3 यांत्रिक अशुद्धियों का द्रव्यमान अंश, %, अधिक नहीं 0.05 से अधिक 0.05 0.05 4 संतृप्त वाष्प दबाव, केपीए (मिमी एचजी), 66.7 से अधिक नहीं (500) 66.7 (500) 66 ,7 (500) 5 सामग्री ऑर्गेनोक्लोरिन यौगिकों के लिए मानकीकृत नहीं है, निर्धारण अनिवार्य पीपीएम (पीपीएम) है, अधिक नहीं 20 50 से 2 मिथाइल- और एथिल मर्कैप्टन का कुल द्रव्यमान अंश, पीपीएम, 40 60 से अधिक नहीं तेल के प्रतीकात्मक पदनाम में वर्ग, प्रकार, समूह और तेल के प्रकार के पदनाम के अनुरूप चार अंक होते हैं। जब निर्यात के लिए तेल की आपूर्ति की जाती है, तो सूचकांक "ई" को प्रकार पदनाम में जोड़ा जाता है। तेल प्रतीक संरचना: 5 तेल एक बिखरी हुई प्रणाली के रूप में भौतिक रसायन विज्ञान के संदर्भ में, तेल को जटिल संरचना के एक बहुघटक मिश्रण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जो एकत्रीकरण की स्थिति को बदलने में सक्षम है और, तदनुसार, थर्मोबैरिक मापदंडों की एक विस्तृत श्रृंखला में वॉल्यूमेट्रिक गुण। घटकों के मोल अंश पर बाइनरी हाइड्रोकार्बन सिस्टम के घनत्व और चिपचिपाहट की निर्भरता बाइनरी हाइड्रोकार्बन सिस्टम: 2,2 - डाइमिथाइलपेंटेन हेक्साडेकेन (ए), बेंजीन-डेकेन (बी), हेक्सेन-डोडेकेन (सी), साइक्लोहेक्सानेटोलुइन (डी) फैला हुआ रचना दो या विषमांगी अधिक चरणों की प्रणालियाँ जिनके बीच इंटरफ़ेस द्वारा विकसित एक प्रणाली होती है। चरणों में से एक एक सतत फैलाव माध्यम बनाता है जिसमें फैला हुआ चरण छोटे ठोस कणों, तरल बूंदों या गैस बुलबुले के रूप में वितरित होता है। तेल एक जटिल बहुघटक मिश्रण है, जो बाहरी स्थितियों के आधार पर, एक आणविक समाधान या एक बिखरी हुई प्रणाली के गुणों को प्रदर्शित करता है मैक्रोमोलेक्यूल्स एचएमएस सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाएं एसोसिएट्स टी कॉम्प्लेक्स, उनके और फैलाव माध्यम, उच्च घनत्व, कम के बीच एक चरण इंटरफ़ेस की उपस्थिति अस्थिरता और तेल प्रणाली को विशिष्ट गुण प्रदान करते हैं। सिस्टम प्राप्त करता है: संरचनात्मक-यांत्रिक शक्ति अस्थिरता पेट्रोलियम फैलाव प्रणालियों के भौतिक रासायनिक यांत्रिकी की बुनियादी अवधारणाएं भौतिक रासायनिक यांत्रिकी का लक्ष्य फैलाव प्रणालियों में स्थानिक संरचनाओं के गठन के पैटर्न को स्थापित करना है, साथ ही साथ ऐसी संरचनाओं के विरूपण और विनाश की प्रक्रियाओं को स्थापित करना है। भौतिक-रासायनिक और यांत्रिक कारकों पर। तेल परिक्षिप्त प्रणाली की संरचनात्मक इकाइयों में एक जटिल संरचना होती है, जो एचएमएस मैक्रोमोलेक्यूल्स की प्रकृति और ज्यामितीय आकार, उनके बीच सतह बलों, परिक्षेपण माध्यम के साथ परिक्षिप्त चरण की अंतःक्रिया और अन्य कारकों के कारण होती है। तेल बिखरी हुई प्रणाली में घटनाओं का वर्णन करने के लिए, जटिल संरचनात्मक इकाइयों (सीएसयू) का एक मॉडल प्रस्तावित है। जटिल संरचनात्मक इकाई 3 2 1 1 - कोर; 2 - सॉल्वेट शेल; 3 - मध्यवर्ती परत सीएसई स्वतंत्र रूप से परिक्षिप्त प्रणाली (सोल) और बाध्य परिक्षिप्त प्रणाली (जैल) बना सकती है। एक स्वतंत्र रूप से परिक्षिप्त प्रणाली में, परिक्षिप्त चरण के कण एक दूसरे से बंधे नहीं होते हैं और बाहरी ताकतों (गुरुत्वाकर्षण या ब्राउनियन गति) की कार्रवाई के तहत आगे बढ़ सकते हैं। बाउंड-डिस्पर्ड सिस्टम का फैला हुआ चरण एक सतत फ्रेम (स्थानिक संरचना) बनाता है, जिसमें एक फैलाव माध्यम होता है। एसडीएस की संरचनात्मक-यांत्रिक ताकत के तहत बाहरी ताकतों की कार्रवाई का विरोध करने की क्षमता को समझा जाता है। सहयोगी में और सिस्टम में सहयोगियों के बीच एचएमएस मैक्रोमोलेक्यूल्स की परस्पर क्रिया शक्ति जितनी अधिक होगी, एसएसएस की संरचनात्मक और यांत्रिक ताकत उतनी ही अधिक होगी। पेट्रोलियम परिक्षिप्त प्रणालियों की संरचनात्मक और यांत्रिक शक्ति सुपरमॉलेक्यूलर संरचना के चारों ओर सॉल्वेट शेल की मोटाई से निर्धारित होती है। एसएसएस की संरचनात्मक-यांत्रिक ताकत का अनुमान गतिशील चिपचिपाहट न्यूनतम से संरचनात्मक चिपचिपाहट अधिकतम के विचलन की डिग्री से लगाया जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, एसएमएफ कम हो जाता है और जब सिस्टम आणविक समाधान की स्थिति में गुजरता है तो गायब हो जाता है। एसएसएस की गतिज स्थिरता को एक निश्चित समय के लिए एक फैलाव माध्यम में सीसीई के एक समान वितरण को बनाए रखने के लिए एक बिखरे हुए चरण की क्षमता के रूप में समझा जाता है। अस्थिरता एक दूसरे के साथ अंतर-आणविक संपर्क के प्रभाव में एक साथ चिपकने (यानी, जमावट) के कारण बिखरे हुए चरण के कणों के विस्तार से प्रकट होती है। इस मामले में, गतिज स्थिरता खो जाती है और चरण पृथक्करण होता है, अर्थात। कण अवक्षेपित होते हैं। वही यौगिक जो तेल को फैलाव माध्यम के रूप में बनाते हैं, तेल प्रणाली में विभिन्न प्रकृति के सहयोगियों के व्यवहार को अलग-अलग तरीकों से प्रभावित करते हैं। पैराफिन पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। ठोस पैराफिन गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स के उच्च आणविक भार वाले हिस्से में बेहतर ढंग से घुलते हैं। इस प्रकार, एक फैलाव माध्यम की ध्रुवता की डिग्री एक तेल फैलाव प्रणाली में विभिन्न प्रकृति के सहयोगियों के आकार पर एक अलग प्रभाव डालती है, जिससे तेल में सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं की विभिन्न सांद्रता होती है। उन स्थितियों की सीमा जिनके तहत एक तेल प्रणाली आणविक होती है, उसकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है। रालयुक्त-डामर यौगिकों की सामग्री में वृद्धि के साथ, आणविक अवस्था का क्षेत्र धीरे-धीरे कम हो जाता है और तेल प्रणाली किसी भी दबाव और तापमान पर फैल जाती है। सीसीई युक्त तेल प्रणालियों के उद्भव के कारण 1. हाइड्रोकार्बन की प्रणाली से निष्कासन, जो सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं के विलायक हैं। 