Классификация нефтей и характеристика товарных нефтепродуктов»

Министерство  образования Российской Федерации

Челябинский государственный университет

Институт  экономики отраслей, бизнеса и  администрирования

Кафедра экономики отраслей и рынков 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА»

На тему: «Классификация нефтей и характеристика товарных нефтепродуктов» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: ст. гр. 24ПС-401

Дурнов  А.А

                                                                        Проверила: преп.  
 
 

Челябинск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………..…………………………………..……..3

Глава 1.Классификация нефтей………………………………………………….4

1.1 Химическая классификация………………………………………………….4

1.2 Технологическая классификация…………………………………………….5

1.3 Техническая классификация…………………………………………………6

1 4 Классификация по процессам переработки…………………………………8

Глава 2. Характеристика товарных нефтепродуктов………………………….10

2.1 Классификация нефтепродуктов……………………………………………10

2.2 Характеристика  нефтепродуктов…………………………………………...11

2.2.1 Бензин………………………………………………………………………11

2.2.2 Керосин…………………………………………………………………….12

2.2.3 Дизельное топливо…………………………………………….…………..13

2.2.4 Мазут……………………………………………………………………….14

2.2.5 Битум……………………………………………………………….............15

2.2.6 Масло…………………………………………………………….…………16

2.2.7 Нефтяные газы………………………………………………….………….16

2.2.8 Лигроин………………………………………………………….…………17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………….……………18

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………….……....19 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

     С развитием техники повышаются требования к ассортименту и качеству нефтей и нефтепродуктов, что, в свою очередь, требует совершенствования процессов их производства. Поэтому качества, как товарной нефти, так и продуктов ее переработки, подлежат обязательному контролю. Организацию контроля качества невозможно осуществлять без стандартов на нефтепродукты и методов их испытания. Задачи стандартизации многообразны. Это и удовлетворение более высоких требований к выпускаемой продукции технологии транспорта, защита интересов потребителя, также и интересов изготовителя — от необоснованных претензии.

      Государственная система стандартизации предусматривает  следующие категории стандартов, государственные на нефтепродукты (ГОСТ), отраслевые (ОСТ), республиканские (РСТ), стандарты предприятий (ГТП), технические условия (ТУ).

      Соблюдение  государственных стандартов обязательно  для всех предприятий и организаций, причастных к транспорту и хранению нефтей и нефтепродуктов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Классификация нефтей

     Предложено  множество научных классификаций  нефтей (химическая, генетическая, технологическая  и др.), но до сих пор нет единой международной их классификации.

     1.1 Химическая классификация

       За ее основу принято преимущественно  содержание в нефти одного  или нескольких классов углеводов.  Различают 6 типов нефтей: парафиновые,  парафино-циклановые, циклановые, парафино-нафтено-ароматические,  нафтено-ароматические и ароматические.

       В парафиновых нефтях (типа узеньской,  жетыбайской) все фракции содержат  значительное количество алканов:  бензиновые — не менее 50 %, а  масляные — 20 % и более. Количество  асфальтенов и смол исключительно  мало.

     В парафино-циклановых нефтях и их фракциях преобладают алканы и циклоалканы, содержание аренов и САВ мало. К  ним относят большинство нефтей Урало-Поволжья и Западной Сибири. Для  циклановых нефтей характерно высокое (до 60 % и более) содержание циклоалканов во всех фракциях. Они содержат количество твердых парафинов, смол и асфальтенов. К циклановым относят нефти, добываемые в Баку (балаханская и сураханская) и на Эмбе (доссорская и макатская) и др.

     В парафино-нафтено-ароматических нефтях содержатся примерно в равных количествах  углеводы всех трех классов, твердых  парафинов не более 1,5 %. Количество смол и асфальтенов достигает 10 %.

       Нафтено-ароматические нефти характеризуются  преобладающим содержанием цикланов  и аренов, особенно в тяжелых  фракциях. Алканы содержатся в  небольшом количестве только  в легких фракциях. В состав  этих нефтей входит около 15–20 % смол и асфальтенов. 

     Ароматические нефти характеризуются преобладанием  аренов во всех фракциях и высокой  плотностью. К ним относят прорвинскую  в Казахстане и бугурусланскую в  Татарстане.

1.2 Технологическая классификация

Нефти подразделяют на:

1) 3 класса (I–III) по содержанию серы в  нефти (малосернистые, сернистые  и высокосернистые), а также в  бензине (начало кипения —  180 °С), в реактивном топливе (120–240 °С) и дизельном топливе (240–350 °С);

2) 3 типа  по потенциальному содержанию  фракций, перегоняющихся до 350 °С (T1–T3);

3) 4 группы  по потенциальному содержанию  базовых масел (М1–М4);

4) 4 подгруппы  по качеству базовых масел,  оцениваемому индексом вязкости (И1–И4);

5) 3 вида  по содержанию парафинов (П1–П3).

