Характеристика нефти и ее фракций как сырья для производства мoторныx топлив. Тема 2

Содержание

Слайд 2

Фракционный и углеводородный состав нефти и ее дистиллятных фракций

Нефть — сложная многокомпонентная

Фракционный и углеводородный состав нефти и ее дистиллятных фракций Нефть — сложная
взаиморастворимая смесь газообразных, жидких и твердых углеводородов различного химического строения с числом углеродных атомов до 100 и более с примесью гетерооргнических соединений серы, азота, кислорода и некоторых металлов. По химическому составу нефти различных месторождений весьма разнообразны.
В этой связи речь можно вести лишь о составе, молекулярном строении и свойствах «ср.-статистической» нефти.
Менее всего колеблется элементный состав нефтей:
82–87 % углерода;
12–16,2 % водорода;
0,04–0,35 %, редко до 0,7 % кислорода;
до 0,6 % азота;
до 5 и редко до 10 % серы.
Кроме названных, в нефтях обнаружены в небольших количествах многие элементы, в т. ч. металлы (Са, Mg, Fe, Al, Si, V, Ni, Na и др.).

Слайд 3

Фракционный состав нефтей

Принято разделять нефть и нефтепродукты путем перегонки на отдельные

Фракционный состав нефтей Принято разделять нефть и нефтепродукты путем перегонки на отдельные
фракции, каждая из которых является менее сложной смесью. Нефти различных месторождений значительно различаются по фракционному составу.
Большинство нефтей содержит
10–30 % бензиновых фракций, выкипающих до 200 °С
и 40–65% керосино-газойлевых фракций, перегоняющихся до 350 °С.

Слайд 4

Углеводородный состав нефтей

Углеводородный состав нефтей — является наиболее важным показателем их

Углеводородный состав нефтей Углеводородный состав нефтей — является наиболее важным показателем их
качества, определяющим выбор метода переработки, ассортимент и эксплуатационные свойства получаемых нефтепродуктов.
В исходных (нативных) нефтях содержатся в различных соотношениях все классы (гомологи) углеводородов, кроме алкенов:
алканы,
цикланы,
арены,
гетероатомные соединения.

Слайд 5

Алканы (СnН2n+2)

Алканы (СnН2n+2) — парафиновые углеводороды — составляют значительную часть групповых

Алканы (СnН2n+2) Алканы (СnН2n+2) — парафиновые углеводороды — составляют значительную часть групповых
компонентов нефтей, газовых конденсатов и природных газов. Общее содержание их в нефтях составляет 25–75 % маc. С повышением молекулярной массы фракций нефти содержание в них алканов уменьшается. Попутные нефтяные и природные газы практически полностью, а прямогонные бензины чаще всего на 60–70 % состоят из алканов. В масляных фракциях их содержание снижается до 5–20 % маc. Из алканов в нативных бензинах преобладают 2- и 3-монометилзамещенные.
В газойлевых фракциях (200–350 °С) нефтей содержатся алканы от додекана до эйкозана. Установлено, что среди алканов в них преобладают монометилзамещенные и изопреноидные (с чередованием боковых метильных групп через три углеродных атома в основной углеродной цепи) структуры.

Слайд 6

Циклоалканы (ц. СnН2n)

Циклоалканы (ц. СnН2n) — нафтеновые углеводороды — входят в

Циклоалканы (ц. СnН2n) Циклоалканы (ц. СnН2n) — нафтеновые углеводороды — входят в
состав всех фракций нефтей, кроме газов. В среднем в нефтях различных типов они содержатся от 25 до 80 % мас.
Бензиновые и керосиновые фракции представлены в основном гомологами циклопентана и циклогексана, преимущественно с короткими (C1 — С3) алкилзамещенными цикланами. Высококипящие фракции содержат преимущественно полициклические гомологи цикланов с 2–4 одинаковыми или разными цикланами сочлененного или конденсированного типа строения. Распределение цикланов по фракциям нефти самое разнообразное. Их содержание растет по мере утяжеления фракций и только в наиб. высококипящих масляных фракциях падает.
Можно отметить след. распределение изомеров цикланов:
среди С7 — циклопентанов преобладают 1,2 — и 1,3-диметилзамещенные;
С8 — циклопентаны представлены преимущественно триметилзамещенными;
среди алкилциклогексанов преобладают ди- и триметилзамещенные, не содержащие четвертичного атома углерода.