2. विशेष योजकों की तेल प्रणाली का परिचय 3. तापमान में कमी या वृद्धि। एक प्रतिवर्ती तेल फैलाव प्रणाली की विशेषताएं 4 3 1 3 2 0 गैर-विलायक खराब विलायक अच्छा विलायक 1 - सुपरमॉलेक्यूलर संरचना के मूल की त्रिज्या; 2 - सॉल्वेट परत की मोटाई; 3 - स्थिरता; 4 - संरचनात्मक-यांत्रिक शक्ति। भौतिक एकत्रीकरण प्रक्रियाओं को निम्नलिखित कारकों को बदलकर नियंत्रित किया जा सकता है: तापमान; दबाव; संरचित घटकों और गैर-संरचित घटकों का अनुपात; माध्यम की घुलने की शक्ति; विभिन्न विधियों का उपयोग करके सहयोगियों के फैलाव की डिग्री: यांत्रिक, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र, सर्फेक्टेंट, फैलाव माध्यम की संरचना में परिवर्तन, आदि। तेल के 6 भौतिक और रासायनिक गुण घनत्व आणविक भार चिपचिपापन डालो बिंदु सतह तनाव संतृप्त वाष्प दबाव फ्लैश और ज्वलन तापमान रियोलॉजिकल गुण 6.1 घनत्व प्रयोगशाला कार्य 6.2 आणविक द्रव्यमान मोलर द्रव्यमान तेल की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है। कई तेलों का औसत दाढ़ द्रव्यमान 250-300 है। तेल के तरल हाइड्रोकार्बन के पहले प्रतिनिधि - पेंटेन - में एमएम 72 है। तेल, रेजिन और डामर के सबसे उच्च आणविक भार वाले हेटेरोआटोमिक यौगिकों में एमएम ~ 1200-2000 और अधिक होता है। तेल अंशों के संरचनात्मक समूह विश्लेषण में, असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की सामग्री का निर्धारण करने में, तकनीकी गणना में, उदाहरण के लिए, गैस से तेल को अलग करने की प्रक्रिया में, तेल अंशों के आणविक भार का ज्ञान आवश्यक है। वोइनोव ने दिखाया कि पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन के लिए औसत आणविक भार (Mav) उनके औसत क्वथनांक (tav) पर निर्भर करता है। एम 60 0, 3 टी 0, 001 टी 2, तेल आसवन वक्र दाढ़ द्रव्यमान एक योगात्मक मान है और विभिन्न अंशों के मिश्रण के लिए मिश्रण घटकों के द्रव्यमान के योग और संख्या के योग के अनुपात के रूप में गणना की जा सकती है मिश्रण में समान घटकों के मोल: एम सीएम एम 1 एम 2 एम 3 ..... एम 1 एम 1 एम 2 एम 2 एम 3 एम, .... 3 जहां मील घटकों का द्रव्यमान है, किग्रा (जी) ; एमआई - समान घटकों के दाढ़ द्रव्यमान। इस सूत्र का उपयोग करके, तेल के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करना संभव है यदि इससे प्राप्त आसवन के दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात हों। तेल के आणविक भार के प्रायोगिक निर्धारण में क्रायोस्कोपिक और एबुलियोस्कोपिक विधियों का उपयोग किया जाता है। क्रायोस्कोपिक विधि द्वारा आणविक भार का निर्धारण करते समय, शुद्ध विलायक (Δt) के हिमांक की तुलना में चयनित विलायक में परीक्षण पदार्थ के समाधान के हिमांक में कमी देखी जाती है और आणविक भार (M) की गणना की जाती है सूत्र एम के जी 1000 जी टीज़ का उपयोग करना। क्रियोस - ठंडा, ठंढ, बर्फ, और स्कोपियो मैं देखता हूं, मैं निरीक्षण करता हूं) - तरल समाधान का अध्ययन करने के लिए एक भौतिक रासायनिक विधि, ठंड की तुलना में समाधान के ठंड बिंदु (क्रिस्टलीकरण) को कम करने पर आधारित है शुद्ध विलायक का बिंदु. किसी भी रासायनिक रूप से शुद्ध तरल के लिए, क्रिस्टलीकरण एक स्थिर तापमान पर होता है - क्रिस्टलीकरण तापमान, जो दिए गए क्रिस्टल के पिघलने बिंदु के साथ मेल खाता है। 1883 में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ एफ. एम. राउल्ट ने खोज की कि समान दाढ़ मात्रा में लिए गए विभिन्न विलेय के कारण हिमांक में होने वाली कमी किसी दिए गए विलायक के लिए समान होती है। राउल्ट का नियम कहता है: एक गैर-इलेक्ट्रोलाइट के पतला समाधान पर विलायक वाष्प के आंशिक दबाव में सापेक्ष कमी विलेय के मोल अंश के बराबर होती है। कई बहुघटक मिश्रणों के लिए, राउल्ट का नियम 0.1 - 0.5 की सीमा में एक विघटित पदार्थ के दाढ़ अंश पर पर्याप्त सटीकता के साथ पूरा होता है। अत्यधिक संवेदनशील थर्मामीटर या थर्मोकपल द्वारा मापा गया हिमांक बिंदु Δt में कमी, अनुपात द्वारा विघटित पदार्थ के मोल्स n की संख्या से संबंधित है: 2 t n R t0 1000 pl nK जहां R सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है; t0 और λpl क्रमशः हिमांक बिंदु और शुद्ध विलायक के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा हैं; K विलायक का क्रायोस्कोपिक स्थिरांक है। क्रायोस्कोपिक स्थिरांक 1 किलो विलायक में 1 मोल विलेय (6.02∙1023 असंबद्ध कण) के कारण होने वाले हिमांक में कमी को दर्शाता है। तो, अवनमन ∆t, यानी, जब जांच के तहत पदार्थ को इसमें घोला जाता है तो विलायक के हिमांक में कमी, इसकी दाढ़ सांद्रता C के समानुपाती होती है: ∆t = K C, तब: C=a/M=n , जहां a पदार्थ (तेल) की मात्रा है, g; M पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान है। यहां से: एम = ए·के / ∆t बेंजीन में घुले तेल और तेल उत्पादों के लिए आणविक भार और अवसाद तेल उत्पाद कलिंस्काया तेल गैसोलीन नेफ्था केरोसिन मशीन तेल सी, डब्ल्यूटी। % M ∆t, оС 1.59 229 0.357 2.02 1.12 1.65 103 130 168 1.000 0.435 0.502 1.16 387 0.157 क्रायोस्कोपिक विधि के नुकसान: राउल्ट का नियम पतला समाधान पर लागू होता है; प्रयुक्त सॉल्वैंट्स में, कई पदार्थ जुड़ जाते हैं; छोटे वजन के साथ, परिणामी अवसाद बहुत छोटा होता है और पढ़ने में त्रुटियां संभव हैं। बेकमैन का उपकरण 1 - स्टॉपर के साथ टेस्ट ट्यूब; 2 - स्टॉपर के साथ टेस्ट ट्यूब; 3 - शीतलन स्नान; 4 - बेकमैन थर्मामीटर; 5 - स्टिरर 6 - नमूना इंजेक्शन के लिए आउटलेट। बेकमैन थर्मामीटर विभेदक थर्मामीटरों में से एक है जो आपको तापमान को नहीं, बल्कि उसके परिवर्तन को मापने की अनुमति देता है। थर्मामीटर में एक बड़ा पारा भंडार और एक विशेष केशिका ट्यूब शीर्ष होता है जो आपको पारा की मात्रा को बदलने और विभिन्न तापमान सीमाओं को मापने की अनुमति देता है। लगभग 25 सेमी लंबे थर्मामीटर स्केल को 0.020, 0.010 या 0.005° के माध्यम से अंशांकन द्वारा 5 या 6 डिग्री में विभाजित किया जाता है। आवर्धक कांच या दूरबीन का उपयोग करके तापमान को 0.001° की सटीकता के साथ पढ़ा जाता है। बेकमैन थर्मामीटर का नुकसान: क्रिस्टलीकरण तापमान या विलायक के क्वथनांक में छोटे बदलावों का अपर्याप्त सटीक माप। 