НЕФТЕХИ́МИЯ
-
Рубрика: Химия
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НЕФТЕХИ́МИЯ, раздел химии, изучающий состав, свойства и особенности химич. превращений компонентов нефти, природного газа, а также пути и методы их переработки в разл. химич. продукты, прежде всего в многотоннажные органич. соединения, используемые как сырьё для выпуска товарных химич. продуктов и полупродуктов технич. назначения (топлив, смазочных материалов, мономеров, детергентов, растворителей, красителей и др.). Н. базируется на успехах органич. химии, катализа, физич. химии, химич. технологии и др. наук. Выделение Н. в самостоят. науч. направление связано с переходом химич. пром-сти с угольного сырья на нефтегазовое в 1950–60-е гг. В этот период термин «Н.» вытесняет ранее сложившееся назв. «химия нефти». Понятие «химия нефти» используется в более узком смысле – для обозначения отд. раздела Н., посвящённого изучению состава нефтей и свойств их компонентов.
К осн. задачам Н. относятся: изучение нефти как природного объекта и важнейшего источника химич. сырья; изучение и разработка методов и процессов превращения компонентов нефти, прежде всего углеводородов, в химич. продукты, используемые в качестве сырья для выпуска товарных продуктов; исследование взаимопревращений углеводородов нефтяного, газового и альтернативных видов сырья, закономерностей образования их функциональных производных с целью создания науч. основ комплексной переработки нефти и произ-ва многотоннажных технически полезных продуктов (топлива и масла, присадки к топливам и маслам, мономеры, растворители и др.) и альтернативных видов топлива.
Изучение химич. состава и свойств нефтей включает в себя анализ, исследование свойств классов и групп соединений (парафины, нафтены, ароматич. углеводороды, серо-, азот- и кислородсодержащие соединения, смолистые, асфальтеновые и металлсодержащие компоненты) в нефтях и их фракциях. Для этого используют комплекс химич. и физико-химич. методов анализа (хроматография, масс-спектрометрия, оптич. спектроскопия, ЯМР и др.). Изучение закономерностей распределения компонентов нефти в зависимости от месторождения, глубины залегания, условий добычи позволяет создавать банки данных по нефтям и рекомендовать наиболее рациональные пути использования нефти и нефтяных фракций конкретного месторождения. К этой области исследования примыкает разработка методов анализа нефтепродуктов, представляющих собой смеси сложного состава, такие как разл. виды углеводородных топлив, смазочных материалов.
В рамках Н. осуществляется поиск принципиально новых направлений переработки и применения углеводородов, проводятся прикладные исследования и разработки в интересах требований нефтехимич. и нефтеперерабатывающей пром-сти. Исследуемые взаимопревращения углеводородов нефти включают в себя термич., каталитич., плазмохимич., радиохимич. и биохимич. процессы. В Н. изучаются механизмы и осн. закономерности реакций индивидуальных углеводородов и их многокомпонентных смесей, а также выявляется роль гетероатомных компонентов нефти в этих процессах; осуществляется поиск, разработка и модификация катализаторов; исследуется влияние отд. компонентов сырья на протекание таких реакций, как пиролиз, крекинг и гидрокрекинг, дегидрирование, изомеризация, циклизация, алкилирование и др. Полученные данные являются основой для управления этими реакциями и повышения глубины переработки нефти и создают науч. основы для процессов нефтепереработки и получения сырья и полупродуктов для нефтехимич. синтеза.
С целью создания эффективных прямых или малостадийных методов получения важнейших функциональных производных углеводородов и др. компонентов нефти детально изучаются наиболее важные реакции с их участием. Это прежде всего реакции с разрывом С–С-связей, окисление, гидратация, олигомеризация, дегидрирование и гидрирование, галогенирование, нитрование, сульфирование, сульфатирование, сульфохлорирование, гидроформилирование, эпоксидирование и др. Важнейшее значение среди них имеют каталитич. процессы. Полученные в рамках этих исследований знания о механизмах, закономерностях протекания реакций и поведения разл. типов катализаторов являются основой для развития нефтехимич. синтеза. В зарубежной лит-ре термин «Н.» связывается в осн. с этой областью исследования и во многом Н. отождествляется с нефтехимич. синтезом.
Активно развиваются исследования, направленные на создание технологий переработки альтернативных видов сырья в многотоннажные продукты нефтепереработки и нефтехимич. синтеза. Значит. внимание уделяется созданию методов переработки разл. видов биологич. сырья и бытовых отходов. Изучаются экологич. проблемы, связанные с переработкой углеводородов с целью минимизации и утилизации образующихся побочных продуктов и отходов, с осуществлением комплекса мероприятий по охране окружающей среды в процессах нефтехимич. синтеза и нефтепереработки.
Исследования в рамках Н. процессов химич. превращений соединений с одним атомом углерода, и прежде всего природного газа и монооксида углерода, постепенно выделяются в самостоят. область – газохимию. Наибольшее внимание в этой области уделяется изучению особенностей протекания процессов получения синтез-газа, метанола, реакций гидроформилирования и карбонилирования, превращения синтез-газа в синтетич. топливо и углеводородное сырьё для нефтехимич. синтеза, утилизации диоксида углерода и др.