     Из  малопарафинистых нефтей вида III можно  получать без депарафинизации реактивные и зимние дизельные топлива, а  также дистиллятные базовые масла. Из парафинистых нефтей П2 без депарафинизации  можно получить реактивное топливо  и лишь летнее дизельное топливо. Из высокопарафинистых нефтей П3, содержащих более 6 % парафинов, даже летнее дизельное  топливо можно получить только после  депарафинизации.

     Предварительную оценку потенциальных возможностей нефтяного сырья можно осуществить  по комплексу показателей, входящих в технологическую классификацию  нефтей. Однако этих показателей недостаточно для определения набора технологических  процессов, ассортимента и качества нефтепродуктов, для составления материального баланса установок, цехов и нефтеперерабатывающих заводов в целом и т. д. Для этих целей в лабораториях научно-исследовательских институтов проводят тщательные исследование по установлению всех требуемых для проектных разработок показателей качества исходного нефтяного сырья, его узких фракций, топливных и масляных компонентов, промежуточного сырья для технологических процессов и т. д. Результаты этих исследований представляют обычно в виде кривых зависимости истиной температуры кипения, плотности, молекулярной массы, содержания серы, низкотемпературных и вязкостных свойств от фракционного состава нефти, а также в форме таблиц с показателями, характеризующими качество данной нефти, ее фракций и компонентов нефтепродуктов. Справочный материал с подробными данными по физико-химическим свойствам отечественных нефтей, имеющих промышленное значение, приводится в многотомном издании «Нефти СССР» (М.: Химия, 1971–1974).

1.3 Техническая классификация

     Для оценки товарных качеств подготовленных на промыслах нефтей в 2002 г. был разработан применительно к международным  стандартам и принят новый ГОСТ России Р 51858–2002, в соответствии с которым  их подразделяют (классифицируют):

— по содержанию общей серы на четыре класса (1–4);

— по плотности  при 20 °С на пять типов (0–4);

— по содержанию воды и хлористых солей на 3 группы (1–3);

— по содержанию сероводорода и легких меркаптанов  на 3 вида (1–3).

     Кроме того, тип нефти, поставляемой на экспорт, определяется помимо плотности при 15 °С дополнительно по следующим  показателям:

     Условное  обозначение марки нефти состоит  из четырех цифр, соответствующих  обозначениям класса, типа, группы и вида нефти. При поставке нефти на экспорт к обозначению типа добавляется индекс «э».

Таблица 1                                          Классы нефти

Таблица 2                                            Типы нефти                   

  Примечание –  Если по одному из показателей (плотности  или выходу фракций) нефть относится  к группе  с меньшим номером, а по другому к группе с большим номером, то нефть признают соответствующей группе с большим номером

Таблица 3                          Группы нефти по степени подготовки

     Примечание  – Если по одному из показателей  нефть относится к группе  с меньшим номером, а по другому к группе с большим номером, то нефть признают соответствующей группе с большим номером.

Таблица 4    Виды нефти по массовой доле сероводорода и легких меркаптанов

  Примечание  – Нефть с нормой « менее 20 млн^-1 (ppm)» по показателю 1 таблицы считают не содержащей сероводород.

1.4 Классификация по процессам переработки

     Технологические процессы нефтеперерабатывающего завода принято классифицировать на следующие  две группы: физические и химические.

     1. Физическими (массообменными) процессами  достигается разделение нефти  на составляющие компоненты (топливные  и масляные фракции) без химических  превращений и удаление (извлечение) из фракций нефти, нефтяных  остатков, масляных фракций, газоконденсата  и газов нежелательных компонентов  (полициклических аренов, асфальтенов,  тугоплавких парафинов), неуглеводных  соединений. Физические процессы  по типу массообмена можно  подразделить на типы:

     1.1. Гравитационные (Электрообессоливающая  установка).

     1.2. Ректификационные (атмосферная трубчатка  (перегонка), атмосферно-вакуумная трубчатка,  газофракционирующая установка  и др.).

     1.3. Экстракционные (деасфальтизация, селективная  очистка, депарафинизация кристаллизацией).

     1.4. Адсорбционные (депарафинизация цеолитная, контактная очистка).

     1.5. Абсорбционные (абсорбционно-газофракционирующая  установка, очистка от H2S, CO2).

     2. В химических процессах переработка  нефтяного сырья осуществляется  путем химических превращений  с получением новых продуктов,  не содержащихся в исходном  сырье. Химические процессы, применяемые на современных нефтеперерабатывающих заводах, по способу активации химические реакции подразделяют на:

     2.1. Термические (термолитические).

     2.2. Каталитические.

