- •И. В. Мозговой, г. М. Давидан, л.Н. Олейник
- •Предисловие
- •Тема 1.
- •1.1. Краткая история нефтепереработки
- •1.2. Происхождение нефти
- •1.3. Мировые запасы нефти
- •1.4. Добыча нефти
- •1.5. Добыча природных газов
- •Контрольные вопросы
- •2.2. Химический состав нефти
- •2.3. Классификация нефтей
- •Контрольные вопросы
- •Тема 3.
- •3.1. Фракционный состав нефтей
- •3.2. Плотность
- •3.3. Молекулярная масса
- •3.4. Вязкость
- •3.5. Низкотемпературные свойства нефти и нефтепродуктов
- •3.6. Пожароопасные и взрывоопасные свойства нефтепродуктов
- •3.7. Оптические свойства нефти и нефтепродуктов
- •3.8. Электрические свойства нефтепродуктов
- •3.9. Тепловые свойства нефтепродуктов
- •Контрольные вопросы
- •Тема 4.
- •4.1. Газообразные алканы
- •4.2. Жидкие алканы
- •4.3. Твердые алканы
- •4.4. Физические свойства алканов
- •4.5. Химические свойства алканов
- •Контрольные вопросы
- •Тема 5.
- •5.1. Физические свойства циклоалканов
- •5.2. Химические свойства циклоалканов
- •5.3. Получение циклоалканов
- •5.3.2. Получение циклогептана
- •5.3.4. Получение циклододекана
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6.
- •6.1. Типы аренов и концентрация их в нефтях и их фракциях
- •6.2. Физические свойства аренов
- •6.3. Химические свойства
- •6.3.3. Окисление
- •6.4. Применение аренов в нефтехимии
- •Контрольные вопросы
- •Тема 7.
- •7.1. Сернистые соединения
- •7.2. Азотистые соединения
- •7.3. Кислородсодержащие соединения
- •7.4. Асфальто-смолистые вещества
- •7.5. Микроэлементы
- •Контрольные вопросы
- •Тема 8.
- •8.1. Введение в теорию
- •8.2. Кинетика и механизм термических процессов
- •8.3. Термические превращения углеводородов в газовой фазе
- •8.4. Пиролиз (высокотемпературный крекинг)
- •8.5. Коксование
- •8.6. Промышленные термические процессы
- •Контрольные вопросы
- •Тема 9.
- •9.1. Основные понятия о катализе и катализаторах
- •9.2. Реакции карбкатионов
- •9.3. Каталитический крекинг
- •9.4. Катализаторы каталитического крекинга
- •9.5. Макрокинетика процесса
- •9.6. Промышленный каталитический крекинг
- •Контрольные вопросы
- •Тема 10.
- •10.1. Химизм процесса
- •10.2. Катализаторы процесса
- •10.3. Промышленная реализация процесса
- •Контрольные вопросы
- •Тема 11.
- •11.1. Алкилирование изоалканов алкенами
- •2,2,3-Триметилпентан
- •11.2. Изомеризация алканов с4 – с5
- •11.3. Полимеризация алкенов
- •11.4. Применение сжиженных газов и кислородсодержащих органических веществ в получении карбюраторных топлив
- •Контрольные вопросы
- •Тема 12.
- •12.1. Гидроочистка
- •12.1.3. Реакции кислородных соединений
- •12.2. Гидрокрекинг
- •Контрольные вопросы
- •Тема 13.
- •13.1. Нефтяные топлива
- •13.2. Нефтяные масла
- •13.3. Присадки к маслам
- •13.3. Пластичные смазки
- •13.5. Консервационно-смазочные материалы
- •13.6. Смазочно-охлаждающие технологические жидкости
- •13.7. Нефтяные растворители, ареновые углеводороды, керосины осветительные
- •13.8. Масла белые, вакуумные, технологические, теплоносители
- •13.9. Разные продукты
- •Контрольные вопросы
- •Тема 14.
- •14.1. Автомобильный бензин
- •14.2. Дизельное топливо
- •14.3. Авиационное топливо
- •Контрольные вопросы
- •Тема 15.
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Содержание
2.3. Классификация нефтей
2.3.1. Классификация по структурно-групповому составу. Одной из общепринятых классификаций, отражающих структурно-групповой состав нефти, является классификация, предложенная Грозненским научно-исследовательским институтом нефти (ГрозНИИ). В ее основу положено преимущественное содержание в нефти одного или нескольких классов углеводородов. Поскольку из всего многообразия различных классов углеводородов, известных в химии, в нефти практически присутствуют лишь ее насыщенные представители – алканы (парафины), циклоалканы (нафтены) и арены (ароматические), – то представленные в этой классификации типы нефтей имеют названия, образованные различными сочетаниями названий перечисленных углеводородов.
Парафиновые нефти. Они содержат значительные количества алканов во всех фракциях нефти. При этом их доля в бензиновых фракциях составляет не менее 50 %, а в масляных – не менее 20 %. Типичные представители – нефти полуострова Мангышлак в Казахстане (Узеньское и Жетыбайское месторождения).
Парафино-нафтеновые нефти. Такие нефти наряду с алканами включают значительное количество циклоалканов. Содержание аренов в них невелико. Следует отметить, что парафино-нафтеновые, так и парафиновые нефти, содержат смолы и асфальтены в небольших количествах. Второй тип нефтей представляет основные месторождения России – Западную Сибирь (Самотлорское, Советское, Шаимское, Усть-Балыкское и др.) и междуречье Волги и Урала (Ромашкинское, Туймазинское, Ставропольское, Арланское) и др.
