هیدروکربن های سبک و سنگین

آنالیز هیدروکربن های سبک

APPEARANCE

COLORLESS-LIQUID-CLEAR

DENSITY

0.710-0.740

FLASH POINT

Room Temperature

Distillation Range 56

50-210

POUR POINT

min-40

OCTANE

73-78

 

 

آنالیز هیدروکربن های سنگین

Characteristic

Hydrocarbon

Density

805‐815

I.B.P

C  100-85

F.B.P

C  375-350

Flash point

C  50-55

Pour point

-C  5

Viscosity

4c.st‐2

Color

1‐1.5

Total sulphure

Max % 0.1

Cetane index

50 Min

یکی از سوختهای میان تقطیری پالایشگاه که دامنه تقطیری آن از حدود 150 درجه سانتیگراد تا 385 سانتیگراد بوده ودارای عملکرد مناسبی در مشعل های خانگی و صنعتی موتورهای درون سوز دیزلی دارد ،هیدروکربن سنگین نامیده میشود.

 

هیدروكربن ها شامل تركیبات آلى مختلف هستند كه بطور عمده از H و C ساخته شده اند. در این مولكول ها پیوند هیدروژن-كربن، پیوند كووالانسى است.( پیوند یونى وجود ندارد.)

اتم هاى گوگرد(S)، نیتروژن (N) و اكسیژن (O) معمولا در هیدروكربن ها به شكل جایگزین كربن مى باشند. هر چه مقدار گوگرد در تركیبات هیدروكربنى بیشتر باشد، باعث تغییر رفتار فیزیكى مى شود و حالت خورندگى ایجاد مى كند. تركیبات سنگین تر مى شوند و پالایش نفت سخت تر مى شود. هر چه عناصر جایگزین در هیدروكربن ها كمتر باشد، نفت خام سبك تر و خالص تر است.

انواع هیدروكربن هاى سازنده نفت:

١- هیدروكربن هاى پارافینى ( آلكالن ها)

آلكالن ها ساده ترین و سبك ترین مولكول سرى پارافین ها هستند، پیوند ساده دارند، هیدروكربن اشباع شده هستند، مولكول هاى زنجیره اى یا خطى اند، مى توانند شاخه ى جانبى داشته یا بدون شاخه باشند. پارافین هاى سبك مختص گازهاى طبیعى هستند و انواع سنگین تر در نفت خام یافت مى شود. ساده ترین آن متان (CH4) است. 

معمولاً مقدار ٥ كربن براى گازها اما كربن ١٠ تا ١٥ حالت مایع به خود مى گیرند.

٢- هیدروكربن هاى نفتن ها (سیكلوآلكالن ها یا سیكلوپارافینى)

ساده ترین هیدروكربن هاى حلقوى هستند، پیوند ساده، اشباع، مى توانند شاخه ى جانبى داشته باشند، تفتن ها در گازها كمیاب بوده ولى در نفت هاى خام بیشنر است. هرچه نفت خام داراى تركیب خالص تر باشد، مقدار نفتن ها بیشتر است.

٣- هیدروكربن هاى آروماتیك (معطر)

هیدروكربن هاى حلقوى با پیوند دوگانه و ساده، داراى واحد ساختمانى بنزنى اند و غیر اشباع اند.

٤- هیدروكربن هاى آسفالتیك

شامل تركیبى از مولكول هاى حلقوى آروماتیك به تعداد زیاد، همراه با عناصر O, N, S كه در مجموع بسیار سنگین بوده و غیراشباع هستند و فرمول عمومى مشخصى ندارند. بیشتر در نفت هاى خام سنگین كم كیفیت و غلیظ هستند یا در نفت هاى جامد (آسفالت طبیعى) یافت مى شوند.

انواع عمده نفت خام:

نفت خام عمدتاً شامل هیدروژن و كربن است، ولى علاوه بر آن مقادیر كمى N, S, O و مقادیر بسیار كمترى فلزات غیر معمول، مانند وانادیوم (V) و نیكل (N) مى باشد. اگرچه تركیب نفت خام نسبتاً ساده است اما تعداد تركیبات هیدروكربنى كه در نفت ممكن است موجود باشد، بسیار زیاد است.

عموماً چهار گروه تركیبات عمده در نفت خام وجود دارند كه شامل پارافین ها، نفتن ها، آروماتیك ها و رزین ها- آسفالتین ها مى باشند. رزین ها و آسفالتین ها، هیدروكربن خالص نیستندو داراى عناصر دیگرى علاوه بر H و C مى باشند. پارافین ها، نفتن ها و آروماتیك ها هیدروكربن هاى واقعى هستند. در مجموع پارافین ها و نفتن ها هیدروكربن هاى اشباع شده هستند، بطوریكه هیدروژن كافى براى اشباع كردن ظرفیت الكترونى اتم هاى كربن دارند. هیدروكربن هاى آروماتیك از نظر هیدروژن غیر اشباع هستند.