     Термические по типу протекающих химических реакций  можно подразделить на:

     2.1.1. Термодеструктивные (термический крекинг,  висбрекинг, коксование, пиролиз, пекование,  производство технического углерода  и др.).

     2.1.2. Термоокислительные (производство  битума, газификация кокса, углей  и др.).

     В термодеструктивных процессах протекают  преимущественно реакции распада (крекинга) молекул сырья на низкомолекулярные, а также реакции конденсации  с образованием высокомолекулярных продуктов, например кокса, пека и др. Каталитические процессы по типу катализа можно классифицировать на следующие  типы:

     2.2.1. Гетеролитические, протекающие по  механизму кислотного катализа (каталитический  крекинг, алкилирование, полимеризация,  производство эфиров и др.);

     2.2.2. Гемолитические, протекающие по механизму окислительно-восстановительного (электронного) катализа (производство водорода и синтез газов, метанола, элементной серы).

     2.2.3 Гидрокаталитические, протекающие  по механизму бифункционального  (сложного) катализа (гидроочистка, гидрокрекинг, каталитический риформинг, изомеризация, гидродепафинизация и др.). 
 
 
 
 
 

Глава 2. Характеристика товарных нефтепродуктов

     Нефтепродукты - это продукты, полученные в результате переработки нефти. К основным нефтепродуктам можно отнести различные виды топлива, электроизоляционные среды, смазочные вещества, нефтехимическое сырье и растворители. Виды топлива - это бензин, дизельное топливо, керосин и другие. Нефтепродукты создаются при перегонке нефти. Это происходит путем отделения отгонов в парообразном состоянии нефти. 

Рынок нефтепродуктов можно условно разделить на две группы - рынок светлых нефтепродуктов; рынок темных нефтепродуктов.

Светлые нефтепродукты - это бензин, дизельное топливо, арктическое дизельное топливо.  

Темные  нефтепродукты - это мазут, битум, масла и т.п.

2.1 Классификация нефтепродуктов

     Вырабатываемые  на нефтеперерабатывающих заводах  продукты подразделяют на следующие  группы, различающиеся по составу, свойствам  и областям применения:

     1) топлива - бензины (топлива для  двигателей с принудительным  зажиганием), реактивные, дизельные,  газотурбинные, печные, котельные,  сжиженные газы коммунально-бытового  назначения;

     2) нефтяные масла;

     3) парафины и церезины;

     4) ароматические углеводороды;

     5) нефтяные битумы;

     6) нефтяной кокс;

     7) пластические смазки;

     8) присадки к топливам и маслам;

     9) прочие нефтепродукты различного  назначения.

     Большая группа нефтепродуктов – это топлива. Сюда относятся и горючие бензины, и различного рода газы (нефтепереработки, попутный и т.д.), и лигроины, и мазут, и авиационное топливо и многие-многие другие. Еще одна большая группа нефтепродуктов, применяемых в строительстве – это битумы. Они представляют собой продукты жидкой или полутвёрдой консистенции.

     Так же из нефти получают различного рода масла (смазочные и не смазочные). Первые используются для обеспечения  функционирования двигателей внутреннего  сгорания, станков, и прочего. Вторые применяются для обеспечения  специфических свойств, в частности  существуют электроизоляционные масла, для гидравлических систем, всевозможные смягчители и многое другое. Так  же масла используются в медицине, так называемые белые масла и  в парфюмерии. Разнообразные парафины, церезины и прочие нефтепродукты  относятся к твердым углеводородам. Из нефти получают большое количество разнообразных полимеров, куда относятся  и полиэтилен, и полипропилен, и  полиэтилентерефталат и многие-многие другие. Следует иметь в виду, что в зависимости от типа нефтепродукта, а так же свойств каждого конкретного  вещества следует использовать различные  емкости для хранения и транспортировки, а так же соблюдать ряд правил и норм, которые обеспечивают продолжительное  хранение и безопасность.

     2.2 Характеристика нефтепродуктов

2.2.1 Бензин

     Бензин - горючая жидкость, является смесью лёгких углеводородных веществ, имеющих температуры кипения в пределах 30 - 200 градусов. Плотность бензина примерно 0,7 г/см3, теплотворная способность около 10,500 ккал/кг.

     Бензин  в промышленных масштабах производится на нефтехимических предприятиях комплексом процессов: перегонкой, гидрокрекингом, каталитическим крекингом, риформингом. Для производства бензинов специального назначения дополнительно используется процесс очистки от нежелательных  включений и компонентов, смешение с присадками.