Нафтеновые нефти. Для них характерно содержание циклоалканов во всех фракциях нефти до 60 % и более. Остальные углеводороды, а также смолы и асфальтены находятся в них в небольших количествах. Эти нефти содержат месторождения районов Баку (Балаханское и Сураханское), реки Эмбы (Доссорское и Маскатское) и Майкопа.
Парафино-нафтено-ароматические нефти. Такие нефти содержат перечисленные нефти в соизмеримых количествах. Доля твердых парафинов в них составляет до 1,5 %, смол и асфальтенов до 10 %.
Нафтено-ароматические нефти состоят в основном из циклоалканов и аренов, причем в более тяжелых фракциях концентрация последних выше. Алканы в таких нефтях присутствуют в незначительных количествах и практически только в легких фракциях. Доля твердых парафинов здесь не превышает 0,3 %. Доля смол и асфальтенов в этих нефтях достигает 15 – 20 %.
Ароматические нефти содержат много аренов во всех фракциях. Эти нефти имеют самую большую плотность. К ароматическим нефтям относятся Прорвинская в Казахстане и Бугурусланская в Поволжье.
2.3.2. Классификация по плотности представляет собой первую попытку как-то различать нефти разных месторождений. Согласно этой классификации, выделяют следующие нефти:
легкие – с плотностью 15 15 < 828 кг/м3 (Яринское месторождение);
утяжеленные – с плотностью 828 < < 884кг/м3 (Ромашкинское, Самотлорское, Арланское и другие месторождения);
тяжелые – с плотностью 15 15 > 884 кг/м3 (Ярегское месторождение).
Другие авторы делят все нефти по плотности на пять типов:
0 – очень легкие, с плотностью420 800 кг/м3;
1 – легкие, с плотностью 800 <420 < 840 кг/м3;
2 – нефти со средней плотностью 840 <420 < 880 кг/м3;
3 – тяжелые, с плотностью 880 <420 < 920 кг/м3;
4 – очень тяжелые, с плотностью 420 > 920 кг/м3.
В легких нефтях, как правило, больше бензиновых фракций, мало смол, асфальтенов и серы. Из них получают высококачественные смазочные масла. Тяжелые же нефти содержат большое количество смол и асфальтенов и являются отличным сырьем для производства битумов.
2.3.3. Классификация по содержанию серы. Такая классификация разделяет все нефти на четыре вида:
0 – малосернистые нефти (с содержанием серы < 0,5 %);
1 – нефти средней сернистости (0,5 < S < 1%);
2 – сернистые нефти (1< S < 3 %);
3 – высокосернистые нефти (S > 3 %).
В мире известны месторождения нефти с содержанием серы 9,6 и даже 14 % масс. Такие нефти состоят почти исключительно из сернистых соединений.
2.3.4. Технологическая классификация. В настоящее время во всем мире, в т.ч. и России принята универсальная классификация, которую называют технологической. По ней все нефти делят на классы (по содержанию серы в самой нефти и в получаемых из нее при разгонке бензине, реактивном и дизельном топливе). Второе деление осуществляется по типам (характеризует выход светлых фракций из нефти, выкипающих до 350 оС). Отнесение нефти к той или иной группе производится по потенциальному содержанию в ней базовых масел, подгруппе – по индексу вязкости этих базовых масел. Наконец, рубрика вид определяет содержание твердых парафинов в нефти. В обобщенном виде данная классификация приведена в табл. 2.1
Анализируя данные табл. 2.1, можно сделать ряд выводов.
Малосернистая нефть содержит не более 0,5 % серы при ограничении ее количества в бензиновой и реактивно-топливной фракции 0,1 %, а в дизельной – 0,2 %. Это нефть 1-го класса. Если доля серы превышает указанные ограничения хотя бы в одном виде дистиллятного топлива, нефть не может считаться малосернистой.
Сернистая нефть содержит 0,5 – 2 % серы, при ограничении ее количества в бензине не более 0,1 %, РТ – 0,25 %, ДТ –1 %. Если превышен хотя бы один показатель, нефть следует отнести к высокосернистой.
Высокосернистая нефть содержит более 2 % серы при ее концентрации в бензине более 0,1 %, РТ – более 0,25 %, в ДТ – более 1 %. Если все
Таблица 2.2
дистиллятные фракции нефти содержат серы меньше, то ее относят к сернистой.
Данная классификация учитывает соотношение фракций в нефтях. По выходу светлых фракций нефти делятся на три типа, а по суммарному содержанию дистиллятных базовых масел – на четыре группы, в зависимости от значения индекса вязкости этих масел – на четыре подгруппы.
При доле твердых парафинов в нефтях < 1,5 % из этой нефти без депарафинизации можно получить РТ, зимнее ДТ с пределами кипения 200–350 оС и температурой застывания < –45 оC, а также индустриальные базовые масла. Такую нефть называют малопарафинистой. Если в нефти имеется 1,5–6 % твердых парафинов и из нее без депарафинизации получают РТ и летнее ДТ с пределами кипения 240–350 оС и температуре застывания ниже –10 оС, то эту нефть называют парафинистой. Остальная нефть является высокопарафинистой.