Tergantung pada komposisinya, sifat fisik dan kimia oli berubah dalam rentang yang luas. Konsistensi oli berubah dari ringan, jenuh dengan gas, menjadi kental, berat, resin. Dengan demikian, warna minyak berubah dari terang menjadi merah tua dan hitam. Sifat-sifat ini tergantung pada dominasi senyawa hidrokarbon ringan dengan berat molekul rendah atau senyawa kompleks dengan berat molekul tinggi dalam komposisi minyak.

Dari sudut pandang kimia, komposisi minyak dan gas sangat sederhana. Unsur utama pembentuk minyak dan gas adalah karbon - C dan hidrogen - H. Kandungan karbon dalam minyak adalah 83 - 89%, kandungan hidrogen 12 - 14%. Dalam volume kecil, minyak mengandung belerang - S, nitrogen - N dan oksigen - O. Karbon dan hidrogen terdapat dalam minyak dalam bentuk banyak senyawa yang disebut hidrokarbon.

Minyak adalah cairan bergerak berminyak yang mudah terbakar dari kuning muda ke merah tua, coklat dan hitam dalam warna, terdiri dari campuran berbagai senyawa hidrokarbon. Di alam, minyak sangat beragam dalam kualitas, berat jenis dan konsistensi: dari sangat cair dan mudah menguap hingga resin kental.

Diketahui bahwa unsur-unsur kimia bergabung satu sama lain dalam rasio tertentu sesuai dengan valensinya. Misalnya, molekul air - H 2 O terdiri dari dua atom hidrogen dengan valensi - 1, dan satu atom oksigen divalen.

Senyawa hidrokarbon yang paling sederhana dalam hal komposisi kimia adalah metana - CH 4. Ini adalah gas yang mudah terbakar, yang merupakan komponen utama dari semua gas alam yang mudah terbakar.

Senyawa berikutnya setelah metana adalah etana - C 2 H 6,

Kemudian, propana - C 3 H 8,

butana - C 4 H 10, pentana - C 5 H 12, heksana - C 6 H 14, dll.

Seperti disebutkan di atas, mulai dari pentana, hidrokarbon gas masuk ke yang cair, mis. menjadi minyak. Rumus pentana melanjutkan rangkaian senyawa hidrokarbon yang sama yang termasuk dalam kelompok metana.

Dalam kelompok ini, semua ikatan karbon terlibat, mis. digunakan untuk ikatan dengan atom hidrogen. Senyawa seperti ini disebut pembatas atau jenuh. Mereka tidak reaktif, mis. tidak dapat mengikat molekul senyawa lain ke molekulnya.

Karbon dalam kombinasi dengan hidrogen mampu membentuk senyawa hidrokarbon yang tak terhitung jumlahnya yang berbeda dalam struktur kimianya dan, akibatnya, sifat-sifatnya.

Ada tiga kelompok utama senyawa hidrokarbon:

Grup pertama – metana(atau alkana). Rumus umum mereka adalah n H 2n+2 . Kelompok senyawa inilah yang dibahas di atas.

Mereka sepenuhnya jenuh karena semua ikatan valensi telah digunakan. Oleh karena itu, mereka secara kimiawi paling lembam, tidak mampu bereaksi kimia dengan senyawa lain. Kerangka karbon alkana adalah rantai linier (alkana normal) atau bercabang (isalkana).

Grup kedua – naftenik(atau sepeda motor). Rumus umum mereka adalah nH2n. Fitur utama mereka adalah adanya cincin atom karbon beranggota lima atau enam, mis. mereka membentuk, tidak seperti metana, rantai siklik tertutup (karenanya siklon):

Ini juga jenuh (senyawa batas). Karena itu, mereka praktis tidak bereaksi.

Grup ketiga – aromatik(atau arena). Rumus umum mereka adalah C n H 2n-6. Mereka dibentuk oleh cincin beranggota enam berdasarkan apa yang disebut cincin aromatik benzena - C 6 H 6 . Fitur yang membedakan mereka adalah adanya ikatan rangkap antara atom.

Di antara hidrokarbon aromatik, monosiklik, bisiklik (yaitu, cincin ganda) dan polisiklik, membentuk senyawa multi-cincin dari jenis sarang lebah, menonjol.

Hidrokarbon, termasuk minyak dan gas, bukanlah zat yang komposisi kimianya tetap dan tetap. Mereka mewakili campuran alami yang kompleks dari senyawa hidrokarbon gas, cair dan padat dari metana, naftenat dan seri aromatik. Tapi ini bukan campuran sederhana, tetapi sistem larutan hidrokarbon kompleks, di mana pelarutnya adalah hidrokarbon ringan, dan zat terlarutnya adalah senyawa molekul tinggi lainnya, termasuk resin dan asphaltenes, mis. bahkan senyawa non-hidrokarbon yang menyusun minyak.

Suatu larutan berbeda dari campuran sederhana karena komponen penyusunnya dapat berinteraksi secara kimia dan fisika, sambil memperoleh sifat baru yang tidak melekat pada senyawa aslinya.

Kepadatan

Dalam sejumlah sifat fisik minyak, densitas atau berat jenis adalah yang paling penting. Indikator ini tergantung pada berat molekul komponen penyusunnya, yaitu dari dominasi senyawa hidrokarbon ringan atau berat dalam komposisi minyak, dari adanya pengotor resin, asphaltenes dan gas terlarut.

