Фракционный состав нефти - Углеводороды бензиновой фракции прямой перегонки нефти различных месторождений
Фракционный состав нефти и нефтепродукта определяют путем перегонки и ректификации.
Перегонка (дистилляция) - это физический метод разделения, основанный на испарении жидкости и конденсации паров, обогащенных легколетучим компонентом. Термин "дистилляция" означает "разделение по каплям" или "стекание по каплям". История перегонки насчитывает около 3500 лет. В древности с помощью перегонки получали розовое и другие эфирные масла, дистиллированную (пресную) воду из морской, использовали перегонку для приготовления микстур и напитков. Современная нефтепереработка берет свое начало также с перегонного куба, целевым назначением которого было получение осветительного керосина. Кубовая батарея и трубчатая установка для перегонки нефти были изобретены в России во второй половине XIX века. В этих разработках выдающаяся роль принадлежит инженеру В. С. Шухову.
Перегонку можно проводить периодически и непрерывно. При периодической перегонке содержимое перегонного аппарата частично или полностью отгоняется. В этом процессе происходит непрерывное изменение состава паровой и жидкой фаз, а также температуры отбора паров. При непрерывной перегонке продукт непрерывно вводят в перегонный аппарат. При этом обычно разделение паровой и жидкой фаз происходит однократно, поэтому такой процесс называется однократной перегонкой или однократным испарением. В этом процессе образующаяся паровая фаза остается в равновесии в смеси с жидкой до установления конечной (заданной) температуры. Фазы разделяются после установления этой температуры.
Перегонкой можно разделить до определенной степени смесь компонентов, температуры кипения которых отличаются более чем на 50 °С.
Ректификация -- физический метод разделения, основанный на многократном противоточном контакте жидкой и паровой фаз. При этом паровая фаза обогащается низкокипящим компонентом, а жидкая -- высококипящим. Ректификация, как и перегонка, может осуществляться периодически и непрерывно.
Ректификацией можно разделять смесь компонентов, различающихся по температуре кипения всего на 0,5°С.
Согласно Единой унифицированной программе исследования нефтей фракционирование нефти проводят по ГОСТ 11011--85 и по методу ГрозНИИ.
Определение фракционного состава в аппарате АРН-2 (ГОСТ 11011--85)
Сущность метода заключается в периодической ректификации нефти (нефтепродукта) при атмосферном давлении и под вакуумом. Метод позволяет определять фракционный состав нефти (нефтепродукта) по истинным температурам кипения (ИТК), устанавливать потенциальное содержание отдельных фракций и получать фракции нефти (нефтепродукта) для исследования их состава и свойств.
Основным узлом аппарата АРН-2 для ректификации нефти является стальная насадочная ректификационная колонна диаметром 50 и высотой 1016 мм. В качестве насадки используют спирали из нихромовой проволоки. Погоноразделяющая способность колонны соответствует 20 теоретическим тарелкам. Аппарат АРН-2 имеет два перегонных куба на загрузку 1,9 и 3,0 л.
Атмосферная перегонка. Перед началом перегонки все краны аппарата АРН-2 смазывают вакуумной смазкой. Краны мани - фольда ставят в следующие положения: кран А -- 1, 2, 4; крап Б -- 5, 7; кран В открывают, кран Г закрывают, кран Ж и кран-зажим 3 открывают. В холодильник 5 подают проточную воду, температура которой не должна быть выше 25 °С. В рубашки приемников 3 загружают лед.
При опущенной электропечи 23 отвинчивают куб 22 от ректификационной колонны 9. Затем нефть (нефтепродукт) с содержанием воды не более 0,5 % в количестве 1,9 или 3,0 л наливают в предварительно взвешенный куб и взвешивают. Куб соединяют с ректификационной колонной. Трубку 16 соединяют с дифференциальным манометром 13. В карман для термопары вставляют термопару 21. Для уменьшения потерь тепла место соединения куба с колонной и колонны с конденсатором закрывают стеклянной или асбестовой тканью.
Кран Д до начала перегонки закрыт. Аппарат включают в электросеть, автоматически поднимают электропечь. Включают потенциометр и нагрев дна печи и колонки. Нагрев стенки печи, используемый только при перегонке высокосмолистых нефтей, включают только в начальный момент перегонки для более равномерного нагрева продукта. Через 30--40 мин нагрев слепки печи выключают.
Нагрев нефти регулируют так, чтобы ее разгонка началась через 1,5--2 ч. Кран закрыт до тех пор, пока не установится равновесие в колонне. Признаком равновесия является прекращение колебания давления, определяемого по дифференциальному манометру, и стабилизация температуры паров. После этого кран Д открывают и начинают отбор фракций.
