Химическая технология переработки нефти и газа

Содержание:

1. Углеводородный газ
2. Парафиновые углеводороды
3. Классификация масел
4. Физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов
5. Электрические характеристики нефти и нефтепродуктов
6. Оптические свойства нефти и нефтепродуктов
7. Нефть и нефтепродукты как распределенная система
8. Нефтеперерабатывающие заводы
9. Подготовка газов к переработке
10. Особенности вредных примесей
11. Глубокая осушка природного газа
12. Добыча тяжелых углеводородов из газа
13. Транспортировка и хранение нефти
14. Типы методов масляного насоса
15. Железнодорожный транспорт
16. Водный транспорт
17. Нефтехранилище
18. Органическое топливо
19. Альтернативное топливо

 

По этой ссылке вы сможете заказать реферат:

 

Написание рефератов на заказ

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Организация производства и обслуживания на предприятиях общественного питания

Проблемы разработки сложных информационных систем

Государственное регулирование движения корпоративного капитала

Обеспечение экологической безопасности в отрасли

 

Введение:

Термин "нефть" включает в себя широкий спектр жидких продуктов, к которым относятся сверхлегкая нефть (газовый конденсат с легкой фракцией 80% и более), обычная нефть и сверхтяжелая (высокая вязкость и низкая вязкость).

Запасы нефти в мире оцениваются в миллиарды тонн. Запасы условной нефти распределяются следующим образом:

1. На Ближнем и Среднем Востоке-около 60%. По запасам в регионе первое место в мире занимает Саудовская Аравия, где сосредоточена четверть мировых запасов нефти. Ирак, Иран, Кувейт и арабские страны имеют 1/10 всех запасов, каждый из которых имеет огромные запасы нефти в регионе.
2. Южная и Северная Америка около 15%. Самые крупные запасы находятся в Венесуэле, Мексике, США, Канаде, Аргентине и Бразилии.
3. Африка-около 8%. Ливия, Нигерия и Алжир.
4. Россия составляет около 6%. Основными регионами являются Урал-Поволжье, Западная Сибирь и Северный Кавказ.
5. Остальные страны составляют около 11%. Сектор Северного моря принадлежит Соединенному Королевству и Норвегии, Китаю, Индонезии, Малайзии и Австралии.

Мировая добыча нефти за эти годы существенно изменилась. Начало производства датируется 1860 годом, оно быстро росло вплоть до 1978 года,а затем начало падать. Доказанных запасов нефти хватит на 100-120 лет.

Углеводородный газ

Мировые запасы природных углеводородных газов оцениваются в триллионы тонн. Из этих запасов около 55%занято Россией. Ближайший Восток-45%, Америка-15%, Азия и Тихий океан-10%, Африка-10%, Западная Европа-6% (в миллиардах тонн).

Современные представления о происхождении нефти и газа и накоплении их в недрах Земли.

Существует две основные гипотезы о происхождении нефти:

1. Биогеновы-производные от растений и животных.
2. Неорганический-встречается в недрах Земли.

Менделеев утверждал, что взаимодействие воды с карбидами металлов приводит к образованию нефти при высоких температурах и на глубине.

Существует множество гипотез о происхождении нефти:

• магма
• карбид
• машина
• вулканы
• взрывчатое вещество
• космос

В природе существует несколько стадий многостадийного процесса образования нефти.

Седиментация.

После гибели растительных и животных организмов они опускаются на дно морских или пресноводных бассейнов, накапливаются в иле и рассеиваются в Минеральных остатках.

Биохимические.

Органические отложения, накопленные на дне бассейна с глубиной в несколько метров, вследствие протекания биохимических процессов в состоянии с ограниченным доступом кислорода, медленно протекают с выделением углекислого газа, метана, воды, сероводорода и аммиака. Осадок пополняется одновременно биосинтетическими и бактериальными телами. Осадки увеличивают содержание углерода и водорода за счет деструктивных процессов.

Агенезия прото-разреза.

Слои органического осадка стручков медленно погружаются со скоростью 50-300 м / млн лет на глубину 1,5-2 км,а слой, расположенный сверху, покрывается слоем новых молодых отложений. При его получении температура и давление медленно повышаются, а биохимические процессы исчезают из-за гибели микроорганизмов.

Mezohegyes.

Осадок опускается на глубину 3-4 км, температура поднимается до 1500 ° С, органическое вещество разрушается с образованием битуминозных веществ, в состав которых входит почти весь комплекс нефтяного ряда.

Апостолидес.

Глубина выпадения осадков составляет 4,5 км, температура-2500С, органическое вещество будет разряжать потенциал генерации нефти и продолжать реализовываться в потенциале генерации метана. В комплект входят более глубокие и легкие масла.

Классификация нефтепроводов грузов:

1. Газ (бытовой);
2. бензин (авиационный бензин, автомобильный бензин) ;
3. реактивное топливо;
4. дизельное топливо;
5. газотурбинное Топливо;
6. котельное топливо;
7. масло масляные (смазочные и несмазочные) смазки:моторные, промышленные трансмиссионные энергетические. Несмазанное (специальное): масло, предназначенное для смазки, а не в качестве рабочей жидкости, тормозной системы, насоса, а также в качестве парфюмерной и охлаждающей смазки;
8. нефтяной кокс, битумы и пек;
9. нефтехимическое сырье: ароматические углеводороды, парафин, церезин. Парафин-это жидкость и твердое вещество;
10. продукты специального назначения:водород, добавки, ламповое масло, смазка. Смазочные материалы могут быть антифрикционными и защитными.

Элементарный химический состав масла.

Нефть - это смесь очень большого количества соединений на основе углеводородов. Полный химический состав масла представлен двумя способами:основным химическим составом и групповым химическим составом.

Основной химический состав - это количественный состав химического элемента, содержащегося в масле и выраженного в молярных долях или процентах. Количество химических элементов в составе масла очень велико (вся периодическая таблица), но основными из них являются:

1. углерод, содержащийся в различных маслах от 83 до 87%. В то же время, чем тяжелее масло (по плотности и фракционному составу), тем выше содержание углерода. Углерод содержится во всех соединениях в масле.
2. водород, 11-14%, с весом масла, это значение будет уменьшено. Углерод и водород являются основными топливными элементами нефти(они являются энергоносителями, но имеют разную теплоту сгорания)

Водород-133МДЖ / кг

Углерод-33МДЖ / кг

В связи с этим принято характеризовать эти горючие свойства в соотношении водорода к углероду (H: S).

Это соотношение является важнейшим химическим свойством нефти и ее фракций для расчета процесса горения, классификации процессов газификации, гидрирования, коксования и др.

Групповой углеводородный состав сырой нефти.

Нефть-это маслянистая жидкость, содержащая 87% углерода, 15% водорода,0,7% серы, 2,2% азота и 1,5% кислорода.

Металлы, содержащиеся в нефти:

• Железо.
• Вольфрам.
• Никель.

Металл, найденный в коридоре.

В состав нефти входят 4 группы углеводородов. Парафины (алканы), ненасыщенные углеводороды (алкены), нафтеновые и ароматические углеводороды.

Относительное содержание этих групп в нефти весьма различно. Преобладание той или иной группы углеводородов придает нефти различные свойства, что определяет способ переработки и сферу применения нефтепродуктов.

Парафиновые углеводороды

Самый низкий уровень-это метан. От метана до бутана эти углеводороды являются газообразными. В нефти они находятся в растворенном состоянии и составляют основную часть природного газа.

Природный газ добывается из газовой скважины, а сопутствующий газ добывается из нефти вместе с нефтью. Природный газ состоит в основном из метана (до 98%), остальное-пропан, этан и Бутан. Родственные нефтяные газы включают, помимо метан-Бутана, многие производные пропана и Бутана, а также тяжелые углеводороды. Кроме того, в состав природных и сопутствующих газов входят сероводород, азот, углекислый газ и гелий. Газ, богатый тяжелыми углеводородами, называется жиром. Они получают природный бензин. Газ, состоящий из метана и этана, называется сухим газом и используется в качестве промышленного и бытового топлива.

Парафиновые углеводороды от гептана до гептана находятся в жидком состоянии и входят в состав бензиновой, керосиновой и дизельной фракций.

Парафиновые углеводороды С₁₇ и выше находятся в твердом состоянии при нормальных условиях.

Ненасыщенные углеводороды (олефины).

В нефти они встречаются крайне редко и появляются в процессе деструктивной переработки нефти. Эти углеводороды обладают высокой реакционной способностью, поэтому они легко полимеризуются и просмоляются, сокращая срок годности нефтепродуктов. Они нежелательны в нефтепродуктах. Многие ненасыщенные углеводороды широко используются в производстве резины, пластмасс, полиэтилена и полипропилена, таких как ацетилен, этилен, пропилен, бутилен.