6.3 विस्कोसिटी लैब 6.4 पौर बिंदु वह तापमान जिस पर परिस्थितियों के तहत तेल अपनी गतिशीलता खो देता है, पौर बिंदु। मानक को GOST 20287-74 के अनुसार कहा जाता है, जिस तापमान पर टेस्ट ट्यूब में ठंडा किया गया तेल टेस्ट ट्यूब को 45o तक झुकाने पर स्तर नहीं बदलता है उसे डालना बिंदु माना जाता है। निर्धारण सटीकता 2 डिग्री सेल्सियस है। बहुघटक संरचना के कारण, तेल में स्पष्ट डालने का बिंदु नहीं होता है। व्यक्तिगत पदार्थ क्रिस्टलीकरण तापमान. तेलों का प्रवाह बिंदु एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है: - 62 से +35 डिग्री सेल्सियस तक। कम-पैराफिन एखाबा तेल (-62°C) और उच्च-पैराफिन टैस्बुलैट तेल (+35°C) में अत्यधिक डालना बिंदु मान होते हैं। परिवहन, भंडारण और उपकरण की स्थितियाँ पेट्रोलियम उत्पादों के प्रवाह बिंदु पर निर्भर करती हैं। तेल और उनका उत्पादन, संचालन तेल और तेल उत्पादों का प्रवाह बिंदु पैराफिन की सामग्री से काफी प्रभावित होता है, जो उचित तापमान पर सहयोगियों (सुपरमॉलेक्यूलर संरचनाओं) की संरचना और निर्माण करने में सक्षम होता है। हाइड्रोकार्बन (विशेष रूप से एन-अल्केन्स) के आणविक भार में वृद्धि के साथ, उनकी संबद्धता क्षमता बढ़ जाती है, और, तदनुसार, तेल अंशों (गैसोलीन - डीजल - अवशिष्ट तेल) के भार के साथ, उनका डालना बिंदु बढ़ जाता है। पेट्रोलियम परिक्षिप्त प्रणालियों के भौतिक-रासायनिक यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, तेल (पेट्रोलियम उत्पाद) के प्रवाह बिंदु को मुक्त-विक्षिप्त से बाध्य-विक्षिप्त (ठोस) अवस्था में संक्रमण के रूप में परिभाषित किया गया है। 6.5 सतह तनाव प्रयोगशाला कार्य 6.6 संतृप्त वाष्प दबाव प्रयोगशाला कार्य 6.7 फ़्लैश बिंदु, प्रज्वलन और स्व-प्रज्वलन फ़्लैश बिंदु वह न्यूनतम तापमान है जिस पर तेल वाष्प हवा के साथ एक मिश्रण बनाता है जो बाहरी इग्निशन स्रोत होने पर लौ के अल्पकालिक गठन में सक्षम होता है ( लौ, बिजली की चिंगारी) इसमें डाली जाती है)। अधिकांश तेलों में वाष्प फ़्लैश बिंदु 0°C से नीचे होते हैं। Ust-Balyk और Samotlor तेलों का फ़्लैश बिंदु क्रमशः -30 °С और -35 °С है। फ़्लैश बिंदु के अनुसार, पेट्रोलियम उत्पादों को ज्वलनशील और दहनशील में विभाजित किया गया है। ज्वलनशील उत्पादों में एक बंद क्रूसिबल में 61 डिग्री सेल्सियस (खुले क्रूसिबल में 66 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं) के वाष्प फ़्लैश बिंदु वाले पेट्रोलियम उत्पाद शामिल हैं। दहनशील पदार्थों की श्रेणी में एक बंद क्रूसिबल में 61 डिग्री सेल्सियस से अधिक (खुले क्रूसिबल में 66 डिग्री सेल्सियस से अधिक) के फ्लैश बिंदु वाले पेट्रोलियम उत्पाद शामिल हैं। ज्वलनशील पेट्रोलियम उत्पाद मोटर ईंधन हैं। इस प्रकार, ऑटोमोबाइल गैसोलीन में -50 डिग्री सेल्सियस, विमानन -30 डिग्री सेल्सियस के बंद क्रूसिबल में फ्लैश प्वाइंट होता है। जेट इंजनों के लिए ईंधन के ग्रेड के आधार पर, उनका फ़्लैश बिंदु कम से कम 28-60 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए, और उच्च गति वाले डीजल इंजनों के लिए ईंधन का तापमान 35-61 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए। फ़्लैश बिंदु परीक्षण पदार्थ के क्वथनांक से संबंधित है। व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन के लिए, यह निर्भरता, ऑरमैंडी और क्रेविन के अनुसार, समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है: Tvsp = K · Tboil जहां Tvsp फ़्लैश बिंदु है, K; के - गुणांक 0.736 के बराबर; उबालना - क्वथनांक, K. फ़्लैश बिंदु - गैर-योज्य मूल्य। इसका प्रयोगात्मक मूल्य हमेशा मिश्रण में शामिल घटकों के फ़्लैश बिंदुओं के अंकगणितीय माध्य मूल्य से कम होता है, जो कि योगात्मकता के नियमों के अनुसार गणना की जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि फ़्लैश बिंदु मुख्य रूप से कम-उबलते घटक के वाष्प दबाव पर निर्भर करता है, जबकि उच्च-उबलते घटक गर्मी ट्रांसमीटर के रूप में कार्य करता है। उदाहरण: चिकनाई वाले तेल में 1% गैसोलीन फ़्लैश बिंदु को 200 से 170°C तक कम कर देता है, और 6% गैसोलीन इसे लगभग आधा कर देता है। इग्निशन तापमान वह न्यूनतम तापमान है जिस पर परीक्षण उत्पाद के वाष्प, इग्निशन के बाहरी स्रोत द्वारा पेश किए जाने पर, एक स्थिर, न बुझी हुई लौ बनाते हैं। इग्निशन तापमान हमेशा फ़्लैश बिंदु से अधिक होता है, अक्सर काफी महत्वपूर्ण - कई दसियों डिग्री तक। डीजल ईंधन का ज्वलन तापमान 57-119°C की सीमा में होता है। ऑटो-इग्निशन तापमान वह न्यूनतम तापमान है जिस पर हवा के साथ मिश्रण में तेल वाष्प बिना किसी बाहरी स्रोत के प्रज्वलित होता है। डीजल आंतरिक दहन इंजन का pa6ota पेट्रोलियम उत्पादों की इस संपत्ति पर आधारित है। फ़्लैश का ऑटो-इग्निशन तापमान कई सौ डिग्री है। ऊपर का तापमान किसी तेल उत्पाद का स्व-प्रज्वलन तापमान उसके आणविक भार में वृद्धि के साथ कम हो जाता है: यदि गैसोलीन 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर स्व-प्रज्वलित होता है, तो डीजल ईंधन - 300-330 डिग्री सेल्सियस पर। तेल और तेल उत्पादों की आग और विस्फोट के खतरों का आकलन फ्लैश, इग्निशन और स्व-इग्निशन तापमान द्वारा किया जाता है। तेल को तृतीय श्रेणी (GOST 19433) के ज्वलनशील तरल के रूप में वर्गीकृत किया गया है। 