Что такое фракционный состав нефтепродукта

21.12.202328.09.2023 admin 0 Comments

Фракционный состав нефти и нефтепродуктов

Виды и свойства нефтяных фракций

Фракционный состав нефти определяется согласно российскому стандарту перегонки или ректификации, который соответствует разгонке Эглера. В основе разделение сложного состава углеводных газов на промежуточные элементы. На основе кипения высоких температур классифицируется 3 вида переработки нефти.

В процессе определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов, а также их свойств, происходит разделение на следующие виды фракций:

Нефтяные фракции

В зависимости от температурных диапазонов выкипания нефтяные фракции (продукты разделения нефти) подразделяют на:

Фракции также делят на светлые (сюда относят легкие и средние) и темные или мазуты (это тяжелые фракции).

Фракции нефти таблица

А теперь подробнее об основных видах нефтяных фракций:

Петролейная фракция

Эфир или масло Шервуда — это бесцветная жидкость, которая состоит из пентана и гексана. Сразу испаряется при невысоких температурах. Является растворителем для создания экстрактов, топливо для зажигалок, горелок. Получается при температурах до + 100°С.

Бензиновая фракция

Бензиновая фракция нефти построена на сложной схеме углеродных соединений, которые выкипают при температуре + 140°С. Основное применение — используется для получения топлива к двигателям внутреннего сгорания и в качестве сырья в нефтехимии. В основе бензиновой фракции парафиновые вещества: метилциклопентан, циклогексан, метилциклогексан. Бензин содержит жидкие алканы в составе- природные, попутные, газообразные. Они подразделяются также на разветвленные и неразветвленные. Состав зависит от качественного соотношения компонентов сырья. Это говорит о том, что хороший бензин получается далеко не их всех сортов нефти. Ценность вида в том, что в процессе распада на соединения, образуются ароматические углеводороды, доля которых в сырьевой массе катастрофически мала.

Лигроиновая фракция

Подвид включает в себя тяжелые элементы. Насыщенность ароматическими углеводородами больше, чем у других соединений. Является компонентом для производства товарных бензинов, осветительных керосинов, реактивного топлива, органическим растворителем. Выступает как наполнитель бытовой техники. Химический состав: полициклические, циклические и ненасыщенные углеводороды. Отличается наличие серы, процент от общей массы которой зависит от месторождения, уровня залегания и качества сырьевого продукта.

Керосиновая фракция

Керосиновая фракция нефти — в первую очередь это топливо для реактивных двигателей. Используется в производстве лакокрасочной продукции и добавляется как растворитель в краску для стен и полов. Выступает сырьем в процессах синтеза веществ. Соединения углеводов с повышенным содержанием парафина. Наблюдается низкое содержание ароматических углеводов. Керосиновая фракция выделяется при атмосферной перегонке в пределах + 220°С.

Дизельная фракция

Мазут

Качественный состав смеси: масла смол, органические соединения с микроэлементами. Углеводородные компоненты: асфальтен, карбен, карбоид. При вакуумной перегонке из мазута производится гудрон, парафин, технические масла. Основное применение — жидкое топливо для котельных за характеристики вязкости. Топочный мазут подразделяется на 3 основных вида: флотский, средне-котельный и тяжелый. Последний применяется на ТЭЦ, средний вид — в котельных предприятий. Флотский — неотъемлемая часть работы судоходного транспорта.

Гудрон

Качество компонентов в процентном соотношении определяется так:

Вакуумный гудрон получается в результате завершения всех процессов разделения и перегонки. Температура выкипания + 500°С. На выходе получается вязкая консистенция черного цвета. Жидкостный состав используется в дорожном строительстве. Из него производят битумы для кровельных материалов. Гудрон необходим для создания кокса — продукта стратегического назначения. Компонент используется в изготовлении котельного топлива. В нем сконцентрирован самый большой процент тяжелых металлов, содержащихся в нефти.