Нафтеновые углеводороды.

Они являются важной составной частью автомобильных топлив и нефтепродуктов, что придает им высокие эксплуатационные свойства. Они используют бензол, толуол и ксилол для производства циклогексана.

Ароматический углеводород.

В состав масла входят ароматические углеводороды, которые имеют ряд циклов от 1 до 4. Распределение по фракциям различно. Они обладают самой высокой плотностью и являются ценным компонентом бензина, но ухудшают характеристики сгорания, поэтому снижают качество авиатоплива и дизельного топлива. По сравнению с другими группами углеводородов он обладает высокой растворяющей способностью по отношению к органическим веществам и токсичен. Они используются в качестве компонента нефтепродуктов при производстве взрывчатых веществ, в качестве сырья для нефтехимического синтеза.

Неуглеродных масляной смеси водорода.

Сарфидд.

Сера содержится во всех маслах. Самое низкое содержание серы в Озоксуатском масле (0,1%) и самое высокое (до 6%) в американском масле. При увеличении содержания серы в масле увеличивается плотность, коксоемкость, содержание смолы и асфальтена. Распределение серы по фракциям зависит от свойств нефти и типа сернистых соединений. Обычно содержание серы увеличивается от низкокипящей фракции до высокой температуры кипения (в остатке). Существует три группы соединений серы. К первой группе относятся сероводород и меркаптан, которые обладают кислотой (коррозией). Ко второй группе относятся сульфиды и дисульфиды. При температуре 1300-1600 ° С они разлагаются на сероводород и меркаптан. Третьи группы-тиофан и тиофен. Соединения серы снижают химическую стойкость топлива, предают неприятный запах и вызывают коррозию двигателя. Основное количество серы содержится в виде производных тиофана и тиофена.

Это азотное соединение.

Азотистые соединения в российской нефти содержатся в количестве не более 0,52%. Иностранная нефть (в Алжирской нефти) 2,2%. Они делятся на:

• Основной
• Кислота
• Нейтральный.

Нейтральные из них концентрируются в остаточной фракции, и поэтому они классифицируются как маслянистые фракции.

Азотистые соединения с основными и нейтральными свойствами составляют 80% всех органических соединений нефти.

Кислотные свойства, обнаруженные в соединении под названием polverini. Большое количество порфиринов встречается в виде комплексов с металлами (вольфрам, никель, ванадий, медь, железо, камбий), а металлы (вольфрам, никель, ванадий, медь, железо, форма) термически неустойчивы по химической активности.

Азотные соединения используются в качестве дезинфицирующих средств, антисептиков, антикоррозийных средств и нежелательны, поскольку вызывают коксование и газообразование.

Кислородсодержащий нефтесодержащий компаунд.

Эти соединения имеют кислую природу и делятся на три класса:

• Нафтеновая кислота;
• Жирные кислоты;
• Фенол.

Состав нафтеновой кислоты невелик (не более 10% от общего содержания кислоты). Их минимальное количество в парафиновом масле является наибольшим в смоле, они летучие, в виде плотной маслянистой жидкости, и имеют резкий неприятный запах, нерастворимый в воде, металлическая соль нафтеновой кислоты используется в производстве пластичных смазок, смазок для механизмов, работающих под высоким давлением.

Жирные (карбоновые) кислоты от С₆ до С₈, присутствующие в бензиновой и керосиновой фракциях.

Производные фенол-Арена, от С₆ до С₈. Они встречаются в нефти восточного региона.

Содержащее соединение металлов.

Около 30 гетероэлементов металлов, преимущественно переменной валентности(ванадий, никель, железо, вольфрам, хром, титан и др.).) были найдены в масле.Их содержание в масле невелико (500 мг / кг). Из металлсодержащих соединений в нефти наиболее изученными являются металл-парфелин, в состав которого входят ванадий и никель-порфирины, причем эти соединения обычно концентрируются в остаточных фракциях, что нежелательно для нефтепереработки.

Асфальтен-это смолистое вещество.

Эти вещества входят в состав почти всех масел, а белое масло встречается редко.

Содержание и химический состав этих веществ влияют на выбор направления переработки нефти. Количество асфальто-смолистых веществ в легкой нефти составляет не более 4-5%, а в тяжелой-более 20%. Благодаря своему очень сложному составу они представляют собой комплексы полициклических, гетероциклических и металлоорганических соединений.

Они делятся на:

1. нейтральная смола;
2. асфальтен;
3. Кальвен, карбойд;
4. асфальтеновые кислоты.

Нейтральная смола - это полужидкое, почти твердое вещество темно-красного цвета, плотность около единицы, оно растворяется в нефтепродуктах. Помимо углерода и водорода, он содержит серу, кислород и азот. Углеводороды содержатся в смолах в виде ароматических и нафтеновых циклов, содержащих большое количество побочных парафиновых масел.

Деготь является нежелательным компонентом всех автомобильных топлив, так как он служит источником образования углерода и снижает целостность сгорания топлива.

Асфальтен - это черное хрупкое вещество с множественной плотностью. При температуре выше 3000 ° С он разлагается с образованием газов и кокса. Молекулярные масла исчисляются тысячами. Больше серы, кислорода и азота, чем смолы. А концентрированная смесь этих двух веществ - хороший битум.

Карбен и карбиды являются продуктами сжатия асфальтенов.

Асфальтеновая кислота очень похожа по своим свойствам на нейтральную смолу.

Классификация масел

Масла в разных областях отличаются друг от друга по химическому, фракционному составу и физико-химическим свойствам. Доступны следующие масла:

• По геохимическому происхождению
• Физические и химические свойства...
• По небольшому химическому составу...

Что определяет направление их переработки и возможность получения тех или иных нефтепродуктов.

Классификация по физическим свойствам.

На начальном этапе развития нефтяной промышленности определяющим показателем качества продукции была плотность. В зависимости от плотности они были разделены:

• Свет (<0,828)
• Взвешивание (=0,828-0,884)
• Тяжелый (>0,884)

Фракция бензина, содержащая больше дизельного топлива, смолы и серы. Из этого вида масла получают высококачественное масло.

Тяжелая нефть характеризуется высоким содержанием смолы, из которой получают битум.

Эта классификация очень условна и используется, ее можно использовать для приблизительной оценки в момент приемки на транспорте нефти и на заводах.

Химическая классификация.

Эта классификация основана на зависимости между плотностью нефти и углеводородным составом.

Различают парафиновое масло, парафинотерапию, пертинентинформацию, ароматическое.

• Парафинотерапия-Поволжье-Урал, Западная Сибирь.
• Нафтен Баку, Краснодарский Край.
• Ароматический-Казахстан, Поволжье.
• Мангышлак на парафиновом полуострове.

Техническая классификация масел.

Она основана на функциях, которые важны для транспортировки, переработки нефти и получения определенного ассортимента продукции. Данная классификация позволяет определить деформацию технической схемы переработки тех или иных масел с учетом физико-химических свойств масла и его фракций.

В России техническая классификация представлена ГОСТ-38110-97. Данная классификация используется в производстве автомобильного топлива для двигателей и масел. В зависимости от содержания серы в масле данная классификация является:

• Малосернистый
• Серный.
• Кислый.

По содержанию парафина:

• Низкий парафин.
• Парафиновый.
• Сильно парафиновый.

Эта классификация также учитывает потенциальное содержание фракций, кипящих до 3000С, а также потенциальное содержание и качество базового масла.

При определении этих показателей определяется нефтяной код-технический паспорт, определяющий направление его переработки.

Техническая классификация масел.

Для определения единого подхода к техническим требованиям нефти, добываемой нефтеперерабатывающей организацией, как подготовка к транспортировке по магистральным нефтепроводам, согласно этому ГОСТу, нефть должна транспортироваться на нефтеперерабатывающий завод.:

• Физические и химические свойства.
• В зависимости от степени подготовки.
• По содержанию сероводорода, меркаптана.

И на основании этих свойств они находят этот нефтяной шифр.

Физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов

Плотность.

При проведении нефтяных операций чаще всего определяется относительная плотность, представляющая собой безразмерную величину, указывающую на отношение плотности этих продуктов при 200 ° С к плотности дистиллированной воды при 40 ° С.

Для нефти и нефтепродуктов характерно резкое изменение плотности с изменением температуры. С повышением температуры плотность нефти уменьшается, а удельный объем увеличивается.

Значение показателя плотности для нефти и нефтепродуктов очень велико, так как в сочетании с другими физико-химическими константами (показатель преломления, температура кипения, вязкость и т.д.) плотности является параметром, характеризующим химическую природу происхождения и товарное качество нефти. Одним из параметров, который представляет собой функцию плотности и позволяет судить о химической природе нефти является характеризующий фактор.