6.8 रियोलॉजिकल गुण रियोलॉजी एक विज्ञान है जो ठोस और तरल जैसे पिंडों (रियोस - प्रवाह; लोगो - सिद्धांत) के यांत्रिक व्यवहार का अध्ययन करता है। कल्पना कीजिए कि घन की विपरीत भुजाओं पर एक स्पर्शरेखा बल F लगाया जाता है। यह एक कतरनी तनाव बनाता है जो संख्यात्मक रूप से इसके बराबर होता है। कतरनी तनाव की कार्रवाई के तहत, घन विकृत हो जाता है: इसके ऊपरी चेहरे का निचले हिस्से के सापेक्ष एक मूल्य से विस्थापन। यह विस्थापन संख्यात्मक रूप से पार्श्व फलक के विचलन कोण की स्पर्शरेखा tg के बराबर है, अर्थात। सापेक्ष कतरनी तनाव. कतरनी तनाव, तनाव के मूल्यों और समय के साथ उनके परिवर्तनों के बीच संबंध यांत्रिक व्यवहार की अभिव्यक्ति है, जो रियोलॉजी का विषय है। दो द्रव मॉडल हैं: आदर्श द्रव मॉडल चिपचिपा द्रव मॉडल तरल मीडिया जिसके लिए चिपचिपा द्रव मॉडल उपयुक्त नहीं है, उसे गैर-न्यूटोनियन कहा जाता है। गैर-न्यूटोनियन चिपचिपे तरल पदार्थों को दो समूहों में विभाजित किया गया है: ए) 0 के प्रारंभिक कतरनी तनाव वाले तरल पदार्थ; बी) तरल पदार्थ जिनका प्रारंभिक कतरनी तनाव 0 नहीं है। गैर-न्यूटोनियन चिपचिपाहट के लिए, स्पष्ट चिपचिपाहट की अवधारणा। एक गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ की चिपचिपाहट स्थिर नहीं है, लेकिन कतरनी तनाव पर निर्भर करती है: const, = f (, d/dr, T) τ dυ n τ = k (dr), 4 2 1 τp τ0 τ0 3 dV dr n = 1 - न्यूटोनियन द्रव; टीजी = µ = स्थिरांक; एन< 1 - псевдопластичная жидкость; n > 1 - पतला द्रव; 1 - न्यूटोनियन द्रव; 2 - स्यूडोप्लास्टिक तरल; 3 - पतला तरल; 4 - विस्कोप्लास्टिक तरल पदार्थ कतरनी दर और तापमान पर गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ की स्पष्ट चिपचिपाहट की निर्भरता टी 2 > टी1 टी1 टी2 कतरनी दर, एस-1 डीवी डॉ तापमान और कतरनी दर पर गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ की स्पष्ट चिपचिपाहट की निर्भरता 30 20 10 0 20 25 30 35 तापमान, डिग्री सेल्सियस 40 तेल प्रभावी चिपचिपापन वक्र μ1 μ2 T = स्थिरांक कतरनी तनाव μ3 τ इसके विनाश के बाद संरचना को स्वचालित रूप से बहाल करने की क्षमता को थिक्सोट्रॉपी कहा जाता है। तेल के थिक्सोट्रोपिक गुण इस पर निर्भर करते हैं: सामग्री, रासायनिक संरचना, तेल के उच्च-आणविक पैराफिन की बिखरी हुई अवस्था, रालयुक्त-डामर पदार्थों के पैराफिन क्रिस्टलीकरण की प्रक्रियाओं पर सामग्री और सोखना प्रभाव, तेल पर तापमान प्रभाव, आदि। II। जीएएस 7. प्राकृतिक गैस के संसाधन और भंडार दुनिया का पुनर्प्राप्ति योग्य गैस भंडार 113 ट्रिलियन अनुमानित है। एम3. खोजे गए गैस भंडार: रूस - ~ विश्व का 38% (विश्व में प्रथम स्थान)। निकट और मध्य पूर्व - ~ इसके वैश्विक भंडार का एक तिहाई हिस्सा (मुख्य रूप से तेल): ईरान (विश्व भंडार का 14.2% - दुनिया में दूसरा स्थान), अबू धाबी (4.6%), सऊदी अरब (4.5% - तीसरा स्थान) विश्व), कतर (4.1%), इराक (2.4%) और कुवैत (1.2%)। एशिया-प्रशांत: इंडोनेशिया (2.5%), मलेशिया (1.5%), चीन (1%), भारत और ऑस्ट्रेलिया (विश्व का कुल 1.2%)। अफ्रीका (7.5%): अल्जीरिया (3.2%), नाइजीरिया (2.2%) और लीबिया (0.7%)। अमेरिका: विश्व भंडार का 14.1%, सम्मिलित। यूएसए - 4.1% (चौथा - 5वां स्थान), वेनेज़ुएला - 2.9%, कनाडा - 2.7% और मेक्सिको 2.1%। पश्चिमी यूरोप: विश्व भंडार का 5.4%, सम्मिलित। नॉर्वे - 2.3%, नीदरलैंड - 1.7% और यूके - 0.6%। दुनिया में 11 अद्वितीय (1 ट्रिलियन एम3 से अधिक के भंडार के साथ) प्राकृतिक गैस क्षेत्र हैं। इनमें से 7 रूस में स्थित हैं। देश प्रारंभिक भंडार, टीसीएम उरेंगॉयस्को रूस 4 याम्बर्गस्को रूस 3.78 श्टोकमानोव्स्को रूस 3 मेदवेज़े रूस 1.55 ज़ापोल्यार्नॉय रूस 2.6 अस्त्रखान रूस ऑरेनबर्गस्को रूस 1.78 यूएसए 2 नीदरलैंड 1.65 गैसों को आमतौर पर उनकी उत्पत्ति के आधार पर निम्नलिखित समूहों में विभाजित (वर्गीकृत) किया जाता है: 1) प्राकृतिक (सूखा) ), जिसमें मुख्य रूप से मीथेन शामिल है, जो विशुद्ध रूप से गैस क्षेत्रों से निकाला जाता है; 2) तेल (वसायुक्त), जिसमें तेल के साथ उत्पादित मीथेन और उसके कम आणविक भार समरूप (C1 - C5) शामिल हैं; 3) गैस संघनन, गैस संघनन क्षेत्रों से उत्पन्न; 4) कृत्रिम, - तेल (रिफाइनरी) और ठोस ईंधन (कोक, जनरेटर, ब्लास्ट फर्नेस, आदि) के प्रसंस्करण के दौरान प्राप्त किया जाता है। ); 5) कोयले में निहित कोयला गैसें। गैस संरचना, % वॉल्यूम। CH4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 C5H12+В CO2 H2S N2 उरेंगॉय 96.00 0.09 0.01 0 0.01 0.49 - 3.40 बियर 99.20 0.08 0.01 0.07 0.02 0.06 - 0.57 यमबर्गस्कॉय 9 5.20 0.04 0.01 0.00 0.01 0.30 - 4.00 गज़लिंस्की 92.70 3.20 0.90 0.47 0.13 0.10 - 2.50 अस्त्रखान 54.15 5.54 1.68 0.93 1.57 21.55 12.60 1.98 ऑरेनबर्ग 81.70 4.50 1.80 1.00 3.55 2.35 4.00 1.10 कराचगनक्सकोए 75.31 5.45 2.62 1.37 5.98 4.79 3.69 0.79 शेटलीक्स कोए 95.70 1.70 0.23 0.04 0.02 1.24 - 1.40 तुइमाज़िंस्कोए 41 .00 21.00 17.40 6.80 4.60 0.10 2.00 7.10 इशिमबेस्कोए 42.40 12.00 20.50 7.20 3.1 0 1.00 2.80 11.00 ज़िरनोवस्कॉय 82 .00 6.00 3.00 3.50 1.00 5.00 - 1.50 मायखानोवस्कॉय 30.10 20.20 23.60 10.60 4.80 1.50 2.40 6.80 गैस, गैस कंडेनसेट और तेल और गैस क्षेत्र एक हैं संतृप्त हाइड्रोकार्बन का मिश्रण. गैस में गैर-हाइड्रोकार्बन