Реферат - Тепловская нефть

Подождите немного. Документ загружается.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное учреждение высшего профессионального образования

Тюменский государственный нефтегазовый университет

Технологический институт

Кафедра химии и технологии нефти и газа

Тема: Тепловская нефть

Тюмень 2009

1. Общая характеристика Среднеобской нефтегазовой области

Среднеобская нефтегазоносная область характеризуется уникальной

концентрацией ресурсов нефти в неокомских отложениях, вмещающих

гигантские, крупнейшие и крупные залежи нефти. Второй по запасам

нефтегазоносный комплекс - верхнеюрский (васюганский), третий -

среднеюрский.Среднеобская нефтегазоносная область расположена в

среднем течении реки Оби от Ханты-Мансийска на западе до

Александровска на востоке. С Нижневартовским и Сургутским сводами

связаны основные запасы нефти Западной Сибири, причем больший процент

относится к месторождениям Тюменской области. Залежи нефти на всех

площадях Среднеобской нефтегазоносной области относятся к нижнему

отделу меловой системы.С момента открытия первого месторождения ( Усть-

Балыкское, 1961 г.) к началу 1975 г. здесь выявлено 57 месторождений

нефти. Освоение нефтяных ресурсов этой области началось в 1964 г., когда

было введено в опытно-промышленную эксплуатацию Усть-Балыкское

месторождение. Чисто газовых месторождений не известно. Установлены

лишь газовые шапки и единичные газовые залежи.

2. Химический состав нефти

В составе нефти выделяют углеводородную, асфальтосмолистую и

зольную составные части, а также порфирины и серу.

Углеводороды, содержащиеся в нефти, подразделяют на три основные

группы: метановые, нафтеновые и ароматические.

Метановые (парафиновые) УВ химически наиболее устойчивы, а

ароматические - наименее устойчивы (в них минимальное содержание

водорода). При этом ароматические углеводороды являются наиболее

токсичными компонентами нефти.

Асфальтосмолистая составная нефти частично растворима в бензине:

растворяемая часть - это асфальтены, нерастворяемая - смолы. Интересно,

что в смолах содержание кислорода достигает 93% от его общего количества

в составе нефти.

Порфирины – это азотистые соединения органического происхождения, они

разрушаются при температуре 200-250°С. Сера присутствует в составе нефти

либо в свободном состоянии, либо в виде соединений сероводородов и

меркаптанов. Зольная часть нефти - это остаток, получаемый при ее

сжигании, состоящий из различных минеральных соединений.

Сырая нефть и ее характеристики

Нефть, получаемую непосредственно из скважин, называют сырой. При

выходе из нефтяного пласта нефть содержит частицы горных пород, воду, а

также растворенные в ней соли и газы. Эти примеси вызывают коррозию

оборудования и серьезные затруднения при транспортировке и переработке

нефтяного сырья. Таким образом, для экспорта или доставки в отдаленные от

мест добычи нефтеперерабатывающие заводы необходима ее промышленная

обработка: из нее удаляется вода, механические примеси, соли и твердые

углеводороды, выделяется газ. Газ и наиболее легкие углеводороды

необходимо выделять из состава нефти, т.к. они являются ценными

продуктами, и могут быть утеряны при ее хранении. Кроме того, наличие

легких газов при транспортировке нефти по трубопроводу может привести к

образованию газовых мешков на возвышенных участках трассы. Очищенную

от примесей, воды и газов нефть поставляют на нефтеперерабатывающие

заводы (НПЗ), где в процессе переработки из нее получают различные виды

нефтепродуктов. Качество, как сырой нефти, так и нефтепродуктов,

получаемых из нее, определяется ее составом: именно он определяет

направление переработки нефти и влияет на конечные продукты.

Важнейшими характеристиками сырой нефти являются: плотность,

содержание серы, фракционный состав, а также вязкость и содержание

воды, хлористых солей и механических примесей.

Плотность

Одно из главных свойств непереработанной нефти - это ее плотность,

которая зависит от содержания тяжелых углеводородов, таких как парафины

и смолы. Для ее выражения используется как относительная плотность,

выраженная в г/см

, так и плотность, выраженная в единицах

Американского института нефти - API, измеряемая в градусах.