Перегонку нефти проводят со скоростью 3--4 мл/мин при загрузке 3 л и 2--2,5 мл/мин -- при загрузке 1,9 л. Скорость перегонки регулируют краном и электрообогревом печи и колонки при постоянном перепаде давления в дифференциальном манометре. При нормальном режиме работы аппарата АРН-2 разность температуры паров в колонке и жидкости в кубе во время отбора бензиновых фракций должна быть выше 100 °С.
Отбор фракций при атмосферном давлении проводят до температуры 200 °С (в случае высокосернистых и высокосмолпстых нефтей и природных битумов -- до 180 °С). Фракции собирают в колбы и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г.
При температуре паров 180--200 °С атмосферную перегонку прекращают: выключают нагрев печи и колонны, опускают печь, выключают потенциометр. Прекращают подачу воды в холодильник. Аппарат отключают от электросети.
Вакуумная перегонка. Вакуумную перегонку можно начинать при температуре охлажденного куба не выше 180--200°С. Фракции, выкипающие при температуре до 320°С, отбирают при остаточном давлении 0,0013--0,0016 МПа (10--12 мм рт. ст.), а фракции, выкипающие выше 320 °С, -- при остаточном давлении 0,00013--0,00026 МПа (1--2 мм рт. ст.), которое определяют по ртутному вакуумметру. Пересчет температур кипения в вакууме на температуры кипення при атмосферном давлении (0,1 МПа, 760 мм рт. ст.) проводят по номограмме.
При отборе фракций, выкипающих до 320 °С, в холодильник подают воду, в рубашки приемников наливают холодную воду. Перед началом перегонки краны манифольда ставят в следующие положения: кран А -- 1,3, 4 кран Б-- 5, 6; кран Г закрывают; кран В открывают; кран Ж и кран-зажим 3 полностью открывают. Аппарат включают в электросеть, поднимают печь. Включают потенциометр и нагрев дна печи и колонки. Включают вакуумный насос. Постепенным завинчиванием крана-зажима 3 остаточное давление доводят до 0,0013 МПа (10 мм рт. ст.). Нагрев регулируют так, чтобы перегонка началась через 2,0--2,5 ч. Кран Д не открывают до тех пор, пока не установится равновесие в колонне.
При нормальном режиме работы аппарата АРН-2 разность температур жидкости в кубе и паров в головке конденсатора должна быть для керосиновых фракций 80--100 °С для дизельных и масляных фракций 40--80 °С. Показания дифференциального манометра (в миллиметрах керосинового столба) при отборе керосино-газойлевых и масляных фракций не должны превышать 100 мм. Увеличение разности давления в дифференциальном манометре выше 100 мм свидетельствует о нарушении баланса нагрева куба и колонны. В этом случае необходимо не увеличивать нагрев куба или постепенно увеличить нагрев колонны.
После установления в колонне равновесия кран Д открывают и начинают отбирать фракции. Для смены фракций закрывают кран В, кран Б плавно ставят в положения 5, 7 для соединения нижней воронки приемника с атмосферой, затем открывают кран Г и фракцию сливают в предварительно взвешенную колбу. Кран Г закрывают, кран А переводят в положения 1, 2, 3 и кран Б ставят в положения 5, 6 для откачивания воздуха из нижней воронки. После того как остаточное давление в нижней воронке и остаточное давление в остальной системе сравняются, что фиксируется вакуумметрами 11, 12, кран В открывают, кран А ставят в положения 1, 3, 4 и перегонку продолжают.
При достижении температуры паров 320 °С выключают нагрев печи и колонны. Подачу воды в холодильник прекращают, в рубашки приемника наливают горячую воду. Через 5--7 мин включают нагрев печи и колонны и, постепенно закрывая кран Ж, доводят остаточное давление до 0,00013--0,00026 МПа (1 -- 2 мм рт. ст.). Для подогрева парафиновых фракций, проходящих через краны В и Г, может быть использован электрокрючок пли горячая вода. Смену фракций при остаточном давлении 0,00013--0,00026 МПа (1--2 мм рт. ст.) проводят так же, как и при отборе фракций при остаточном давлении 0,0013 МПа (10 мм рт. ст.).
После окончания перегонки выключают потенциометр, выключают нагрев печи и колонны, опускают печь, кран А ставят в положения 1, 2, 3, кран Б -- в положения 6, 7; после этого выключают насос. Таким образом, вся система остается под вакуумом.
Колонну и куб охлаждают до комнатной температуры, затем кран Б ставят в положения 5, 7 кран А -- в положения 1, 3, 4, т. е. систему соединяют с атмосферой. После этого куб отсоединяют от колонны и взвешивают вместе с остатком; остаток выливают.