घटक भी होते हैं: नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, अक्रिय गैसें हीलियम, आर्गन, आदि। पेट्रोलियम गैस हाइड्रोकार्बन कच्चे माल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। हाल तक, यूएसएसआर में संबद्ध गैस मुख्य रूप से खेतों में जलाई जाती थी और केवल आंशिक रूप से स्थानीय जरूरतों के लिए उपयोग की जाती थी। इस प्रकार, 1991 में, 45.1 बिलियन एम3 के उद्योग-व्यापी पेट्रोलियम गैस संसाधनों के साथ, 35 बिलियन एम3 का उत्पादन किया गया और 10 बिलियन एम3 से अधिक का उत्पादन किया गया, और प्रसंस्करण और संपीड़न के लिए केवल 7.4 बिलियन एम3 गैस की आपूर्ति की गई। वर्तमान में, पृथक्करण के पहले चरण की पेट्रोलियम गैस का उपयोग खेतों में बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, तकनीकी उद्देश्यों (तेल हीटिंग भट्टियों) के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है या जीपीपी पर प्रसंस्करण के लिए वितरित किया जाता है। पृथक्करण के दूसरे चरण की गैस, जो भारी हाइड्रोकार्बन में सबसे समृद्ध है और इसलिए एक मूल्यवान रासायनिक कच्चा माल है, का भड़कना जारी है। गैस कंडेनसेट जमा गैसीय हाइड्रोकार्बन के आंत्र में संचय है, जिसमें से, जब दबाव कम हो जाता है, तो एक तरल हाइड्रोकार्बन चरण जारी होता है - कंडेनसेट (हाइड्रोकार्बन का मिश्रण - पेंटेन और उच्च मीथेन होमोलॉग)। वे। गर्म पानी के कुएं के उत्पाद गैस और घनीभूत होते हैं। तेल भंडार: गैस एक तरल (तेल) में घुल जाती है। हाइड्रोकार्बन भंडार: संपीड़ित गैस में घुला हुआ तरल (हाइड्रोकार्बन)। इन क्षेत्रों की गैसों में 2-5% या अधिक तरल हाइड्रोकार्बन होते हैं। विभिन्न गैस कंडेनसेट जमाओं की गैस में कंडेनसेट की सामग्री व्यापक रूप से भिन्न होती है: 5-10 सेमी 3/एम 3 (रुडकी, पुंगिंस्कॉय) से 300-500 सेमी 3/एम 3 (रूसी फार्म, वुक्टाइल) और यहां तक कि 1000 सेमी 3/एम 3 या अधिक (तलालाएवस्कॉय) ). गैस उद्योग के उत्पाद: 1. प्राकृतिक और पेट्रोलियम गैसें 2. गैसीय शुद्ध हाइड्रोकार्बन 3. हाइड्रोकार्बन का तरल मिश्रण 4. 5 तक ठोस गैस प्रसंस्करण उत्पाद 80 - 100 1 - 15 1-5 जी/के 5 - 15 60 - 80 15 - 35 5 - 15 तेल जी /K 30 तक 40 - 60 20 - 40 10 - 25 तेल > 30 С2+В> С1 С3 > С2 С4 > С2 गैसों की रासायनिक संरचना को अतिरिक्त रूप से चिह्नित करने और जमा के प्रकार की भविष्यवाणी करने के लिए विभिन्न गुणांक का उपयोग किया जाता है: वसा सामग्री गुणांक मीथेन होमोलॉग के योग और मीथेन C2 + B / CH4 की सामग्री का अनुपात है; हाइड्रोकार्बन और नाइट्रोजन के योग का हाइड्रोकार्बन संवर्धन गुणांक अनुपात - (CH4+C2H6+B)/N2; इथेनीकरण गुणांक - इथेन और प्रोपेन C2H6 / C3H8 का अनुपात: 0.3 - 1.5 तेल जमा गैस; 1-3 गैस तेल और गैस घनीभूत जमा; गैस घनीभूत जमा की 2-6 गैस; >5 गैस जमा; उपयोगी घटकों की सामग्री के अनुसार प्राकृतिक गैसों का वर्गीकरण (वी. स्टारोसेल्स्की) गैर-हाइड्रोकार्बन गैस घटक नाइट्रोजन प्राकृतिक गैस का सबसे आम गैर-हाइड्रोकार्बन घटक है। N2 की औसत सामग्री 8% से अधिक नहीं है। हाइड्रोजन सल्फाइड - गैस सल्फर के स्रोत के रूप में कार्य करता है। प्राकृतिक गैसों में इसकी सांद्रता 0.01 - 25% है। रूस में हाइड्रोजन सल्फाइड युक्त गैसों का भंडार, जिसका कुल सिद्ध भंडार 4 ट्रिलियन एम3 से अधिक है। मुख्य रूप से आर्कान्जेस्क, ऑरेनबर्ग, अस्त्रखान और पर्म क्षेत्रों के साथ-साथ बश्कोर्तोस्तान में स्थित हैं। कार्बन डाइऑक्साइड - आमतौर पर इसकी सामग्री हाइड्रोजन सल्फाइड की सामग्री से संबंधित होती है। कम-सल्फर और सल्फर-मुक्त गैसों में, CO2 की सांद्रता 0.5% से अधिक नहीं होती है, और सल्फरयुक्त और उच्च-सल्फर गैसों में यह 3-6.5% होती है। अक्रिय गैसों के समूह में हीलियम का औद्योगिक महत्व है। हीलियम के औद्योगिक उत्पादन के लिए, कम से कम 0.2 - 0.3% वॉल्यूम की हीलियम सामग्री के साथ प्राकृतिक और पेट्रोलियम गैसों का उपयोग किया जाता है। तलछटी क्रम में आर्गन का मुख्य स्रोत 40K का रेडियोधर्मी क्षय है। मुक्त गैसों में आर्गन सांद्रता 0.01 - 0.02% की पृष्ठभूमि मूल्यों पर 0.001 - 1.0% है। आर्गन और हीलियम की अधिकतम सांद्रता आमतौर पर समान जमाव से जुड़ी होती है। इसलिए, आर्गन की उच्च सांद्रता हीलियम-असर गैसों की खोज सुविधा के रूप में काम कर सकती है। प्राकृतिक गैसों में पारे की औद्योगिक सांद्रता हो सकती है। पारे की मात्रा व्यापक रूप से भिन्न होती है: 1∙10 -8 से 3∙10 3 g/m3 तक, लेकिन यह हमेशा वायुमंडल की तुलना में अधिक होती है। सल्फर युक्त घटकों की सामग्री के अनुसार, दहनशील गैसों को विभाजित किया जाता है: - क्रमशः 20 और 36 मिलीग्राम/एम3 से कम हाइड्रोजन सल्फाइड और थियोल सल्फर की सामग्री वाली कम-सल्फर वाली गैसें, जो विशेष डिसल्फराइजेशन के अधीन नहीं होती हैं; - सल्फरस, सशर्त रूप से कम-सल्फर्स, सल्फरस और उच्च-सल्फर्स में विभाजित, जिसमें क्रमशः 20 और 36 मिलीग्राम / एम 3 से अधिक हाइड्रोजन सल्फाइड और थिओल सल्फर होता है, जो सल्फर यौगिकों से अनिवार्य शुद्धिकरण और बाद के गैसीय सल्फर में प्रसंस्करण के अधीन होता है। हाइड्रोजन सल्फाइड और कार्बन डाइऑक्साइड संक्षारक गैस घटक हैं, जो आर्द्र वातावरण में, पाइप और उपकरणों के आंतरिक क्षरण में योगदान करते हैं और गैस की ईंधन गुणवत्ता में गिरावट का कारण बनते हैं। इसलिए, दहनशील गैसों के परिवहन और प्रसंस्करण से पहले इन अशुद्धियों को हटा दिया जाना चाहिए। पेट्रोलियम गैसें जब तेल को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, तो भारी हाइड्रोकार्बन विघटित (दरार) होकर हल्के हाइड्रोकार्बन बनाते हैं, जिनमें शामिल हैं। मीथेन और हाइड्रोजन. क्रैकिंग (500 डिग्री