Для парафинистых нефтей и нефтепродуктов К изменяется в пределах 12,5-13. Для нафтеноароматических К = 10-11.

Молекулярный вес. Важный показатель, так как используется при подсчете теплоты парообразования, объемом паров, порциального давления и т.д.

Так как нефть и нефтепродукты представляют собой смеси индивидуальных углеводородов и некоторых других соединений, они характеризуются средним молекулярным весом. Молекулярные веса фракции тем больше, чем выше их температура кипения.

Давление насыщенных паров.

Под этим давлением понимают давление развиваемое парами при данной температуре в условиях равновесия с жидкостью. Температура при которой давление насыщенных паров становятся равной давлению в системе называется температура кипения вещества. ДНП в нефти характеризует их испаряемость, наличие в них легких компонентов. Оно резко увеличивается с повышением температуры.

Вязкость.

Вязкость характеризует прокачиваемость нефти, при тронспартировании ее по трубопроводам, прокачиваемость топлив двигателя внутреннего сгорания.

Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

динамическая – η [пуаз].

В технологических расчетах чаще пользуются кинематической вязкостью – ν [см³/с].

Для высоковязких нефтей пользуются условной вязкостью – ВУ, под которой понимают отношение времени истечения из стандартного вискозиметра определенного объема испытуемой жидкости по времени истечения такого же количества дисцилированной воды при 20⁰С.

ВУ=[УЕ] .

Вязкость жидких нефтей и нефтепродуктов определяют температурой их выкипания, т. е. химическим составом. Чем выше температура выкипания, тем больше ее вязкость. Наивысшей вязкостью обладают битуминозные нефти, остатки от перегонки и асфальто-смолистые вещества.

Для масел очень важен индекс вязкости (ИВ), который оценивает эксплуатационные свойства масел. Чем выше ИВ, тем лучше масло. Вязкость имеет свойство изменяться от температуры. Чем выше температура, тем ниже вязкость.

С повышением давления вязкость увеличивается.

Характеристическая температура - это температура, характеризующая те или иные физические переходы нефтепродуктов, в том числе:

• Температура вспышки.
• Температура воспламенения.
• Автоматическая температура воспламенения.
• Температура кристаллизации.
• Температура застывания.
• Температура плавления.
• Температура разложения.
• Температура хрупкости.

Температура вспышки-температура, при которой нагретая нефть и нефтепродукты в стандартных условиях выделяют количество паров, образующих горючую смесь с окружающим воздухом.

Температура вспышки тесно связана с температурой кипения. Чем светлее доля масла, тем ниже температура вспышки.

Температура вспышки бензиновой фракции отрицательная (- 40⁰С).

Температура вспышки керосиновой фракции (28-60⁰С).

Масло (130-325⁰С).

В случае нефтяных фракций температура вспышки указывает на присутствие летучих углеводородов.

Температура воспламенения.

Температура воспламенения - это минимально допустимая температура, при которой смесь масла или паров масла находится на его поверхности, когда пламя горит и не гаснет через определенное время.

Температура автоматического зажигания - это температура, при которой масло будет воспламеняться и гореть устойчиво, не касаясь воздуха и не принося источник огня.

Мобильность при низких температурах очень важна для транспортировки и использования в зимних условиях. Температура, при которой масло теряет подвижность в стандартных условиях, называется температурой застывания. Потеря подвижности может привести к увеличению вязкости нефти или нефтепродуктов, либо к образованию множества кристаллов парафина, загрязняющих всю систему. Форма кристаллов зависит от химического состава углеводородной среды, скорости их роста и скорости охлаждения системы. Некоторые другие поверхностно-активные вещества, адсорбированные на поверхности смолы и кристалла, могут замедлить кристаллизацию парафина, так что при определении температуры застывания можно использовать.

Важным показателем качества масла является температура застывания. При добавлении к минеральным маслам есть вещества, которые требуют снижения вязкости температуры, чтобы осудить их.

Конфигурация фракции.

Фракционирование состава относится к зависимости количества кипящих продуктов от увеличения температуры кипения. Эта зависимость имеет место для смесей различных кипящих веществ. Для отдельных веществ с определенной температурой кипения такой зависимости нет, так как вещество начинает кипеть и кипит при той же температуре, которая называется температурой кипения.

В основе всех методов определения фракционного состава нефти лежит разделение сложной смеси нефтяных углеводородов на отдельные фракции при различных интервалах температур кипения путем испарения нефти.

Электрические характеристики нефти и нефтепродуктов

Электрические свойства продуктов нефтяных скважин-это свойства, которые необходимо учитывать для того, чтобы оценить возможность накопления статического электричества, а под электрическими свойствами нефти обычно понимают явления, возникающие в них под воздействием электричества. Наиболее важными показателями, характеризующими эти свойства, являются электропроводность, электрическая возбудимость, диэлектрическая прочность и тангенс угла диэлектрических потерь.

Электропроводность.

Эта величина является обратной величиной электрического сопротивления. Для нефти и нефтепродуктов это очень маленькая величина. Это дает возможность использовать их в качестве изолирующей среды для различных электрических и электронных устройств высокого напряжения.

Электрическая возбудимость.

Это свойство нефти и нефтепродуктов, они накапливают и удерживают статическое электричество, возникающее из-за трения, которое они перемещают. Величина такого заряда может достигать нескольких сотен вольт. Это может привести к взрыву или возгоранию, если заряд вызывает искру в паровоздушной среде. Чтобы предотвратить эту опасность, ее проводят путем заземления коммуникаций, по которым перекачивается нефтепродукт, или путем добавления антистатических присадок.

Диэлектрическая прочность или пробивное напряжение.

Это минимальное напряжение поля, при котором электрическая искра скачет между двумя дисками электродов, помещенных в нефтепродукт на расстоянии 2,5 мм друг от друга. Этот показатель очень важен для всех высоковольтных электрических устройств, заполненных нефтью или нефтепродуктами, поскольку он определяет их безопасную и стабильную работу.

Величина пробивного напряжения зависит от многих факторов, таких как:

• Химический состав.
• Влажность.
• Содержание механических примесей.
• Температура.
• Давление.
• Тангенс угла диэлектрических потерь Это показатель изоляционных свойств масла, используемого в высоковольтных трансформаторах.
• Тепловые свойства масла.

В технологическом процессе сбора и подготовки скважины поток материала часто нагревается и охлаждается. Чтобы осуществить эти процессы, расчеты и проектирование оборудования, необходимо знать тепловые свойства нефти, газа и воды. Все эти известные теплофизические величины:

• Теплоемкость.
• Теплопроводность.
• Энтальпия.
• Обжигающий жар.

На практике обычно используется понятие удельной теплоемкости, которая означает количество тепла, необходимое для нагрева 0 кг вещества при температуре 1 ° C (кДж). По мере повышения температуры теплоемкость масла увеличивается. Для газа метана удельная теплоемкость может быть рассчитана по следующему уравнению:

С_{ср(тепл)} = q/(T₂ – T₁)

q – количество тепла, затрачиваемое на нагрев 1 кг вещества от температуры Т₁ до Т₂, (Дж);

Удельная теплоемкость масла в значительной степени зависит от химической структуры и состава масла. Она обычно определяется не экспериментально, а по формулам, номограммам и графикам.

Теплопроводность - это процесс передачи тепла через тепловое движение молекул или атомов, который характеризует распространение тепла в различных веществах.

Теплопроводность - это количество тепла, которое проходит в единицах времени через единицу поверхности при разнице температур 1 ⁰С на единицу длины в направлении теплового потока.

Самая высокая теплопроводность твердых нефтепродуктов, жидкостей занимает среднее и самое низкое положение в газах и парах.

Для жидких масел и нефтепродуктов теплопроводность уменьшается с повышением температуры. С другой стороны, для углеводородного газа и паров нефти теплопроводность увеличивается с увеличением температуры и уменьшается с увеличением молярной массы.

Энтальпия.

Для жидкой нефти и нефтепродуктов энтальпия-это общее количество тепла, затрачиваемого на нагрев в расчете на единицу массы нефти и нефтепродуктов от 0 до заданной температуры. Величина энтальпии рассчитывается по формуле, приведенной в справочнике в виде таблицы.

Оптические свойства нефти и нефтепродуктов

Исходя из оптических свойств нефти и нефтепродуктов, ниже приведены оптические свойства нефти и нефтепродуктов, которые косвенно определяют содержание асфальто-смолистых веществ, Распространенность определенной группы u/V, возраст и происхождение нефти:

• Цвет.
• Преломление(рефракция).
• Оптическая активность.

