Э-Хим.Нефтехимические технологии.
12 февраля 2008 • 0 Comments
Производство индивидуальных ароматических углеводородов (бензола и толуола).
Данное производство осуществляют на установке Л Г-35-8/ЗООБ, сырьем которой служит фракция 62-105°С. В отличие от установки каталитического риформинга, работающей на получение высокооктановых компонентов автобензина, это производство имеет в своем составе дополнительные блоки, имеющие специфическое назначение: блок селективного гидрирования непредельных углеводородов (догидрирования), блок экстракции с регенерацией растворителя и блок ректификации экстракта на индивидуальные ароматические углеводороды.
Селективное гидрирование непредельных углеводородов. В составе установки ароматизации имеется отдельный блок, основной частью которого является реактор догидрирования, заполненный алюмоплатиновым катализатором с низким содержанием платины АН-10, АП-15 или ГО-1.
Таблица Характеристика катализаторов селективного гидрирования
Показатели | Катализаторы | ||
АП-10 | АП-15 | ГО-1 | |
Массовая доля компонентов катализатора платина | 0. | 0,15 ±0.01 | 0,10 ±0,01 |
рений | — | — | 0,25 ±0,005 |
кадмии | — | — | 0,01 ±0,002 |
Насыпная плотность, г/см | 0,64 +0,4 | 0,64 +0,4 | 0.63 ±0,05 |
Коэффициент прочности (средний), кг/мм, не менее | 0,97 | ||
Размер таблеток, мм: диаметр | 2, 8 ±0.2 | ||
длина | 5 ±2 | ||
Каталитические свойства: активность — бромное число гидрированного катализата, г брома на 100 см’ продукта, не более | 0,1 | ||
селективность— абсолютная разность между массовой долей ароматических углеводородов в сырье и в продукте. | 1 | 2 | 1 |
10+0,01
%. не болееНовые статьи
Дефекты лакокрасочных материалов и покрытий часть II
14 июля 2017
Дефекты лакокрасочных материалов и покрытий
14 июля 2017
Преобразователи пластовой и осыпающейся ржавчины
14 июля 2017
Статистика
Партнеры
Все права защищены © 2008 — 2023, Э-Хим.
Использование информации с сайта e-him.ru разрешено, при условии согласования с владельцем сайта и указания ссылки на этот сайт.
Желательные и нежелательные компоненты масла
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Введение
2.
Способы производства нефтяных
масел
3. Компоненты масляных
фракций
4. Желательные компоненты
5. Нежелательные компоненты
6. Заключение
7. Список
литературы
1. Введение.
Современные транспортные
средства, внедорожная техника, промышленное оборудование, энергетические
агрегаты спроектированы так, чтобы обеспечить
малые материало- и энергозатраты при
их изготовлении, большой ресурс и надежность
при минимальных эксплуатационных затратах
и объеме технического обслуживания, выполнение
все более ужесточающихся требований
экологических нормативных актов.
Полная
реализация технико-экономического потенциала,
заложенного в машины, двигатели, станки,
трансмиссии, возможна только при непременном
использовании для их смазывания высококачественных
смазочных материалов, полностью соответствующих
по всему спектру эксплуатационных свойств
условиям их применения. Современные смазочные
материалы способны длительно выдерживать
высокие механические и термические нагрузки,
обеспечивать снижение энергопотребления
и защиту от износа, коррозии и образования
отложений, нарушающих нормальную работу
смазываемого оборудования. Высокие эксплуатационные
свойства масел, смазок, гидрожидкостей
достигнуты в большей мере их легированием
специальными присадками различного функционального
действия. Варьированием состава базовых
компонентов, композиций присадок и содержания
последних в конечном продукте разработчики
смазочных материалов достигают выполнения
разнообразных требований к их продукции
со стороны машиностроителей, формируют
широкий ассортимент смазочных материалов
с дифференцированными свойствами для
решения многообразных, иногда весьма
специфических, задач смазывания изделий
машиностроения.
2. Способы производства нефтяных масел.
Химический состав нефтяных масел обычно тем сложнее, чем выше их плотность
и вязкость, так как с увеличением молекулярной
массы углеводородов резко возрастает число их изомеров. В общем случае содержание отдельных
групп углеводородов и иных соединений в нефтяных маслах определяется природой нефтяного сырья,
глубиной и способом очистки. От высших
(начиная с С10), алифатичых предельных углеводородов (Депарафинизация
По способам производства нефтяные масла делятся на:
Дистиллятные – остаточные получаемые соответственно дистилляцией мазутов, (удалением нежелатательных компонентов из гудронов).
