Фракционный состав нефти Нефть и

Фракционный состав нефти

Нефть и нефтепродукты представляют собой такую сложную смесь углеводородов и неуглеводородных соединений, что обычными методами перегонки их невозможно разделить на индивидуальные соединения. Как правило, нефти и нефтепродукты разделяют путем перегонки на отдельные части, каждая из которых является менее сложной смесью. Такие части принято называть фракциями или дистиллятами. Нефтяные фракции в отличие от индивидуальных соединений не имеют постоянной температуры кипения. Они выкипают в определенных интервалах температур, т. е. имеют температуру начала кипения (н. к. ) и конца кипения (к. к. ). Температуры начала и конца кипения зависят от химического состава фракции. Фракционный состав нефти и нефтепродуктов показывает содержание в них (в объемных или массовый процентах) различных фракций, выкипающих в определенных температурных пределах. Этот показатель имеет большое практическое значение. По фракционному составу нефти судят о том, какие нефтепродукты и в каких количествах можно из нее выделить, а фракционный состав бензинов и других моторных топлив характеризует их испаряемость, полноту испарения и др.

Основные фракции, выделяемые из нефти на промышленных установках: 1. Бензиновая н. к. (28˚С) – 180 ˚С (без отбора керосиновой фракции) или н. к. (28 ˚С) – 150 ˚С (без отбора керосиновой фракции); 2. Керосиновая 150 ˚С – 250 ˚С; 3. Дизельная (180 ˚С) – 350 ˚С (без отбора керосиновой фракции) или 250 ˚С – 350 ˚С (с отбором керосиновой фракции). В ряде случаев отбирают дизельную фракцию утяжеленного состава с концом кипения 360 ˚С. Суммарный выход этих фракций (до 360 ˚С) составляет количество светлых фракций нефти. Из остатка мазута получают: 4. Вакуумный газойль 350 ˚С (360 ˚С)- 500 ˚С(550 ˚С); 5. Гудрон >500 ˚С (> 550 ˚С) – самый тяжелый продукт перегонки нефти.

Дистилляция (перегонка) – процесс разделения сложных смесей углеводородов путем частичного испарения жидкости или частичной конденсацией паровой смеси с образованием двух фаз (перегонка), из которых паровая обогащается низкокипящим компонентом (нкк), а жидкая – высококипящим (вкк) по сравнению с исходной смесью. Лабораторная установка для перегонки нефти

Лабораторное оборудование для разгонки нефти АРН-2

АРН-ЛАБ-11 Автоматический аппарат для определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов

Перегонку нефти и нефтепродуктов с целью разделения на фракции можно осуществить с постепенным либо с однократным испарением. При перегонке с постепенным испарением образующиеся пары непрерывно отводят из перегонного аппарат, они конденсируются и охлаждаются в конденсаторе-холодильнике и собираются в приемник в виде жидких фракций. В том случае, когда образующиеся в процессе нагрева пары не выводятся из перегонного аппарата до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура, при которой в один прием (однократно) отделяют паровою фазу от жидкой, процесс называют перегонкой с однократным испарением. После этого строят кривую ОИ (см. рис. ) Данные способы перегонки не позволяют добиться четкого разделения нефтепродуктов на узкие фракции, т. к. часть высококипящих компонентов переходит в дистиллят, а часть низкокипящих фракций остается в жидкой фазе. Поэтому применяют перегонку с дефлегмацией или ректификацией. Для этого в колбе нагревают нефть или нефтепродукт; образующиеся при перегонке пары, почти лишенные высококипящих компонентов, охлаждаются в специальном аппарате – дефлегматоре и переходят в жидкое состояние – флегму. Флегма, стекая вниз, встречается со вновь образовавшимися парами. В результате теплообмена низкокипящие компоненты испаряются, а высококипящие компоненты паров конденсируются. При таком контакте паров достигается более четкое разделение на фракции, чем без дефлегмации.

1 – кривая, полученная перегонкой с четкой ректификацией (кривая ИТК); 2 – кривая однократного испарения (кривая ОИ); 3 – кривая, полученная простой перегонкой (разгонка по Энглеру) ; t 1, t 2, t 3, …tn – температуры кипения при оборе дистиллята в точках x 1, x 2, x 3, …xn. ; Фракция t 1 -t 2 выкипает в количестве x 2 -x 1, е – массовая доля отгона

Аппарат для перегонки с дефлегматором

Еще более четкое разделение происходит при перегонке с ректификацией. Аппарат для такой перегонки состоит из перегонной колбы, ректификационной колонки, конденсатора холодильника и приемника.

Наибольшее распространение в лабораторной практике получили следующие виды перегонки: 1. Перегонка, основанная на принципе постепенного испарения: – простая перегонка нефти и нефтепродуктов, выкипающих до 350 ˚С при атмосферном давлении; – простая перегонка нефтепродуктов, выкипающих выше 350 ˚С при пониженном давлении (под вакуумом); – перегонка с дефлегмацией; – перегонка с четкой ректификацией. 2. Перегонка, основанная на принципе однократного испарения: – перегонка с однократным испарением. 3. Молекулярная дистилляция для высокомолекулярных соединений и смол. 4. Имитированная перегонка.

Вакуум дистилляция – один из методов разделения смесей органических веществ. Широко применяется в ситуации, когда дистилляция не может быть проведена при атмосферном давлении из за высокой температуры кипения целевого вещества, что приводит к термическому разложению перегоняемого продукта. Так как в вакууме жидкость кипит при более низкой температуре, становится возможным разогнать жидкости, разлагающиеся при перегонке с атмосферным давлением.

Молекулярная дистилляция в отличие от обычной дистилляции не связана с кипением раствора, а протекает в условиях испарения со свободной поверхности. Она может быть применена для жидкостей, которые не выдерживают высоких температур и не могут быть доведены до кипения без опасности разложения. Молекулярную дистилляцию используют для разделения и изучения высокомолекулярных веществ, содержащихся в нефтяных остатках, получаемых обычной перегонкой. Этим способом перегоняют термически нестойкие вещества с молекулярной массой 250 - 1200, получают вакуумные масла, высоковязкие масла с высоким индексом вязкости.

Промышленные установки молекулярной дистилляции

Имитированная перегонка. Для анализа нефтепродуктов используется широко распространенный газохроматографический метод имитированной дистилляции. Традиционный метод имитированной дистилляции предполагает использование насадочных колонок. Спецификация на реактивное топливо и дизельное топливо указывает имитированную дистилляцию как альтернативу дистилляции при атмосферном давлении при получении информации об истинном распределении по температурам кипения. Метод имитированной дистилляции использует газохроматографическую технику для получения информации об истинном распределении по температурам кипения нефти и нефтяных фракций до 750 °С.

Имитированная перегонка. Методом имитированной дистилляции получают кривую истинных температур кипения, которая строится по данным хроматографического разделения исследуемого продукта на колонке с неполярным сорбентом в режиме программирования температуры. После ввода образца в инжектор, группы углеводородов выводятся на хроматограмму в порядке возрастания их температур кипения. Предварительно выполняется калибровка системы по эталонной смеси углеводородов с известными температурами кипения. Кривые имитированной дистилляции хорошо совпадают с результатами определения фракционного состава перегонкой при атмосферном давлении и при пониженном давлении. Для описания тяжелых фракций нефти использовали газовый хроматограф с высокотемпературным термостатом. Метод имитированной дистилляции с помощью газовой хроматографии позволяет проводить анализ нефтяных продуктов не только быстрее и с большей степенью точности, но и требует для осуществления меньшего количества анализируемых веществ.