Масло встречается из светло-желтого, темно-коричневого и черного цветов. Светлое масло желтое, среднее масло янтарное, тяжелое масло черное. Цвет масла задается продуктами окисления асфальтосмолообразных веществ, u/V и ароматических u / V. Показатель преломления (преломление) - это показатель, по которому пытаются определить группу нефти или нефтепродуктов и в сочетании с их плотностью и молекулярной массой рассчитать структурно-групповой состав нефтяных фракций. Показатель преломления нефтепродуктов всегда превышает 1, так как он определяется проходящими лучами от воздуха к нефти. Чем больше плотность, тем выше показатель преломления.

Оптическая активность обусловлена химическими свойствами веществ и объясняется наличием в масле продуктов разложения:холестерина и фитостеролов.

Искусственное масло не обладает оптической активностью.

Нефть и нефтепродукты как распределенная система

Вода и масло часто образуют масляную эмульсию, которую трудно отделить. Эмульсия представляет собой систему из двух нерастворимых друг в друге жидкостей, одна из которых распределяется во взвешенном состоянии в виде мелких капель на другой.

Такие эмульсии включают в себя смесь нефтяных кислот или сульфитов, которые перемещаются по скважине от скважины к установке подготовки нефти через клапаны, фитинги и трубопроводы, через смешивание нефти с перемешиванием, и смола, содержащая нефть, вероятно, образует эмульсию. Эмульсия содержит как масло, содержащееся в воде (гидрофильное), так и воду, содержащуюся в масле(гидрофобное). Жидкость, которая образует каплю суспензии, называется дисперсионной основой, а капля суспензии-это то, что называется дисперсионной средой. В первом случае капли масла образуют дисперсную фазу в водной среде. В последнем случае капли воды образуют основания, диспергированные в масляной среде.

Основным фактором, определяющим стабильность нефтяной эмульсии, являются физико-химические свойства масла. Степень диспергирования (размер частиц), температура и срок службы эмульсии. Чем выше плотность и вязкость масла,тем более стабильной будет эмульсия. Мелкие эмульсии труднее разобрать. Чем выше температура, тем менее стабильной является масляная эмульсия. Эмульсия способна "стареть", то есть повышать свою устойчивость с течением времени. Свежие эмульсии легко разбираются, поэтому необходимо проводить обезвоживание и опреснение в полевых условиях.

Существует три вида способов разрушения нефтяных эмульсий: механический, химический и электрический. Каждый метод основан на размягчении и упрочнении капель воды, что способствует более интенсивному оттаиванию.

Методы механического разрушения эмульсии включают седиментацию, центрифугирование и фильтрацию. При нагревании эмульсии вязкость среды уменьшается, а по мере увеличения разности плотностей ускоряется их разрушение.

 

Химический метод. Разрушение эмульсии в этих случаях достигается применением поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые действуют как деэмульгаторы.

 

Деэмульгаторы вводят в поток масла с помощью специального смесителя в количестве 5-300 грамм на тонну.

По характеру действия на нефтяную эмульсию деэмульгаторы подразделяются на:

• Электролит.
• Без электролита.
• Калайда.

Электрический метод. Когда масляная эмульсия попадает в переменное электрическое поле, отрицательно заряженные частицы воды начинают двигаться внутри основной капли и имеют грушевидную форму, а ее острый конец претерпевает новое изменение формы при изменении полярности положительно заряженного электрода, и капли вытягивают острый конец в противоположном направлении. Такое изменение формы капель происходит чаще, так как частота электрического поля выше. Под действием силы притяжения отдельные капли сталкиваются друг с другом, пытаясь двигаться в поле по направлению к положительному электроду, при достаточно высоком потенциале заряда диэлектрическая оболочка повреждается, и небольшой этот процесс происходит в устройстве, называемом электрическим помощником.

Подготовка месторождений нефти и газа.

Нефть, добываемая из нефтяной скважины, является нефтью лишь частично, так как она извлекается из скважины вместе с ней.

Углеводородные газы, называемые родственными газами, растворяются в нефти и смешиваются механически, что называется скважинными газовыми факторами.

Пластовая вода в количестве от 5 до 90% нефти, до 10 г / л минеральной соли, очень минерализована. Чем дольше эксплуатируется скважина, тем больше воды содержится в добытой нефти.

Механические примеси до 1% для нефти состоят из песчинок пластовых пород, кристаллов минеральных солей, чешуи и др., которые осуществляются за счет нефти из пласта.

При проведении работ по промысловой подготовке нефти основная часть этих примесей отделяется от нефти, а содержание примесей составляет не менее 1%, мин, согласно ГОСТу ее качество соответствует требованиям ГОСТа готовой к переработке нефти. 20-300млг / л соли.

Описание схемы сбора и подготовки нефти на месторождении:

• 1-нефть из скважины.
• 2 переключающий клапан.
• 3-газовый сепаратор.
• 4-емкость размер.
• 5,6-газовые сепараторы I и II классов.
• 7-электрическая обезвоживающая машина.
• 8-коммутационная колонна.

Агзу-автоматизированная групповая замерная установка.

ГЭС-газонасосная установка.

UPV-водоочистная установка.

Нефтеперерабатывающие заводы

Из скважин определенной группы нефть поступает в Агзу, проходит через газоотделитель, измерительный бак, а затем нефть проходит через первую ступень сепарации, где она проходит через соответствующие газы и воду.

Газ направляется в колонну ректификации ГПЗ для изоляции. Нефтяная вода и газ с остатками пласта поступают в сепаратор, делитель, вторую ступень, отделенную воду и некоторые газы, а водонефтяная эмульсия поступает в электроизоляцию 7. Здесь при повышении температуры до 100-120 0С масло-водный эмульгатор применяли до остаточного содержания содержания около 1%, что приводило к снижению содержания неорганических солей. Такая нефть считается подготовленной к переработке на нефтеперерабатывающем заводе и поэтому перекачивается через узел подачи нефти в магистральный нефтепровод для перегонки образуя воду.

Во время добычи нефти пластовая вода выталкивает нефть через поры водяного камня к отверстию в скважине. В зависимости от поровой структуры самого нефтяного пласта, скорости потока нефти в нефтяной пласт, вязкости нефти и других факторов, поток воды в скважину вместе с нефтью может быть различным.

Состав пластовой воды, добываемой вместе с нефтью, имеет значительную разницу между геологическим возрастом, химическим составом, эксплуатируемым горизонтом, физико-химическими свойствами нефти и газа, температурой и давлением пласта, поэтому пластовая вода, одна нефтяная залежь, особенно важна нефтеносная зона в пределах обеих. В количественном и качественном составе растворяются соли, газы и компоненты нефти. Основными характеристиками пластовой воды, которые учитываются в технологическом процессе сбора, транспортировки и приготовления эмульсионной нефти, являются плотность, общая кальцификация и жесткость. В зависимости от общего содержания солей по содержанию и плотности выделяют три основные группы пластовых вод:

Соленая вода.

Товарная вода, отделенная от нефти, используется для затопления водохранилищ, т. е. повторно закачивается в недра Земли в технологических целях. Эта вода имеет следующие требования:

• Он не должен содержать большого количества механических примесей и соединений железа;
• Он не должен содержать сероводорода, углекислого газа или органических примесей (водоросли, бактерии);
• Вода должна быть химически инертной по отношению к жидкости в резервуаре.

Поэтому в водоочистных сооружениях существуют специальные водоочистные устройства,в которых добавление коагулянтов и реагентов дает возможность очищать воду до необходимого состояния путем осаждения.

Минеральная соль. Минеральные соли в накопительной воде почти полностью растворяются. Согласно классификации пластовых вод, в зависимости от химического состава распределяемых в них солей, они подразделяются на:

• Хлористый кальций
• Щелочной

Первое-самое распространенное. Он содержит смесь хлорида натрия, магния и кальция.

Щелочная вода может быть представлена хлоридами, щелочами, хлоридами, серной кислотой и щелочностью. Хлорид натрия почти не гидролизуется, а хлорид кальция при подходящих условиях гидролизуется до 10% с образованием HCl, а хлорид магния гидролизуется на 90%.:

MgCl₂ + H₂O х MgOHCl + HCl

Если в нефти находится сероводород в присутствии воды и при повышенной температуре сероводород начинает реагировать с металлом аппаратуры с образованием сернистого железа:

Fe + H₂S х FeS + H₂

А при наличии ещё хлористого водорода:

FeS + HCl х FeCl₂ + H₂S

Соленость или соленость воды определяется количеством сухого вещества, которое остается после испарения одного литра воды. Соответствующий газ является легкой углеводородной частью нефти. Выброс газа начинается уже в стволе скважины и затем продолжается на поверхности грунта сепарационного оборудования промысловой установки подготовки нефти. Углеводородный состав соответствующего газа на каждой стадии его разделения определяется по закону фазовых равновесий сложных смесей и зависит от давления и температуры. Но даже после многоступенчатого отделения газа от нефти в месторождении он остается в растворенном состоянии, а также в виде мелких пузырьков. Газ обнаруживается из нефти в стабилизированной установке. Для определения легких углеводородов С₁-С₄ в растворенной нефти существует несколько методов хроматографии и дистилляции.