Сырьевые показатели нефтепродуктов зависят от глубины залегания и вида месторождения. Это учитывается при формировании фракций нефти и достижения процентного соотношения компонентов.

Источник

Фракция нефти и нефтепродуктов: методы и приборы для определения, фракции после переработки нефти

Что такое фракционный состав нефти

Нефть – уникальное природное полезное ископаемое, которое представляет собой черную жидкость маслянистой консистенции, имеющую специфический вид и запах. На сегодняшний день нет единого научного мнения о ее происхождении в природе. Так, наиболее популярная теория гласит, что процессы нефтеобразования проходили миллионы лет, а само полезное ископаемое являет собой остатки органических веществ. Иными словами, нефть образовалась из очень древних живых организмов.

Несмотря на то что данная теория получила всеобщее признание, отдельные ученые заявляют, что этот природный ресурс имеет абиогенное происхождение. Иными словами, нефть есть результат химического и физического воздействия высоких температур и давления на неорганические вещества.

Это полезное ископаемое крайне неоднородно распространено по планете. Так, наиболее крупные месторождения приходятся на районы Персидского и Мексиканского заливов, Западную Сибирь, Каспий, Норвежское море и т. д. На сегодняшний день многие из них близки к исчерпанию, что заставляет правительства и нефтяные компании проводить усиленную геологоразведку и совершенствовать методы нефтедобычи для разработки более труднодоступных участков залегания ресурса.

Нефть имеет крайне сложный химический состав. По сути, она состоит из огромного количества различных соединений, обладающих разной молекулярной массой. На сегодняшний день не существует методик, которые бы позволили получать из нефти-сырца необходимый конечный продукт. Однако возможно разделение ее на фракции, углубленная переработка которых позволяет решить данную проблему.

По сути, фракция нефти представляет собой определенную группу соединений, объединенных общими химическими свойствами. Основной их особенностью выступает тот факт, что выкипают они только в определенном температурном интервале. Это их свойство позволяет осуществлять процесс ректификации, то есть первичной перегонки нефти. При использовании различных методов очистки происходит вторичная перегонка для получения более качественного продукта.

В соответствии со стандартами, принятыми в нефтеперерабатывающей промышленности, существует определенная градация фракций. Так, они бывают:

В их число входят петролейная и бензиновая фракции. Они образуются при температуре до +140 градусов.

Считаются лигроиновые, керосиновые и дизельные. Вместе с легкими они относятся к светлым нефтяным фракциям.

При высокой температуре, составляющей более +350 градусов, и в условиях вакуума образовывается мазут (темная фракция). Из него путем углубленной перегонки получают вакуумный газойль, а также гудрон в качестве остатка.

Способы получения

Для производства берется нефть, которую перегоняют при температуре 35-180 °C. В небольшом количестве могут добавляться вторичные фракции. Еще при производстве применяются природный газ, уголь и горючие сланцы.

В современном производстве из нефти убирают фракцию НК-180 °C. Затем ее еще разделяют на фракции: НК-62 °C или НК-85 °C. Именно последние фракции получили распространение в дальнейшем использовании для изготовления товарного бензина.

Виды и свойства нефтяных фракций

Современные методы нефтепереработки позволяют проводить ректификацию сырой нефти для получения соответствующих фракций. Они имеют разные физико-химические свойства и, соответственно, применяются в различных отраслях промышленности и сферах народного хозяйства. Разберем каждую фракцию более подробно.

Петролейная фракция

Представляет собой смесь жидких и легких углеводородов (гексанов и пентанов). Эту фракцию еще называют петролейным эфиром. Он получается из газоконденсата, легких нефтяных фракций и попутных газов. Петролейный эфир делится на легкий (интервал кипения – от 40-ка до 70-ти градусов C) и тяжелый (от 70-ти до 100-а). Поскольку это – наиболее быстро выкипающая фракция, при разделении нефти она выделяется одной из первых.