Обработка результатов. Массу отобранных фракций определяют как разность масс колбы с фракцией и пустой колбы. Определяют выход отдельных фракций от массы пробы нефти или нефтепродукта, взятых для перегонки. Допускаемые расхождения между параллельными перегонками ие должны превышать: J % при отборе фракций до 320 "С, 1,5 % при отборе фракций > 320°С. Строят кривую ИТК нефти (нефтепродукта) на основании зависимости температуры конца кипения отдельной фракции от ее суммарного выхода. По кривой ИТК устанавливают потенциальное содержание в нефти отдельных фракций нефтепродуктов или их компонентов.
Определение фракционного состава по методу ГрозНИИ
В настоящее время перед нефтеперерабатывающей промышленностью стоит задача углубления переработки нефти. Для ее эффективного решения необходимы данные по физико-химиче - ским свойствам фракций, выкипающих при температурах до 560--580 °С. Эти фракции нельзя получить на аппарате АРН-2. Недостатком аппарата АРН-2 является невозможность отбора из малосернистых нефтей фракций, выкипающих выше 480--500 СС, а из сернистых нефтей -- фракций, выкипающих выше 440--460 °С. Термическое разложение нефтей (или их остаточных фракций) обусловлено не только их химическим составом, по также длительностью термического воздействия (более 10 ч) в перегонном кубе и высоким гидравлическим сопротивлением насадки ректификационной колонны.
Единой унифицированной программой исследования нефтей рекомендуется остаток (до момента начала разложения) от разгонки нефти в аппарате АРН-2 перегонять по методу Гроз - НИИ до температуры выкипания 560--580 °С. При этом отбираются фракции 450--500, 500--520, 520--540, 540--560, 560-- 5800С. Сущность метода ГрозНИИ заключается в перегонке остатка в глубоковакуумной колбе Мановяиа. Отличительной особенностью этой колбы является то, что она представляет собой горизонтальный цилиндр. Цилиндрическая форма перегонной колбы, по сравнению с классической сферической, позволяет в два раза снизить гидростатическое давление слоя жидкости и увеличить в 1,7--1,9 раза поверхность зеркала испарения, в 1,4--1,7 раза поверхность нагрева.
Таким образом, фракционирование нефтей на фракции до 5800С можно проводить сочетанием перегонки в аппарате АРН-2 (ГОСТ 11011--85) с перегонкой в колбе Мановяна. При этом характер кривой ИТК практически не искажается. химический нефть октановый
Похожие статьи
-
Первичная перегонка сырой нефти с получением шести довольно широких фракций, является лишь очень грубым разделением. Упрощенная схема такой первичной...
-
Основная масса высокооктановых, бензинов как автомобильных, так и авиационных представляет собой смесь преобладающего по объему основного (базового)...
-
Введение - Углеводороды бензиновой фракции прямой перегонки нефти различных месторождений
Бензин (от франц. benzine) - смесь легких углеводородов с температурой кипения 30 - 205ОС. Прозрачная жидкость плотностью 0,70-0,78 г/см3. Производится...
-
Необходимое для химической промышленности сырье получают из нефти двумя путями. Один путь состоит в том, что вещество, уже присутствующее в сырой нефти,...
-
Система лабораторного контроля - Свойства и состав нефти
Для проведения анализов и определения качественных характеристик нефти организуется система лабораторного контроля. Большинство методов оценки и анализа...
-
Для всех индивидуальных веществ температура кипения при данном давлении является физической константой. Так как нефть представляет собой смесь большого...
-
Повышение или понижение уровня в емкостях, разделителях и колоннах может привести к нарушению технологического режима, а недопустимое повышение или...
-
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ - Происхождение горючих ископаемых
Алканы, алкены, алкины и арены получают путем переработки нефти (см. ниже). Уголь тоже является важным источником сырья для получения углеводородов. С...
-
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ - Нефть и ее свойства
Главнейшим свойством нефти, принесшим им мировую славу исключительных энергоносителей, является их способность выделять при сгорании значительное...
-
Заключение - Свойства и состав нефти
Элементарный (часто говорят "химический") состав нефти полностью не известен. Знание элементного состава нефти необходимо, прежде всего, для выбора...
-
Введение - Свойства и состав нефти
В настоящее время нефть является основными источником энергии в большинстве стран мира. В России топливно-энергетический комплекс является одной из основ...
-
ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ - Нефть и ее свойства
Нефть, получаемая непосредственно из скважин, называется сырой. В различных отраслях народного хозяйства применяются как сырая нефть, так и различные...
-
Так как по ходу выполнения синтеза необходимо будет провести отгон не прореагировавшего фенола с помощью перегонки с водяным паром, необходимо...
-
Нефть и ее переработка - Химические свойства насыщенных углеводородов
Нефть - природное ископаемое, представляющее собой сложную смесь органических веществ, главным образом углеводородов. Она является ценнейшим продуктом, с...
-
Таблица 2 - Структура сырья в производстве метанола, %. Сырье В мире Беларусь и Россия Природный газ 73,8 70,7 Нефть и нефтепродукты 24,4 4,0 Отходы...