Слайд 7

Арены (ароматические углеводороды)

Арены (ароматические углеводороды) с эмпирической формулой СnНn+2–2Ка (где Ка —

Арены (ароматические углеводороды) Арены (ароматические углеводороды) с эмпирической формулой СnНn+2–2Ка (где Ка
число ареновых колец) — содержатся в нефтях обычно в меньшем кол-ве (15–50 %), чем алканы и цикланы, и представлены гомологами бензола в бензиновых фракциях.
Распределение их по фракциям различно и зависит от степ. ароматизированности нефти, выражающейся в ее плотности. В легких нефтях содержание аренов с повышением t кипения фракции, как правило, снижается. Нефть ср. плотности цикланового типа характеризуется почти равномерным распределением аренов по фракциям. В тяжелых нефтях содержание их резко возрастает с повышением t кипения фракций.
Установлена след. закономерность распределения изомеров аренов в бензиновых фракциях:
из C8-аренов больше 1,3-диметилзамещенных, чем этилбензолов;
С9-аренов преобладают 1,2,4-триметилзамещенные.

Слайд 8

Оценка потенциальных возможностей нефтяного сырья

Предварительная оценка потенциальных возможностей нефтяного сырья осуществляется по

Оценка потенциальных возможностей нефтяного сырья Предварительная оценка потенциальных возможностей нефтяного сырья осуществляется
комплексу показателей качества исходного нефтяного сырья, его узких фракций, топливных и масляных компонентов, промежуточного сырья для технологических процессов и т. д. представляемых обычно в виде кривых зависимости ИТК, плотности, молекулярной массы, содержания серы, низкотемпературных и вязкостных свойств от фракционного состава нефти, а также в форме таблиц.

Характеристика нефти и ее остатка

Слайд 9

Особенности нефти как сырья процессов перегонки

Нефть и особенно ее высококипящие фракции

Особенности нефти как сырья процессов перегонки Нефть и особенно ее высококипящие фракции
и остатки характеризуются невысокой термической стабильностью. Для большинства нефтей температура термической стабильности соответствует температурной границе деления примерно между дизельным топливом и мазутом по кривой ИТК , т.е. 350-360 °С. В этой связи перегонку нефти проводят в две стадии: атмосферную до мазута с отбором топливных фракций и под вакуумом мазута с отбором газойлевых (масляных) фракций и в остатке гудрона.
Нефть представляет собой многокомпонентное сырье с непрерывным характером распределения фракционного состава и соответственно летучести компонентов. Эта особенность нефтяного сырья обусловливает определенные ограничения как на четкость погоноразделения, особенно относительно высококипящих фракций, так и по отношению к «узости» фракций.
Поэтому в нефтепереработке довольствуются получением следующих топливных и газойлевых фракций, выкипающих в достаточно широком интервале температур:
бензиновые – н.к. – 140 (180) °С;
керосиновые – 140 (180) – 240 °С;
дизельные – 240-350 °С;
вакуумный дистиллят (вакуумный газойль) – 350 – 400, 400 - 450 и 450 – 500 °С;
тяжелый остаток (гудрон) - > 490 (>500) °С.
Высококипящие и остаточные фракции нефти содержат значительное количество гетероорганических смолисто-асфальтеновых соединений и металлов, попадание которых при перегонке в дистилляты резко ухудшает их эксплуатационные характеристики и значительно усложняет последующую их переработку, особенно каталитическую.

Слайд 10

Классификация нефтей

На начальном этапе развития нефтяной промышленности основным показателем качества нефти

Классификация нефтей На начальном этапе развития нефтяной промышленности основным показателем качества нефти
была плотность.
Нефти делили на
легкие (<0,828),
утяжеленные (=0,828-0,884)
тяжелые (>0,884).
Химическая классификация
За основу этой классификации принято преимущественное содержание в нефти одного или нескольких классов углеводородов.
Различают шесть типов нефтей:
парафиновые,
парафино-нафтеновые,
нафтеновые,
парафино-нафтено-ароматические,
нафтено-ароматические,
ароматические.

Слайд 11

Классификация и требования к качеству подготовленных на промыслах нефтей по ГОСТ Р

Классификация и требования к качеству подготовленных на промыслах нефтей по ГОСТ Р 51858 – 2002
51858 – 2002

Слайд 12

Классификация нефти

Кроме того, тип нефти, поставляемой на экспорт, определяется помимо плотности при

Классификация нефти Кроме того, тип нефти, поставляемой на экспорт, определяется помимо плотности
15 °С дополнительно по следующим показателям: