- •Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет
- •Оглавление
- •Введение
- •Теоретические основы процесса обезвоживания и обессоливания нефти
- •Теоретические аспекты процессов перегонки и ректификации нефти
- •Влияние технологических параметров на процесс перегонки нефти
- •Химическая природа и групповой углеводородный состав нефтей и нефтяных газов
- •Фракционный и химический состав нефти
- •Основные физические свойства нефти и нефтепродуктов
- •Классификация и товарные характеристики нефтей и нефтепродуктов
- •Подготовка нефти к переработке
- •Нефтяные эмульсии. Условия образования эмульсий
- •Свойства и способы разрушения нефтяных эмульсий
- •Первичная переработка нефти
- •Процессы первичной и вторичной переработки нефти
- •Вторичная перегонка нефтяных фракций
- •Продукты первичной перегонки
- •1, 12, 14, 23, 24, 29, 30, 32-35 – Насосы; 17 – холодильник; 2-5, 7, 25 – теплообменники;
- •9, 10, 18, 19, 27 – Конденсаторы холодильники; 15, 31 – трубчатые печи;
- •VIII – фракция 180-2300с; IX – фракция 230-3500с; X – фракция выше 3500с;
- •Вторичная перегонка нефтяных фракций
- •Вторичная перегонка бензина
- •Вторичная перегонка масляных франкций
- •Общая характеристика термических процессов Термические процессы переработки нефти
- •Термические превращения углеводородов
- •Термические процессы
- •Пиролиз, газоразделение, получение низших олефинов
- •Компримирование пирогаза
- •1, 8, 14, 19, – Колонны; 2, 4 – холодильники; 3, 5, 11, 17, 22 – насосы; 7 – теплообменнник;
- •6, 12, 18, 23 – Кипятильник; 9, 15, 20 – конденсаторы-холодильники; 10, 16, 21 – емкости.
- •Переработка жидких продуктов пиролиза
- •Термокаталитические процессы переработки
- •Катализ и свойства катализаторов
- •Сырьё, параметры и продукты каталитического крекинга
- •Каталитический риформинг
- •Гидрогенизационные процессы
- •5, 6, 11, 28 – Сепараторы; 7, 13, 25 – теплообменник; 8, 18, 19, 26 – колонны;
- •9, 12, 20, 21, 29 – Насосы; 14 – компрессор; 16, 17, 22 – емкости; 30 – кипятильник.
- •Производство водорода
- •Производство твердых парафинов
- •Газы, конденсаты
- •Пределы взрываемости (воспламеняемости)
- •Переработка природных и попутных газов
- •Газофракционирующие установки
- •VIII – конденсат водяного пара; IX – водородсодержащий газ на сероочистку разделение газов ректификацией
- •Переработка нефтяных газов
- •Разделение газов
- •VIII – теплоноситель (пар); IX – конденсат водяного пара
- •Вопросы для самоконтроля Нефть и её свойства
- •Подготовка нефти к переработке
- •Первичная переработка нефтяного сырья
- •Понятие о вторичных процессах переработки нефтяного сырья
- •Термический крекинг
- •Процессы коксования
- •Пиролиз
- •Общие представления о катализе и катализаторах
- •Каталитический крекинг
- •Каталитический риформинг
- •Катализаторы и механизм гидрогенизационных процессов
- •Характеристика газообразных углеводородов, очистка и осушка газов
- •Разделение газов
- •Процессы алкилирования разветвленных алканов алкенами
- •Полимеризация (олигомеризация) алкенов
- •Изомеризация лёгких алканов
- •Процессы депарафинизации
- •Очистка светлых дистиллятов
- •Основы технологии производства нефтяных масел
- •Адсорбционная очистка масел
- •Сернокислотная и щелочная очистка масел
- •Гидроочистка и гидрокрекинг в производстве масел
- •Бензины
- •Керосины
- •Дизельные топлива
- •Нефтяные масла
- •Нефтяные смазки
- •Основные и дополнительные единицы си
- •Приложение а2
- •Некоторые производные единицы си, наименование которых образованы из наименования основных и дополнительных единиц
- •Приложение а3
- •Некоторые основные единицы си
- •Приложение в
- •Соотношения между единицами тепловых величин
- •Приложение с Алфавиты
- •Латинский и греческий алфавиты
- •Приложение д1 Определение баррелей в тонне
- •Приложение д2
- •Количество баррелей в тонне нефти (типы нефти по гост р51858-2002)
- •Библиографический список
- •Указатель терминов
- •Надежда Семёновна Вишневская
- •Технология переработки углеводородного сырья
- •169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
- •169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.
Фракционный и химический состав нефти
Фракционный состав. Для индивидуальных веществ температура кипения при данном давлении является физической константой.
Для нефти, ввиду её сложного углеводородного состава, говорить о температуре кипения нельзя. В лабораторных условиях при постепенно повышающейся температуре отдельные компоненты нефти отгоняются в процессе возрастания их температур кипения.
Таким образом, нефть и её продукты характеризуются не температурами кипения, а температурными пределами начала и конца кипения и выходом отдельных фракций, перегоняющихся в определенных температурных интервалах. По результатам перегонки судят о фракционном составе нефти.
При исследовании новых нефтей фракционный состав определяют на стандартных перегонных аппаратах, снабженных ректификационными колонками.
Это позволяет обеспечить определённую четкость разделения и построить по результатам фракционирования кривую истинных температур кипения (ИТК) в координатах, температура – содержание фракций в (%). Отбор фракций до 200оС проводится при атмосферном давлении, а остальных, во избежание термического разложения, – под различным вакуумом. По принятой методике: от начала кипения до 300оС отбирают 10-градусные, а затем 50-градусные фракции и так до фракций с концом кипения 475-550оС.
