2.3.4. Техническая характеристика нефтей

Как и в случае углей, показатели, по которым характеризуются технологические свойства нефтей, весьма разнообразны. Основные показатели качестваљ- это фракционный и химический состав, плотность, вязкость, молекулярная масса, температура вспышки, самовоспламенения и застывания. Конкретный набор определяемых показателей зависит от ожидаемого направления переработки нефти. Существуют стандартные методы установления величин таких показателей, а также полуэмпирические зависимости, позволяющие их рассчитать. Часть технических характеристик нефтей используется для построения их классификации. В частности, в основу российской классификации положены следующие показатели качества: содержание серы, выход светлых фракций (выкипающих до 350љњ С), содержание базовых масел, индекс вязкости базовых масел, суммарное содержание парафина.

Содержание серы

Общее содержание серы в нефти определяется путем сжигания навески образца в кварцевой трубке, улавливания сернистого газа (SO₂) и окисления его до SO₃. Метод Эшка применяется только при анализе твердых нефтепродуктов и нефтяных коксов.

Выход фракций, выкипающих до 350љњ С

Светлые фракции, отгоняющиеся из нефти при атмосферном давлении, характеризуют ее свойства как источника моторного топлива. Выход фракций определяется в виде массовой доли дистиллятов ректификации нефти, отгоняющихся в интервале температур от начала кипения до 350љњ С. Характеристики, определяющие фракционный состав нефтей, часто оценивают по кривой истинной температуры кипения (ИТК) нефти, связывающей выход отгоняемых фракций с температурой кипения. Для оценки выхода тяжелых фракций кривая ИТК дополняется зависимостью вязкости нефтепродуктов от содержания фракций (рис.љ2.17).

Ордината точки на кривой ИТКљ- температура, при которой отгоняется массовая доля исходной нефти, выраженная ее абсциссой. Например, из нефти, которой отвечает приведенная кривая ИТК, при t=350љњ С отгоняется 44љмас.% светлых фракций. Если нас интересует, каков возможный отбор определенной фракции, то надо задаться интервалом температур ее выкипания и найти соответствующий интервал выходов. Например, как видно из рис.љ2.17, для газойлевого дистиллята температура начала кипения 250љњС, а выход суммы более легких фракций 26љмас.%. Тогда отбор газойля при температуре конца кипения 350љњС составит 44-26=18љмас.%.

Потенциальное содержание и индекс вязкости базовых масел

Потенциальное содержание базовых масел определяется с помощью кривой ИТК. В данном случае основным показателем является вязкость отбираемых фракций. Например, если необходим отбор первой масляной фракции с максимальной вязкостью при 50љњС 12,5љмм²/с, обращаются к кривой ₅₀. Точке 12,5љмм²/с для кривой вязкости, приведенной на рис.љ2.17, отвечает выход 52љмас.љ% отгона. Считая выход всех предыдущих фракций (до первой масляной), который включает и газойлевую, равным 44љмас.%, получим выход первой масляной фракции, составляющий 52-44=8љмас.%. Потенциальное содержание масляных фракций существенно превышает реальный отбор как вследствие нечеткости ректификации, так и за счет термических превращений, связанных с деструкцией и конденсацией молекул компонентов нефти. В результате этих реакций фактически меняется фракционный состав. Кроме общего выхода базовых масел важной характеристикой нефтей и нефтепродуктов, служащих сырьем для получения смазочных масел, важной характеристикой нефтей и нефтепродуктов, служащих сырьем для получения смазочных масел, является индекс вязкости базовых масел. Известно, что вязкость жидкости меняется с температурой. Чем менее выражена эта зависимость, тем выше качество смазочного масла. Безразмерный индекс вязкости характеризует изменение вязкости жидкости при нагревании ее при стандартных температурах (как правило, при 50 и 100љњ С).

Суммарное содержание парафина

Суммарное содержание твердого парафина в нефти определяют путем его осаждения или экстракции селективными растворителями. Твердый парафинљ-љценное сырье для химической промышленности, но нефти, содержащие его большие количества, легко застывают при низкой температуре. Это ухудшает условиях их транспортировки. Кроме того, высокопарафинистые нефти дают топливные фракции худшего качества.