1. Теоретическая часть.

Фракционный состав – важнейшая характеристика нефти, так как дает представление о содержании в ней светлых нефтепродуктов и масляных фракций.

Приближенное понятие о фракционном составе нефтей и нефтепродуктов дает разгонка согласно ГОСТ 2177-99 [1]. Однако для большинства практических целей требуется более глубокое изучение фракционного состава, которое осуществляется по ГОСТ 11011-85 [2] на аппарате АРН-2.

Перегонка нефтей по этому методу производится для следующих целей:

- получения показателей для построения кривых перегонки (ИТК) нефти и отдельных ее фракций;

- установления потенциального содержания в нефти нефтепродуктов и их компонентов;

- получения фракций нефти для исследования их группового углеводородного состава.

Нефть перегоняют при атмосферном давлении и в вакууме. Перегонка в вакууме применяется, когда необходимо понизить температуру кипения компонентов или температуру всей системы, чтобы избежать термического разложения темных фракций (t_кип > 350 °С).

Фракцию, выкипающую при температуре до 200 °С, отгоняют при атмосферном давлении, фракцию с температурным промежутком выкипания от 200 до 320 °С – при остаточном давлении 1333 Па (10 мм рт.ст.), и фракция, выкипающая при температуре свыше 350 °С – при давлении 133,3-266,6 Па (1-2 мм рт. ст.).

Температуры кипения в вакууме пересчитывают на температуры кипения при атмосферном давлении по номограммам в стандарте ГОСТ 11011-85 [2] или по методике [3].

Фракционным составом обычно называют зависимость количества выкипающего продукта от повышения температуры кипения. Такая зависимость имеет место для любых смесей разнокипящих веществ. Для индивидуальных веществ с определенной температурой кипения такой зависимости нет, так как вещество начинает кипеть и полностью выкипает при одной и той температуре, называемой температурой кипения.

В основе всех методов определения фракционного состава нефти лежит дистилляция – тепловой процесс разделения сложной смеси углеводородов нефти на отдельные фракции с различными температурными интервалами кипения путем испарения нефти с последующей дробной конденсацией образовавшихся паров.

В зависимости от числа степеней конденсации паров различают три варианта дистилляции нефти:

- простая дистилляция, когда из образовавшихся при испарении нефти пары полностью конденсируются;

- дистилляция с дефлегмацией, когда из образовавшихся при испарении паров нефти конденсируют часть высококипящих фракций, возвращая их в виде жидкой флегмы в кипящую нефть, а оставшиеся пары, обогащенные низкокипящими компонентами, полностью конденсируют;

- ректификация – дистилляция с многократно повторяющейся дефлегмацией паров и одновременным испарением низкокипящих компонентов из образующейся флегмы, чем достигают максимальной концентрации низкокипящих фракций в парах до их полной конденсации.

Эти три варианта дистилляции нефти положены в основу большинства лабораторных методов определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов, причем первый из них позволяет получить наименьшую степень четкости выделения фракции из кипящей нефти, а последний – наибольшую.