Относительная плотность = масса соединения/ масса воды

API = (141,5/ относительная плотность) - 131,5,

Нефть Относительная Плотность API, °API

плотность,

г/см

Легкая 0,800-0,839 36°-45,4°

Средняя 0,840-0,879 29,5°-36°

Тяжелая 0,880-0,920 22,3°-29,3°

Очень тяжелая более 0,920 Менее 22,3°

Измерение плотности предусмотрено стандартами различных стран. По

плотности можно ориентировочно судить об углеводородном составе нефти

и нефтепродуктов, поскольку ее значение для углеводородов различных

групп различно. Более высокая плотность указывает на большее содержание

ароматических углеводородов, а более низкая - на большее содержание

парафиновых углеводородов. Углеводороды нафтеновой группы занимают

промежуточное положение. Таким образом, величина плотности до

известной степени будет характеризовать не только химический состав и

происхождение продукта, но и его качество. При характеристике плотности

отдельных фракций нефти следует, прежде всего, отметить возрастание

плотности с увеличением температуры кипения. Однако это положение,

справедливое для большей части случаев, имеет исключения. Наиболее

качественными и ценными являются легкие сорта нефти (российская Siberian

Light). Чем меньше плотность нефти, тем легче процесс ее переработки и

выше качество получаемых из нее нефтепродуктов.

Содержание серы

По содержанию серы нефть в Европе и России подразделяют на

малосернистую (до 0,5%), сернистую (0,51-2%) и высокосернистую (более

2%), в США - на сладкую (до 0,5%), среднесладкую/ среднекислую (0,51-2%)

и кислую (более 2%). Классификация, принятая в США, кажущаяся на

первый взгляд необычной, имеет, однако, прямое отношение к вкусу. На заре

добычи нефти в Пенсильвании, получаемый из нее керосин использовался в

качестве лампового масла для освещения помещений. Керосин с большим

содержанием серы давал отвратительный запах при сгорании, поэтому

больше ценился керосин с низким содержанием серы, сладкий на вкус.

Отсюда и произошла эта терминология.

Соединения серы в составе нефти, как правило, являются вредной примесью.

Они токсичны, имеют неприятный запах, способствуют отложению смол, в

соединениях с водой вызывают интенсивную коррозию металла. Особенно в

этом отношении опасны сероводород и меркаптаны. Они обладают высокой

коррозийной способностью, разрушают цветные металлы и железо. Поэтому

их присутствие в товарной нефти недопустимо.

Фракционирование

Нефть является смесью нескольких тысяч химических соединений,

большинство из которых - комбинация атомов углерода и водорода -

углеводороды; каждое из этих соединений характеризуется собственной

температурой кипения, что является важнейшим физическим свойством

нефти, широко используемым в нефтеперерабатывающей промышленности.

На каждой из стадий кипения нефти испаряются определенные соединения.

Соединения, испаряющиеся в заданном промежутке температуры,

называются фракциями, а температуры начала и конца кипения - границами

кипения фракции или пределами выкипания. Таким образом,

фракционирование - это разделение сложной смеси компонентов на более

простые смеси или отдельные составляющие.

Фракции, выкипающие до 350°С, называют светлыми дистиллятами.

Фракция, выкипающая выше 350°С, является остатком после отбора светлых

дистиллятов и называется мазутом. Мазут и полученные из него фракции -

темные. Названия фракциям присваиваются в зависимости от направления

их дальнейшего использования.

Как правило, сырая нефть содержит следующие фракции:

Температура кипения Фракции

выше 430°C Мазут

230-430°С Газойль

160-230°С Керосин

105-160°С Нафта

32-105°С Бензин

менее 32°С Углеводородные газы

Различные нефти сильно отличаются по составу. В легкой нефти обычно

больше бензина, нафты и керосина, в тяжелых - газойля и мазута. Наиболее

распространены нефти с содержанием бензина 20-30%.

Содержание воды

При добыче и переработке нефть дважды смешивается с водой: при выходе с

большой скоростью из скважины вместе с сопутствующей ей пластовой

водой и в процессе обессоливания, т.е. промывки пресной водой для

удаления хлористых солей. В нефти и нефтепродуктах вода может

содержаться как в виде простой взвеси, тогда она легко отстаивается при

хранении, так и в виде стойкой эмульсии, тогда приходится прибегать к

специальным методам обезвоживания. Часть эмульсии улавливается

ловушками, собирается и накапливается в земляных амбарах и нефтяных

прудах, где из нее испаряются легкие фракции. Такие нефти получили

название "амбарные". Они высокообводненные и смолистые, с большим

содержанием механических примесей, трудно обезвоживаются.

Присутствуя в нефти, особенно с растворенными в ней хлористыми солями,

вода осложняет ее переработку. При наличии воды в карбюраторном и

дизельном топливе снижается их теплотворная способность, происходит

засорение и закупорка частей двигателя автомобиля или авиалайнера. Кроме

того, содержание воды в масле усиливает его склонность к окислению,

ускоряет процесс коррозии металлических деталей, соприкасающихся с

маслом.