Компаундированные – получаемые смешением дистиллятных и остаточных;
По областям применения на – белые масла, изоляционные масла, консервационные
масла, смазочные масла. Для придания необходимых эксплуатационных
свойств в нефтяные масла добавляют специальные вещества (Присадки к смазочным
материалам).
На основе нефтяных масел без присадок по
3. Компоненты масляных фракций.
По химическому составу нефтяные масла представляют собой смесь углеводородов молекулярной массой от 300 до 750, содержащих в составе молекул от 20 до 60 атомов углерода. Базовые масла состоят из групп изопарафиновых, нафтенопарафиновых, нафтено-ароматических и ароматических углеводородов различной степени цикличности, а также гетероорганических соединений, содержащих кислород, серу и азот. Именно элементорганические соединения (в основном кислородсодержащие) являются основой смол, содержащихся в базовых маслах. Химический состав базовых масел и структура входящих в их состав углеводородов определяются как природой перерабатываемого сырья, так и технологией его переработки.
По фракционному составу
масла представляют собой высококипящие
продукты, так как их вырабатывают
из нефтяных фракций, выкипающих при температуре
выше 300 °С.
Основной объём масел вырабатывают с применением экстракционных процессов разделения сырья (дистиллятов и гудронов): селективной очистки растворителем (фенолом, фурфуролом или ЧГ-метил-пирролидоном), деасфальтизации гудронов пропаном и сольвентной депарафинизацией рафинатов селективной очистки в кетонсодержащем растворителе.
Условно все входящие в состав масляной фракции группы углеводородов и соединений можно разделить на желательные и нежелательные в составе масла.
4. Желательные компоненты.
Желательные компоненты — именно содержание в масле этих групп углеводородов обеспечивает оптимальное сочетание эксплуатационных свойств и хорошую стабильность в процессе эксплуатации:
Парафины — насыщенные углеводороды с прямой (нормальные парафины) (I) или разветвленной (изопарафины) цепью (II) без кольчатых структур.
Нафтены (или циклопарафины) — насыщенные
углеводороды, содержащие одно или более
колец пяти- или шестичленных), каждое
из которых может иметь одну или несколько
прямых или разветвленных алкильных боковых
цепей.
В зависимости от числа колец в
молекуле различают моноциклические (1),
бициклические (II), трициклические нафтены
и т. д.
Ароматические углеводороды, содержащие одно (I) или несколько ароматических ядер, которые могут быть соединены с нафтеновыми кольцами (последние могут иметь или не иметь алкильные цепи и (или) боковыми парафиновыми цепями. Ароматические ядра могут быть конденсированными, как у нафталина или фенантрена (II), или же изолированными (III). Смешанные нафтено-ароматические углеводороды представлены структурой IV).
Например:
Непредельные углеводороды, т. е. углеводороды, имеющие одну или более олефиновых (ненасыщенных) связей в молекуле, обычно отсутствуют в продуктах прямой перегонки нефти.
Неуглеводородные соединения. Последние могут иметь соответствующий углеводородный скелет с одним, двумя, тремя и т. д. атомами серы, кислорода, азота.
5.
Нежелательные
компоненты.
Твердые
парафины (алканы) – Алканы С10 и выше при нормальных
условиях — твердые вещества, входящие
в состав нефтяных парафинов и церезинов.
Деление твердых углеводородов на парафины
и церезины было сделано на основании
различия кристаллической структуры этих
углеводородов, их химических и физических
свойств. При одинаковой температуре плавления
церезины отличаются от парафинов большими
молекулярными массами, вязкостью и плотностью.
Церезины энергично взаимодействуют с
дымящей серной и хлорсульфоновой кислотами,
а парафины с этими реагентами взаимодействуют
слабо. Для исследования состава парафинов
и церезинов была использована реакция
нитрования. Азотная кислота с азоалканами
образует третичные нитросоединения,
а с н-алканами — вторичные нитросоединения.
Методом нитрования показано, что в нефтяных
парафинах содержится 25—35 % изоалканов,
а в церезине — значительно больше. Появились
сведения о присутствии в твердых углеводородах
нафтеновых структур.