Kepadatan minyak bervariasi pada rentang yang luas dari 0,71 hingga 1,04 g/cm 3 . Dalam kondisi reservoir, karena volume besar gas terlarut dalam minyak, densitasnya 1,2–1,8 kali lebih kecil daripada kondisi permukaan setelah degassing. Tergantung pada kepadatannya, kelas minyak berikut dibedakan:

• Sangat ringan (hingga 0,8 g / cm 3);
• Ringan (0,80-0,84g / cm 3)
• Sedang (0,84-0,88g / cm 3)
• Berat (0,88-0,92g / cm 3)
• Sangat berat (lebih dari 0,92 g / cm 3)

Viskositas

Viskositas minyak- ini adalah properti untuk menahan pergerakan partikel minyak relatif satu sama lain dalam proses pergerakannya. Viskositas menentukan tingkat mobilitas oli. Viskositas diukur menggunakan alat - viskometer. Dalam sistem SI diukur dalam milipascal per detik (mPa s), dalam sistem CGS - Ketenangan, g / (cm s).

Ada dua jenis viskositas: dinamis dan kinematik. Viskositas dinamis mencirikan gaya resistensi terhadap pergerakan lapisan cairan dengan luas 1 cm2 per 1 cm pada kecepatan 1 cm / detik. Viskositas kinematik adalah sifat fluida untuk menahan pergerakan satu bagian fluida relatif terhadap yang lain, dengan mempertimbangkan gaya gravitasi.

Viskositas dinamis ditentukan oleh rumus:

di mana: A adalah luas lapisan bergerak cairan (gas); F adalah gaya yang diperlukan untuk mempertahankan perbedaan kecepatan gerakan antara lapisan dengan nilai dv; dy adalah jarak antara lapisan bergerak cairan (gas); dv adalah perbedaan kecepatan lapisan bergerak cairan (gas).

Viskositas kinematik juga digunakan dalam perhitungan, ditentukan oleh rumus berikut:

dimana: adalah viskositas dinamis; adalah densitas minyak pada suhu penentuan.

Dalam kondisi permukaan, minyak dibagi menjadi:

1. viskositas rendah - hingga 5 mPa s;
2. peningkatan viskositas - dari 5 menjadi 25 mPa s;
3. viskositas tinggi - lebih dari 25 MPa s.

Minyak ringan memiliki viskositas yang lebih rendah, dan minyak berat memiliki viskositas yang lebih tinggi. Dalam kondisi reservoir, viskositas minyak sepuluh kali lebih kecil dari minyak yang sama di permukaan setelah degassing, yang terkait dengan saturasi gas yang sangat tinggi di lapisan tanah. Sifat ini sangat penting dalam pembentukan endapan hidrokarbon, karena. menentukan ruang lingkup migrasi.

Nilai viskositas terbalik mencirikan fluiditas cairan :

1. Sulfur rendah - hingga 0,5%;
2. Belerang - dari 0,5 hingga 2,0%;
3. Sulfur tinggi - lebih dari 2%.

Parafinitas minyak

Ini adalah properti minyak penting lainnya yang memengaruhi teknologi produksi dan transportasinya melalui pipa. Parafinitas terjadi pada minyak karena kandungan komponen padat di dalamnya - parafin (dari C 17 H 36 hingga C 35 H 72) dan ceresin (dari C 36 H 74 hingga C 55 H 112).

Konten mereka terkadang mencapai 13 hingga 14%, dan di deposit Uzen di Kazakhstan - 35%. Kandungan parafin yang tinggi membuatnya sangat sulit untuk mengekstrak minyak, karena. saat membuka reservoir dan mengangkat minyak melalui pipa, terjadi penurunan tekanan dan suhu secara terus menerus. Pada saat yang sama, parafin mampu mengkristal dan mengendap menjadi endapan padat, melapisi pori-pori dalam formasi itu sendiri, dan dinding tabung, katup, dan semua peralatan proses. Semakin dekat suhu kristalisasi parafin dengan suhu pembentukan, semakin cepat dan intensif proses waxing dimulai.

1. Parafin rendah - kurang dari 1,5%;
2. Parafin - dari 1,5 hingga 6,0%;
3. Sangat parafin - lebih dari 6,0%.

konten gas

GOR bisa mencapai 300 - 500 m 3 / t, tetapi lebih sering - dalam 30 - 100 m 3 / t. Ada juga yang kurang - 8 - 10 m 3 / t, misalnya, minyak berat dari ladang Yaregsky di wilayah Ukhta memiliki faktor gas 1 - 2 m 3 / t.

tekanan saturasi

Tekanan saturasi (atau awal penguapan) adalah tekanan di mana gas mulai dilepaskan dari minyak. Dalam kondisi alami, tekanan saturasi bisa sama dengan atau kurang dari tekanan formasi.

Dalam kasus pertama, semua gas akan larut dalam minyak, dan minyak akan jenuh dengan gas. Dalam kasus kedua, minyak akan jenuh dengan gas.

Kompresibilitas

Kompresibilitas minyak disebabkan oleh elastisitasnya dan diukur dengan faktor kompresibilitas - N.

di mana V adalah volume awal minyak, m3;

V - perubahan volume oli, m 3;

– perubahan tekanan, MPa.

