Анализ Асюльской нефти яснополянского подъяруса, ее классификация и прогнозирование качества получаемых на ее основе топливных компонен

 

       Так как в справочнике «Нефти СССР» (т.1) для нефтей не указывается содержание в них сероводорода и меркаптанов, данные для решения задачи классификации  нефти выбираем самостоятельно.

       Допустим, в Асюльской нефти содержится 18 млн^-1 (ppm) сероводорода, а массовая доля метил- и этилмеркаптанов составляет 38 млн^-1 (ppm).

       Пользуясь таблицей «Разделение нефти на виды», делаем заключение, что Асюльская  нефть относится к 1 - му виду, так как, согласно ГОСТ Р 51858 – 2002, при классификации нефти следует соблюдать следующее правило:

       «Если нефть по одному из показателей соответствует  типу, группе или виду с большим  номером, а по другому показателю соответствует типу, группе или виду с меньшим номером, то нефть признается соответствующей группе или виду с большим номером».

       В данном случае по содержанию сероводорода и по суммарному содержанию метил- и  этилмеркаптанов  Асюльская нефть  относится к 1 виду. Следовательно, данную нефть относят к 1 виду.

       Обобщая, выполненный анализ технологической  классификации Асюльской нефти, устанавливаем, что Асюльская нефть  относится к 3 – му классу (высокосернистая), ко 2 - му типу (средняя) для поставок на внутренний рынок. К 3 – му типу (тяжелая) для поставок на экспорт, ко 2 - ой группе и к 1 – му виду.

       Следовательно, Асюльская нефть будет иметь  следующие шифры:

       - для внутреннего рынка 3.2.2.1. ГОСТ  Р 51858 – 2002;

       - для экспорта 3.3э.2.1. ГОСТ Р 51858 – 2002. 

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

       1. Асюльская нефть по содержанию  серы относится к 3 – му классу  согласно ГОСТ Р 51858 – 2002, то есть считается высокосернистой, нужно стараться уменьшить в ней содержание серы, так как лучшими являются нефти первого класса – малосернистые, при их переработке нефтезаводское оборудование требует меньших затрат на защиту от коррозии, а это экономически выгоднее. Можно использовать специальные ингибиторы коррозии, но это тоже требует затрат.

       При переработке Асюльской нефти  необходимо предусмотреть ряд технических мероприятий:

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

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

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

       г) оценить уровень сернистости, в  том числе активных сернистых  соединений (H₂S, RSH) в получаемых продуктах в процессе первичной перегонки нефти (бензиновые фракции, керосино – газойлевые фракции, мазут, вакуумный газойль, гудрон);

       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 и в отношении «экологически чистых» топлив.

       Однако следует помнить о том, что уменьшая количество серы в топливе, мы ухудшаем их смазывающую способность, это плохо для двигателей, поэтому после обессеривания нужно ввести специальные защитные присадки, увеличивающие смазывающую способность.

       2. Асюльская нефть относится ко 2 – му типу. Она содержит в своем составе 47,9 % об. фракций, выкипающих до 350 °С («сумму светлых»), на основе которых можно получить бензин и дизельное топливо или бензиновую фракцию, фракцию реактивного и фракцию дизельного топлива. В остатке, после отбора «суммы светлых» от Асюльской нефти, содержится 52,1 % мазута.

       Решая одну из основных задач отечественной  нефтеперерабатывающей промышленности – повышение глубины переработки  нефти, - следует предусмотреть пути наиболее рациональной переработки 52,1 % мазута.

       Такими  путями могут быть:

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

       б) кубовой остаток вакуумной перегонки мазута – гудрон (фр. выше 500 (540) °С) использовать для дальнейшего углубления переработки нефти, направив его на установку замедленного коксования в качестве компонента сырья, в результате получить товарный нефтепродукт – нефтяной кокс, газ коксования, бензиновую фракцию (н.к. – 180 (195) °С), легкий газойль коксования (фр. 195 – 340 °С) и тяжелый газойль коксования (фр. 340 °С – К.К.);

       в) гудрон можно направить на установку  легкого термического крекинга (висбрекинг), где получить товарный продукт – 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 будет 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 в экономике государства.

       3. Асюльская нефть, по степени  ее подготовки на промыслах,  относится ко 2 - ой группе. Исходя  из этого перед переработкой  ее на атмосферном блоке установки первичной переработки нефти (АВТ) необходимо обеспечить глубокое обессоливание и обезвоживание нефти на блоке ЭЛОУ с получением подготовленной нефти с допустимым содержанием воды (не более 0,2 % масс.) и солей (не более 5-7 мг/дм³).

       4. Учитывая то, что Асюльская нефть содержит в своем составе растворенный сероводород и меркаптаны (метил– и этилмеркаптаны), обладающие высокой коррозионной активностью по отношению к металлам , а также являющиеся токсичными веществами, необходимо предусмотреть мероприятия по защите оборудования от коррозии и обслуживающего персонала от их вредного воздействия. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2. Химическая классификация

       Один  из методов химической классификации нефтей – метод оценки группового химического состава бензиновой фракции, выделенной из данной нефти и выкипающей в пределах от н.к. до 200 °С. В ней определяют содержание парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, а далее оценивают, к какому «химическому основанию» относится данная нефть.