Петролейный эфир – это бесцветная жидкость, плотность которой составляет от 0,650 до 0,695 грамм на кубический сантиметр. Он хорошо растворяет различные жиры, масла, смолы и прочие соединения углеводородов, поэтому его часто используют как растворитель в жидкостной хроматографии и при экстракции из горных пород нефти, углеводородов и битумоидов.

Кроме того, именно петролейным эфиром нередко заправляют зажигалки и каталитические грелки.

Бензиновая

Компоненты этой углеродной смеси и служат материалом для изготовления различного топлива, применяемого в двигателях внутреннего сгорания. В состав этой смеси входят разные виды углеводородных соединений, включая разветвленные и неразветвленные алканы, вследствие чего эту фракцию часто обрабатывают термическим риформингом, который превращает в разветвленные неразветвленные молекулы.

Основу состава бензиновых нефтяных фракций составляют изомерные и нормальные парафиновые углеводороды. Из нафтеновой углеводородной группы больше всего метилциклопентана, метилциклогексан и циклогексана. Кроме того, высокая концентрация углеродных соединений легкой ароматической группы, таких, как метаксилол и толуол.

Состав фракций бензинового типа зависит от состава перерабатываемой нефти, поэтому октановое число, углеводородный состав и другие бензиновые свойства различаются, в зависимости от качества и свойств исходного нефтяного сырья. Другими словами, получить высококачественный бензин можно далеко не из любого сырья. Моторное топливо плохого качества имеет значение октанового числа, равное нулю. Высококачественное же имеет этот показатель на уровне 100.

Октановое число бензина, полученного из нефти-сырца, редко бывает больше 60-ти. Особую ценность в бензиновой нефтяной фракции представляет наличие в ней циклопентана и циклогексана, а также их производных. Именно такие углеводородные соединения служат сырьем для производства ароматических углеводородов, таких, как бензол, исходная концентрация которого в сырой нефти крайне мала.

Лигроиновая

Керосиновая

Дизельная

Мазут

В этой смеси присутствуют:

Свойства и качественные характеристики мазута также зависят от свойств и характеристик перерабатываемой нефти-сырца, а также от степени отгона светлых дистиллятов.

Основные характеристики мазутов:

Вплоть до конца девятнадцатого столетия мазуты считали непригодными для использования отходами и просто выбрасывали. В настоящее время их применяют в качестве жидкого топлива для котельных, а также используют в качестве сырье для вакуумной перегонки, поскольку тяжелые компоненты нефтяного сырья при нормальном давлении атмосферы перегнать невозможно. Это связано с тем, что в этом случае достижение нужной (весьма большой) температуры их кипения приводит к разрушению молекул.

Мазут нагревают более чем до семи тысяч градусов в специальных трубчатых печах. Он переходит в пар, после чего его разгонку осуществляют под вакуумом в ректификационных колоннах и разделяют на отдельные масляные дистилляты, а в качестве остатка получают гудрон.

Из дистиллятов, полученных из мазута, делают веретенное, цилиндровое и машинное масло. Также при обработке мазута при более низких температурах получают компоненты, которые можно в дальнейшем переработать в моторное топливо, парафин, церезин и разные виды масел.

Из гудрона путем его продувки горячим воздухом получаются битум. Из остатков, полученных после крекинга и перегонки, получают кокс.

Котельный мазут бывает следующих марок:

Флотский мазут, как понятно из названия, применяется котлах морских и речных судов, а также как топливо для газотурбинных двигателей и установок.

Топочный мазут М40 также пригоден для использования в судовых котлах, а также подходит для использования в отопительных котельных и промышленных печах.

Мазуты М100 и М200, как правило, применяют на больших ТЭЦ.

Гудрон

Это – остаток, который образуется после всех процессов отгонки прочих нефтяных компонентов (атмосферных и вакуумных), которые выкипают при температурах ниже 450-ти – 600-т градусов.