Koefisien kompresibilitas mencirikan besarnya perubahan volume reservoir minyak dengan perubahan tekanan 0,1 MPa. Koefisien ini diperhitungkan pada tahap awal pengembangan, ketika kekuatan elastis cairan dan gas belum terbuang dan karenanya memainkan peran penting dalam energi reservoir.

di mana t 0 adalah perubahan suhu sebesar 10 .

Koefisien muai panas ditunjukkan oleh bagian mana dari volume awal volume minyak yang berubah ketika suhu berubah sebesar 10 C. Koefisien ini digunakan dalam desain dan penerapan metode termal untuk mempengaruhi reservoir.

Faktor volume minyak

Koefisien ini menunjukkan berapa banyak volume yang menempati dalam kondisi reservoir 1 m 3 minyak yang dihilangkan gasnya karena kejenuhannya dengan gas.

di mana b H adalah koefisien volumetrik minyak reservoir, fraksi unit;

V pl - volume minyak dalam kondisi reservoir, m 3;

V deg - volume oli yang sama dalam kondisi permukaan setelah degassing, m 0;

sur – densitas minyak dalam kondisi permukaan, t/m 3 ;

pl adalah densitas minyak dalam kondisi reservoir, t/m 3 .

Faktor volume minyak biasanya lebih besar dari 1, sebagai aturan, berada di kisaran 1,2-1,8, tetapi kadang-kadang mencapai 2-3 unit. Faktor volume digunakan dalam menghitung cadangan dan dalam menentukan faktor perolehan minyak.

Penyusutan minyak dan faktor konversi Menurut faktor volume, penyusutan minyak dapat ditentukan ketika diekstraksi ke permukaan - I, serta faktor konversi - .

Yang terakhir digunakan dalam rumus untuk menghitung cadangan dengan metode volume. Faktor konversi adalah kebalikan dari faktor volume - b H .

Seperti yang Anda lihat, rumus ini adalah rumus terbalik untuk koefisien volumetrik. Dialah yang memperhitungkan penurunan volume minyak (penyusutannya) selama transisi dari kondisi reservoir ke kondisi permukaan.

Titik tuang minyak

Titik tuang adalah suhu di mana minyak didinginkan dalam tabung reaksi tidak berubah levelnya pada kemiringan 45º. Titik tuang dan titik leleh minyak bervariasi. Biasanya, minyak terletak di reservoir dalam keadaan cair, tetapi beberapa di antaranya mengental bahkan dengan sedikit pendinginan. Titik tuang meningkat bersamaan dengan peningkatan kandungan parafin padat di dalamnya dan penurunan kandungan resin. Resin memiliki efek sebaliknya - dengan peningkatan kontennya, titik tuang berkurang.

Sifat optik minyak

Aktivitas optik dinyatakan dalam kemampuan minyak untuk memutar bidang berkas cahaya terpolarisasi ke kanan (jarang ke kiri). Zat aktif optik terbentuk selama aktivitas vital organisme, dan aktivitas optik minyak menunjukkan hubungan genetiknya dengan sistem biologis. Pembawa utama aktivitas optik dalam minyak adalah molekul fosil yang berasal dari hewan dan tumbuhan - kemofosil. Minyak dari endapan yang lebih tua kurang aktif secara optik dibandingkan minyak dari batuan yang lebih muda.

Minyak bersinar ketika disinari dengan sinar ultraviolet, yaitu, mereka memiliki kemampuan untuk bercahaya. Resin bercahaya dalam senyawa yang sebagian besar tidak bercahaya—hidrokarbon. Zat luminescent memiliki spektrum warna luminescence tertentu (coklat, biru, kuning, dll) dan intensitas cahaya tergantung pada konsentrasi. Minyak ringan memiliki warna pendaran biru dan biru, minyak berat memiliki warna kuning dan kuning-coklat.

Pengetahuan tentang komposisi kimia dari sistem minyak alami berfungsi sebagai titik awal untuk memprediksi keadaan fase dan sifat fasenya di bawah berbagai kondisi termobarik yang sesuai dengan proses produksi, transportasi, dan pemrosesan campuran minyak. Jenis campuran - minyak, kondensat gas atau gas - juga tergantung pada komposisi kimianya dan kombinasi kondisi termobarik dalam deposit. Komposisi kimia menentukan kemungkinan keadaan komponen sistem minyak dalam kondisi tertentu - molekuler atau terdispersi.

;Sistem minyak dibedakan oleh berbagai komponen yang dapat berada dalam keadaan molekuler atau terdispersi, tergantung pada kondisi eksternal. Di antara mereka ada yang paling dan paling rentan terhadap berbagai jenis interaksi antarmolekul (IIM), yang pada akhirnya menentukan fenomena asosiatif dan dispersi awal sistem minyak dalam kondisi normal.

Komposisi kimia untuk minyak dibedakan sebagai unsur dan bahan.

Unsur utama komposisi minyak adalah karbon(83,5-87%) dan hidrogen(11,5-14%). Selain itu, minyak mengandung:

• sulfur dalam jumlah 0,1 hingga 1-2% (kadang-kadang kandungannya dapat mencapai 5-7%, dalam banyak minyak praktis tidak ada belerang);
• nitrogen dalam jumlah 0,001 hingga 1 (kadang-kadang hingga 1,7%);
• oksigen(ditemukan tidak dalam bentuk murni, tetapi dalam berbagai senyawa) dalam jumlah 0,01 hingga 1% atau lebih, tetapi tidak melebihi 3,6%.