Содержание механических примесей

Присутствие механических примесей в нефти объясняется условиями ее

залегания и способами добычи. Механические примеси состоят из частиц

песка, глины и других твердых пород, которые, оседая на поверхности воды,

способствуют образованию нефтяной эмульсии. В отстойниках, резервуарах

и трубах при подогреве нефти часть механических примесей оседает на дне и

стенках, образуя слой грязи и твердого осадка. При этом уменьшается

производительность оборудования, а при отложении осадка на стенках труб

уменьшается их теплопроводность. Массовая доля механических примесей

до 0,005% включительно оценивается как их отсутствие.

Вязкость

Вязкость определяется структурой углеводородов, составляющих нефть, т.е.

их природой и соотношением, она характеризует возможность распыления и

перекачивания нефти и нефтепродуктов: чем ниже вязкость жидкости, тем

легче осуществлять ее транспортировку по трубопроводам, производить ее

переработку. Особенно важна эта характеристика для определения качества

масленых фракций, получаемых при переработке нефти и качества

стандартных смазочных масел. Чем больше вязкость нефтяных фракций, тем

больше температура их выкипания. Наибольшей ценностью обладает

легкая нефть с низким содержанием серы, воды, солей и механических

примесей, а также с низкой вязкостью.

3. Характеристика тепловской нефти

Тепловская нефть относится к сургутскому своду среднеобской

нефтегазоносной области.

Тепловская нефть – это меловая система, нижний отдел, готерив-

барремский ярус, горизонт Бvi. Относится к среднему сорту нефти.

Изменение кинематической вязкости нефтей в зависимости от температуры.

t 20 30 40 50

v 54,03 24,19 14,84 10,97

20 30 40 50 t

Вывод: При увеличении температуры вязкость нефти уменьшается.

Изменение относительной плотности нефтей в зависимости от температуры.

P 0,8752 0,8673 0,8577 0,8513

t 20 30 40 50

0,85

0,86

0,87

0,88

20 30 40 50 t

Вывод: При увеличении температуры плотность нефти увеличивается

Таблица. Разгонка (ИТК) тепловской нефти (Б v I, готерив-баррем) в аппарате АРН-2 и характеристика полученных фракций

№ фракции

Температур

выкипания

фракции

при 760 мм

рт. ст., С

Выход (на

нефть), %

p20

n20

M v20,

сСт

v50,

сСт

v100

сСт

Температура

Содержание серы, %

отдельных фракций

суммарный

застывания

вспышки

1 До 28

(газ до С 4)

0,60 0,60 - - - - - - - - -

2 28 - 60 2,16 2,76 0,656

1,375

- - - - - - -

3 60 - 93 2,55 5,31 0,705

1,395

93 - - - - - 0,0

4 93 - 110 2,47 7,78 0,729

1,404

- - - - - 0,0

5 110 - 142 2,57 10,35 0,742

- - - - - - - -

6 142 – 163 2,70 13,05 0,759

1.422

- - - <-60 - 0,1

7 163 - 178 2,66 15,71 0,772

- - - - - - - -

8 178 - 195 2,78 18,49 0,786

1,438

1,78 1,18 - - 59 - 0,2

9 195 - 221 2,78 21,27 0,796

- - 2,12 1,30 - - - -

10 221 - 236 2,70 23,97 0,808

1,452

2,81 1,62 0,88 - 35 - 0,3

11 236 - 256 2,78 26,75 0,820

- - 3,50 2,12 1,03 - 28 - -

12 256 - 275 2,90 29,65 0,828

1,462

4,72 2,51 1,29 - 22 - 0,5

13 275 - 294 2,82 32,47 0,838

- - 6,89 3,23 1,48 - 17 - -

14 294 - 308 2,78 35,25 0,848

1,472

9,65 3,96 1,62 - 12 - 0,7

15 308 - 326 2,70 37,95 0,856

- - 12,6

3,83 2,00 - 7 - -

16 326 - 344 2,82 40,77 0,865

1,483

16,2

5,83 2,19 - 1 - 0,8

17 344 - 362 2,98 43,75 0,872

- - 18,8

7,01 2,63 3 - -

18 362 - 380 2,98 46,73 0,883

1,491

29,7

9,41 2,95 9 - 1,1

19 380 - 400 3,06 49,79 0,891

- - - 12,3

3,71 15 - -

20 400 - 425 2,94 52,73 0,896

1,499

- 18,8

4,78 20 - 1,2

21 425 - 448 3,02 55,75 0,907

- - - 25,5

5,76 24 200 -

22 448 - 465 2,94 58,69 0,914

1,512

- 32,2

6,68 30 212 1,6

23 465 - 486 3,02 61,71 0,919

1,515

- - - 8,00 33 228 1,9

24 486 - 500 1,99 63,70 0,923

1,516

- 42,7

9,06 36 239 2,5

25 остаток 36,3 100,0 0,983 - - - - - - - 3,1

0 0 8 5