Основным направлением стабилизации нефти является отделение легких углеводородов, частично растворенных из С₁–С₄ и частично С₅, для предотвращения невосполнимых потерь в атмосферу.

Если нефть не стабилизируется, то по пути с месторождения на нефтеперерабатывающий завод будет потеряно до 2% этих фракций. С₁-С₅, с одной стороны, является ценным нефтехимическим сырьем, а с другой-загрязнителем воздушного бассейна.

Подготовка газов к переработке

Природный газ - это дисперсионная система с мелкими частицами породы из скважины, то есть с жидкой и твердой фазой, в которой газ диспергируется.

Эти фазы могут быть разделены различными разделительными устройствами. Для очистки газа используются различные по конструкции и эффективности очистки сепарационные устройства, которые подразделяются на гравитационно-инерционные типы (сопла), центрифуги и фильтрующие устройства. В большинстве случаев существуют некоторые из этих принципов проектирования. Подумайте о каждом сепараторе:

Инерционные сепараторы соплового типа.

Затем сепаратор заполняется соплом и развивается удельная поверхность. Захват капель происходит за счет их воздействия на поверхность сопла и редкого многократного вращения газового потока в канале самого сопла. В качестве насадки используется Рашиговое кольцо, сетчатый пакет, проволока, шторка и т. д. Степень захвата капель таким сепаратором достигает 99%.

Центробежный сепаратор.

В этом случае для отделения жидкости от газа используют центробежную силу, возникающую в предварительно закрученном потоке газа.

Очистка от газов и вредных примесей.

К вредным примесям относятся токсичные, серосодержащие и негорючие инертные газы, снижающие теплоту сгорания углеводородных газов.

Углеводородные газы могут содержать серосодержащие соединения, такие как сероводород, диоксид серы, сероуглерод и меркаптан, но газовые конденсаты не являются сульфидами или сернистыми соединениями.

В состав инертных газов входят углекислый газ, азот и гелий.

Особенности вредных примесей

Сероводород.

Наиболее активны соединения, содержащие серу. В обычных условиях это бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц. Очень ядовито. Острое отравление человека происходит при концентрации 0,2-0,3 млг / м³, а концентрация более 1 млг/м³ является летальной.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) сероводорода в воздухе установлена ниже 0,008 млг/м³. Сероводород очень хорошо растворяется в воде. При контакте с металлом он вызывает серьезную коррозию.

Окись углерода.

В нормальных условиях бесцветный, легковоспламеняющийся и не имеющий запаха газ конденсируется при t=-50 ⁰С. при нагревании он разлагается с образованием монооксида углерода, углекислого газа и серы.

Дисульфид.

В нормальных условиях это бесцветный газ. Это связано с тем, что при нагревании этноса он вступает в реакцию с водородом с образованием сероводорода. Сероуглерод является токсичным веществом и вызывает острое отравление.

Меркаптан (тиол).

Это органические соединения серы с резким запахом, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях. При контакте с металлом они вступают с ним в реакцию с образованием металлических меркаптидов, а при нагревании до 3000 меркаптанов разлагаются с образованием сульфидов и сероводорода.

Углекислый газ.

Бесцветный негорючий газ с кислыми свойствами. При нормальном давлении t= - 780 поступает в твердое тело (сухой лед), которое обходит жидкость.

Азот и гелий.

Негорючий газ, который ухудшает природные свойства газа. Гелий содержится в небольших количествах, но его специально добывают как ценный продукт для нужд народного хозяйства.

Методы очистки газов и свойства поглотителей.

Природный газ также очищается небольшим количеством сероводорода, так как его допустимое содержание в газе, закачиваемом в магистральный газопровод, не должно превышать 20 млг / м3. В большинстве случаев очистка газа осуществляется не только на содержание вредных примесей в установленных нормах, но и на извлечение для промышленного использования.

Газ очищается двумя способами: абсорбцией и адсорбцией.

Способ абсорбции в зависимости от природы используемого абсорбента подразделяют на химическую сорбцию(хемосорбцию), физическую абсорбцию, комбинирование и метод окисления.

Процесс хемосорбции основан на химическом взаимодействии H₂S и CO₂ с активными компонентами поглотителя, а в этих процессах он основан на химическом взаимодействии щелочи и аминов.

Физическое поглощение - это физическое растворение экстрагированных компонентов абсорбента, используемых в качестве N-метилпирамидона, гликоля, метанола и т. д.

Композитный процесс обычно представляет собой смешанный мусорщик. Наиболее распространенным является сульфинол.

Процесс окисления основан на необратимом превращении поглощенного адсорбента сероводорода в элементарную серу.

Процесс адсорбции.

Они основаны на селективном физическом поглощении H₂S и CO₂ в порах твердых поглотителей, которыми являются активный уголь и синтетические цеолиты.

Выбор того или иного способа очистки газа зависит от многих факторов (концентрации H₂S и CO₂) и органических соединений серы в исходном газе. Правильный выбор мусорщика важен при любом лечении, которое должно отвечать следующим общим требованиям:

• Абсорбент должен иметь низкое давление насыщенного пара при температуре сорбции, поэтому потери из-за очищающего газа сведены к минимуму;
• В то же время поглотитель должен обладать высокой способностью поглощать кислые соединения из газа в широком диапазоне их реакционного давления;
• Она должна быть высокой вязкости;
• Низкая коррозионная активность;
• Высокая устойчивость к окислению.

Глубокая осушка природного газа

Наличие водяного пара в углеводородном газе связано с контактом газа с водой в пластовых условиях, а также с последующими условиями переработки.

Обычно тяжелые углеводородные газы при тех же условиях содержат меньше водяного пара, чем легкие.

Присутствие H₂S и CO₂ в Газе увеличивает содержание водяного пара, а присутствие азота снижает его. Влагосодержание газов - это количество водяного пара г / м3 в зависимости от их насыщения при заданной температуре и давлении.

Абсолютная влажность газа - это фактическое содержание водяного пара в г / м³ газа, а отношение абсолютной влажности к содержанию влаги называется относительной влажностью.

Осушка газа-это удаление из него влаги, то есть уменьшение абсолютной и относительной влажности.

Качество сушки (глубина сушки) оценивается по "точке Росса", то есть по температуре при заданном давлении, когда водяной пар становится насыщенным.

Чем глубже сушка, тем ниже точка ее потери, и в зависимости от назначения газа после нее она обычно колеблется от -200 до-170 градусов Цельсия.

Наличие влаги в газе нежелательно (иногда опасно) для его транспортировки.

Вода может попадать в чистом виде или в виде гидратов, содержащих углеводороды, что приводит к осложнениям в работе транспортной системы.

Влага в газе нежелательна, если последующая обработка проводится при низких температурах. При этом точка его разгрузки должна быть ниже температуры процесса подготовки газа.

Точка выхода газа будет достигнута в зависимости от способа сушки:

• Непосредственное охлаждение.
• Поглощение.
• Всасывание.
• Комбинированный метод .

Охлаждающая сушка.

Когда газ охлаждается при определенном давлении, избыточная влага конденсируется, и соответственно точка ее росы уменьшается. Это основа осушки газа охлаждением, а нижний предел охлаждения газа ограничен условиями гидратообразования. Этот метод используется в сочетании с другими методами.

Абсорбционная сушка.

Основанный на селективном поглощении (растворении водяного пара и жидких адсорбентов), он использовал ди и триацилглицерин.

Адсорбционная сушка.

Его сущность заключается в селективном поглощении поверхностью твердых адсорбентов молекул соды, а их адсорбционная способность извлекать их из пор под воздействием внешних воздействий (повышение температуры адсорбента или пониженное давление окружающей среды) во многом зависит от размера пор и соответствующей удельной площади поверхности.