Действительно, выделенные
из петролатумов углеводороды имели более
высокие значения показателя преломления,
вязкости и плотности, чем парафины с той
же температурой плавления.
Негативное влияние проявляется при низких температурах потерей текучести. Потеря текучести происходит в результате выделения из масла твердых парафиновых углеводородов.
Полициклические
ароматические углеводороды —
Для полициклических
ароматических углеводородов характерно наличие в химической
структуре трех и более конденсированных бензольных
колец. В основе практически всех
техногенных источников полиароматических углеводородо
Основные представители:
Химическое вещество | Химическое вещество | ||
Антрацен | Бензпирен | ||
Хризен | Коронен | ||
Коранулен | Тетрацен | ||
Нафталин | Пентацен | ||
Фенантрен | Пирен | ||
Трифенилен | Овален |
Простейшие вещества из группы
Полиароматических углеводородо
Эти вещества не обладают канцерогенной
(мутагенной) токсичностью, присущей другим
Полиароматическим углеводорода
Асфальто-смолистые вещества представляют собой главным образом
неуглеводородные соединения нефти, которые
содержат в основном (82 + 3) % (максимум 88
%) углерода, (8,1 ± 0,7) % (максимум 10 %) водорода
и до 14 % гетероатомов. Этим значениям соответствует
величина соотношения Н:С — 1,15 + 0,05. Удивительным
фактом является постоянство атомного
соотношения Н:С при большом разнообразии
месторождений нефти и возможностей огромного
числа перестановок фрагментов в молекулах,
включающих гетероатомы. Этот феномен
является веским доказательством того,
что асфальтены имеют определенный состав
и осаждаются в соответствии с ним, а не
в зависимости от растворимости.
Асфальто-смолистые вещества концентрируются в тяжелых нефтяных остатках — гудронах и битумах. Некоторые гетероатомные соединения, входящие в состав АСВ, могут включать одновременно углерод, водород, кислород, серу, а иногда в дополнение к ним азот и металлы.
В процессе очистки дистиллятов из них обычно удаляется большая часть асфальто-смолистых веществ. Содержание последних в готовом масле, как правило, не превышает 1,0—2,5%. Несмотря на такую сравнительно невысокую концентрацию, некоторые из соединений этого типа оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства масел. Асфальто-смолистые соединения придают маслу характерный цвет; некоторые из них обладают ингибирующим действием, другие, наоборот, угнетают, пассивируют антиокислительные присадки; наконец, смолы при окислении переходят в состав осадка.
6. Заключение
Сегодня формирование
требований к физико-химическим и
эксплуатационным свойствам нефтяных
масел основывается на широко известных
и практически применяемых классификациях
и спецификациях, в которых важнейшие
характеристики нефтяных масел заданы
в виде результатов испытаний по известным
(в большинстве случаев стандартизованным)
методам.
Это позволяет всем заинтересованным
сторонам (изготовителям смазочных материалов,
машиностроителям, потребителям их продукции)
обмениваться достаточно полной и единообразно
понимаемой информацией о свойствах нефтяных
масел, целесообразном их использовании.
7. Список литературы:
-Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., Синицин С.А. «Химия и технолог
ия нефти и газа.» Учебное пособие. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.
— Дерябина Г.И., Нечаева О.Н., Потапова И.А. «Практикум по органической химии. Часть II. Реакции органических соединений» 2007г.
— Суханов В. П., «Каталитические процессы в нефтепереработке», 3 изд., М., 1979г.
— Магарил Р. 1, «Теоретические основы химическ
их процессов переработки нефти », М., 1976
— Ахметов С.
А. «Технологии глубокой переработки нефти и газа», Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002г.
А. «Технологии глубокой переработки нефти и газа», Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002г.Интернет-ресурсы:
9. — http://www.twirpx.com
10. — www. ngpedia.ru/
11. — www. vseonefti.ru
12. — www.dobi.oglib.ru/
13. — www.osoboekb.ru/techno_npz.htm
14. — www.oilmedia.ru/
Изучение геологии: Состав сырой нефти
| Сырая нефть |
Сырая нефть 900 17 Нефть представляет собой природную многокомпонентную смесь. Его большую часть составляют углеводороды (алканы, нафтены, ароматические соединения). Их содержание в маслах колеблется от 30% до 100%. Наиболее важными среди неуглеводородных компонентов являются смолы и асфальтены. Другие неуглеводородные соединения представляют собой металлопорфириновые комплексы и микроэлементы; их содержание обычно невелико.