-
Получение синтезированного газа - Анализ и технологическая оценка химического производства
Химические методы переработки нефти проводят при высоких температурах без катализатора (термический крекинг), при высоких температурах в присутствии...
-
Происхождение нефти Истоки современных представлений о происхождении нефти возникли в XVIII - начале XIX века. М. В. Ломоносов заложил гипотезы...
-
Стандартные методы, как правило, предусматривают использование количественного анализа, позволяющего установить точное содержание отдельных элементов и...
-
Влияние различных факторов на растворимость веществ - Растворы
Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры, давления и влияния посторонних веществ. Природа веществ, образующих...
-
Фракционный состав казеина - Химия и физика молока
1). Характеристика основных фракций. 2). Физико-химические свойства казеина. В свежевыдоенном молоке казеин присутствует в форме мицелл, построенных из...
-
Технология производства, Обоснование способа и технологии - Пиролиз углеводородного сырья
Обоснование способа и технологии Проект выполнен на основе действующего производства пиролиза углеводородов нефти объекта 2-3-5/III АО "Уфаоргсинтез",...
-
Полимеризация двуокиси азота. Переработка нитрозных газов в азотную кислоту обычно происходит при температурах от О до 50 °С. В этих условиях двуокись...
-
Закономерность управления процессом для реакции - Каталитический риформинг
Управлять ХТП - это означает, меняя технологические параметры процесса (температуру, давление, состав сырья, катализатор, скорость перемешивания,...
-
Азотный кислота утилизация оксид Методы получения азотной кислоты Первый завод по производству HNO3 из аммиака коксохимического производства был пущен в...
-
Элементарный состав нефти - Свойства и состав нефти
Основными элементами, входящими в состав нефти, являются углерод (С) и водород (Н). Содержание углерода (С) колеблется в пределах 82-87%, водорода (H) -...
-
Физические методы исследования нефти - Свойства и состав нефти
Всякое индивидуально химически чистое вещество характеризуется совокупностью физических свойств, называемых его константами. Такими константами являются...
-
На холоду даже дымящаяся серная кислота (олеум) почти не действует на предельные углеводороды, но при высокой температуре она может их окислять. При...
-
Задание 1 - Анализ отобранных проб жидкости и газа
По данным таблицы 1.3. рассчитать значения коэффициентов: А=С2/С4; i-C4/n-C4; В=(C1+ГУ)/ПУ; Z=А+В и спрогнозировать месторождение (залежь) какого типа...
-
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ - Нефть и ее свойства
В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс),...
-
Технологическая схема производства - Пиролиз углеводородного сырья
В данном разделе излагается описание технологического процесса и технологической схемы отделения пиролиза углеводородов нефти. Сырье с температурой...
-
В 1960-х годах разработан агрегат по производству азотной кислоты мощностью 120 тыс. т год под давлением 0,716 МПа с использованием высокотемпературной...
-
Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применение - Электрический ток в газах
В зависимости от свойств и состояния газа, характера и расположения электродов, а также от приложенного к электродам напряжения возникают различные виды...
-
Основные опасности при перегонке связаны с использованием электрических нагревательных приборов (электроплитки, колбонагреватели). 1. Шнур (нельзя...
-
Процесс варки стекла - Производство стекла
Стекловарение ведется при температурах порядка 1400°--1600°. В нем различают три стадии. Первая стадия -- провар, или варка в собственном смысле слова,...
-
Макрокинетика процесса - Каталитический риформинг
Характерной особенностью всех модификаций риформинга является то, что одна из его основных стадий - ароматизация - эндотермична, а другая - гидрокрекинг...
-
Выпаривание - Изучение методов жидких и газообразных и однородных неоднородных систем
Выпаривание - концентрирование (сгущение) растворов, суспензий и эмульсий (чаще твердых веществ в воде) при кипении. В процессе выпаривания...
-
Производство азотной кислоты - Анализ и технологическая оценка химического производства
Безводная азотная кислота HNO3--тяжелая бесцветная жидкость плотностью 1520 Кг/м 3 (при 15° С). Она замерзает при температуре --47° С и кипит при 85°С,...
-
Применение благородных газов - Благородные газы и их свойства
Благородные (или инертные) газы, а также их соединения нашли широкое применение в науке и технике. Гелий является важным источником низких температур....
-
Основным способом получения фенолфталеина является конденсация фенола с фталевым ангидридом. Данная реакция является частным случаем ацилирования по...
-
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ - Нефть и ее свойства
Существует несколько вариантов концепции неорганического происхождения нефти. Наиболее последовательной является минеральная (карбидная) гипотеза...
Фракционный состав нефти - Углеводороды бензиновой фракции прямой перегонки нефти различных месторождений