Добыча тяжелых углеводородов из газа

Природный газ включает в себя углеводороды от метана до пентана. Метан и этан являются целевыми компонентами газа, используемого в повседневной жизни и промышленности в качестве газового топлива. Пропан, бутан и пентан в газовом топливе нежелательны, но они являются ценными соединениями и могут быть использованы для других целей. Поэтому перед подачей природного газа в транспортный трубопровод необходимо удалить из него углеводороды пентана (включительно) и этана (частично). Извлекаемое количество тяжелых углеводородов обычно называют газовым бензином и направляют на установку для разделения на отдельные углеводороды и отдельный бензин. К основным техническим методам извлечения тяжелых углеводородов из газа относятся:

• Низкотемпературное разделение.
• Высокая абсорбция масла давления и низкой температуры.

Извлечение гелия из очищенного газа.

Гелий-редкий и замечательный по своим свойствам газ. Это определяет развитие самых современных технологий в различных областях машиностроения. В нормальных условиях гелий является одним из самых легких (после водорода) инертных газов с плотностью 0,1609 кг / м3 и очень высокой теплопроводностью. Наиболее богатыми запасами гелийсодержащего природного газа являются США, Россия, Алжир, Канада, Польша и Нидерланды.

Россия: Оренбургское и Астраханское месторождения.

Основными потребителями жидкого и газообразного гелия являются предприятия и организации военно-технического комплекса (до 50% от общего объема потребления). Он используется в специальных сварочных работах, водолазных операциях кианна, криогенной технике и технологии, в хроматографическом исполнении.

Чистый гелий получают из очищенного и глубоко сброшенного природного газа и обычно получают его в три этапа:

1. освобождение гелиевого концентрата.
2. концентрация.
3. сплавленный для легких перехода и хранения.

Существует три способа получения гелиевого концентрата:

• Криогенный.
• Абсорбируемый.
• Путем диффузии гидратообразования через пористую мембрану.

Только первый способ получил большое количество промышленных применений. Он основан на конденсации азота, который конденсирует метан, и охлаждении газа, в то время как гелий остается в газовой фазе в виде концентрата.

Абсорбционная способность метана на 10 ~ 20℃выше, чем у гелия, низкая температура до -20℃...- 300С, эта разница будет увеличиваться и дальше. В результате повышается газовая концентрация гелия.

Метод гидрирования основан на том, что, в отличие от метана, этана, углекислого газа и азота, гелий не образует воду и гидраты при низких температурах и высоких давлениях.

Недостатком этого способа является необходимость большого количества воды и сложность последующей глубокой сушки гелиевого концентрата.

Мембранный метод заключается в избирательном (фильтрующем) проникновении через мельчайшие поры материала, выполненного в виде мембранной пленки и обладающего высокой проникающей способностью гелия по сравнению с другими газами.

В Оренбурге был создан крупнейший в Европе завод по производству гелия с комбинированным газоперерабатывающим заводом по производству гелия, этана и тяжелых углеводородов.

Жидкий гелий с Оренбургского газоперерабатывающего завода экспортируется в Западную Европу в автокриогенном сосуде (сосуд Дьюара).

Криогенные хранилища используются для хранения жидкого гелия. В настоящее время в мире существует складское помещение вместимостью 10 м3 с вместимостью 120 м3. Один из них находится в Оренбурге.

Продукция газовой промышленности может быть классифицирована как:

1. природный и нефтяной газ,подаваемый в магистральный газопровод и далее на конечное потребление, а также на переработку.
2. газообразные чистые углеводороды(метан и этан) и инертные газы (гелий), а также газовые смеси заданного состава специального назначения.
3. жидкие смеси углеводородов: пропан, бутан и их смеси.
4. газопереработка твердыми углеводородами(специальная сажа, технический углерод, техническая сера).

Требования к качеству газа.

Технические требования к качеству сырой нефти попутного нефтяного газа можно выделить в несколько групп:

1. технические требования к газу, поступающему во внутренний полевой пласт (газопровод) после первичной обработки месторождения.
2. для газа, подаваемого в магистральный газопровод.
3. Технические требования к газу, предназначенному в качестве сырья и топлива для промышленных и коммунальных предприятий (в том числе использование горючих газов в качестве топлива для газобаллонных транспортных средств).
4. технические требования к газообразно-чистым компонентам, извлекаемым из природного газа в качестве топлива для газобаллонных транспортных средств.
5. техническими требованиями являются состав смеси газов, хроматография для смеси стандартных материалов, используемых в специальных целях.

Для показателя качества товарного газа, подаваемого в магистральный газопровод и, кроме того, к конечному потребителю газа, необходимо учитывать следующие технические условия:

1. газ не должен содержать жидких углеводородов и воды.
2. промышленные газы могут вызвать коррозию и привести к коррозии в трубопроводе.
3. газ должен обеспечивать качество газа потребителей в качестве топлива из углеводородного сырья.

Технические требования к качеству природного газа в настоящее время регулируются тремя критериями:

• Легковоспламеняющийся.
• Доставленный.
• Транспортировка по магистральному трубопроводу OST51. 40.

ГОСТ52. 42 для природного газа промышленного и коммунального назначения.

ГОСТ25. 577 для сжатого природного газа в газовых баллонах транспортных средств.

В настоящее время все большее распространение получает использование природного газа в качестве топлива для автомобилей.

ГОСТ25. 577 называется "природный газ, газобаллонное автомобильное компрессионное топливо". Настоящий стандарт распространяется на природный сжатый газ, который используется в качестве топлива для транспортных средств, оснащенных двигателями внутреннего сгорания. Сжатый природный газ, предназначенный для заправки транспортных средств, должен отвечать определенным требованиям, которые являются более жесткими, чем промышленный и муниципальный газ. Сжатый природный газ-это природный газ, получаемый путем смешивания и удаления примесей из горючего природного газа, который транспортируется по магистральному газопроводу или городской газовой сети.

Технология удаления примесей не должна допускать изменения компонентного состава газа.

Природный газ можно использовать не только для автомобилей, но и для водного, железнодорожного транспорта и авиации.

В связи с этим разрабатывается новый ГОСТ"доработка природного газа" для двигателя внутреннего сгорания. После его включения старый ГОСТ больше не будет действителен.

Разница между разработанными стандартами и действиями заключается не только в расширении сферы применения и применимости, но и в приведении ряда показателей качества в соответствие с европейскими стандартами.

Октановое число определяется методом, по которому оно рассчитывается как среднее объемное значение, основанное на октановом числе горючего набора сжатых газов-ГОСТ25. 577:

• Метан-110.
• Этан-108.
• Пропан-105.
• Бутан-94.
• Изобутан-94.
• Пентан-70 .
• Изопентан-70.

Прием газа, поступающего на газонаполненную компрессорную станцию вагона, осуществляется в соответствии с ГОСТ55. 42. Температура сжатого природного газа определяется только пребыванием потребителя, но давление газа в баллоне должно определяться после каждой заправки автомобиля. Поэтому для того, чтобы обеспечить работу СУГ вагона в качестве сжатого газа, высокий спрос на влагосодержание точки росы должен быть-30, а давление в баллоне должно быть 20.

Теперь рекомендуется использовать в качестве сорбента тиометон, в основном адсорбированный сухим газом.

Товарный газ определяется как:

1. количество меркоптана, общей серы и сероводорода.
2. механическая примесь.
3. запах.
4. плотность.
5. теплота сгорания.
6. число Воббе (это показатель, стандартизированный техническими условиями как определяющий совместимость газов при сжигании в бытовых условиях бытовых горелок. Число Воббе вычисляется по величине относительной плотности и теплоте сгорания).

Точка Россы характеризует содержание влаги в газе.

Наличие влаги нежелательно как в процессе горения и переработки, так и для образования гидратов соединений, которые засоряют транспортные коммуникации и запорную арматуру.

Точка Россы - это температура, при которой в газе образуется влага капель.

Требования к качеству легких и жидких углеводородных соединений, извлекаемых из газов.

При производстве и заводской переработке природного газа и сопутствующих газов, помимо товарных газов, его используют в качестве топлива для более легких, газобензиновых, а иногда и дизельных топлив.

Для характеристики качества этих углеводородов используются следующие показатели:

• Давление насыщенного пара.
• Углеводородный состав.
• Содержание меркаптанов серы, сероводорода, воды, щелочи, метанола, цвета, запаха.

Месторождение, в котором жидкие углеводороды растворяются в газовой фазе, называется газовым конденсатом. Конденсат газа получается в результате обработки газа на месторождении. Газовый конденсат основным способом переработки газа является низкотемпературная конденсация (сепарация).

Продукт газоконденсатного месторождения, содержащий специальные установки пентан и тяжелые углеводороды, образующиеся при холоде, называется газовым конденсатом или стабильным конденсатом.

Полученный осадочный конденсат существенно отличается по химическому составу своей группы и содержанию гетероорганических соединений. Некоторые конденсаты обладают замечательными свойствами метана, в других преобладают нафтеновые углеводороды, а некоторые конденсаты содержат ароматические углеводороды. Это определяет схему их переработки, количество и качество получаемого продукта.

