Проведение оценки жирновской нефти с точки зрения ее переработки с получением товарных моторных топлив

ВВЕДЕНИЕ

Товароведение нефтяных и нефтехимических продуктов  представляет собой науку «О составе, свойствах, получении, применении, хранении и исправлении качества товарных нефтепродуктов».

Целью данной работы является проведение оценки жирновской нефти с точки зрения ее переработки с получением товарных моторных топлив.

В соответствии с представленной целью можно  сформулировать основные задачи, на решение  которых направлены исследования, проведенные  в данной работе:

- анализ результатов технологической классификации жирновской нефти с точки зрения прогнозирования ее переработки;

- химическая классификация;

- оценка бензиновой фракции жирновской нефти с точки зрения ее использования для производства автомобильных бензинов;

- оценка керосиновых фракций жирновской нефти с точки зрения использования реактивных топлив;

- оценка фракции дизельного топлива жирновской нефти с точки зрения производства на их основе товарных дизельных топлив;

- оценка мазутов жирновской нефти с точки зрения получения на их основе товарных котельных топлив.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИРНОВСКОЙ НЕФТИ

Согласно  ГОСТ Р 51858-2002 Нефть. Основные технические требования, нефти классифицируются на классы, типы, группы и виды.

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

1 класс - малосернистые: содержание серы до 0,6% масс.

2. класс – сернистые: содержание серы от 0,61 до 1,8% масс.
3. класс – высокосернистые: содержание серы от 1,81 до 3,5% масс.
4. класс – особо высокосернистые: содержание серы выше 3,5% масс. 
             Нефть Жирновского месторождения по содержанию серы (0,79%) относится ко 2-му классу - сернистые: от 0,61% до 1,8%.

1.2. Типы нефтей. Согласно ГОСТ Р 51858-2002 для определения типа нефти, необходимо знать уровень ее плотности, определенной при температуре 15 и 20 С. Для нефти предназначенной на экспорт, для определения ее типа также необходимо еще знать: содержание в ней (выход) фракций, выкипающих до 200,300,350 С и содержание парафина.

Согласно  ГОСТ Р 51858-2002 нефти делятся 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  жирновской нефти, она имеет плотность 912 кг/м^З, выход фракций до 200 С - 8,9% об.; до 300 С - 19% об.; до 350 С - 30,8% об., содержание парафина - 1,8% масс.

  Таким  образом, по уровню плотности  жирновская нефть относится к 4-му типу - битуминозная нефть. Для нефтей 3 и 4 типов не предусмотрено определять выход фракций до 200,300 и 350 С. По содержанию парафина жирновская нефть удовлетворят требованиям ГОСТ Р 51858-2002 не более 6% масс.

  Таким  образом по всем контролируемым  показателям согласно фактическим  данным и требованиям ГОСТ  Р 51858-2002 жирновская нефть относится к 4-му типу - битуминозная нефть, как для внутреннего рынка, так и при поставке ее на экспорт.

 1.3. Группы нефтей. Нефть разделяют на группы по степени ее подготовки на промыслах. Согласно ГОСТ Р 51858-2002 нефти делят на 3 группы: 1,2,3. Фактические данные по содержанию воды, хлористых солей и механических примесей должны задаваться преподавателем, т.к. эти данные в справочнике отсутствуют. Для определения группы нефти преподавателем данные не были заданы, поэтому можно предположить что в данной нефти содержание воды составляет не более 0,5 %, но менее 1,0%. Следовательно по степени подготовки на промыслах ее можно отнести к 3-ей группе.

1.4. Виды нефтей. Согласно ГОСТ Р 51858-2002 нефти в зависимости от содержания в них сероводорода и суммарного содержания метил- и 
этилмеркаптанов, делятся на три вида: 1,2,3. Учитывая то, что в справочнике «Нефти СССР» для нефтей не указывается содержание в них сероводорода и меркаптанов, данные для решения задачи классификации нефти задает ведущий преподаватель.

Предположим, что в жирновской нефти содержится 18 млн.^-1 (ррm) сероводорода, а массовая доля метил- и этилмеркаптанов составляет 65 млн.^-1 (mрр).

Тогда, пользуясь  таблицей «Разделение нефти на виды», делаем заключение, что жирновская нефть относится к 3-у виду.

Обобщая выполненный  анализ технологической классификации  жирновской нефти, устанавливаем, что она относится ко 2-му классу (сернистая), к 4-му типу (битуминозная), к 3-й группе и к 3-му виду. Следовательно, жирновская нефть будет иметь следующие шифры:

-для внутреннего рынка: 2.4.3.3. ГОСТ Р 51858-2002.

• для экспорта: 2.4Э.З.З. ГОСТ Р 51858-2002.

1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ЖИРНОВСКОЙ НЕФТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЕЕ ПЕРЕРАБОТКИ

1.1. Жирновская нефть по содержанию серы относится к сернистым нефтям   и при ее переработке необходимо предусмотреть ряд технических 
мероприятий.