Разделение нефтей и нефтепродуктов путем перегонки происходит на каждом нефтеперерабатывающем заводе.
Перегонка может протекать по одному из нижеперечисленных механизмов: однократное или равновесное испарение, постепенное испарение без ректификации, постепенное испарение с ректификацией.
Каждый из этих способов перегонки может осуществляться:
а) при атмосферном давлении;
б) под вакуумом;
в) при повышенном давлении (выше атмосферного);
г) в присутствии водяного пара или инертного газа.
Однократное или равновесное испарение – это такой способ перегонки, при котором перегоняемая смесь нагревается до определенной конечной температуры. После достижения которой, образовавшиеся и находящиеся в состоянии равновесия, и имеющие одинаковую температуру, паровая и жидкая фазы разделяются в один прием. Температуры однократного испарения, нанесенные против соответствующих процентов отгона, дают кривую ОИ (однократного испарения). Процент отгона определяется, как отношение объема или веса полученного в приемнике дистиллята, к объему или весу начальной загрузки. Время, требуемое для достижения равновесия, зависит от состава сырья и находится в пределах от 30-40 мин – до 2 часов и более.
В условиях промышленной перегонки нефти для разделения её на различные фракции применяют однократное испарение с дальнейшей ректификацией. При этом отбирают, следующие фракции или дистилляты:
бензин – фракция н. к. - 180оС;
керосин – фракция 180 - 240оС;
дизельное топливо – фракция 240 - 350оС.
Из этих дистиллятов вырабатывают светлые нефтепродукты: авиационные и автомобильные бензины, бензины-растворители, авиационные и осветительные керосины, различные сорта дизельного топлива.
Остаток после отбора светлых дистиллятов называется мазутом. Мазут разгоняют под вакуумом на фракции: 350-420оС – лёгкие дистиллятные масла; 420-500оС – тяжелые дистиллятные масла, или отгоняют фракцию 350-480оС – вакуумный газойль.
Остаток после разгонки мазута (выше 500оС), в зависимости от вязкости, называется гудроном или полугудроном. Гудрон является сырьём для получения высоковязких смазочных масел и битумов. Нефти различных месторождений отличаются по своему фракционному составу, и, следовательно, по потенциальному содержанию бензиновых, керосиновых, дизельных и масляных дистиллятов. Фракционный состав той или иной нефти определяет пути её промышленной переработки.
Лёгкие нефти, содержащие небольшие количества масляных фракций, встречаются очень редко. В среднем для большинства нефтей 15-30% фракций выкипает до 200оС и 40-50% фракций перегоняется до 300-350оС.
Ярегская нефть начинает кипеть при температуре около 200оС, а до 300оС выкипает только 20% этой нефти. В низкомолекулярной части нефти, к которой условно можно отнести вещества с молекулярной массой не более 250-300 и перегоняющихся до 300оС, присутствуют наиболее простые по строению углеводороды. Они принадлежат к гомологическим рядам:
Алканы (парафины) СпН2п+2.
Алканы, циклоалканы (нафтены), моноциклические полиметиленовые углеводороды, СпН2п.
Бициклоалканы, бициклические полиметиленовые углеводороды (пяти и шестичленные, и смешанные) СпН2п-2.
Трициклоалканы, трициклические полиметиленовые углеводороды (пятичленные, шестичленные и смешанные) СпН2п-4.
Моноциклические арены (ароматические углеводороды), углеводороды ряда бензола, СпН2п-6.
Бициклические смешанные циклоалканы – арены (нафтено-ароматические углеводороды) СпН2п-8.
Бициклические арены СпН2п-12.
В бензиновой фракции присутствуют три класса углеводородов: алканы, циклоалканы и арены ряда бензола.
В керосиновой и газойлевой фракциях значительную долю составляют би - и трициклические углеводороды, помимо которой в углеводородной в низкомолекулярной частях, присутствуют кислородсодержащие соединения – нефтяные кислоты, фенолы и др.; серосодержащие – меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены; иногда и азотсодержащие – пиридиновые основания и амины. Но основная масса кислорода, серы и азота концентрируется в высокомолекулярной части нефти.
Состав высокомолекулярной части изучен недостаточно. К ним относят условно вещества, перегоняющиеся при температуре выше 350оС. Здесь речь идет о мазуте, масляных фракциях и гудроне. В среднем молекулярная масса компонентов этой части нефти колеблется от 300 до 1000. Это вещества исключительно разнообразного состава и строения. Можно перечислить типы соединений этой смеси:
Высокомолекулярные алканы СпН2п+2.
Моно- и полициклические циклоалканы с длинными или короткими боковыми алкановыми цепями от СпН2п до СпН2п-10.
Моно- и полициклические арены с боковыми алкановыми цепями от СпН2п-6 до СпН2п-36.
Смешанные (гибридные) полициклические циклоалканоарены с боковыми алкановыми цепями от СпН2п-8 до СпН2п-22.
Разнообразные органические соединения полициклического гибридного строения, молекулы которых состоят из чисто углеродных колец, циклов, содержащих серу, азот, кислород, а также длинных или коротких алкановых цепей.
Смолисто-асфальтеновые вещества – смолы и асфальтены, характеризую-щиеся полициклическим строением, с присутствием кислорода, а также азота и металлов; содержание смол в некоторых нефтях составляет до 30-40%.
Нефти различных месторождений различаются по своим физико-химичес-ким свойствам, присутствием тех или других углеводородных соединений, наличием высоковязких смолисто-асфальтеновых и парафиновых компонентов.
Характер и способы переработки нефти определяются как потребностью региона, где она добывается, так и потенциальным содержанием в ней легких и масляных дистиллятов. Существуют различные классификации нефти, в технологической системе основным показателем является наличие сероводорода.