Dari unsur-unsur lain yang ada dalam minyak - besi, magnesium, aluminium, tembaga, timah, natrium, kobalt, kromium, germanium, vanadium, nikel, merkuri, emas dan lain-lain. Namun, konten mereka kurang dari 1%.

Dalam istilah material, minyak terutama terdiri dari hidrokarbon dan senyawa heteroorganik.

hidrokarbon

hidrokarbon(HC) adalah senyawa organik karbon dan hidrogen. Minyak terutama mengandung kelas hidrokarbon berikut:

Alkana

Alkana atau hidrokarbon parafin adalah SW jenuh (pembatas) dengan rumus umum C n H 2n+2. Kandungannya dalam minyak adalah 2 - 30-70%. Ada alkana berstruktur normal ( n-alkana - pentana dan homolognya), isostruktur ( isoalkana - isopentana dll.) dan struktur isoprenoid ( isoprena - dermaga, fitana dan sebagainya.).

Minyak mengandung gas alkana dari Dari 1 sebelum Dari 4(sebagai gas terlarut), alkana cair Dari 5 hingga 16, membuat sebagian besar fraksi cair minyak dan alkana padat dari komposisi Dari 17 - Dari 53 dan banyak lagi, yang termasuk dalam fraksi minyak berat dan dikenal sebagai parafin keras. Alkana padat terdapat di semua minyak, tetapi biasanya dalam jumlah kecil - dari sepersepuluh hingga 5% (berat), dalam kasus yang jarang terjadi - hingga 7-12% (berat).

Ada berbagai isomer alkana dalam minyak: mono-, di-, tri-, tetrasubstitusi. Dari jumlah tersebut, yang monosubstitusi mendominasi, dengan satu percabangan. Alkana tersubstitusi metil disusun dalam urutan menurun: alkana tersubstitusi 2-metil > alkana tersubstitusi 3-metil > alkana tersubstitusi 4-metil.

Penemuan dalam minyak alkana bercabang tipe isoprenoid dengan gugus metil pada posisi 2, 6, 10, 14, 18, dll dimulai pada tahun 60-an.Lebih dari dua puluh hidrokarbon ditemukan dalam komposisi utama Dari 9 - Dari 20. Alkana isoprenoid yang paling umum dalam minyak apa pun adalah fitana C 20 H 42 dan dermaga C 19 H 40, yang kandungannya bisa mencapai 1,0 -1,5% dan tergantung pada asal dan kondisi wajah pembentukan minyak.

Dengan demikian, alkana dalam berbagai proporsi termasuk dalam semua campuran alami dan produk minyak bumi, dan keadaan fisiknya dalam campuran - dalam bentuk larutan molekuler atau sistem terdispersi - ditentukan oleh komposisi, sifat fisik individu komponen dan termobarik. kondisi.

Sikloalkana

Sikloalkana atau hidrokarbon naftenat adalah hidrokarbon alisiklik jenuh. Ini termasuk yang monosiklik dengan rumus umum C n H 2n, bisiklik - C n H 2n-2, trisiklik - C n H 2n-4, tetrasiklik - C n H 2n-6.

Menurut kandungan total sikloalkana dalam banyak minyak lebih unggul dari kelas hidrokarbon lainnya: kandungannya berkisar antara 25 hingga 75% (berat). Mereka hadir di semua fraksi minyak bumi. Biasanya kandungannya meningkat seiring fraksi menjadi lebih berat. Kandungan total hidrokarbon naftenat dalam minyak meningkat dengan meningkatnya berat molekul. Satu-satunya pengecualian adalah fraksi minyak, di mana kandungan sikloalkana berkurang karena peningkatan jumlah hidrokarbon aromatik.

Dari hidrokarbon monosiklik dalam minyak, terutama ada seri beranggota lima dan enam hidrokarbon naftenat. Distribusi naphthenes monosiklik dalam fraksi minyak, sifat-sifatnya dipelajari jauh lebih lengkap dibandingkan dengan naphthenes polisiklik hadir dalam fraksi sedang dan didih tinggi. Fraksi minyak bensin dengan titik didih rendah terutama mengandung: turunan alkil dari siklopentana dan sikloheksana[dari 10 hingga 86% (berat)], dan dalam fraksi dengan titik didih tinggi - polisikloalkana dan monosikloalkana dengan substituen alkil dari struktur isoprenoid (yang disebut hidrokarbon hibrid).

Dari naphthenes polisiklik dalam minyak, hanya 25 individu bisiklik, lima trisiklik, dan empat naphthenes tetra dan pentasiklik telah diidentifikasi. Jika ada beberapa cincin naftenat dalam sebuah molekul, maka yang terakhir, sebagai suatu peraturan, diringkas menjadi satu blok polisiklik.

Sepeda C 7 -C 9 paling sering hadir dalam minyak dari jenis naphthenic yang diucapkan, di mana kandungannya cukup tinggi. Di antara hidrokarbon yang ditemukan (dalam urutan konten): bicyclooctane (pentalan), bicyclooctane, bicyclooctane, bicyclononane (hydrindan), bicycloheptane (norbornane) dan homolog terdekat mereka. Dari tricyclanes dalam minyak mendominasi alkilperhidrofenantrena.

Tetrasiklin minyak diwakili terutama oleh turunan cyclopentano-perhydrophenanthrene - steranes.

Ke pentasiklan minyak termasuk hidrokarbon dari seri hopana, lupana, fridelana.

