Анализ Кыласовской нефти (Пермская область), ее классификация и прогнозирование качества получаемых на ее основе топливных компонентов

      СОДЕРЖАНИЕ л.

 Цель работы………………………………………………………………………2

1. Технологическая классификация……………………………………………..3

      1.1 Классы нефтей………………………………………………………….3

      1.2 Типы нефтей……………………………………………………………3

      1.3 Группы нефтей…………………………………………………………4

      1.4 Виды нефтей……………………………………………………………5

      1.5 Анализ результатов технологической классификации………………5

2. Химическая классификация…………………………………………………...8

3. Оценка бензиновой фракции…………………………………………………10

4. Оценка керосиновых фракций……………………………………………….13

5. Оценка фракции дизельного топлива………………………………………...16

6. Оценка мазутов………………………………………………………………..18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Цель  работы: проанализировать кыласовскую нефть (Пермская область ), классифицировать ее и спрогнозировать качество получаемых на ее основе топливных компонентов.

      Задание: провести оценку кыласовской нефти с точки зрения ее переработки с получением товарных моторных топлив.

      Дано:

      1. Кыласовская нефть (Пермская область).

      2. ГОСТ Р 51858-2002 «Нефть. Основные технические требования.»

      3. ГОСТ на автомобильные бензины: ГОСТ 2084-77; ГОСТ Р51105-97; ГОСТ Р 51313-99. Основные требования к качеству автомобильных бензинов в России и государствах-членах ЕЭС.

      4. ГОСТ на дизельное топливо: ГОСТ 305-82; ТУ 38.1011348-99 «Экологически чистое дизельное топливо».

      5. Характеристика реактивных топлив: ГОСТ 10227-86; ГОСТ 12308-89; ГОСТ Р 52050-2003.

      6. Топочные мазуты (котельные топлива): ГОСТ 10585-75; ГОСТ 10585-99.

      7. Лекции по курсу «Товароведение нефтяных и нефтехимических продуктов». 

      8. Учебно-методическое пособие для студентов специальностей ЭТ, ЭТВ, профессор Долматов Л.В., доктор технических наук, УГНТУ, Уфа – 2006. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Решение практической задачи 

1. Технологическая  классификация 

Таблица 1 - Физико-химическая характеристика нефти

 

1.1 Классы  нефтей. Согласно ГОСТ Р 51858-2002 нефти в зависимости от содержания в них серы делятся на 4 класса:

- 1класс - малосернистые (до 0,6% масс.)

- 2 класс - сернистые (0,61-1,8%)

- 3 класс - высокосернистые (1,81-3,5%)

- 4 класс - особо высокосернистые (более 3,5% масс)

      Согласно  данным таблицы «Физико-химическая характеристика нефтей», содержание серы в Кыласовской нефти составляет 1,26 %, т.е. она относится ко 2-му классу – сернистая. 

1.2 Типы  нефтей. Согласно ГОСТ Р 51858-2002 для определения типа нефти, предназначенной для внутреннего рынка, необходимо знать уровень ее плотности, определенной при температуре 15 и 20ºС. Для нефти, предназначенной на экспорт, для определения типа, кроме плотности, необходимо еще знать выход фракций, выкипающих до 200, 300 и 350ºС (0,1,2 типы) и содержание парафина.

      ПО  ГОСТ Р 51858-2002 нефти делят на 5 типов:

- нулевой (0) -особо легкая нефть;

- первый (1) - легкая нефть;

- второй (2) - средняя нефть;

- третий (3) - тяжелая нефть;

- четвертый (4) - битуминозная нефть.

       Согласно физико-химическим характеристикам кыласовской нефти, она имеет плотность при 20ºС – 849кг/м³, выход фракций до 200ºС – 29,5 % об., до 300ºС – 42%об., до 350ºС – 57,8% об., содержание парафина – 7,30% масс.

      Таким образом, по уровню плотности кыласовская нефть относится к 1-му типу – легкая (плотность при 20 ºС - от 830,8 до 850,8 кг/м³).

      По  выходу фракций до 200ºС (29,5%) нефть относится ко 1-му типу (не менее 21%). По выходу фракций до 350ºС (57,8%) – ко 1-му типу. Данную нефть по этим показателям можно отнести ко 1-му типу, учитывая то, что для нефтей 3 и 4 типов не предусмотрено определять выход фракций до 200, 300, 350ºС.

      По  содержанию парафина (7,30% масс.) кыласовская нефть не удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 51858-2002 – не более 6% масс. Тогда, чтобы реализовать нефть, надо составить протокол согласования с потребителем.

      Таким образом, согласно фактическим данным и требованиям ГОСТ Р 51858-2002 кыласовская нефть относится ко 1-му типу – легкая, как для внутреннего рынка, так и при поставке ее на экспорт. 

1.3 Группы нефтей. Нефть разделяют на группы по степени подготовки на промыслах. Согласно ГОСТ Р 51858-2002 нефти делят на три группы. Для экспорта нефти типов 0,1,2 должны быть подготовлены до требований, предъявляемых к группе 1.

      Предположим, что в кыласовской нефти массовая доля воды не более 0,45%, массовая концентрация хлористых солей 70 мг/дм³, массовая доля механических примесей 0,047%, давление насыщенных паров 118 мм.рт.ст (не более 500 мм.рт.ст).