Газовый конденсат, полученный из пластовой смеси, снижает давление насыщенного пара, подлежащего стабилизации,и уменьшает потери при транспортировке, хранении и дальнейшей переработке.

Основной показатель стабильного конденсата:

• первая точка кипения.
• давление насыщенного пара.
• много частей воды.
• механические примеси.
• соединения серы.
• плотность.

Для оценки возможности получения индивидуальной марки моторного топлива из конденсата устанавливается техническая классификация в соответствии с отраслевым стандартом Ост 51.56-79.

Основным продуктом конверсии стабильного газового конденсата является автомобильный бензин различных марок(при переработке конденсата с температурой кипения не менее 3500 градусов Цельсия).

Транспортировка и хранение нефти

Трубопроводный транспорт сырой нефти.

Чаще всего нефтяное месторождение расположено на значительном расстоянии от нефтеперерабатывающего завода.

В связи с высоким риском возникновения пожара и взрыва при транспортировке нефти возрастает потребность в обеспечении высокой герметичности транспортного средства и надежности пожарной безопасности. Доля нефтяных насосов в нашей стране составляет 85%..

Нефть поступает по трубопроводам с нефтяных месторождений Сибири, Поволжья и Урала. Общая протяженность нефтепровода в России превышает 45 000 км.

Транспортировка каждой тонны нефти по трубопроводу занимает в 10 раз больше труда, чем транспортировка по железной дороге, поэтому данный вид транспорта является наиболее экономичным и экологически чистым.

Но при прокладке трубопроводов возникает много проблем: сложность ландшафта, необходимость промежуточной нефтеперекачивающей станции, обеспечение надежности и безопасности транспортировки нефти.

Перекачка парафиновой, вязкой и высоковязкой нефти требует больших усилий. Особенно зимой приходится иметь дело с асфальтобетонным дегтярно-парафиновым отложением. В связи с этим в трубопроводе используются"статники-трубы", которые подают горячую воду или нагревательные печи на насосную станцию, а также ингибитор отложений и специальные добавки. Основная проблема связана с коррозией трубопроводов. Для борьбы с коррозией используются специальные реагенты, то есть антикоррозийные средства. Диаметр труб современных крупных нефтепроводов достигает от 1,2 до 2,4 м. Скорость движения нефти по ним составляет 1,5 м / с, а общая протяженность-5-6 тыс. км.Такой сложный трубопровод подземных сооружений называется магистральным трубопроводом. Эти трубопроводы, насосные станции, резервуары и связанные с ними установки нагреваются.

Типы методов масляного насоса

Существует два типа нефтеперекачивающих трубопроводов по этой схеме:

• Почтовая станция.
• Транзит.

При постанционной перекачке нефть поступает в одни резервуары станции, а откачиваются насосом из других, предварительно заполненных резервуаров.

При необходимости подогрева масла используется специальный нагреватель (топка), с помощью которого поддерживается температура в резервуаре, обеспечивающая достаточный приток масла к следующей станции, насосные станции устанавливаются на расстоянии 100-150 км друг от друга.

Давление, создаваемое насосом такой станции, составляет 5-8 МПА.

Железнодорожный транспорт

Железнодорожный транспорт используется для доставки нефти в районы, удаленные от трассы трубопровода.

Для этого вида транспорта необходимо учитывать физико-химические свойства исходной нефти и состав углеводородного компонента.

Железнодорожная транспортная система танкеры, грузы и эстакады, расположенные вблизи станции шенгугохата, стали насосными и нефтебазами соответственно.

Обычно маршрут состоит из 60-72 танков.

Автоцистерна представляет собой четырехосный или восьмиосный грузовик с емкостью бака 60-120м3. Резервуары могут быть обычного использования (для легколетучего и низковязкого масла) и специальной конструкции (для вязкого и высоковязкого масла).

Рампа пикапа - это железнодорожный причал, куда подается для заправки поезд с цистерной. Он состоит из коллектора, проложенного вдоль железнодорожного пути с рядом вертикальных стоек, равных числу заполненных цистерн.

То есть он предназначен только для погрузки нефти и некоторых видов нефтепродуктов.

Сливной эстакады.

Он используется для приема нефти, транспортируемой по железной дороге. Это устройство почти такое же, как и лампа для чтения, но оно отличается. Он был сделан для того, чтобы не допустить разливов нефти. Железнодорожный транспорт - это процесс трубопроводного транспорта и является более универсальным, то есть возможность поставлять нефть в любую точку, где есть железная дорога и строится приемная эстакада:

• Большие затраты труда, времени и энергии на заполнение и сливные операции.
• Потери нефти в этих операциях.
• Загрязнение окружающей среды.

Эти потери связаны с"дыханием"танка во время погрузки и разгрузки, а также с разливами нефти.

Водный транспорт

Этот вид транспорта близок к железнодорожному и отличается только расположением контейнеров. Морские и речные суда называются танкерами. По характеру транспорта-по воде.

Транспортировка нефти танкерами имеет большую емкость одного контейнера, низкую стоимость погрузки и разгрузки, а также меньшую потерю экологической чистоты(испарение и разлив).

Первые танкеры были построены водоизмещением 5-10 тысяч тонн. Уже в 70-е годы появились супертанкеры для перевозки 750 миллионов тонн. Тогда уже был создан флот танкеров.

Заливочно-дренажный причал может быть выполнен в виде пирса или пирса, когда он отдан морю. Они заполняют или перекачивают систему гибких нефтепроводов для соединения с причальными танкерами, танкерами и отечественными нефтехранилищами, являются основным звеном этой системы, она разделена на три части(носовую, центральную и кормовую) и состоит из двойного стального корпуса. Боковые перегородки, разделяющие эти части, представляют собой две стальные стенки на расстоянии 15 м друг от друга, полость между которыми заполнена водой. Небольшой носовой отсек имеет сухогруз, который позволяет перевозить грузы, помещая нефтепродукты в небольшие контейнеры (бочки).

В заднем отсеке имеется моторный отсек, где при необходимости масло непрерывно транспортируется с помощью змеевика, позволяющего выпускать пар или горячую воду.

Средняя часть судна является основной и занята резервуарами для нефти. Для этого корпус корабля разделяют на ячейки с поперечными и продольными перегородками, в которые его смазывают маслом. Резервуары могут быть изолированы друг от друга, затем нефть соединяется с каждым из них в системе обводного трубопровода, резервуары сообщаются друг с другом через отверстия на небольшом расстоянии от дна. И один из масляных насосов может перекачивать масло в бак, но в то же время в этой системе есть отверстие.

В центральной части контейнера расположен насосный отсек, который перекачивает масло из бака.

Нефтеналивной танкер имеет большую осадку (15-20 м), которая резко уменьшается после разгрузки в порту прибытия. Для поддержания устойчивости возвратного танкера его осадка поддерживается путем закачки заборной воды в пустой бак.

Эта вода нагнетается в специальный резервуар в порту погрузки нефти и очищает нефть, прежде чем она будет сброшена в море.

Нефтехранилище

Хранение нефти осуществляется на нефтяном месторождении, начальном, промежуточном и конечном пункте длинного нефтепровода. Для хранения нефти крупные поверхностные и подземные резервуары емкостью 10-100 тыс. тонн соответственно являются частью комплекса оборудования и сооружений, называемых "резервуарными парками".

Резервуар зависит от того, какие нефтепродукты хранятся.

Газотранспортный.

Транспортировка газа осуществляется по газопроводам от места добычи до потребителя. Сжиженный газ транспортируется железнодорожным или автомобильным транспортом в специальном резервуаре.

В основном на большой протяженности газопровода-3-5 миллионов километров). Диаметр трубы до 1,4 и давление до 10 МПа.

Газокомпрессорная станция построена для перекачки газа на большие расстояния под давлением, поддерживающим давление на определенном расстоянии (80-120км).

Хранение газа.

Хранение газа осуществляется для сглаживания неравномерности потребления на месторождении. Природный газ чаще всего хранится в подземных хранилищах. Для этого используются структурные геологические ловушки, в которых газ хранится под высоким давлением, не теряя его в соседних слоях.

Сжиженный газ хранится на нефтебазах в резервуарах, рассчитанных на высокое давление.

Органическое топливо

К ним относятся:

• природный газ.
• газовые конденсаты (< 770 кг/м³).
• легкие нефти ( от 770 до 850 кг/м³).
• нормальные нефти ( от 830 до 930 кг/м³).
• тяжелые высоковязкие нефти ( = 930-980 кг/м³).
• природные нефтебитумы (> 980 кг/м³).
• торфы.
• бурые угли.
• атроциты.