सेल्सियस) की प्रक्रिया में प्राप्त रिफाइनरी गैसों में लगभग 30% मीथेन और 60% अन्य हाइड्रोकार्बन होते हैं। पायरोलिसिस (700 डिग्री सेल्सियस) की प्रक्रिया में प्राप्त रिफाइनरी गैसों में, हाइड्रोकार्बन के गहरे अपघटन के कारण मीथेन की मात्रा 45% तक बढ़ जाती है। तेल शोधन प्रक्रियाओं के हाइड्रोकार्बन गैसों की संरचना, % दबाव में ईंधन तेल की थर्मल क्रैकिंग द्रवित बिस्तर में देरी से उत्प्रेरक क्रैकिंग गैसोलीन कच्चे माल की पायरोलिसिस सामान्य मोड हार्ड मोड 0.2 0.4 1.5 2.5 16.0 8.5 5.5 - - सीएच 4 - 2.5 4.5 12.5 6.0 29.3 - - - - С2Н4 1.8 17.0 21.5 20.0 8.0 5.0 9.5 24.5 21.0 24 .5 С2Н6 - 16.0 32.5 26.5 11.0 34.4 5.0 12.5 27.0 34.0 C3H6 - 9.0 4.0 12.5 22.0 10.5 - - सी3एच8 42.2 21.5 15.0 11.0 12.5 0.2 38.0 32.0 सी4एच6 - - - - - 1.5 - - - - आईएसओ-सी4एच8 - 4.5 2.2 5, 0 6.0 1.3 - - - - एन-सी4एन8 - 9.8 4.4 5.0 14.0 1.2 - - - - आईएसओ-सी4एन10 16.0 5.0 7.0 0.7 14 .0 - 19.0 11.0 एन- C4H10 40.0 14.5 8.5 4.6 4.0 0.5 20.0 14.5 - 25.8 15.1 35.7 48.0 43 ,8 - - - - 1.0-3.5 7 7 12 12 23 1.8 0.8 Н2 + СО2 कुल असंतृप्त गैस उपज, % फीडस्टॉक 17 7 7 डीजल अंशों का हाइड्रोट्रीटमेंट, भारी गैस का हाइड्रोक्रैकिंग तेल प्राथमिक तेल शोधन उत्प्रेरक सुधार - घटक कोकिंग - - 41.0 20.5 11.0 21.0 गैस के उपयोग की दिशा इसकी संरचना पर निर्भर करती है। ब्यूटिलीन और आइसोब्यूटेन से भरपूर कैटेलिटिक क्रैकिंग गैस, कैटेलिटिक एल्किलेशन संयंत्रों के लिए सबसे अच्छा फीडस्टॉक है। हाइड्रोजन को सुधारित गैसों से निकाला जाता है, अधिक सटीक रूप से, एक हाइड्रोजन युक्त गैस जिसमें हाइड्रोजन का आयतन अंश 75-90% होता है। हाइड्रोजन युक्त गैस का उपयोग हाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है। निम्नलिखित हाइड्रोकार्बन अंश (शुद्धता 90-96%) गैस अंशांकन संयंत्रों (जीएफयू) में रिफाइनरी गैसों से प्राप्त किए जाते हैं: ईथेन अंश - पायरोलिसिस कच्चा माल, रेफ्रिजरेंट; प्रोपेन अंश - पायरोलिसिस कच्चा माल, रेफ्रिजरेंट, घरेलू तरलीकृत गैस, अवशिष्ट उत्पादों की डीस्फाल्टिंग की प्रक्रिया में विलायक; आइसोब्यूटेन अंश - एल्किलेशन और सिंथेटिक रबर के उत्पादन के लिए कच्चा माल; ब्यूटेन अंश - पायरोलिसिस के लिए एक कच्चा माल, सिंथेटिक रबर का उत्पादन, तरलीकृत घरेलू गैस का एक घटक, आवश्यक वाष्प दबाव देने के लिए मोटर गैसोलीन में एक योजक; आइसोपेंटेन अंश - आइसोप्रीन रबर के उत्पादन के लिए कच्चा माल, उच्च-ऑक्टेन गैसोलीन का एक घटक; पेंटेन अंश - आइसोमेराइजेशन और पायरोलिसिस प्रक्रियाओं के लिए कच्चा माल। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन युक्त गैसों से, निम्नलिखित अंश प्रतिष्ठित हैं: प्रोपेन-प्रोपलीन - पॉलिमर गैसोलीन, फिनोल और एसीटोन, सिंथेटिक डिटर्जेंट, ब्यूटाइल अल्कोहल के उत्पादन के लिए कच्चा माल; ब्यूटेन-ब्यूटिलीन - एल्किलेशन और पोलीमराइजेशन के लिए कच्चा माल, सिंथेटिक रबर, तेल योजक, मिथाइल एथिल कीटोन, मिथाइल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर (एमटीबीई) के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। साइबेरिया में लगभग 13 ट्रिलियन घन मीटर गैस अपरंपरागत गैस संसाधनों से संबंधित है। ये कुजबास में मीथेन जमा हैं। कोयला गैसें विभिन्न ग्रेड के कोयले में गैस होती है, जिसका मुख्य घटक मीथेन है। इस गैस की उत्पत्ति मूल पादप सामग्री के परिवर्तन और गठित कोयले के आगे के कायापलट से जुड़ी है। कोयला गैसों की संरचना जैसे-जैसे भूरे कोयले कठोर कोयले में बदल जाते हैं, और बाद वाले एन्थ्रेसाइट्स में बदल जाते हैं, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन की मात्रा घटकर 3 - 1.5% और अन्य तत्वों और कार्बन की मात्रा बढ़ जाती है, एन्थ्रेसाइट्स में यह 99% या अधिक तक पहुँच जाता है। कार्बन में यह संवर्धन हाइड्रोजन और अन्य तत्वों से समृद्ध पार्श्व समूहों के उन्मूलन से जुड़ा है, जो भूगर्भीय समय में चट्टानी परतों में ऊंचे तापमान पर होता है। पार्श्व समूहों के उन्मूलन से कोयला पदार्थ से मीथेन और अन्य गैसों का निर्माण होता है। कोयला पदार्थ के परिवर्तन के प्रारंभिक चरणों में, मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है, और बाद के चरणों में, मीथेन निकलता है। गैस अपक्षय क्षेत्र कोयला भंडार की गैस ज़ोनिंग विभिन्न कोयला भंडार में इन क्षेत्रों की सीमाओं की गहराई समान नहीं है और इस पर निर्भर करती है: भूवैज्ञानिक स्थितियों और वायुमंडल के साथ गैस विनिमय की तीव्रता। इस संबंध में विशेषता मीथेन क्षेत्र की ऊपरी सीमा है, जहां वायुमंडल के साथ गैस विनिमय अब महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाता है। इस सीमा के ऊपर और पृथ्वी की सतह पर गैस अपक्षय का एक क्षेत्र है। कुछ कोयला-धारित बेसिनों में, मीथेन क्षेत्र की ऊपरी सीमा 50-200 मीटर की गहराई पर है। ऐसे क्षेत्र भी हैं जहां यह सीमा बहुत गहरी (600-800 मीटर) है। पिकोरा बेसिन में, अधिकांश निक्षेपों में पूर्ण डीमेथेनाइजेशन का कोई क्षेत्र नहीं है। पहले से ही सबसे ऊपरी परतों में, कोयला गैस में मीथेन की उल्लेखनीय मात्रा होती है। दरअसल कोयला गैसें, यानी कोयले के रूपांतर के दौरान बनने वाली गैसों को मीथेन क्षेत्र की गैसें माना जाना चाहिए। मुक्त कोयला गैसें (संचय) सोख ली गईं (+ बंद छिद्रों में) कोयला भंडार के गैस संचय में गैसों की संरचना गैस संचय के प्रवेश की गहराई, एम सीएच4 एन2 सीओ2 टीयू यूसिंस्को 120 99.8 0.2 0 0 वोर्गाशॉर्सकोए 163 99.4 0.6 0 0 340 86.0 13.0 1.0 0 502 87.0 13.0 0 0 324 99.8 0 1.2 0 614 100.0 0 0 0 - 96.2 3.8 0 - 97.0 3, 0 0 350 69.0 31.0 0 0 440 83.4 16.6 0 0 वोरकुटा क्षेत्र नियाशे syaryaginskoye डोनबास कोयला बिस्तर गैसों घटक C2H6 में भारी हाइड्रोकार्बन की सामग्री С3Н8 C4H10 С5Н12 С6Н14 सामग्री, % वॉल्यूम। 