2.2.4. Фракционный состав нефтей и нефтепродуктов. Аппарат арн-2. Кривая итк. Построение.
Нефть, как уже было сказано выше, представляет из себя сложную смесь компонентов самого разнообразного химического состава, как следствие, обладающих различными физико-химическими свойствами. Для производства тех или иных продуктов, как конечных, так и промежуточных, используются смеси более однородные. Критерием такой однородности служит температура кипения смеси. Такая смесь, выкипающая в определенных пределах, характеризующихся температурами начала и конца кипения, называется фракцией. В зависимости от этих температур фракция имеет тот или иной химический состав (колеблется в зависимости от нефти) и может использоваться для производства тех или иных нефтепродуктов. Основные варианты использования фракций нефти представлены в табл. 2.3.
Таблица 2.3.
Фракции, образующиеся при первичной разгонке
и пути их дальнейшего использования
Фракция (tнк - tкк) |
Направления использования |
|||
Углеводородный газ |
Пропан, бутан - топливо или сырье ГФУ |
|||
28...62 оС или 28...70 оС |
Легкокипящий компонент товарного бензина, если О.Ч. высоко или для кат. изомеризации - для повышения О.Ч.. |
|||
62 (70)...85 оС |
Бензольная фракция |
Сырье установок кат. риформинга для получения ароматических углеводородов |
||
62 (70)...105 оС |
Бензольно-толуольная фракция |
|||
110...140 оС |
Ксилольная фракция |
|||
62 (70)...140 оС |
Бензольно-толуольно-ксилольная фракция |
|||
85...180 оС |
Сырье установок кат. риформинга с целью получения компонента товарного бензина |
|||
105...180 оС |
||||
140...180 оС |
||||
tнк 110...165 оС, tкк 220...280 оС (иногда 320 оС) |
Керосиновые фракции, получаемые на установках первичной перегонки нефти для производства реактивных топлив |
|||
150...350 оС |
Сырье для производства осветительных керосинов |
|||
Иные бензинокеросиновые фракции - растворители |
||||
180...360 оС |
Дизельные фракции |
Сырье производства летнего ДТ |
||
160...320 (340) оС |
Сырье производства зимнего и арктического ДТ |
|||
200...340оС |
Из высоко- и парафиновых нефтей - сырье установок депарафинизации - получение жидких парафинов |
|||
Нефтепродукты, выкипающие в пределах 28...360оС называют светлыми, их получают в промышленных условиях при давлении 0.12...0.4 Мпа (близком к атмосферному). |
||||
1. Топливный вариант |
||||
> 360оС |
Мазут. Разгонка ведется под вакуумом |
Производство котельных топлив, а также сырье установок кат. и гидрокрекинга. |
||
360...500оС |
Вакуумный газойль |
Сырье вторичных процессов переработки |
||
360...530 (540)оС иногда 360...580оС |
Утяжеленный вакуумный газойль (получается при глубокой вакуумной перегонке) |
|||
> 500оС |
Гудрон |
Производство битума, кокса, котельного топлива |
||
Масляный вариант |
||||
350...400 оС |
Верхний (легкий) дистиллят |
Сырье процессов производства дистиллятных масел |
||
400...450 оС |
Средний дистиллят |
|||
450...500 оС |
Нижний (тяжелый) дистиллят |
|||
350...420 оС |
Верхний (легкий) дистиллят |
|||
420...500 оС |
Нижний (тяжелый) дистиллят |
|||
> 500оС |
Гудрон |
Сырье процессов производства остаточных масел |
||
Для определения фракционного состава нефтепродуктов, выкипающих при температуре выше 20оС в зависимости от требуемой четкости погоноразделения, количества продукта, необходимого для последующего исследования, его термостойкости в лабораториях нашли две группы приборов:
Приборы, работающие без ректификации (колба Кляйзена, аппарат Богданова для разгонки мазутов и полугудронов, аппарат для разгонки нефтепродуктов по ГОСТ 1392-63 и т.д.)
Работающие с ректификацией (аппараты ГрозНИИ, ЦИАТИМ-58, АРН-2, а также аппараты четкой и сверхчеткой ректификации - для выделения индивидуальных углеводородов).
Аппарат АРН-2 (аппарат разгонки нефти 2-ой модификации) может быть использован для следующих целей:
Получение данных для построения кривых истинных температур кипения (ИТК);
установление потенциального содержания фракций;
получение узких фракций с целью изучения группового углеводородного состава.
Основные составные части аппарата - куб с электронагревательной печью и ректификационная колонка с конденсатором-холодильником и приемником для дистиллятов. Ректификационная колонка обладает погоноразделительной способностью, эквивалентной 20 теоретическим тарелкам. Колонка заполнена насадкой в виде спиралек из нихромовой проволоки и снабжена электрообогревом.
Скорость перегонки должна соответствовать отбору 3...4 мл продукта в 1 мин. До 200оС перегонку ведут при атмосферном давлении, после чего давление снижают до 10 мм рт. ст., а после достижения температуры 320оС - до 1...2 мм рт. ст.
Рис. 2.2. |
Атмосферная часть аппарата АРН-2. |
Кривая истинных температур кипения (ИТК). Кривые ИТК дают возможность определить потенциальное содержание фракций в нефти, а кроме того служат для построения линий однократного испарения (ОИ) и линий ИТК фракций. Линии ОИ нужны для определения температуры на входе в ректификационную колонну при данной доле отгона.
Линия ИТК строится в координатах выход фракции, % масс (абсцисса) - температура конца кипения данной фракции (ордината). Для построения кривой ИТК надо иметь данные по разгонке нефти.