Выход гудрона составляет от десяти до сорока пяти процентов от общей массы перерабатываемого нефтяного сырья. Он представляет собой либо вязкую жидкость, либо твердый черный продукт, похожий на асфальт, блестящий на изломе.

Помимо этого, в нем присутствуют почти все металлы, содержащиеся в нефтяном сырье. К примеру, ванадия в гудроне может быть до 0,046 процента. Показатель плотности гудрона зависит от характеристик исходного сырья и от степени отгона всех светлых фракций, и варьируется от 0,95 до 1,03 грамм на кубический сантиметр. Его коксуемость колеблется от 8-ми до 26-ти процентов общей массы, а температура плавления находится в пределах от 12-ти до 55 градусов.

Гудрон широко применяется для изготовления дорожного, строительного и кровельного битумов, а также кокса, мазута, смазочных масел и некоторых видов моторного топлива.

Методы определения фракционного состава нефтепродуктов

Фракционирование нефти необходимо, чтобы выбрать направления переработки сырьевой базы, узнать точное содержание базовых масел при перегонке нефти. На основании этого классифицируются все свойства фракций.

Температура кипения нефти

Вообще для каждого индивидуального вещества температура кипения при определенном давлении представляет собой физическую константу.

Поскольку, как было сказано выше, нефть – это смесь большого количества органических веществ, которые кипят при разных градусных величинах, понятие «температура кипения нефти» является не совсем корректным. Скорее можно говорить о температурах для различных нефтяных фракции. Однако для простоты изложения мы будем говорить о кипении нефти, подразумевая тем самым составляющие её вещества.

Следует учитывать тот факт, что на прогревание углеводородной смеси до нужных температурных значений значительно влияет содержание в ней воды. Если этой воды в сырье много, то оно прогревается даже случаях, когда точки начала кипения достаточно высока. Это обусловлено тем, что вода температуру кипения резко снижает.

Кроме того, этот показатель напрямую зависит от содержания в сырых углеводородах смолистых фракций.

Легкие марки сырья, в которых содержание смол незначительно, кипят при нагреве их до 300 – 350-ти градусов. Тяжелые марки этого сырья могут закипать при 550-ти – 600 градусах.

Этот показатель при перегонке зависит от фракционного состава сырья, и его величина постоянно меняется. Первыми закипают самые легкие нефтяные фракции, По мере того, как выкипают легкие углеводороды, начинается испарение более тяжелых компонентов, и нагрев в процессе переработки постоянно растет.

Начальная температура, при которой закипает сырая нефтяная смесь, зависит от процентного содержания компонентов с низкими точками кипения.

Некоторые марки этого сырья начинают закипать менее, чем при 100 градусах Цельсия (иногда даже при сорока), а вот окончание выкипания в процессе перегонки (если используется вакуумная установка) может происходить при 410 – 420-ти градусах.

Диффузия нефтяных жидких и парообразных смесей, температуры выкипания нефтяных фракций, условия растворения газа в жидком сырье и условия его последующего выделения в процессе нагрева, вопросы парциальных давлений составляющих сырье компонентов, влияние на перегонку водяного пара, условия конденсации испаряющихся паров, образование флегмы и другие процессы – все это подчиняется общим законам физической химии.

Чтобы избежать возможного распада углеводородов с высокой молекулярной массой, возникла потребность в снижении точки кипения сырья в процессе его перегонки. Для этого в установках первичной переработки стали использовать вакуум и водяной пар.

Источник

Что такое фракционный состав нефтепродукта

ГОСТ 2177-99
(ИСО 3405-88)*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.

Методы определения фракционного состава

Petroleum products. Methods for determination of distillation characteristics

Дата введения 2001-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом ТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы» (ВНИИ НП)

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 15 от 28 мая 1999 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

Главная государственная инспекция Туркменистана

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА.

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 21 сентября 1999 г. N 300-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 2177-99 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2001 г.

6 ИЗДАНИЕ с Поправкой (ИУС 1-2002)

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 1, 2021

1 Назначение и область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения фракционного состава нефтепродуктов.