       Если  в бензиновой фракции (н.к. – 200 °С) содержится более 50 % парафиновых, менее 25 % нафтеновых и менее 25 % ароматических, то такая  нефть считается нефтью метанового основания (М).

       Если  в бензиновой фракции (н.к. – 200 °С) содержится более 50 % ароматических, менее 25 % нафтеновых и менее 25 % парафиновых, то такая нефть считается нефтью ароматического основания (А).

       Если  в бензиновой фракции (н.к. – 200 °С) содержится более 50 % нафтеновых, менее 25 % парафиновых и менее 25 % ароматических, то такая нефть считается нефтью нафтенового основания (Н).

       Если  в бензиновой фракции (н.к. – 200 °С) содержится более 50 % парафиновых, более 25 % нафтеновых и менее 25 % ароматических углеводородов, то такая нефть относится к  метанонафтеновому основанию (МН).

       Аналогично  определяются нефти «нафтено - метанового» (НМ), нафтено - ароматического (НА) и «ароматически - нафтенового» основания (АН).

       Если  в бензиновой фракции (н.к. – 200 °С) содержится примерно одинаковое количество парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов (например по 33,33 %), то такая нефть относится к метано - нафтено - ароматическому основанию (МНА).

       Химический  состав нефтей оказывает влияние  на химический состав получаемых на их основе в процессе прямой перегонки  нефтяных фракций (бензиновых, керосиновых, дизельных), а, следовательно, оказывает влияние на основные качественные показатели товарных нефтепродуктов, получаемых на основе этих нефтяных фракций.

       Определим, к какому химическому основанию  можно отнести Асюльскую нефть. Обратимся к данным таблицы, характеризующей  групповой углеродный состав фракций, выкипающих до 200 °С (таблица 7). 

Таблица 7 - Групповой углеводородный состав фракций Асюльской нефти, выкипающих до 200 °С

         

         Из таблицы 7 видно, что фракция  28 - 200 °С Асюльской нефти содержит 66 % парафиновых углеводородов, 24 % нафтеновых  и 10 % ароматических. Следовательно,  она является нефтью метанового основания с точки зрения получения на ее основе эффективных и надежных в эксплуатации товарных топлив и других нефтепродуктов.

       Известно, что ароматические углеводороды в составе автомобильных и  авиационных бензинов придают им (бензинам) высокую детонационную  стойкость (высокое октановое число), однако чрезмерное их содержание нежелательно, так как ароматические углеводороды наиболее склонны к нагарообразованию  на внутренней поверхности цилиндро - поршневой группы двигателя в процессе сгорания топлива. Они (ароматические углеводороды) впитывают влагу, в силу чего топливо может обводняться; ароматические углеводороды при сгорании образуют токсичные газы, ухудшая экологическую картину воздушного бассейна населенных пунктов.

       Парафиновые углеводороды в составе автомобильных и авиационных бензинов ухудшают их детонационную стойкость, снижают уровень октанового числа.

       И, напротив парафиновые углеводороды в составе дизельных и реактивных топлив улучшают их воспламеняемость, повышают цетановое число и цетановый  индекс дизельных топлив.

       Нафтеновые  углеводороды занимают промежуточное  положение между ароматическими и парафиновыми углеводородами по их влиянию на эксплуатационные свойства топлив и поэтому они желательны как в составе автомобильных  бензинов, так и в дизельных, и  реактивных топливах.

       Из  сказанного следует, что, оценив к какому химическому основанию относится  нефть, следует предусмотреть ряд технических мероприятий, которые позволят получить на ее основе максимальный выход товарных нефтепродуктов высокого качества (высокооктановых бензинов, дизельных топлив с высоким цетановым числом, реактивных топлив с хорошей воспламеняемостью, высококачественных масел, нефтяных коксов и др.), иначе говоря, иметь необходимый набор технологических установок термокаталитического и гидрогенизационного характера, что позволит целенаправленно перерабатывать первичное сырье в товарные нефтепродукты.

       Так как Асюльская нефть содержит в своем составе всего лишь 10 ароматических углеводородов, то автомобильные и авиационные  бензины, полученные из этой нефти, будут  иметь невысокие октановые числа, а, следовательно, и невысокий уровень детонационной способности. Нужно общую бензиновую фракцию разделить на узкие на установке вторичной перегонки бензинов, низкооктановые фракции направить на каталитический риформинг (после гидроочистки) с целью получения катализата с высоким содержанием ароматических углеводородов и последующим их выделением методом ароматических углеводородов и последующим их выделением методом экстракции с получением бензола, толуола, о – ксилола, м – ксилола, п – ксилола, этил – бензола;