0.10-8.52 0.05-2.90 0-1.40 0-0.64 0-0.43 घटक आवृत्ति, नमूनों का% 100.0 100.0 74.6 50.9 5.3 कोयले की गैस संभावना कोयले की गैस सामग्री, यानी, कोयले के प्रति इकाई वजन में गैस की मात्रा। कोयले के दहनशील द्रव्यमान में गहराई के साथ गैस की मात्रा में वृद्धि (डोनबास) कोयले के छिद्रों में गैस मुक्त अवस्था में होती है, अधिकांश गैस कोयले द्वारा सोख ली जाती है। कोयले में गैस की मात्रा इस पर निर्भर करती है: दबाव, तापमान, प्रकार या कोयले का कायापलट। मुख्य गैसीय घटकों में से, नाइट्रोजन को सबसे कम सीमा तक सोख लिया जाता है, मीथेन और इससे भी अधिक कार्बन डाइऑक्साइड को अधिक मात्रा में सोख लिया जाता है। कोयले द्वारा भारी हाइड्रोकार्बन का अवशोषण और भी अधिक होता है, विशेषकर प्रोपेन, ब्यूटेन और भारी हाइड्रोकार्बन। प्राकृतिक गैसों के गुण प्राकृतिक गैस के गुणों और व्यवहार को जानने से इसके उत्पादन, प्रसंस्करण और परिवहन के मुद्दों को तर्कसंगत रूप से हल करना संभव हो जाता है। सबसे महत्वपूर्ण प्रश्न उस चरण अवस्था का है जिसमें प्राकृतिक गैस के घटक स्थित हैं। प्राकृतिक गैसों और उनके घटकों के निम्नलिखित गुणों पर विचार करें: आणविक भार; घनत्व; श्यानता; कैलोरी मान; नमी। मिश्रण की संरचना और उनके बीच के संबंध को व्यक्त करने की विधियाँ mi द्रव्यमान अंश i-वें घटक का द्रव्यमान है, gin सिस्टम के कुल द्रव्यमान को संदर्भित करता है:। mi i 1 मोलर (मोलर) अंश - i-वें घटक के मोल्स की संख्या, सिस्टम में मोल्स की कुल संख्या से संबंधित: n N मोल - ग्राम में किसी पदार्थ की मात्रा, संख्यात्मक रूप से उसके आणविक भार के बराबर। मैं मैं एन . ni i 1 मोलों की संख्या पदार्थ के द्रव्यमान mi mi को आणविक द्रव्यमान n i से विभाजित करने के बराबर होती है। एम आई एमआई: फिर: एन आई जीआई एम आई 1 एन आई 1, जीआई एम जीआई एन आई 1 (आई वीआई)। (एन आई एम आई) आई 1 आई आई वी आई एन वॉल्यूम अंश सिस्टम में आई-वें घटक की मात्रा और सिस्टम की कुल मात्रा का अनुपात है: फिर: नी एम, वीआई वीआई। एन वी आई आई 1 जीआई आई 1 एन आई 1 जीआई आई। अवोगाद्रो के नियम के अनुसार, समान दबाव और तापमान पर, किसी भी गैस का 1 मोल समान आयतन रखता है: N.U. पर। - 273 के और 0.101 एमपीए - 22.414 एल, एस.यू. पर। - 293 K और 0.101 MPa - 24.055 l, इसलिए गैस मिश्रण के लिए: vi N i, वॉल्यूमेट्रिक संरचना भी दाढ़ रचना है। गैस मिश्रण के औसत आणविक भार की गणना इसकी संरचना से की जा सकती है: n M सेमी (यूआई एम आई), आई 1 जहां यूआई = वीआई या नी घटक का आयतन या मोल अंश है; n M सेमी i 1 (yi M i), 100 जहां yi = vi या Ni मिश्रण में घटक की सामग्री प्रतिशत में है। फिर घटक का भार अंश: g i yi M M इसके अतिरिक्त: i . सेमी एन एम सेमी 1 एन आई 1, जीआई एम एम सेमी आई 1 एन आई (वी आई आई) आई 1 (वी आई आई) एम आई। 7.2.1 गैस का घनत्व एक योगात्मक गुण के रूप में गैस मिश्रण के घनत्व की गणना गैस की संरचना और प्रत्येक घटक के घनत्व से की जा सकती है: n सेमी (yi i), i 1 जहां yi = Ni या vi in एक के अंश; ρi गैस घटक का घनत्व है। गैस घटकों का घनत्व संदर्भ पुस्तकों से लिया जा सकता है या दाढ़ की मात्रा के माध्यम से गणना की जा सकती है - गैस के 1 मोल की मात्रा: सेमी एम सेमी 24, 055, किग्रा / मी 3 गैस का सापेक्ष घनत्व द्रव्यमान का अनुपात है हवा की समान मात्रा के द्रव्यमान में गैस का: जी वी एम जी एम वी एम जी 28, 97 जी 1, 293 जी, 1, 205 जहां एनयू और एसयू पर क्रमशः 1.293 और 1.205 वायु घनत्व, किग्रा/एम3। 7.2.3 गैसों की श्यानता किसी तरल या गैस की श्यानता या आंतरिक घर्षण एक ऐसा गुण है जो उस प्रतिरोध में प्रकट होता है जो एक तरल या गैस एक अभिनय बल के प्रभाव में अपने कतरनी को प्रदान करता है। कतरनी प्रतिरोध कतरनी के समानुपाती होता है, न कि कतरनी बल के लिए, जैसे ठोस पदार्थों में। वेग न्यूटन के प्रवाह का नियम एक तरल (गैस) पर लगाए गए स्पर्शरेखा बल और एक स्थिर प्रवाह के प्रतिरोध से संबंधित है: एफ μ एस डी डीएक्स डी, डीएक्स वेग की दूरी व्युत्पन्न को वेग ढाल कहा जाता है; S वह क्षेत्र है जिस पर बल F लगाया जाता है। न्यूटन के समीकरण से एक इकाई क्षेत्र, F S पर बल का मूल्यांकन करने पर हमें स्पर्शरेखीय तनाव मिलता है: d dx, जहाँ से d। dx इस मान को श्यानता का गुणांक, आंतरिक घर्षण का गुणांक, गतिशील श्यानता या केवल श्यानता कहा जाता है। सीजीएस प्रणाली में, एक पोइज़ (पी) को गतिशील चिपचिपाहट की एक इकाई के रूप में लिया जाता है। पॉइज़ एक तरल की गतिशील चिपचिपाहट है जो 1 सेमी 2 के क्षेत्र के साथ इसकी दो परतों के पारस्परिक विस्थापन को प्रदान करती है, जो एक दूसरे से 1 सेमी की दूरी पर स्थित हैं और 1 सेमी / सेकंड की गति से एक दूसरे के सापेक्ष चलती हैं। , 1 डायन के बराबर एक प्रतिरोध बल: जी 1 पोइज़ सेमी एस 2 सेमी पी के साथ डायन। एसआई प्रणाली में, गतिशील चिपचिपाहट की इकाई का आयाम (n∙s) / m2 या Pa∙s, mPa∙s है। यह इकाई 10 गुना संतुलित है. 