      Согласно ГОСТ Р 51858-2002: по содержанию солей кыласовская нефть относится ко 1-ой группе (не более 100мг/дм³).  По содержанию механических примесей и давлению насыщенных паров кыласовская нефть удовлетворяет требованиям, предъявляемым ко всем трем группам. По содержанию воды  (0,45%) она относится к 1-ой группе (не более 0,5%). Итак, по степени подготовки на промыслах кыласовская нефть относится к 1-ой группе. 

1.4 Виды нефтей. Согласно ГОСТ Р 51858-002 в зависимости от содержания сероводорода и метил- и этилмеркаптанов нефти делят на 3 вида. Предположим,   что в кыласовской  нефти содержится 17 млн^-1 (ppm) сероводорода, а массовая доля метил- и этилмеркаптанов составляет 22 млн^-1 (ppm). Значит, кыласовская нефть относится к 1-му виду. 

      Итак, шифр для внутреннего рынка: 2.1.1.1. ГОСТ Р 51858-2002; шифр для экспорта: 2.1.Э.1.1. ГОСТ Р 51858-2002. 

1.5 Анализ  результатов технологической классификации кыласовской нефти с точки зрения прогнозирования ее переработки.

      1. Кыласовская нефть относится по содержанию серы ко 2-му классу (сернистая), при ее переработке предусматривают ряд технических мер:

      а) обеспечить защиту технологического оборудования установок первичной переработки нефти от коррозии;

      б) предусмотреть сероочистку прямогонных  газов перед их использованием в  качестве технологического топлива  или переработкой на ГФУ;

      в) оценить уровень сернистости (H₂S, RSH) в получаемых продуктах в процессе первичной перегонки нефти;

      г) предусмотреть пути использования  сероводорода, полученного в процессе  сероочистки газов;

      д) предусмотреть необходимость очистки  нефтяных фракций, полученных в процессе прямой перегонки высокосернистой  нефти от серы с целью получения на их основе товарных нефтепродуктов, соответствующих современным требованиям, в том числе в  отношении «экологически чистых топлив».

      2. Кыласовская нефть относится ко 1-му типу.  Она содержит в своем составе 57,8% фракций выкипающих до 350ºС, на основе которых можно получить бензин и дизельное топливо, фракцию реактивного топлива. В остатке после отбора суммы светлых нефтепродуктов содержится 43,2% мазута, который необходимо рационально переработать.

      Пути  переработки:

      а) вакуумная перегонка мазута с  отбором вакуумного соляра (фр. до 350ºС), который можно вовлечь в производство дизельного топлива, широкой фракции вакуумного газойля (фр.350-500(540)ºС), ее направить на каталитический крекинг или гидрокрекинг и получить дополнительное количество высококачественного бензина, дизельного и реактивного топлива;

      б) кубовый остаток вакуумной перегонки  мазута – гудрон использовать для  дальнейшего углубления переработки  нефти, направив его на  установку  замедленного коксования в качестве компонента сырья, в результате получить нефтяной кокс, газ коксования, бензиновую фракцию (н.к. – 180(195)ºС), легкий газойль коксования (195-340ºС) и тяжелый газойль коксования (340ºС – к.к.);

      в) гудрон можно направить на установку легкого термического крекинга – (висбрекинг), где можно получить маловязкий крекинг-остаток (котельное топливо  типа М 100), газ термического крекинга, бензиновую фракцию, фракцию легкого газойля, которые после облагораживания (гидроочистка), как и бензиновые и газойлевые фракции коксования, можно вовлечь в ресурс производства моторных топлив;

      г) на основе прямогонного мазута и керосиногазойлевых фракций можно получить товарные флотские мазуты Ф-5 и Ф-12;

      д) мазуты можно продать, но это не самый рациональный путь.

      3. Кыласовская нефть по степени ее подготовки на промыслах относится к 1-ой группе. Перед переработкой на АВТ можно осуществить обезвоживание и обессоливание нефти на блоке ЭЛОУ с получением подготовленной нефти с допустимым содержанием воды не более 0,2% и солей не более 5-7 мг/дм³.

      4. Кыласовская нефть содержит токсичные сероводород и меркаптаны с высокой коррозийной активностью по отношению к металлам, поэтому надо предусмотреть меры по защите оборудования от коррозии и персонала от вредного воздействия этих веществ.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Химическая классификация

       Химический состав нефтей влияет  на химический состав  и качество  получаемых нефтепродуктов. Определим  химическое основание данной  нефти методом оценки группового  химического состава бензиновой фракции, выделенной из данной нефти и выкипающей в пределах от н.к. до 200ºС.

Таблица 2 - Групповой углеводородный состав  фракций, выкипающих до 200ºС 

 

      Рассматривая  групповой углеродный состав фракции 28-200ºC кыласовской нефти, видим, что она содержит 62% парафиновых углеводородов, 16% нафтеновых и 22% ароматических. Следовательно, она является нефтью метанового основания.

      Ароматические углеводороды в составе бензинов придают им высокую детонационную стойкость (высокое ОЧ), но чрезмерное их содержание приводит к повышенному нагарообразованию. Также они впитывают влагу, в силу чего топливо может обводняться. При сгорании они образуют токсичный газ, ухудшая экологию.

      Парафиновые углеводороды в составе бензинов ухудшают их детонационную стойкость, снижают уровень октанового числа, но в составе дизельных и реактивных топлив улучшают их воспламеняемость, повышают цетановое число и цетановый  индекс.