книги из ГПНТБ / Тарасов А.И. Газы нефтепереработки и методы их анализа

I M ДОМ НЕ ВЫДАГ. '1я"!

А. И. Т А Р А С О В

ГАЗЫ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

И МЕТОДЫ ИХ АНАЛИЗА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО НЕФТЯНОЙ и ГОРНО-ТОПЛИВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

М о с к в а - 1 9 6 0

ПР Е Д И С Л О В И Е

Вматериальном балансе нефтеперерабатывающих заводов газы занимают значительное место. Так, например, выход газа при термическом крекинге составляет 7—8%, при каталитиче­

40% вес. и выше от перерабатываемого сырья.

Эти огромные ресурсы газов представляют ценное сырье для производства ряда продуктов, важных для народного хозяйства. Такими продуктами в первую очередь являются высококачествен­ ные компоненты моторного топлива, а также продукты органиче­ ского синтеза.

Особо важная роль газовому сырью отводится решением май­ ского (1958 г.) Пленума ЦК КПСС, поставившего задачу значи­ тельного роста промышленности синтетических материалов [1].

За последние несколько лет в восточных районах нашей страны вступили в строй крупные нефтеперерабатывающие заводы,

тии мощности нефтеперерабатывающих заводов резко возрастут, в связи с чем и выработка углеводородных газов также резко увеличится [2]. Поэтому в свете решения майского (1958 г.) Пле­ нума ЦК КПСС систематическое изучение химического состава газов основных процессов деструктивной переработки нефти для выбора правильного, научно обоснованного направления дальнейшего использования их представляет срочную и чрезвы­ чайно важную задачу для народного хозяйства страны.

Первая часть настоящей книги посвящена химическому составу газов основных процессов деструктивной переработки нефти. Материалы по составу газов различных процессов переработки нефти сведены в таблицы.

Под суммарным или балансовым газом в дальнейшем пони­ мается суммарное содержание водорода п углеводородов от Ci до Ci включительно, содержащихся в жирных газах и нестабиль­ ных нефтепродуктах. На основании данных углеводородного состава жирного газа и равновесного ему нестабильного нефте­ продукта и выходов этих продуктов на перерабатываемое сырье

3

Этот недостаток впоследствии был устранен в работах Грознен­ ского научно-исследовательского института, проведенных в 1939—1946 гг. иод руководством А. 3. Дорогочннского [4]. Эти работы позволили наиболее полно установить химический состав нефтяных природных газов, отобранных из основных нефтяных и газовых месторождений Грозненского района, а также газов заводских нефтеперерабатывающих установок Грозного. Но в рабо­ тах Дорогочннского отсутствуют данные по выходу газообразных углеводородов, содержащихся в жирном газе и в нестабильном бензине, пересчитанные на исходное сырье крекинга. Этот про­ бел не позволяет определить потенциальное содержание газо­ образных углеводородов н рассчитать углеводородный состав суммарного газа (жирный газ + газ из нестабильного бензина).

В разделе «Газы каталитического крекинга» Дорогочпнский сравнивает фракционные составы жирных газов термического крекинга, термического риформинга и каталитического крекинга и делает вывод о различном углеводородном составе этих газов.

Газообразные углеводороды, образующиеся в результате того или другого процесса переработки нефти и нефтепродуктов, рас­ пределяются в жирном газе и нестабильном бензине в зависимости от температуры и давления в газосепараторе. Чем выше рабочее давление и ниже температура в газосепараторе, тем больше газо­ образных углеводородов растворяется в нестабильном бензине

именьше содержится в жирном газе. Автор правильно учиты­ вает влияние этих факторов, когда отмечает, что более низкое давление в газосепараторах установок каталитического крекинга

инаправленность реакций в сторону большего образования угле­

термического крекинга и риформинга.

Таким образом, анализ пробы жирного газа вне связи с анали­ зом пробы нестабильного бензина, отобранного одновременно при одних и тех же рабочих условиях, не может характеризовать углеводородный состав газов, образующихся при крекинге, и поэтому эти анализы не сопоставимы как между собой, так и с ана­ лизами газов других процессов деструктивной переработки нефти.

Литературные данные позволяют заключить, что к настоя­ щему времени накоплен значительный экспериментальный мате­ риал, характеризующий состав природных и заводских газов двух нефтяных районов нашей страны — Бакинского и Грознен­ ского. Вопрос же об исследовании углеводородных газов нефте­ перерабатывающих заводов восточных районов в настоящее время в литературе освещен недостаточно. Еще меньше данных по изменению углеводородного состава газов каталитического кре­ кинга в зависимости от технологического режима и от природы перерабатываемого сырья. В первой части книги сделана по­ пытка частично восполнить этот пробел.

6

Ч А С Т Ь П Е Р В А Я

ГАЗЫ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

Г л а в а I

ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ РАЗЛИЧНЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ И ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Из данных табл. 1 следует, что растворенные газы, выделяю­ щиеся при прямой перегонке нефтей различных месторождений, характеризуются тем, что они, как и природные нефтяные газы, не содержат в своем составе непредельных углеводородов и содер­ жат значительные количества бензиновых углеводородов. В газах прямой гонки содержание углеводородов Cs составляет 40—55%, а в некоторых нефтях оно достигает 65—67% вес.

Газы, выделяющиеся при прямой перегонке нефтей Грознен­ ского района, кроме того, содержат значительное количество свободного азота (50—65% на газ). А. 3. Дорогочинский [4] объясняет это тем, что, по-видимому, в процессе переработки нефти часть кислорода воздуха (растворенного в нефти или инжек­ тируемого насосами) окисляет углеводородные или сернистые соединения, что подтверждается присутствием в газах углекислоты.

Из-за наличия в газах большого количества свободного азота искажается действительное содержание газообразных углеводо­ родных компонентов. Чтобы получить сравнимые данные истин­ ного количества газообразных углеводородов, выделяющихся при прямой перегонке нефтей различных месторождений, в табл. 1 приведены также сведения по углеводородному составу газов в пересчете на фракцию Ci — С4. Эти данные свидетельствуют о не­ котором различии углеводородного состава газов, полученных при прямой перегонке нефтей различного происхождения.

Так, из нефтей Грозненского района получаются газы с высо­ ким содержанием этана и пропана, сумма которых составляет около 40—45% вес. Газы прямой перегонки нефтей восточных районов, наоборот, характеризуются низким содержанием этана и пропана и высоким (до 70% и выше) содержанием углеводо­ родов С4.

Кроме того, эти газы имеют различные отношения изобутана к к-бутану. Например, в прямогонных газах из грозненских нефтей отношение изобутана к к-бутану сохраняется в пределах 0,4—0,6 и в среднем составляет около 0,5, а для прямогонных

7