١- پارافین ها(paraffins)یا(آلكالن ها Alkanes):

اولین نوع عمده ى نفت خام، پارافین ها هستند. ساده ترین و سبك ترین مولكول سرى پارافین ها، متان با فرمول CH4 است. پارافین ها با كمتر از پنج اتم كربن، در فشار و حرارت عادى به شكل گازى هستند. علاوه بر متان، دیگر پارافین هاى گازى عبارتند از اتان، پروپان و بوتان. 

دو نوع اساسى از مولكول هاى پارافینى وجود دارد كه هر دوى آنها داراى تركیب یكسانى هستند و در طول یك سرى با افزایش یك اتم كربن و دو اتم هیدروژن پدید مى آیند. یك سرى از آنها شامل مولكول با زنجیره مستقیم یا عادى بوده( n-paraffin) و دیگرى مولكول هاى با زنجیره ى شاخه دار است كه ایزوپارافین ( iso-paraffin) نامیده مى شوند.

در نفت هاى خام، انواع نرمال پارافین ها از نوع شاخه دار معمول تر مى باشند. اگرچه از نظر شیمیایى این دو كاملا یكسانند، ولى شكل ساختمانى آنها بر روى ویژگى هاى فیزیكى تأثیر مى گذارد. براى مثال، پارافین هاى نرمال با زنجیره ى مستقیم، نقطه جوش بالاترى نسبت به ایزوپارافین هاى شاخه دار معادل خود دارند.

پارافین ها تشكیل دهنده ى اصلى هیدروكربن هاى گازى هستند. آنها همچنین در نفت سفید (kerosene oils) و گازولین (gasoline) كه بیش از ٣٠٪ نفت خام را تشكیل مى دهند فراوانند.

٢- نفتن ها( Naphthenes):

دومین هیدروكربن عمده در نفت خام، نفتن ها هستند كه گاهى اوقات cycloalkanes نیز نامیده مى شوند. فرمول عمومى نفتن ها ؟ است. مانند پارافین ها، نفتن ها نیز هیدروكربن هاى اشباع شده هستند، ولى نفتن ها داراى ساختمانمولكولى حلقوى بسته مى باشند. نفتن ها از حداقل ٣ تا بیش از ٣٠ اتم كربن را در حلقه هایشان قرار داده اند. سیكلوپنتان با یك حلقه پنج اتم كربنى و سیكلوهگزان با یك حلقه شش اتم كربنى، نفتن هاى متداول در نفت هاى خام هستند.

بیشتر نفت هاى خام، مقادیر مشابهى از نفتن ها و پارافین ها را دارا هستند. مجموعا هیدروكربن هاى اشباع شده ٦٠٪ اغلب نفت هاى خام را تشكیل مى دهند.

٣- آروماتیك ها (Aromatics):

سومین گروه اصلى تركیبات هیدروكربنى موجود در نفت هاى خام، آروماتیك ها هستند. بر خلاف نفتن ها و پارافین ها، آروماتیك ها نسبت به هیدروژن غیر اشباع هستند. ساختمان آنها بر پایه ى یك حلقه شش اتم كربنى است كه با توجه به ساده ترین عضو این خانواده یعنى بنزن، حلقه بنزنى نامیده مى شود. در بنزن، تنها اتم اتصال یافته به حلقه كربن، هیدروژن است. گروه عمده آروماتیك ها از جانشین شدن مولكول هاى پارافینى به جاى اتم هیدروژن در حلقه ى بنزنى بدست مى آیند. این سرى ها شامل تولوئن  و اتیل بنزن ، نافالن  و آنتراسن مى باشند.

هیدروكربن هاى آروماتیك در فشار و حرارت عادى مایع هستند. آنها در نفت سبك نسبتا به مقدار كمترى وجود دارند، ولى در نفت هاى سنگین فراوانند. تولوئن معمولى ترین آروماتیك ها در نفت خام مى باشد. دیگر آروماتیك هاى مهم گزیلن و بنزن مى باشند.

٤- رزین ها- آسفالتین ها (Resins & Asphaltines):

چهارمین گروه مهم تركیبات نفت هاى خام، رزین ها و آسفالتین ها مى باشند. رزین ها و آسفالتین ها تركیبات پیچیده اى هستند. این هیدروكربن هاى ناخالص، اغلب به تركیبات NSO معروفند زیرا حاوى اتم هاى O، S و N مى باشند كه بعضى از آنها جانشین كربن حلقه آروماتیك ها مى شوند. تركیبات NSO بالاترین وزن مولكولى را دارند و سنگین ترین اجزاى تشكیل دهنده ى نفت هاى خام مى باشند. عموماً رزین و آسفالتین همراه با نفت خام هاى آروماتیك سنگین یافت مى شوند.