Informasi identifikasi yang andal polisikloalkana dengan jumlah siklus yang besar tidak ada, meskipun berdasarkan analisis kelompok struktur dan spektral massa, dapat diasumsikan bahwa naften dengan jumlah siklus lebih besar dari lima ada. Menurut beberapa data, naften dengan titik didih tinggi mengandung hingga 7-8 siklus dalam molekul.

Perbedaan perilaku kimia sikloalkana sering disebabkan oleh adanya energi tegangan berlebih. Tergantung pada ukuran cincinnya, sikloalkana dibagi lagi menjadi C3 , C4- meskipun siklopropana dan siklobutana tidak ditemukan dalam minyak), normal ( C 5 -C 7), rata-rata ( C 8 -C 11) dan siklus makro (dari C 12 dan banyak lagi). Klasifikasi ini didasarkan pada hubungan antara ukuran siklus dan tegangan yang timbul di dalamnya, yang mempengaruhi stabilitas. Untuk sikloalkana dan, di atas segalanya, berbagai turunannya dicirikan oleh penataan ulang dengan perubahan ukuran cincin. Jadi, ketika sikloheptana dipanaskan dengan aluminium klorida, metilsikloheksana terbentuk, dan sikloheksana pada 30-80 ° C berubah menjadi metilsiklopentana. Cincin karbon beranggota lima dan enam terbentuk jauh lebih mudah daripada cincin yang lebih kecil dan lebih besar. Oleh karena itu, lebih banyak turunan sikloheksana dan siklopentana ditemukan dalam minyak daripada turunan sikloalkana lainnya.

Berdasarkan studi sifat viskositas-suhu monosikloheksana tersubstitusi alkil dalam rentang suhu yang luas, ditemukan bahwa substituen, ketika memanjang, mengurangi tingkat rata-rata asosiasi molekul. Sikloalkana, Tidak seperti n-alkana dengan jumlah atom karbon yang sama berada dalam keadaan terkait pada suhu yang lebih tinggi.

arena

arena atau hidrokarbon aromatik- senyawa dalam molekul yang memiliki hidrokarbon siklik dengan sistem terkonjugasi . Kandungannya dalam minyak bervariasi dari 10-15 hingga 50% (berat). Ini termasuk perwakilan monosiklik: benzena dan homolognya ( toluena, o-, m-, p-xilena dll.), bisiklik: naftalena dan homolognya, trisiklik: fenantrena, antrasena dan homolognya, tetrasiklik: pirene dan homolognya dan lain-lain.

Berdasarkan generalisasi data pada 400 minyak, ditunjukkan bahwa konsentrasi tertinggi dari arena (37%) adalah khas untuk minyak dari basis (jenis) naphthenic, dan terendah (20%) untuk minyak dari jenis parafin. Di antara arena minyak bumi, senyawa yang mengandung tidak lebih dari tiga cincin benzena per molekul mendominasi. Konsentrasi Arene dalam sulingan yang mendidih hingga 500 ° C, sebagai aturan, berkurang satu atau dua kali lipat dalam rangkaian senyawa berikut: benzena >> naftalena >> fenantrena >> krizen >> pirena >> antrasena.

Pola umumnya adalah peningkatan kandungan arena dengan peningkatan titik didih. Pada saat yang sama, arena fraksi minyak yang lebih tinggi dicirikan bukan oleh sejumlah besar cincin aromatik, tetapi oleh adanya rantai alkil dan siklus jenuh dalam molekul. Semua homolog arena yang mungkin secara teoritis ditemukan dalam fraksi bensin C6-C9. Hidrokarbon dengan sejumlah kecil cincin benzena mendominasi di antara arena bahkan di fraksi minyak terberat. Jadi, menurut data eksperimen, mono-, bi-, tri-, tetra- dan pentaarena berturut-turut adalah 45-58, 24-29, 15-31, 1,5 dan hingga 0,1% massa hidrokarbon aromatik dalam sulingan 370- 535 °C dari berbagai minyak.

Monoarena minyak diwakili oleh alkilbenzena. Perwakilan paling penting dari alkilbenzena minyak dengan titik didih tinggi adalah hidrokarbon yang mengandung hingga tiga substituen metil dan satu substituen panjang dari struktur linier, -metilalkil atau isoprenoid dalam cincin benzena. Substituen alkil besar dalam molekul alkilbenzena dapat mengandung lebih dari 30 atom karbon.

Tempat utama di antara arena minyak bumi bisiklik (diaren) milik turunan naftalena, yang dapat mencapai hingga 95% dari total diarena dan mengandung hingga 8 cincin jenuh per molekul, dan tempat sekunder milik turunan difenil dan difenilalkana. Semua alkilnaftalena individu telah diidentifikasi dalam minyak S 11 , S 12 dan banyak isomer C 13 -C 15. Kandungan difenil dalam minyak adalah urutan besarnya lebih rendah dari kandungan naftalena.

Dari naphthenodiarens, acenaphthene, fluorene dan sejumlah homolognya yang mengandung substituen metil pada posisi 1-4 ditemukan dalam minyak.

Triarena diwakili dalam minyak oleh turunan dari fenantrena dan antrasena (dengan dominasi tajam dari yang pertama), yang dapat mengandung hingga 4-5 siklus jenuh dalam molekul.

Tetraarena minyak bumi termasuk hidrokarbon dari seri chrysene, pyrene, 2,3- dan 3,4-benzophenanthrene dan triphenylene.

