Состав нефти. Углерод и водород.

Нефть встречается в природе от легких почти прозрачных жидкостей, сходных с бензином или лигроином, до тяжелых, иногда тонущих в воде, почти черных смолистых образований. Большая часть веществ, входящих в состав нефти, представляет собой жидкие соединения углерода с водородом, в которых растворены твердые и газообразные вещества.

Прошло очень много времени прежде чем люди сумели разгадать загадку «горного» или «земляного масла» и «вечных огней» и ответили на вопрос, что такое нефть и природный газ.

Начало научному изучению химического состава нефти положил Д. И. Менделеев. Значительная часть состава нефти была исследована В. В. Марковниковым. Современная наука

О химическом составе, нефти и ее использовании создана советскими учеными — академиками Н. Д. Зелинским, С. С. Наметкиным, Б. А. Казанским и их учениками.

Что же представляют собой нефти и природный горючий газ? С химической точки зрения, состав нефтей и газов крайне прост.

Основными элементами, образующими нефть и газ, являются углерод и водород.

Больше всего в нефти углерода. Содержание его достигает 85 процентов, а содержание водорода около 12—14 процентов. Кроме углерода и водорода, в нефти часто содержится кислород, сера и азот. Но содержание их не превышает 1 — 2 процентов.

Углерод и водород присутствуют в нефти в виде соединений, называемых углеводородами. Известно, что химические, элементы могут соединяться между собой только в определенной пропорции. Атомы различных элементов, вступая в соединения между собой, образуют молекулы. Так, например, 'молекула воды состоит из двух атомов водорода и двух атомов кислорода.

Самым простым по химическому составу углеводородным соединением является метан.

Метан называют часто «болотным газом», так как он образуется при разложении любых органических веществ и выделения его наблюдаются в болотах. Химическая формула метана СН4. Это значит, что один атом углерода © соединен с четырьмя атомами водорода (Н).

Метан значительно легче воздуха и легко воспламеняется. В естественных горючих газах и газах, сопровождающих скопления нефти, метан является главной составной частью.

Существует целый ряд углеводородных химических соединений, близких по своему строению к метану. Среди них встречаются газообразные, жидкие и твердые вещества.

У этого ряда есть одна основная особенность, которая выражается в полном предельном насыщении всех связей углерода. По этому признаку ряд называется предельным рядом углеводородов, а его представители — предельными углеводородами. Атомы углерода в молекулах углеводородов этого рада образуют прямые и разветвленные цепочки.

Следующим за метаном соединением является этан, который состоит из двух атомов углерода и шести атомов водорода:

Углеводородное соединение представляет собой жидкость при атмосферном давлении, если в молекулу входит пять атомов углерода. Это соединение называется пентан.

При увеличении числа атомов углерода жидкость становится тяжелее и, наконец, углеводородное соединение, содержащее более двадцати атомов углерода, представляет собой уже твердое тело.

В природное газе, помимо метана, могут присутствовать, но в значительно меньших количествах, пять следующих за метаном представителей предельного ряда углеводородов: этан, пропан, бутан, пентан и гексан. Кроме углеводородов, в природном газе встречаются в самых различных пропорциях азот, углекислый газ, иногда сероводород, редко и в незначительных количествах окись углерода и водород. Довольно часто, но в очень небольших количествах, природному газу сопутствуют инертные газы: гелий, аргон, ксенон.

Наибольшая роль в составе природного газа (в количественном отношении) принадлежит метану, азоту и углекислому газу. В природе встречаются газы, начиная от чисто углеводородных (почти из одного метана) до чистых азотных или углекислых струй, то есть уже негорючих газов.

Нефти, представляющие собою смесь жидких углеводородов в разных пропорциях, всегда содержат растворенные, твердые и газообразные углеводороды и другие органические и минеральные примеси.