Типы классификации нефтей - Химия нефти и газа

Нефти классифицируют по Генетическим и технологическим признакам. Генетическая классификация учитывает состав исходного природного материала и условия его преобразования в нефть. В соответствии с этим нефти по соотношению остатков высших и низших организмов в их составе делятся на следующие типы: гумито-сапропе-литовые (преобладают остатки высших организмов), сапропелито-гуми-товые (преобладают остатки низших организмов) и сапропелитовые (почти полностью состоят из остатков низших организмов).

Основные Технологические классификации нефти, которые применяются для ее характеристики в качестве сырья:

    1. По химическому составу нефти делятся на шесть классов: парафиновые (все ее фракции содержат значительное количество алканов); нафтеновые (с высоким содержанием циклоалканов во всех фракциях); ароматические (нефти с высокой плотностью, содержащие значительное количество аренов); парафино-нафтеновые; нафтено-ароматические; парафино-нафтено-ароматические. 2. По родственной схеме классификации нефти делятся на четыре основных типа: А - алкановый парафинистый тип, B - алкановый малопарафинистый тип, C - циклано-алкановый тип, D - циклановый тип нефти. 3. Все нефти относят к категориям А (содержат нормальные алканы с температурой кипения 200-430 0С) и Б (не содержат алканы этого типа). Нефти категории А разделяются на два подтипа - А1 (преобладают углеводороды нормального (неразветвленного) строения)) и А2 (преобладают изопреноидные углеводороды). Нефть категории Б также подразделяется на два подтипа - Б1 (изопреноидные углеводороды присутствуют) и Б2 (изопреноидные углеводороды отсутствуют). 4. В зависимости от плотности нефти бывают легкими (3), средними (0,83-0,86 г/см3) и тяжелыми (>0,86 г/см3). 5. Нефти различают по октановому числу (низко-, средне - и высокооктановые). 6. В России общепринятой является индексация по качеству производимых нефтепродуктов, в соответствии с которой каждой нефти присваивается индекс из 5 цифр (чем больше номер, тем выше индексируемый показатель). 1-я цифра (принимает значения от 1 до 3) соответствует классу нефти, определяемому по содержанию серы (различают малосернистую, сернистую и высокосернистую нефть). 2-я цифра (от 1 до 3) - тип нефти по содержанию так называемых "светлых" фракций (фракций, выкипающих до 350 0С). 3-я цифра (от 1 до 4) - группа нефти по суммарному содержанию базовых масел (так называемых "темных" фракций) в расчете на нефть. 4-я цифра (от 1 до 4) - подгруппа нефти по индексу вязкости базовых масел. 5-я цифра (от 1 до 3) - вид нефти по содержанию твердых парафинов (различают малопарафинистые, парафинистые и высокопарафинистые нефти с содержанием парафинов соответственно не более 1,5 %, от 1,5 до 6,0 % и более 6,0 %).

С помощью этой классификации можно охарактеризовать любую промышленную нефть, например: 2.2.3.3.2, 1.1.4.4.2 и т. п.

Природные горючие газы представляют собой смеси углеводородов С1-С4 И почти полностью состоят из алканов (табл. 3).

Таблица 3 - Состав природных горючих газов

Природные горючие газы месторождений РФ и стран СНГ

Состав по объему, %

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12 и выше

N2 + редкие элементы

H2S

CO2

Собственно природные газы

84-99

0,05-7

0,01-5

0,1-2

0,001-2

0,4-6

0-6

0,1-4

Нефтяные попутные газы

43-83

4-20

6-17

3-7

1-3

0,6-11,3

До 20

0,1-0,5

Газовые конденсаты

0-7

0,02-5

0,03-8

0,2-10

66-99,7

0-0,08

0-4

0-0,7

По своему происхождению природные горючие газы (ПГГ) делятся на четыре вида:

    1. Собственно природные газы (СПГ), добываемые из чисто газовых месторождений, практически не содержащих нефти. Их основным компонентом является метан (до 99 %). 2. Нефтяные попутные газы (НПГ) - углеводородные газы, сопутствующие нефти и выделяющиеся при ее добыче на газонефтяных месторождениях (на 1 т нефти приходится 30-300 м2 газа). По составу НПГ отличаются от СПГ меньшим содержанием метана, повышенным содержанием этана, пропана, бутанов, пентанов и более тяжелых алканов. 3. Газовые конденсаты - природные газы, из которых при их добыче на так называемых газоконденсатных месторождениях выделяются жидкие смеси высококипящих углеводородов различного строения. При снижении давления газа в процессе добычи из него выделяется сырой конденсат, содержащий газы метан-пентановой фракции. Содержание жидких компонентов в 1 м3 газа для различных месторождений составляет 10-700 см3. 4. Твердые газовые гидраты, которые помимо метана и его гомологов содержат твердые (парафиновые, нафтеновые и ароматические) углеводороды.