1.2. Жирновская нефть относится к 4-му типу. Она содержит в своем составе 30,8% об. фракций выкипающих до 350 С ( так называемую «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 жирновской нефти, содержится 69,2% мазута. Решая одну из основных задач отечественной нефтеперерабатывающей промышленности - повышение глубины переработки нефти, - следует предусмотреть пути наиболее рациональной переработки 69,2% мазута.

1.3. Жирновская нефть, по степени ее подготовки на промыслах, относится к 3-й группе. Это не лучший вариант. 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 с допустимым содержанием воды (не более 0,2% масс.) и солей (не более 5-7 мг/дм).

1.4.Учитывая то, что жирновская нефть содержит в своем составе растворенные сероводород и меркаптаны, обладающие высокой коррозионной активностью по отношению к металлам, а также являющийся токсичными веществами, необходимо предусмотреть мероприятия по защите 
оборудования от коррозии и обслуживающего персонала от их вредного воздействия.

2. ХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

  Известно, что одним из методов  химической классификации нефтей является 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).

Аналогично  определяется нефть нафтенового  основания (Н) и ароматического основания (А).

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

Аналогично  определяются нефти нафтенометанового (НМ), нафтеноароматического (НА) и ароматически-нафтенового основания (АН). Если в бензиновой фракции (н.к.-200 С) содержится примерно одинаковое количество парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, то такая нефть относится к метано-нафтено-ароматическому основанию (МНА). Из таблицы видно, что фракция 28-200 С жирновской нефти содержит 54% парафиновых, 35% нафтеновых и 11% ароматических углеводородов. Следовательно, она является нефтью метанонафтенового основания.

Сделав такое  заключение, необходимо прогнозировать возможности данной нефти, с точки  зрения получения на ее основе эффективных  и надежных в эксплуатации товарных топлив и других нефтепродуктов.

3. ОЦЕНКА БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ ЖИРНОВСКОЙ НЕФТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ

Чтобы решить поставленную задачу, необходимо проанализировать все показатели качества бензиновой фракции жирновской нефти и сравнить их с требованиями ГОСТ (ТУ) на автомобильные бензины по этим же показателям, после чего сделать соответствующие выводы и принять решение по рациональному использованию бензиновой фракции жирновской нефти. Составим таблицу 1 качественных показателей бензиновых фракций жирновской нефти и требований ГОСТ 2084-77 на автомобильные бензины по этим показателям.

Сравнительная характеристика качества бензиновой фракции  жирновской нефти и требования ГОСТ 2084-77.

Таблица 1.

  По  ГОСТ Р 51105-97 плотность нормируется: для бензинов «нормаль-80» в пределах 700-750 кг/м³ ; для «Регуляр - 91», «Премиум -95» и «Супер - 98» в пределах 725-780 кг/м³. В числителе для летнего, в знаменателе для зимнего вида бензинов.

Анализ данных, приведенных в таблице показывает, что бензиновая фракция жирновской нефти по уровню плотности удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 51105-97 на автомобильные бензины всех марок.

По  фракционному составу бензиновая фракция  жирновской нефти не соответствует ни одна точка выкипания для летнего сорта бензина. Начато кипения 10,50 и 90% точки выкипания значительно выше требований ГОСТ 2084-77 на автомобильные бензины. Требованиям ГОСТ Р 51105-97 соответствует 90% -ая точка выкипания (не выше 190 С) для бензина 1-го класса испаряемости.

   По  содержанию серы, бензиновая фракция,  выделенная из жирновской нефти, соответствует требованиям ГОСТ:

- не выше 0,1 % по ГОСТ 2084-77; 
- не выше 0,05% по ГОСТ Р 51105-97.

Прямогонная бензиновая фракция, выделенная из жирновской нефти, имеет низкое октановое число (48 по ММ).

4. ОЦЕНКА КЕРОСИНОВЫХ ФРАКЦИЙ ЖИРНОВСКОЙ НЕФТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВ

Чтобы решить данную задачу, следует  обратится к требованиям ГОСТ 10227-86 и ГОСТ 12308-89 на топлива реактивные и к табличным данным, характеризующим «легкие керосиновые дистилляты» и «керосиновые дистилляты» жирновской нефти.

Для жирновской нефти приведены данные по керосиновым дистиллятам с температурой отбора 145 - 240 °С. Рассмотрим данные фракционного состава керосинового дистиллята жирновской нефти и установим, какой марке реактивного топлива он наиболее соответствует.         

Керосиновый дистиллят с началом  кипения 179 С и концом кипения 240 С вполне соответствует требованиям ГОСТ 12308-89 на топливо марки Т-8В. 

Далее необходимо сравнить все качественные показатели, приведенные  в справочнике для керосинового дистиллята жирновской нефти с требованиями ГОСТ 12308-89 на топливо Т-8В по тем же показателям качества.

Сравнительный анализ качественных показателей  керосинового дистиллята жирновской нефти и 1ребований ГОСТ к топливу Т-8В.

Таблица 2.