Meningkatnya kecenderungan arena, terutama yang polisiklik, untuk interaksi molekuler disebabkan oleh rendahnya energi eksitasi dalam proses disosiasi homolitik. Senyawa seperti antrasena, pirena, krisena, dll. dicirikan oleh tingkat korelasi pertukaran orbital yang rendah dan peningkatan energi potensial MMW karena terjadinya korelasi pertukaran elektron antar molekul. Arenes membentuk kompleks molekul yang agak stabil dengan beberapa senyawa polar.

Interaksi elektron dalam inti benzena mengarah pada konjugasi ikatan karbon-karbon. Efek konjugasi menghasilkan sifat-sifat arena berikut:

• struktur planar siklus dengan panjang ikatan C-C (0,139 nm), yang merupakan perantara antara ikatan C-C tunggal dan ganda;
• kesetaraan semua ikatan C-C dalam benzena yang tidak tersubstitusi;
• kecenderungan reaksi substitusi elektrofilik proton untuk berbagai kelompok dibandingkan dengan partisipasi dalam reaksi adisi pada ikatan ganda.

Ceresin

Hidrokarbon hibrida (ceresin)- hidrokarbon dari struktur campuran: parafin-naftenat, parafin-aromatik, nafteno-aromatik. Pada dasarnya, ini adalah alkana padat dengan campuran hidrokarbon rantai panjang yang mengandung siklan atau inti aromatik. Mereka adalah komponen utama dari deposit parafin dalam proses ekstraksi dan persiapan minyak.

Halaman 1

Halaman 2

halaman 3

Minyak adalah sumber daya yang mendasari energi modern. Banyak negara melakukan banyak upaya untuk menemukan jenis bahan bakar baru, namun, hari ini dan dalam waktu dekat, produk minyaklah yang menempati ceruk ini. Terlepas dari kenyataan bahwa tidak ada rilis berita yang lengkap tanpa menyebutkan harga minyak saat ini atau hal-hal lain yang terkait dengannya, banyak orang tidak tahu apa itu minyak sebenarnya. Dalam materi ini, kita akan berbicara tentang rumus kimia minyak, dan apa saja unsur-unsurnya.

Cerita

Perlu dicatat bahwa orang berkenalan dengan minyak pada zaman Babel. Kemudian sumber daya ini digunakan dalam konstruksi karena kualitasnya yang astringen. Di Rusia, di Sungai Ukhta, orang mengumpulkan minyak dari permukaan dan menggunakannya sebagai salep. Hanya berabad-abad kemudian, ketika penelitian serius dilakukan, umat manusia mempelajari komposisi kimia minyak dan tujuan sebenarnya. Namun, bahkan hari ini pertanyaan tentang apa yang terdiri dari minyak tidak dapat dijawab dengan satu kata.

Rumus kimia minyak

Formula Minyak

Minyak adalah sistem kimia koloid kompleks yang terdiri dari banyak komponen. Fase cair minyak adalah hidrokarbon cair (sekitar lima ratus zat berbeda). Juga, "emas hitam" mengandung elemen semi-padat - hidrokarbon "berat" (misalnya, resin), yang tersuspensi dalam cairan.

Selain campuran hidrokarbon, minyak termasuk belerang, nitrogen, garam mineral, air, larutan gas hidrokarbon.

Perlu dicatat bahwa bahan baku yang diekstraksi dari sumber yang berbeda memiliki komposisi kimia yang berbeda. Setiap oli adalah sistem yang unik, oleh karena itu klasifikasi oli diterima, tergantung pada komposisinya. Semakin tinggi kandungan hidrokarbon ringan dan semakin rendah kandungan pengotor mekanis, belerang, dan produk sampingan lainnya, semakin tinggi nilai jenis "emas hitam" tertentu.

Secara kimia, minyak adalah campuran kompleks hidrokarbon dan senyawa karbon, terdiri dari unsur-unsur utama berikut: karbon (84-87%), hidrogen (12-14%), oksigen, nitrogen dan belerang (1-2%), minyak bumi. kandungan belerang kadang meningkat hingga 3-5%.

Dalam minyak, hidrokarbon, bagian resin aspal, porfirin, belerang dan bagian abu diisolasi.

Bagian utama dari minyak terdiri dari tiga kelompok hidrokarbon: metana, naftenat dan aromatik.

Bagian minyak aspal-resin adalah zat berwarna gelap. Ini sebagian larut dalam bensin. Bagian yang larut disebut asphaltene, bagian yang tidak larut disebut resin. Komposisi resin mengandung oksigen hingga 93% dari jumlah totalnya dalam minyak.

Porfirin adalah senyawa nitrogen khusus yang berasal dari organik. Diyakini bahwa mereka terbentuk dari klorofil tumbuhan dan hemoglobin hewan. Pada suhu, porfirin dihancurkan.

Sulfur tersebar luas dalam minyak dan gas hidrokarbon dan terkandung baik dalam keadaan bebas maupun dalam bentuk senyawa (hidrogen sulfida, merkaptan). Jumlahnya berkisar dari 0,1% hingga 5%.

Bagian abu merupakan sisa hasil pembakaran minyak. Ini adalah berbagai senyawa mineral, paling sering besi, nikel, vanadium, terkadang garam natrium.

Minyak sangat bervariasi dalam warna (dari coklat muda, hampir tidak berwarna, sampai coklat tua, hampir hitam) dan dalam kepadatan (dari 0,65-0,70 ringan sampai berat 0,98-1,05).