Тяжелое высоковязкое масло (ТВН).

К их особенностям можно отнести то, что они могут быть извлечены из недр специальными методами воздействия на пласт (пергретированный пар, внутригоренье и шахтный метод).

Особенно богаты Канада и Венесуэла.

Запасы такой нефти в России сосредоточены в Тунгусском регионе Татарстана и Сибири. Обратите внимание на высокую плотность и высокое содержание высококипящей фракции, высокую коксующуюся способность и очень высокое содержание металла (1200 мг/кг), что означает, что остаток от обработки высоковязкой нефти не является ванадием.

Природный нефтяной резервуар.

Они имеют плотность >1 и 100ПА/С. Они главным образом получены шахтным или карьерным методом, или внутренним пластовым давлением.

В состав этой смеси входит горная порода и органическое вещество. Это может быть песок, пропитанный плотной органической породой со слоем битума или битумной массы. Они имеют тяжелый фракционирующий состав (высокое содержание серы, асфальтена и металла).

Примером переработки такого масла является Канада, а конечным продуктом очистки является синтетическое масло.

В ближайшее время производство синтетической нефти в Канаде достигнет 20 миллионов тонн в год. В России нет переработки природного нефтяного битума, но в Татарстане насчитывается более 25 нефтяных битумов.

Производство нефтепродуктов из природного нефтяного битума начинает использоваться для переработки, но при резком росте цен на нефть, нефтепродукты и газ оно развивается быстрыми темпами.

Запасы всего объема Сурат-сланца составляют около 475 млн тонн, основная часть которых находится в Северной Америке. Выход жидкого топлива из сланца составляет около 60-85% (а из угля-около 40%). Сланцы занимают особое место среди твердых видов топлива благодаря высокому содержанию минералов. Здесь много сланцевых месторождений, которые делятся на малосернистые (до 2% серы) и сернистые (2-8% серы).

Первый-это эстонский сланец, второй-центральный и Нижневолжский сланцы.

Торф в своем естественном состоянии представляет собой сухую массу черно-коричневого цвета. Эта масса является продуктом разложения опавших листьев, хвои, веток и поваленных деревьев. В зависимости от степени разложения торфяники делятся на верхние, переходные и низменные.

Но уже в 1-й половине ХХ века начались работы по получению жидкого моторного топлива из угля, чтобы использовать его более технически и удобно.

Многие страны не были снабжены нефтью, и поиски их привели к необходимости получения альтернативных методов.

Уже во время мировых войн альтернативные технологии были разработаны в Германии и Южной Африке.

Запасы угля в мире оцениваются в 14300 миллиардов тонн. Бурый уголь представляет собой плотную однородную массу коричневого или коричнево-черного цвета. При нагревании до 100-2000°с уголь в виде пластины гнется, легко воспламеняется и горит ярким и дымным пламенем.

Антрацит - это черные блестящие образования с высокой твердостью и плотностью. Они содержат самую высокую долю водорода. Исторически первым процессом переработки угля было коксование с выделением жидких продуктов. Первоначально эти продукты не были введены в практическое применение, но с развитием технологии они стали использоваться как топливо и как химическое сырье.

Первым используемым технологическим процессом является термический процесс переработки твердых топлив, без доступа к ним воздуха при T=500-550⁰С.

Технологические продукты:газ, смола (сыпучий материал), поверхностные сточные воды (смесь воды с тяжелыми камнями) и полукокс(твердый остаток).

Полукокс содержит много летучих углеводородов (16%) и обычно используется в качестве газификатора для производства технологических и горючих газов.

Особенностью первичной смолы является высокое содержание низкомолекулярных алифатических углеводородов, которые после экстракции и очистки от примесей способны получать моторные горюче-смазочные материалы.

Газовый кокс богат метаном (40-50%), имеет относительно высокую теплотворную способность и используется в качестве высококачественного бытового топлива.

Второй процесс: шарики катализатора .

Третий процесс: гидролитический (+очистка от серы).

Альтернативное топливо

Растущий интерес к альтернативным видам топлива для легковых и грузовых автомобилей говорит о том, что эти виды топлива, как правило, производят меньше выбросов, которые увеличивают смог, загрязнение воздуха и глобальное наводнение.

Большинство альтернативных видов топлива производится из неисчерпаемых запасов,некоторые из которых уже широко используются, а некоторые находятся в стадии эксперимента.

Практическая ценность топлива определяется количеством тепла, выделяющегося при его полном сжигании. Так, при сжигании 1 кг древесины выделяется тепло, равное 10,2 МДж/кг,угля-22 МДж/кг,бензина -44 МДж / кг.

Альтернативное топливо:

Природный газ - это альтернативное топливо, которое полностью сгорает и доступно потребителям во многих странах. При использовании в легковых автомобилях (легковых и грузовых автомобилях) специальной конструкции двигателя природный газ производит значительно меньшие выбросы, чем бензин или дизельное топливо.

Электричество может быть использовано в качестве альтернативного топлива для автомобилей, работающих на батарейках или топливных элементах. Электромобили с батарейным питанием накапливают энергию в батареях, которые заряжаются при подключении автомобиля к стандартному источнику питания. Транспортные средства на топливных элементах работают на электрической энергии, которая генерируется электрохимической реакцией, возникающей при соединении кислорода и водорода.Топливные элементы вырабатывают электроэнергию без внутреннего сгорания и загрязнения окружающей среды.

Одним из наиболее перспективных источников водорода является водород. Он изолирован от обычной воды и не является единственным способом ее получения. Он хорошо хранится и транспортируется в газообразной, жидкой и твердой формах. Газ удобно хранить в подземном хранилище, жидкость - в резервуаре. Для того чтобы получать водород в больших количествах, необходимо поставить мощное ядро, а в перспективе-термоядерный реактор, подальше от прибрежных населенных пунктов. В этом случае энергия атома используется не только для выработки электричества, но и для разложения воды.

Переход-водородное топливо, если уголь, нефть, газ и торф расходуются безвозвратно, то водород может участвовать в энергетическом цикле столько, сколько вы захотите. Когда он горит, он превращается в водяной пар, а затем в воду. Водород может быть смешан с природным газом для создания альтернативных видов топлива. Водород также используется в транспортных средствах, оснащенных электрически работающими топливными элементами, образующимися в результате реакции, возникающей при соединении водорода и кислорода.

Биодизель - это вид топлива на основе растительных масел и животных жиров, а также то, что остается в ресторане после приготовления пищи. Автомобильные двигатели могут быть модифицированы, чтобы сделать сжигание биодизеля чистой формой. Биодизель производит смешанное углеводородное дизельное топливо. Он безопасен, биоразлагаем и снижает содержание веществ, загрязняющих биосферу.

Метанол (спирт), метанольное топливо для моделирования и моделирования, метанол-это легковоспламеняющаяся жидкость с бесцветным слабым спиртовым запахом. Безводный метанол при комнатной температуре хорошо смешивается с маркой бензина в любом соотношении. В России в качестве добавки допускается до 3% метанола. В Соединенных Штатах используется относительно небольшое количество топлива, 85%метанола и 15%бензина и чистого метанола входят в состав гоночного автомобиля. Метанол имеет высокое октановое число, которое по методике исследования равно 111.

Метанол - одно из самых токсичных веществ. Попадание 30 мл метанола в организм человека приводит к смерти, а в меньших количествах происходит потеря зрения. Эта ситуация становится серьезным препятствием для использования метанола в качестве автомобильного топлива.

Существует возможность этанола, моделирования и моделирования этанола. Несмотря на высокую стоимость по сравнению с метанолом, этанол используется в больших количествах в качестве компонента автомобильного топлива. Соединенные Штаты разработали требование к топливному этанолу под названием модифицированный топливный этанол для двигателей с искровым зажиганием. В 80-х годах прошлого века массовое применение этанола началось в Бразилии, США, Швеции и других странах. Это соединение называется газохол-использование этанола (5-10%) и бензина. Заключение

Существенной проблемой всегда является транспортировка этанола и бензино-этанольных смесей. Из-за их высокой полярности они не могут транспортироваться по трубопроводу, а это может привести к растворению в этаноле или к образованию смолистых отложений в трубопроводе.

Диметиловый эфир (CH₃-O-CH₃) (DME). По большому счету, это аналог газа. Главным преимуществом нового топлива является экологическая безопасность. Высвобождение оксида азота (NO и NO₂) снижается в 3 раза. Он получается несколькими способами из органических соединений и является наиболее экономичным-из синтеза природного газа-метана. Химики делают дизельное топливо в 2 раза дешевле, чем диметиловый эфир.

Разработана проблема использования термоядерных реакций в энергетических целях.