В зависимости от условий проведения испытания проводят двумя методами:

При разногласиях в оценке качества нефтепродуктов применяют метод А.

Фракционный состав является определяющей характеристикой при установлении области применения нефтепродуктов. Пределы гарантируют качество продуктов с соответствующими характеристиками испаряемости.

Условия испытания с применением автоматического оборудования (приложение А) эмпирически подобраны так, что они коррелируют с условиями перегонки при использовании ручного оборудования, а также с другими характеристиками испаряемости.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 400-80 Термометры стеклянные для испытаний нефтепродуктов. Технические условия

ГОСТ 1756-2000 (ИСО 3007-99) Нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 2477-2014 Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды

ГОСТ 2517-2012 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб

ГОСТ 4166-76 Реактивы. Натрий сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4233-77 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины и определения:

3.1 температура начала кипения: Температура, отмеченная (скорректированная, если необходимо) в момент падения первой капли конденсата с конца холодильника во время перегонки в стандартных условиях.

3.2 температура конца кипения: Максимальная температура, отмеченная (скорректированная, если необходимо) в период завершающей стадии перегонки в стандартных условиях. Это обычно происходит после выпаривания всей жидкости со дна колбы. Максимальная температура часто используется как синоним температуры конца кипения.

3.3 температура конца перегонки (выпаривания): Температура, отмеченная (скорректированная, если необходимо) в момент испарения последней капли жидкости со дна колбы во время перегонки в стандартных условиях. Капли или пленка жидкости на стенке колбы или термометра не учитываются.

3.4 температура разложения: Показание термометра, соответствующее первым признакам термического разложения в колбе.

3.5 объем отогнанного продукта: Объем конденсата в кубических сантиметрах в мерном цилиндре, который отмечают одновременно с показанием термометра.

3.6 отгон (выход): Максимальный объем конденсата в соответствии с 5.4.7, в процентах.

3.7 восстановленный общий отгон: Сумма объема конденсата в мерном цилиндре и остатка в колбе, определенная в соответствии с 5.4.8, в процентах.

3.8 потери: Разность между 100 и восстановленным общим объемом, в процентах.

3.9 остаток: Разность восстановленного общего отгона и отгона (выхода), в процентах, или объем остатка в кубических сантиметрах при непосредственном его измерении.

3.10 выпаривание: Сумма отогнанного продукта (выхода) и потерь, в процентах.

4 Сущность метода

Сущность метода заключается в перегонке 100 см испытуемого образца при условиях, соответствующих природе продукта (таблица 1), и проведении постоянных наблюдений за показаниями термометра и объемами конденсата.

Источник

ХИМИЯ НЕФТИ

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ НЕФТИ

Определения

. Для всех индивидуальных веществ температура кипения при данном давлении является физической константой. Так как нефть представляет собой смесь большого числа органических веществ, обладающих различным давлением насыщенных паров, то говорить о температуре кипения нефти нельзя.

В условиях лабораторной перегонки нефти или нефтепродуктов при постепенно повышающейся температуре отдельные компоненты отгоняются в порядке возрастания их температур кипения, или, что то же самое, в порядке уменьшения давления их насыщенных паров. Следовательно, нефть и ее продукты характеризуется не температурами кипения, а температурными пределами начала и конца кипения и выходом отдельных фракций, перегоняющихся в определенных температурных интервалах. По результатам перегонки и судят о фракционном составе.

называется доля нефти, выкипающая в определенном интервале температур. Нефти выкипают в очень широком интервале температур, в основном, от 28 до 520-540°С. Фракционный состав нефти определяется стандартным методом (ГОСТ 2177–82) по результатам лабораторных испытаний при разделении соединений по температурам кипения методом фракционирования (разгонки) нефти, отгона или смеси соединений на установках АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка).

фракции считают температуру падения первой капли сконденсированных паров.

фракции считают температуру, при которой испарение фракции прекращается.