1 पी = 0.1 (एन∙सेकंड)/एम2। वायुमंडलीय दबाव पर गैस की चिपचिपाहट श्यानता, सीपीएस 1 - हीलियम, 2 - वायु, 3 - नाइट्रोजन, 4 - कार्बन डाइऑक्साइड, 5 - हाइड्रोजन सल्फाइड, 6 - मीथेन, 7 - एथिलीन, 8 - इथेन, 9 - प्रोपेन, 10 - आइसोब्यूटेन , 11 - एन-ब्यूटेन, 12-एन-पेंटेन, 13-एन-हेक्सेन, 14-एन-हेप्टेन, 15-एन-ऑक्टेन, 16-एन-नॉनेन, 17-एन-डेकेन तापमान, °С गैसीय पैराफिनिक की चिपचिपाहट आणविक भार के आधार पर वायुमंडलीय दबाव पर हाइड्रोकार्बन चिपचिपाहट, सीपीएस सापेक्ष घनत्व आणविक भार ऊंचे दबाव पर गैस की चिपचिपाहट चिपचिपाहट, सीपीएस दबाव और तापमान पर मीथेन की चिपचिपाहट की निर्भरता दबाव, एटीएम चिपचिपापन, सीपीएस दबाव पर एथिलीन की चिपचिपाहट की निर्भरता और तापमान दबाव, श्यानता पर, एमसीएस तापमान और दबाव पर इथेन की श्यानता की निर्भरता तापमान, डिग्री सेल्सियस श्यानता, सीपीएस तापमान और दबाव पर प्रोपेन श्यानता की निर्भरता तापमान, डिग्री सेल्सियस श्यानता, सीपीएस प्राकृतिक गैस की श्यानता ए बी सापेक्ष घनत्व: ए - 0.6 ; बी - 0.7; सी - 0.8; डी - 1.0 सी तापमान, केजी वायुमंडलीय दबाव पर चिपचिपाहट की गणना विश्लेषणात्मक रूप में, तापमान (वायुमंडलीय दबाव पर) पर व्यक्तिगत गैसों और वाष्प की चिपचिपाहट की निर्भरता सदरलैंड द्वारा स्थापित की गई थी: ओ 273 सी टी टी सी 273 3 2, - गैस चिपचिपापन किसी दिए गए तापमान पर टी; o 0 K पर उसी गैस की श्यानता है; टी गैस का पूर्ण तापमान है; गैस के गुणों के आधार पर C एक स्थिरांक है: CCH4 = 170; CC2H6 = 280; CC3H8 = 318; सीसीओ2 = 240; सीएन2 = 110; केयर = 124. गैसों के मिश्रण की श्यानता में योज्यता का गुण नहीं होता है। वायुमंडलीय दबाव पर गैस मिश्रण (प्राकृतिक गैस, पेट्रोलियम गैस) की चिपचिपाहट की गणना की जा सकती है यदि इसकी घटक संरचना ज्ञात हो: एन आई सेमी नी एम आई 1, एन एन आई आई एम आई आई 1 सेमी गैस मिश्रण की चिपचिपाहट है; मैं - i-वें घटक की चिपचिपाहट; नी i-वें घटक का दाढ़ अंश है; Mi i-वें घटक का दाढ़ द्रव्यमान है। उच्च दबाव पर चिपचिपाहट की गणना चिपचिपाहट का अनुपात, / एटीएम उच्च दबाव पर चिपचिपाहट का वायुमंडलीय दबाव पर चिपचिपाहट का अनुपात, एटीएम छद्म कम तापमान, टीआर टीआर टी टीसी, पीआर पी पीसी, कम दबाव और कम तापमान का एक कार्य है: जहां Tr, pr गैसों के मिश्रण के छद्म-कम तापमान और दबाव हैं, Т, р और Тс, рс - क्रमशः तापमान और दबाव के कामकाजी और छद्म-महत्वपूर्ण मूल्य। गंभीर और कम दबाव और तापमान एक महत्वपूर्ण तापमान एक ऐसा तापमान है जिसके ऊपर किसी भी मूल्य के दबाव में गैस को तरल में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। क्रांतिक तापमान पर किसी गैस को द्रवित करने के लिए आवश्यक दबाव को क्रांतिक दबाव कहा जाता है। गैसों के मिश्रण के लिए महत्वपूर्ण दबाव और तापमान सूत्रों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है: प्राकृतिक गैस घटकों के कुछ भौतिक और रासायनिक गुण पैरामीटर मीथेन ईथेन प्रोपेन मोलेक। वजन 16 30 44 टीसीआर, के 190.55 305.43 369.82 आरसी, केजीएफ/सेमी2 46.95 49.76 43.33 0.6679 1.263 1.872 1.0484 0.8720 0.7649 13264 11916 12399 1 1 321 12032 11051 HC पर घनत्व, kg/m3 HC पर श्यानता, 10-6, Pa∙s ऊष्मा 1 एटीएम और 15 डिग्री सेल्सियस पर दहन, क्रोमैटोग्राफी द्वारा किलो कैलोरी/किग्रा गैस विश्लेषण को पिछली शताब्दी के 50 के दशक में व्यापक रूप से मान्यता दी गई थी और तब से इसे लगातार विकसित और सुधार किया गया है। शब्द "क्रोमैटोग्राफी" ग्रीक शब्द क्रोमैटोस से आया है - रंग, रंग और ग्राफो - मैं लिखता हूं, वर्णन करता हूं। किसी भी प्रकार की क्रोमैटोग्राफी को दो अमिश्रणीय चरणों के बीच घटकों के पुनर्वितरण की बार-बार दोहराई जाने वाली प्रक्रिया के आधार पर पदार्थों के मिश्रण को अलग करने की एक गतिशील विधि के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिनमें से एक स्थिर है और दूसरा मोबाइल है: स्थिर चरण एक ठोस अवशोषक है, या किसी तरल में अधिशोषक का निलंबन, या किसी ठोस वाहक की सतह पर लगाया जाने वाला तरल पदार्थ। गतिशील चरण (गैस या तरल) स्थिर चरण की परत के साथ बहता है। गैस क्रोमैटोग्राफिक विश्लेषण का योजनाबद्ध आरेख एक अक्रिय गैस को स्थिर चरण वाले क्रोमैटोग्राफिक कॉलम में लगातार डाला जाता है, और घटकों के विश्लेषण किए गए मिश्रण का एक नमूना, उदाहरण के लिए ए, बी और सी, कॉलम में प्रवेश करने से पहले इस वाहक गैस में इंजेक्ट किया जाता है। स्थिर चरण की परत के माध्यम से चलते समय अवशोषण या घुलनशीलता में विशिष्ट अंतर के कारण, घटकों को ज़ोन में समूहीकृत किया जाता है। यदि गैस प्रवाह की किसी भी भौतिक संपत्ति के समय में परिवर्तन कॉलम से बाहर निकलने पर दर्ज किया जाता है, तो आउटपुट क्रोमैटोग्राफ़िक वक्र - क्रोमैटोग्राम - चोटियों की एक श्रृंखला के रूप में दर्ज किया जाएगा। क्रोमैटोग्राम घटकों के रिलीज समय, नमूना इंजेक्शन के क्षण से शिखर के शीर्ष के पंजीकरण के क्षण तक गिना जाता है, विश्लेषण किए गए पदार्थों की गुणात्मक विशेषता देता है। क्रोमैटोग्राफ़िक चोटियों के क्षेत्रों (या ऊंचाइयों) की तुलना आपको उच्च सटीकता के साथ मात्रात्मक निर्धारण करने की अनुमति देती है। गैस क्रोमैटोग्राफ का योजनाबद्ध आरेख 1 - गैस तैयारी प्रणाली; 2 - खुराक उपकरण; 3 - स्तंभ; 4 - डिटेक्टर; 5 - थर्मोस्टेट; 6 - डिटेक्टर बिजली की आपूर्ति; 7 एम्पलीफायर; 8 - रजिस्ट्रार; 9 - इंटीग्रेटर या डिटेक्टर सिग्नल प्रोसेसिंग सिस्टम; 10 - क्रोमैटोग्राफ़ मोड के मापदंडों के मीटर (गैस प्रवाह दर, तापमान, डिटेक्टरों की विद्युत आपूर्ति)। गैस कार्यात्मक कनेक्शन को एक दोहरी लाइन के साथ दिखाया गया है, विद्युत वाले को एक लाइन के साथ दिखाया गया है, थर्मोस्टेटिक रूप से नियंत्रित तत्वों को एक बिंदीदार रूपरेखा में संलग्न किया गया है। व्यवहार में, तापीय चालकता डिटेक्टर ने अधिग्रहण कर लिया है और अभी भी इसका व्यापक अनुप्रयोग है। यह वाहक गैस धारा में नमूना घटकों का पता लगाने के लिए वाहक गैस और घटक के बीच तापीय चालकता में अंतर का उपयोग करता है। तापीय चालकता डिटेक्टर के साथ क्रोमैटोग्राफ का योजनाबद्ध आरेख क्रोमैटोग्राफ "क्रिस्टल", "क्रिस्टालक्स-4000एम" प्राकृतिक दहनशील गैस का क्रोमैटोग्राम