Анализ  данных, приведенных в таблице 2, позволяет сделать следующие  выводы:

1. Фракционный состав. Необходимо исправить 10%-ную точку выкипания, что можно сделать методом смешения данной партии топлива с топливом 
другой партии, имеющем запас качества по данному показателю.

2. Высота некоптящего пламени топлива характеризует нагарообразующие свойства реактивных топлив и зависит от содержания в топливе 
ароматических углеводородов, в том числе нафтеновых, и содержания смол. Следовательно, управлять высотой некоптящего пламени в пределах 
нормы можно снижая в топливе содержание ароматических углеводородов и смол.

3. Содержание серы соответствует требованиям ГОСТ 10227-86.
4. Кислотность возможно снизить методом «защелачивания» топлива с последующей водной промывкой.
5. Для более полной картины соответствия какой - либо керосиновой фракции, выкипающей в пределах кипения определенной марки реактивного 
   топлива, товарному реактивному топливу необходимо иметь информацию по всем показателям качества, включенным в соответствующий ГОСТ.

5. ОЦЕНКА ФРАКЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ЖИРНОВСКОЙ НЕФТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ИХ ОСНОВЕ ТОВАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

  Чтобы решить эту задачу, необходимо проанализировать показатели качества дизельной фракции, выделенной из жирновской нефти, по справочным данным и сопоставить их с требованиями ГОСТ и ТУ на дизельные топлива. Выполнив этот сравнительный анализ, сделать соответствующие выводы.

Справочные  данные о качестве фракции дизельного топлива жирновской нефти и требования ГОСТ 305-82 приведем в таблице 3. Рассмотрим дизельную фракцию с температурой отбора 220-350 С.

Сравнительная характеристика качества дизельной  фракции жирновской нефти и требований ГОСТ (ТУ) к дизельным топливам.

Таблица 3.

Анализ  данных, приведенных в таблице 3, позволяет сделать следующие  выводы:

а) по большинству известных показателей качества дизельная фракция, выделанная из жирновской нефти, соответствует требованиям ГОСТ 305-82 на дизельное топливо;

б) дизельная фракция жирновской нефти имеет содержание серы (0,14%). Она удовлетворяет требованиям ГОСТ 305-82, но не удовлетворяет 
требованиям ТУ 38.1011348-99 на экологически чистые дизельные топлива (не выше 0,1-0,05%), дизельную фракцию жирновской нефти следует 
подвергнуть гидроочистке, в том числе - глубокой гидроочистке для удаления избыточного количества серы;

в) для снижения кислотности дизельной фракции жирновской нефти до уровня требования ГОСТ 305-82 ее необходимо подвергнуть защелачиванию с последующей водной промывкой;

г) для окончательного решения оценки дизельной фракции для нее необходимо определить все показатели качества, предусмотренные ГОСТ 305-82, а 
для экологически чистого дизельного топлива - предусмотренные ТУ 38.1011348 - 99.

6. ОЦЕНКА МАЗУТОВ ЖИРНОВСКОЙ НЕФТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ НА ИХ ОСНОВЕ ТОВАРНЫХ КОТЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

   Чтобы решить данную задачу, необходимо  оценить фактические данные по  качеству мазутов, выделенных  из жирновской нефти по справочнику и сравнить их с требованиями ГОСТ 10585-75 и ГОСТ 10585-99 на котельные топлива (топочные мазуты).

Сравнительную характеристику качественных показателей  мазутов жирновской нефти с требованиями ГОСТ приведем в таблице 4.

Сравнительная характеристика качества мазутов жирновской нефти и требования ГОСТ 10585-75.

Таблица 4.

Анализ  данных, приведенных в таблице 4, позволяет сделать заключение о  том, что мазуты, выделенные из жирновской нефти, полностью соответствует по приведенным показателям качества требованиям ГОСТ 10585-75. Однако они имеют высокое содержание серы, что снижает их ценность и экологичность как топлива. Для полной оценки качества мазутов жирновской нефти необходима полная информация по качественным показателям мазутов, предусмотренным ГОСТ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе мы провели оценки жирновской нефти с точки зрения ее переработки с получением товарных моторных топлив.

Жирновская нефть относится ко 2-му классу (сернистая), к 4-му типу (битуминозная), к 3-й группе - по степени подготовки на промыслах и к 3-му виду (в зависимости от содержания в них сероводорода и суммарного содержания метил – и этилмеркаптанов). Жирновская нефть имеет следующие шифры:

-для внутреннего рынка: 2.4.3.3. ГОСТ Р 51858-2002.

• для экспорта: 2.4Э.З.З. ГОСТ Р 51858-2002.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. – Уфа: издательство «Гилем», 2001г.
2. Бойко Е.В. Химия нефти и топлив. Уч.пособие: Ульяновск, 2007 г.
3. Рахманкулов Д.Л., Долматов Л.В., Ольков П.Л. и др. Товароведение нефтяных продуктов. – Том 1. Общие сведения о нефти и нефтепродуктах. – М.:Интер, 2005г.
4. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: справочник под ред. В.М.Школьникова. – М.: Издательский центр «Техинформ», 1999г.