Permulaan minyak mendidih biasanya di atas 280C. titik tuang berkisar antara +300 hingga -600C dan terutama bergantung pada kandungan parafin (semakin banyak, semakin tinggi titik tuang). Viskositas bervariasi pada rentang yang luas dan tergantung pada komposisi kimia dan fraksional kandungan minyak dan tar (kandungan zat resin aspal di dalamnya). Minyak larut dalam pelarut organik, praktis tidak larut dalam air dalam kondisi normal, tetapi dapat membentuk emulsi yang stabil dengannya.

Minyak dapat diklasifikasikan menurut kriteria yang berbeda.

2. Menurut kandungan potensial fraksi yang mendidih hingga 3500C

3. Dengan kandungan minyak potensial

4. Dengan kualitas minyak

Kombinasi penunjukan kelas, jenis, kelompok, subkelompok dan jenis membentuk kode untuk klasifikasi teknologi minyak.

Tergantung pada bidangnya, minyak memiliki komposisi kualitatif dan kuantitatif yang berbeda. Misalnya, minyak Baku kaya akan sikloparafin dan relatif miskin hidrokarbon jenuh. Ada lebih banyak hidrokarbon jenuh dalam minyak Grozny dan Ferghana. Minyak permian mengandung hidrokarbon aromatik.

Seperti yang diketahui setiap anak sekolah, tanpa minyak dan produk minyak, perkembangan normal peradaban kita sama sekali tidak mungkin, karena mobil dan pesawat terbang dengan berbagai jenis bahan bakar yang diperoleh dari minyak. Sejumlah besar kendaraan yang berbeda dan semua jenis peralatan (misalnya, pembangkit listrik bergerak) saat ini bekerja pada produk minyak bumi. Namun, tidak semua orang mengetahui komposisi kimia minyak dan beberapa sifat fisiknya. Dan untuk mengisi kekosongan ini, kami telah menyiapkan artikel ini untuk Anda. Mari kita mulai dengan informasi umum tentang minyak.

informasi Umum

Minyak adalah cairan berminyak yang mudah terbakar yang diproduksi di alam, yang terdiri dari campuran yang agak kompleks dari berbagai senyawa organik, khususnya hidrokarbon. Tergantung pada tempat ekstraksi, komposisi kimia minyak dapat berubah, yang menyebabkan perubahan warna cairan yang mudah terbakar ini. Minyak bisa hampir hitam, dan merah-coklat, dan kuning kehijauan, dan bahkan sama sekali tidak berwarna. Juga, minyak memiliki bau tertentu. Di alam, minyak terjadi pada kedalaman mulai dari beberapa puluh meter hingga beberapa kilometer. Jadi, di beberapa sumur, minyak dipompa keluar dari kedalaman hingga 2-3 km. Sebagian besar cadangan minyak bumi berada pada kedalaman 1 sampai 3 km. Juga, minyak dapat terjadi pada kedalaman yang dangkal dan bahkan secara alami muncul ke permukaan. Benar, dalam kasus ini, di bawah pengaruh udara atmosfer, minyak berubah menjadi bitumen dan pasir bitumen, serta menjadi aspal semi-padat dan malta yang agak tebal. Selanjutnya, kita akan berbicara terutama tentang komposisi kimia dan fisik serta sifat-sifat minyak. Kami hanya mencatat bahwa minyak memiliki struktur kimia yang mirip dengan aspal dan gas alam yang mudah terbakar: semua zat ini disebut petrolit dalam kimia. Petrolit adalah zat yang mudah terbakar yang berasal dari biologis, yang antara lain mencakup banyak jenis tidak hanya bahan bakar cair, tetapi juga bahan bakar padat.

Komposisi kimia minyak

Menurut Anda, berapa banyak zat yang lebih sederhana yang terbuat dari minyak? Dari sepuluh? Dari seratus? Faktanya, minyak adalah campuran dari sekitar seribu (!) Berbagai zat, di mana sekitar 80% adalah hidrokarbon cair (lebih dari lima ratus zat). Bagian zat belerang dalam minyak (dan ada sekitar dua ratus lima puluh di antaranya) menyumbang sekitar 3%. Agak kurang oksigen (80-85) dan zat nitrogen (30). Minyak juga dapat mengandung hingga 10% air dan hingga 4% gas hidrokarbon terlarut. Komposisi minyak juga mencakup sejumlah zat yang mengandung logam yang mengandung nikel dan vanadium. Nah, antara lain, minyak dalam berbagai proporsi dapat mengandung garam mineral, dan larutan garam dari berbagai asam organik, dan, tentu saja, semua jenis kotoran mekanis.

