книги / 940

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ, ГАЗА

И НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

УДК 665.637

А.В. Кудинов, К.В. Федотов, В.Г. Рябов, В.В. Братчиков*, А.В. Журавлев*

Пермский государственный технический университет, *ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»

ВЛИЯНИЕ КОМПАУНДИРОВАНИЯ НЕФТЕЙ ПРИ ИХ ПЕРЕГОНКЕ НА ИЗМЕНЕНИЕ ВЫХОДА СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ И МАСЛЯНЫХ ФРАКЦИЙ

Приведены результаты исследований влияния компаундирования Западно-сибирской и Каменноложской нефтей при их перегонке на выход светлых нефтепродуктов и масляных фракций, а также на свойства последних.

Одним из способов интенсификации процесса прямой перегонки нефти на установках АВТ является использование принципа регулирования коллоидно-дисперсного состояния исходного сырья и фазовых переходов путем соответствующего воздействия на него – как дисперсную нефтяную систему [1]. Таким воздействием может быть, в частности, оптимальное компаундирование нефтей разной химической природы [2, 3], введение активирующих добавок и поверхностноактивных веществ (ПАВ) [4, 5].

Установлено, что смешение нефтей разного основания (парафинистой и ароматизированной) дает возможность повлиять на дисперсность системы и при этом изменить выход различных фракций при ее разгонке. Так, для смеси Ухтинской и Западно-сибирской нефтей в соотношении 30/70 по массе выход фракций, выкипающих до 350 оС при атмосферной перегонке выше расчетного на 3–3,5 %, а в соотношении 50/50 напротив, ниже расчетного на 2–2,5 %. Аналогичная картина наблюдается и при вакуумной перегонке остатков выше 350 оС [1].

Вкачестве объекта исследования выступали Западно-сибирская

иКаменноложская нефти – сырье установки первичной переработки АВТ-5 (ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»). У данных нефтей и их смесей определяли разгонку по ИТК (ГОСТ 11011) и групповой углеводородный состав масляных фракций методом жидкостной хроматографии.

146

Разгонку проводили на установке B/R 9100, с колонной, содержащей 20 теоретических тарелок при флегмовом числе 5:1. Фракции, выкипающие до 180 °С, отбирали при атмосферном давлении, до 290 °С – при давлении 10 мм рт.ст. и до 370 °С – при 2 мм рт.ст. Выход масляных фракций (385–445 и 420–495 °С) определяли по методу ASTM D 5236 при остаточном давлении 0,3 мм рт.ст.

Групповой состав масляных дистиллятов изучали методом жидкостной хроматографии на силикагеле.

Данная методика позволяет разделить нефтяные фракции на смолы, тяжелую (полициклическую), среднюю (бициклическую) и легкую (моноциклическую) ароматику, парафинонафтеновые углеводороды. Разделение углеводородов на группы осуществляли по показателю преломления (nD20). К метанонафтеновым углеводородам относили фракцию с показателем преломления до 1,49; легкой ароматике – до 1,51; средней ароматике – до 1,53; тяжелой ароматике – до 1,56; смолам – свыше 1,56.

Выходы светлых и масляных фракций, полученных при разгонке нефтей и их смесей по ИТК, приведены в табл. 1.

Как видно из полученных данных, наибольшее количество светлых нефтепродуктов содержится в Каменноложской нефти. Так, содержание бензиновой фракции (62–180 оС) в ней составляет 22,18 мас.%, керосиновой фракции (140–280 оС) – 26,70 мас.% и дизельной (200–360 оС) – 29,11 мас.%. Количество бензиновых фракций в Западно-сибирской нефти находится на уровне 16,04 мас.%, керосиновых – 22,70 мас.%, а дизельных – 27,04 мас.%.

Суммарная масса масляных фракций, выкипающих при 385– 445 оС и 420–495 оС, больше в Западно-сибирской нефти, чем в Каменноложской (см. табл. 1). Так, содержание фракции 385–445 оС в Запад- но-сибирской нефти равно 8,41 мас.%, а в Каменноложской – 5,37 мас.%, а фракции 420–495 оС соответственно – 16,40 и 15,19 мас.%.

При увеличении в смеси доли Каменноложской нефти от 10 до 40 мас.% выход бензиновой фракции (62–180 оС) практически не изменяется по отношению к рассчитанному по потенциальному содержанию при перегонке исходных нефтей. Количество фракции 140–280 оС при введении в смесь от 10 до 30 мас.% Каменноложской нефти несколько меньше (на 0,4–0,6 мас.%), а при ее содержании в смеси 40 мас.% практически равно рассчитанному. Выход дизельной фракции (200–360 оС) снижается с увеличением доли Каменноложской нефти до 20–30 мас.% на 0,5–

147

0,55 мас.%, а при ее введении в смесь до 40 мас.% возрастает на 0,5 мас.%. В целом выход светлых нефтепродуктов, выкипающих до температуры 360 оС возрастает на 0,7 мас.% при содержании Каменноложской нефти в смеси, равном 40 мас.%. При меньшем ее количестве выход светлых нефтепродуктов из смеси нефтей меньше аддитивного.

Несколько иная картина наблюдается для масляных фракций, выкипающих при 385–445 и 420–495 оС (см. табл. 1). В этом случае большие выходы масляных фракций (на 1,5–2 мас.% суммарно по фракциям) имеют место при содержании в смеси 20–30 мас.% Каменноложской нефти.

Исследование физико-химических свойств полученных масляных фракций показало, что фракции, полученные из Западносибирской нефти, имеют несколько меньшую плотность, по сравнению с масляными фракциями, полученными из Каменноложской нефти (табл. 2). Вязкость фракции 385–420 оС из Западно-сибирской нефти выше, а индекс вязкости меньше по сравнению с той же фракцией Каменноложской нефти. Для фракции 420–495 оС наблюдается обратная картина (см. табл. 2).

Физико-химические характеристики масляных фракций, получаемых при разгонке смесей нефтей, слабо отличаются от рассчитанных характеристик (см. табл. 2). В целом с увеличением доли Каменноложской нефти в смеси с Западно-сибирской плотность, вязкость при 40 и 100 оС масляных фракций с пределами выкипания 385–445 оС уменьшаются. Вслучае фракции 420–495 оС с повышением содержания Каменноложской нефти в сырье плотность снижается, а вязкость возрастает.

Анализ результатов определения группового состава исследуемых масляных фракций (табл. 3 и 4) показал, что исследованные масляные фракции, полученные из Каменноложской нефти, содержат больше парафинонафтеновых углеводородов и меньше ароматических. Так, например, во фракции 385–445оС (см. табл. 3), полученной из За- падно-сибирской нефти, содержание парафинонафтеновых углеводородов составляет 56,8 мас.%, моноциклической ароматики – 7,0 мас.%, бициклической ароматики – 5,4 мас.%, полициклической ароматики – 27,8 мас.% и смол – 2,8 мас.%, а в той же фракции, полученной из Каменноложской нефти, содержание парафинонафтеновых углеводородов – 66,3 мас.%, моноциклической ароматики – 4,6 мас.%, бициклической ароматики – 4,0 мас.%, полициклической ароматики – 21,8 мас.% и смол – 3,0 мас.%.

148