По содержанию углеводородов С3 (пропан) и выше ПГГ подразделяют на сухие или тощие газы (содержание углеводородов С3 и выше < 150 г/м3), газы средней жирности (150 - 300 г/м3), жирные, или богатые газы (С3 и выше > 300 г/м3).

Наряду с углеводородами ПГГ могут содержать неорганические соединения - N2, CO2, H2S, COS, CS2, He, Ar, пары Н2О, а также серосодержащие органические соединения - меркаптаны и тиофены.

Современные представления о происхождении нефти и газа основаны на Биогенной теории. Согласно этой теории нефтеобразование является многостадийным, весьма продолжительным (много млн. лет) процессом, в котором нефть образуется двумя основными способами: из простейших растительных и животных организмов, при биологическом разложении которых накапливается так называемое Сапропелевое вещество, и из высших растительных и животных организмов, которые разлагаются с образованием так называемого Гумусового вещества.

Считается, что основным исходным веществом при образовании нефти является планктон, который превращается в Сапропелевые сланцы - осадочную горную породу органического происхождения, содержащую включения неорганических компонентов. Органическая часть сланцев представляет собой Кероген (или "микронефть") - продукт превращения в естественных условиях разных материалов растительного и животного происхождения, образовавший отложения сапропелитовой и гумусовой природы. Сапропелиты представляют собой продукты преобразования остатков низших растительных и простейших животных организмов, накопившихся в условиях непроточных водоемов (озер, прудов).

Биогенная теория предполагает, что в природных условиях при погружении сапропелевых отложений (сланцев) под тяжестью более молодых осадков протекает очень медленный (с подъемом температуры на 1 0С за 60-400 тыс. лет) процесс их термического (или термокаталитического) разложения, приводящий к образованию газов (СO2, CH4, H2S), воды и смолисто-асфальтеновых веществ, содержащих все основные классы нефтяных углеводородов. По мере погружения органических отложений при достаточно высоких температурах наступает Главная фаза нефтеобразования (ГФН), которая приводит к образованию газообразных и жидких нефтяных углеводородов, а также битумоидов, состоящих из смол, асфальтенов и высокомолекулярных углеводородов. Под нагрузкой вышележащих отложений возникает очень высокое давление, которое приводит к разрыву глинистых пород, образованию микротрещин и выбросу через них сжатых нефтяных и газовых углеводородов в водонасыщенные песчаники. Эти выбросы аккумулируются в скопления и месторождения нефти и газа. В области более высоких температур (ниже зоны ГФН) нефть становится легче, обогащается низкокипящими углеводородами. Поднимаясь к поверхности, нефть теряет легкие фракции (утяжеляется) и подвергается частичному окислению кислородом воздуха или кислородсодержащими соединениями, в том числе под действием микроорганизмов.

В пользу биогенной теории свидетельствуют следующие факты:

    А) тяжелые фракции нефти содержат оптические активные изомеры алканов, что является признаком их происхождения из живого вещества; Б) углеводороды нефти близки по составу к углеводородам, входящим в состав керогена; В) до 30 % общей массы нефти составляют соединения, которые в природе встречаются только в живых организмах - порфирины, изопреноидные углеводороды, полициклические углеводороды, нормальные алканы с числом атомов углерода от 17 и выше.

Альтернативной является Абиогенная (неорганическая) теория происхождения нефти и газа, согласно которой органические соединения нефти образованы из простых атомов и молекул (C, H2, CO, CO2, CH4, H2O), а также свободных радикалов, которые активно взаимодействуют с минеральными веществами глубинных пород в условиях повышенной температуры и давления.

Наиболее известны три разновидности абиогенной теории:

    1. Минеральная, или карбидная теория Менделеева (основана на предположении о взаимодействии карбидов металлов с водой). 2. Космическая теория (предполагается, что минеральный синтез углеводородов осуществлялся на стадии космической стадии зарождения Земли). 3. Вулканическая теория (основана на представлении о синтезе нефтяных компонентов в результаты вулканической и кратерной деятельности Земли).

В настоящее время не существует однозначных данных в пользу абиогенной теории.

Похожие статьи




Типы классификации нефтей - Химия нефти и газа

Предыдущая | Следующая