Komposisi hidrokarbon minyak

Seperti yang baru saja Anda pelajari, persentase terbesar dari minyak apa pun adalah senyawa hidrokarbon. Bergantung pada setoran, bagian mereka bisa lebih dari 80% - hingga 90%. Apa koneksi ini? Pertama-tama, yang disebut naphthenic dan paraffinic. Naftenik dengan volume total hidrokarbon adalah dari 25 hingga 70%, dan parafin dapat mengandung dari 30 hingga 50%. Juga dalam komposisi minyak adalah senyawa hidrokarbon aromatik, dan hibrida: naphtheno-aromatic, paraffin-naphthenic dan lain-lain. Omong-omong, nama senyawa yang tercantum juga berfungsi sebagai nama untuk berbagai jenis minyak. Ada minyak parafin, naftenat, metana, minyak aromatik (di antara pengusaha minyak, kata "minyak" dapat jamak dalam arti "jenis minyak"). Minyak diberi nama sesuai dengan kelas hidrokarbon, yang lebih dari 50% hadir di dalamnya. Jika dua kelas mendominasi (misalnya, masing-masing 30% parafin dan hidrokarbon naftenat), jenis minyak ini menerima nama ganda untuk kedua kelas. Dalam contoh kita, ini adalah tipe parafin-naftenik. Yang pertama dalam namanya adalah kelas hidrokarbon, yang diwakili dalam satu atau beberapa jenis minyak dalam jumlah yang sedikit lebih besar. Oleh karena itu, ada, misalnya, jenis metana-aromatik dan aromatik-metana, naftena-aromatik dan naftenat aromatik, nafteno-metana dan metana-naftenat, dll.

Komposisi minyak berdasarkan elemen

Karena minyak, tergantung pada asalnya, dapat memiliki komposisi yang agak heterogen, rasio persentase unsur-unsur kimia tertentu di dalamnya bisa sangat bersyarat. Namun demikian, kami mencatat bahwa dalam berbagai jenis minyak, unsur penyusun utama adalah karbon, hidrogen dan belerang, lebih jarang oksigen dan nitrogen. Secara total, hingga 80 elemen kimia yang berbeda dapat hadir dalam satu jenis minyak. Beberapa dari mereka hadir dalam jumlah mikroskopis sedemikian rupa sehingga persentasenya diukur menggunakan derajat negatif. Jadi, misalnya, kandungan nikel dalam jenis minyak tertentu berkisar antara 10?4 hingga 10?3% atau jika dinyatakan dengan pecahan desimal: dari 0,0001 hingga 0,001%. Artinya, satu kilogram produk minyak mungkin mengandung seperseribu atau seperseratus gram nikel. Adapun persentase karbonnya bisa berkisar antara 82 hingga 87%. Hidrogen terkandung dalam minyak dalam jumlah dari 11 hingga 14%, dan belerang - dari 0,01 hingga 8%. Juga, minyak dapat mengandung hingga 1,8% nitrogen dan hingga 0,35% oksigen. Dari zat yang mengandung belerang, kami mencatat adanya tiofan, tiofena, merkaptan, dan mono dan disulfida. Zat yang mengandung nitrogen diwakili oleh pirol, karbazol, indoles, kuinolin, porfirin dan piridin, dan zat yang mengandung oksigen diwakili oleh fenol, asam naftenat, dan zat resin-aspalten.

Komposisi fisik minyak

Lebih tepatnya, kita akan fokus di sini pada sifat fisiknya. Tergantung pada komposisi kimianya, minyak memiliki banyak corak warna. Biasanya, warna minyak berkisar dari coklat tua, hampir hitam, hingga coklat muda, hampir transparan. Namun, ada jenis minyak bahkan rona zamrud, serta merah-coklat. Berat molekul minyak dapat berkisar dari 200 hingga 450 g/mol zat. Massa jenis minyak biasanya berkisar antara 0,7 hingga 1 g per cm kubik. Berdasarkan massa jenis, minyak dibagi menjadi ringan (0,83 ke bawah), sedang (0,83-0,86) dan berat (dari 0,86). Juga harus dicatat bahwa densitas minyak terutama tergantung pada tekanan dan suhu zat. Titik didihnya juga bisa bervariasi. Minyak ringan dapat mendidih bahkan pada 30 derajat Celcius, dan minyak berat - dari 100 ke atas. Suhu kristalisasi minyak sepenuhnya tergantung pada kandungan parafin di dalamnya. Minyak dengan kandungan parafin rendah hanya mengkristal pada suhu yang sangat rendah (hingga -60 derajat Celcius), dan minyak dengan kandungan parafin tinggi terkadang membutuhkan +30 derajat. Juga tidak mungkin untuk tidak mengatakan bahwa minyak adalah suatu zat, sebagai suatu peraturan, sangat mudah terbakar, tetapi, tergantung pada jenisnya, dapat menyala pada suhu negatif dari -30 -35 derajat dan pada suhu yang sangat tinggi - dari +120 derajat . Minyak tidak larut dalam air, tetapi membentuk emulsi yang stabil dengannya. Adapun dehidrasi minyak, yang dibutuhkan oleh berbagai industri, saat ini ada beberapa metode yang efektif untuk memisahkan minyak dan air.

Komposisi fraksi minyak

Ini adalah salah satu indikator kualitas minyak yang paling penting. Selama penyulingan minyak, berbagai komponen dipisahkan darinya dengan peningkatan suhu secara bertahap - yang disebut fraksi. Jadi, fraksi minyak bumi mendidih pada suhu hingga 100 derajat Celcius, bensin - hingga 180, nafta - pada suhu 140 hingga 180 derajat, minyak tanah - dari 140 hingga 220 dan, akhirnya, pada suhu 180 hingga 350 derajat, fraksi diesel juga mendidih. . Fraksi bensin disebut ringan karena mereka mendidih sebelum orang lain, minyak tanah - sedang, dan solar - berat. Residu yang tidak mendidih bahkan pada suhu 350 derajat disebut bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak yang tersebar di bawah vakum hingga suhu lebih dari 500 derajat disebut tar. Bahan bakar minyak adalah komponen utama untuk produksi berbagai minyak.