Фракционный состав нефти

Поскольку нефть представляет собой очень сложную смесь различных веществ, то разделить ее на индивидуальные вещества методом простой перегонки невозможно. Поэтому нефть и нефтепродукты путем перегонки разделяют на отдельные части, каждая из которых имеет менее сложный состав. Эти части называются фракциями или дистиллятами. В отличие от индивидуальных веществ нефтяные фракции не имеют одной фиксированной температуры кипения, они имеют начальную температуру кипения и температуру конца кипения. Данные температуры зависят от химического состава фракций. Фракционный состав нефти и нефтепродуктов показывает содержание в объемных или массовых % различных фракций, которые выкипают в определенных температурных интервалах. Этот показатель имеет большое значение, т.к. по фракционному составу судят о том, какие продукты и в каком количестве можно выделить из нефти. Определяют фракционный состав простой перегонкой или ректификацией в стандартных условиях (атмосферное давление).

Первичные процессы переработки нефти не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции. Нефть поступает на НИЗ/где она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию. Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки – мазут. Качество получаемых фракций обычно не со ответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей вторичной переработке, в ходе которой изменяется химический состав веществ.

В результате перегонки нефти выделяются следующие основные нефтепродукты:

а) бензиновая фракция, содержащая легкий бензин, бензин и лигроин;

б) керосиновая фракция, содержащая керосин и газойль;

в) мазут, который подвергается дополнительной перегонке.

Фракция бензина состоит из углеводородов, содержащих от 5 до 10 атомов углерода в молекулах (предельные углеводороды от пентанов до деканов, циклопен-тан, циклогексан и бензол). Бензин используется в качестве горючего двигателей внутреннего сгорания, а также в качестве растворителя.

Лигроин (тяжелый бензин, состав С8-С14) используется в качестве горючего. Керосиновая фракция (С10-С16) применяется как горючее для реактивных самолетов. Газойль (С18-С25) используется в качестве дизельного топлива.

Фракции имеют следующие температуры кипения:

- Бензиновая (от начала кипения до 180ºС)

- Керосиновая (80-240ºС)

- -Дизельная (240-350ºС)

- Мазут (выше 350ºС) – кубовый остаток атмосферной перегонки

Бензиновую фракцию можно подвергнуть еще одной (вторичной) перегонке, при этом получаться следующие фракции:

1. от начала кипения до 62°С

2. 62-85°С – бензольная фракция (алканы, циклоалканы, из ароматических только бензол)

3. 85-120°С – толуольная фракция

4. 120-140°С – ксилольная фракция (орто-, мета-, пара-ксилолы)

5. 140-180°С – лигроиновая фракция

Выделяют еще и такие товарные продукты как петролейный эфир и уайт-спирит.

Петролейный эфир – смесь легких углеводородов (пентанов и гексанов), получаемая из попутных нефтяных газов и легких фракций нефти. Бесцветная жидкость с плотностью 0,650-0,695 г/см³ с Т_кип 40-70°С (лёгкий петролейный эфир) и 70-100°С (тя­жёлый петролейный эфир). Петролейный эфир используется как растворитель жиров, масел, смол.

Уайт-спирит (нефрас) – смесь жидких алифатических и ароматических углеводородов, выкипающая в пределах 155-200°С, получают прямой перегонкой нефти. При этом массовая доля ароматических углеводородов не должна превышать 16%. Применяют главным образом как растворитель в лакокрасочной промышленности, для разбавления масляных красок, алкидных эмалей и лаков.

Материальный баланс атмосферной перегонки Западно-сибирской нефти:

Газ	1,1 %
Бензиновая фракция <180°С	20,0
	<62°С	4,1
	62-85°С	2,4
	85-120°С	4,5
	120-140°С	3,0
	140-180°С	6,0
Керосин 180-240°С	9,5
Дизельное топливо 240-350°С	19,0
Мазут	49,4

Все перечисленные ранее фракции – это светлые нефтепродукты (все дистилляты, выкипающие до 350°С). После их отгонки остается вязкая жидкость – мазут. Он представляет собой смесь углеводородов с большим числом атомов углерода, и, следовательно, кипящих при высокой температуре. Мазут применяют как котельное топливо, однако основная масса его подвергается перегонке. Чтобы не нагревать мазут выше 350°С, так как углеводороды при такой температуре разлагаются, его перегоняют под низким давлением (в вакууме). При этих условиях удается из мазута выделить соляровые масла, различные смазочные масла, вазелин, парафин. Соляровые масла используют как дизельное топливо. Остаток от перегонки мазута носит название гудрона, из него получают битум. Гудрон и битум применяют в дорожном строительстве.

При вакуумной перегонке мазута (т.е. при пониженном давлении) получают следующие фракции:

1. выкипают до 350°С – соляровая фракция

2. 350-460°С – вакуумный газойль

3. 460-490°С – автоловый дистиллят

4. 490-570°С – циллиндровый дистиллят

Фракции 2-4 являются исходным сырьем для получения нефтяных масел.

В зависимости от вязкости, всё, что осталось в кубе от вакуумной перегонки, называется полугудрон или гудрон. Битум получают в основном из гудрона.

Нефти различных месторождений сильно отличаются друг от друга по фракционному составу и соответственно различаются по потенциальному содержанию бензиновых, керосиновых и других дистиллятов. Очень редко встречаются легкие нефти, которые состоят из бензиново-керосиновых фракций, но чаще всего перерабатываются нефти, которые содержат фракции, выкипающие до 300°С в количестве 30-50%. Есть и очень тяжелые нефти, которые практически не содержат светлых фракций. Эти нефти богаты смолистыми веществами, которые попадают в гудрон.

Дата добавления: 2015-10-02