     В некоторых случаях при производстве бензина в качестве сырья может  быть использована не нефть, а иное углеводородное сырьё. Например, Эстонской  ССР для получения бензина  использовались горючие сланцы. Возможно производство бензина из синтез-газа, получаемого при газификации  каменного угля и конверсии газа метана, с помощью синтеза методом  Фишера-Тропша (синтин-процесс). При  таких методах получения бензина, получаемые продукты называются когазин и синтин. Классический способ производства бензина для автотранспорта из нефтяного сырья на нефтеперерабатывающих заводах состоит в компаундировании (смешивании) из нескольких компонентов, основные из которых: прямогонный бензин, изомеризат, риформат, бензин каталитического крекинга, алкилат, бензин гидрокрекинга, различные присадки.

     Самый простой способ получения автобензина  заключается в отборе легких фракций  в процессе перегонке нефтяного  сырья кустарным способом - в так  называемых самоварах, с дальнейшим увеличением октанового числа топлива  с помощью присадок.

2.2.2 Керосин

     Керосин - горючая прозрачная углеводородная жидкость, вырабатываемая методом перегонки или ректификации нефтяного сырья. Керосин является смесью веществ-углеводородов (C12-C15).

Применение  керосина в промышленности

Промышленное  и бытовое применение керосина очень  широко: его используют в качестве топлива для реактивных самолётных двигателей, в качестве горючего компонента ракетного топлива, в качестве топлива  при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий, для осветительных и  нагревательных приборов в быту, керосин  используется в оборудовании для  резки металла, в качестве растворителя для различных материалов, в том  числе в быту, как сырьё в  процессе нефтепереработки. Ещё одна область применения керосина - в  качестве заменителя зимнего дизельного топлива и в качестве основы горючего для мультитопливных двигателей. Авиационный керосин служит топливом, хладагентом и в качестве смазки в авиационных двигателях различных типах - турбовинтовых и турбореактивных.

Нашёл свое место керосин и в ракетной технике, где применяется как  основа для горючего и рабочей  жидкости для гидравлических машин. Начало использования керосина для  ракетных двигателей предложено ещё  в 1914 основоположником теории ракетостроения Циолковским.

Технический керосин применяется в качестве сырья при пиролитическом методе производства этилена, пропилена, углеводородов ароматического ряда, как топливо при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий, в качестве растворителя для очистки деталей машин и механизмов и др.

     Область применения осветительного керосина обусловлено его названием. Его используют преимущественно в керосиновых и калильных осветительных лампах и как топливо в аппаратуре для резки металла, в нагревательных приборах бытового назначения, в качестве растворителя при изготовлении лаков и пленок, как пропитка для кожаного сырья, для промывки деталей машин и механизмов в ремонтных мастерских.

     Керосин опять начал цениться, начиная с 50-х годов прошлого века в связи с активным развитием авиационной техники - керосин для авиационных двигателей (и турбовинтовой, и реактивной) стал идеальным горючим.

2.2.3 Дизельное топливо 

      Дизельное топливо (дизтопливо, солярка) - органическая жидкость, получаемая при переработке нефти и используемая в качестве топливной смеси в дизельных двигателях. Обычно под термином дизтопливо понимают продукт, получаемый из керосино-газойлевых фракций в процессе прямой перегонки нефтяного сырья.

Применение  дизтоплива

     Основным  потребителем дизтоплива является транспортный сектор экономики - железнодорожники, автотранспортники, производители  сельхозпродукции. Кроме этого дизтопливо часто как котельное топливо, топливо для стационарных и передвижных электрогенераторов, в кожевенной промышленности, как смазочно-охлаждающая среда в машинах и агрегатах, как средство для закалки изделий при термообработке металла.

Основные  характеристики дизтоплива

     Дизтопливо  делят на:

▪дистиллятное - малой вязкости для высокооборотисных  двигателей;

▪остаточное - высоковязкое для низкооборотистых двигателей (сельхозтрактора, судовые  дизельные агрегаты, стационарные двигатели  электрогенераторов, насосов и т.д).

     Дистиллятное  дизтопливо получают смешением керосино-газойлевых фракций, получаемых при прямой перегонке  нефтяного сырья и газойлей от каткрекинга. Вязкое дизтопливо для  малооборотистых дизельных агрегатов  получается смешением мазутов с  веществами керосиново-газойлевых фракций.

     Ещё одна градация дизтоплива основана на сезонности - летнее и зимнее дизтопливо. Различаются сезонные виды дизтоплива показателем температуры помутнения и застывания топлива и показателем температуры предельной фильтруемости. Затраты на производство зимнего дизтоплива выше, но необходимость его производства продиктована нашим климатом, так как использование летнего дизтоплива в зимний период без предварительного разогрева невозможно начиная с температуры уже в -20 градусов.

2.2.4 Мазут  

     Мазут является нефтепродуктом. Однако он также производится из горючих сланцев и каменных углей. Тем не менее, два последних варианта производятся в небольших количествах и предназначены для потребления на месте производства.

     Используется  мазут в качестве котельного топлива, а также для производства ряда продуктов, таких как смазочные  масла, кокс, битумы и моторные масла.