Некоторые соединения в нефтях утратили структурные черты исходного органического вещества, тогда как некоторые другие молекулы сохранили эти черты. Их называют «реликтовыми углеводородами» или «химическими окаменелостями».
Алкановые углеводороды (C5–C40) включают нормальные и разветвленные молекулы (изопреноиды). Распределение числа атомов углерода в нормальных алканах отражает состав исходного органического вещества. Например, в липидах континентальной биомассы преобладают нормальные алканы С25–С33, которые, следовательно, унаследованы нефтью. Соотношение пристан/фитан используется в качестве генетического критерия для изопреноидов. Пристан связан с континентальными отложениями, тогда как фитан связан с морскими отложениями.
Циклические парафины (нафтены) включают как моноциклические (5–6 атомов углерода), так и полициклические молекулы. Последние молекулы могут содержать от 1 до 6 колец. Этот признак, вероятно, был унаследован от материнского органического вещества (нафтеновый индекс).
Но большинство полициклических нафтенов (например, стеранов) не присутствовало в исходном органическом веществе и образовалось в ходе катагенеза.
Арены (ароматические углеводороды) обычно не так важны, как другие классы углеводородов в сырой нефти. Ароматические соединения могут включать исключительно ароматические кольца или могут содержать сложные структуры с нафталиновыми кольцами. Некоторые арены непосредственно связаны с исходным органическим веществом.
Происходит циклическое изменение химических свойств нефтей (содержание парафинов, асфальтенов, смол, серы) с геологическим возрастом горных пород. Эта цикличность контролируется цикличностью океанических трансгрессий и процессов образования и развития палеоокеанов в геологической истории Земли.
Недавно разработанное оборудование и методики резко расширили информацию о составе нефти. Теперь исследователи могут определять не только групповой углеводородный состав, но и состав отдельных углеводородов и их структуру.
Новые методы включают газовую и жидкостную хроматографию, спектральные и изотопные методы, ядерный магнитный и парамагнитный резонансы. Среди нового высокочувствительного оборудования — хроматографы, хромато-масс-спектрометры, инфракрасные, ультрафиолетовые, квазилинейные и изотопные спектрометры.
Повышенный интерес к информации о составе нефти на молекулярном и атомном уровне был вызван двумя факторами: технологическим и геохимическим. Нефтяные углеводороды в настоящее время служат источником широкого спектра синтетических веществ, используемых для производства различных товаров в пищевой и других отраслях промышленности. Это потребовало детальных исследований состава отдельных углеводородов. Современная технология дает возможность получить информацию о детальном составе и структуре углеводородов, содержащихся в высококипящих фракциях нефти. Такая информация охватывает распределение атомов углерода в парафиновых цепях, а также в нафтеновых и ароматических кольцах. В последнее время и этой информации стало недостаточно.
Появление таких аналитических методов, как газожидкостная хроматография и хромато-масс-спектрометрия, позволило ученым
- Получить новую информацию о составе и строении нефтяных углеводородов,
- Подробно изучите их гомологические ряды и
- Определите закономерности распределения нормальных и разветвленных алканов, метилалканов и изопреноидных алканов в маслах.
При изучении нафтенов новые методы привели к выяснению соотношения моно-, би-, три- и тетрациклических нафтенов, стеранов и тритерпанов (гопанов). Детальные исследования ароматических углеводородов в нефтях (различными методами, в том числе спектральными) привели к установлению наличия и пропорций не только моно-, би- и трициклических, но и полициклических (4–6 циклов) углеводородов, что было практически невозможно. выявить раньше. К последним относятся такие углеводороды, как перилен, 1,12-бензоперилен, 3,4-бензопирен и их гомологи.
Методы ядерного магнитного и парамагнитного резонанса, разработанные в 1950-х годах, позволили изучать свойства ядер в различных состояниях.
Это важно при изучении свободных радикалов (кинетически независимых), атомов и групп атомов, цепных реакций (полимеризации, пиролиза) в биохимических процессах, в которых активно участвуют свободные радикалы.
Новый подход к изучению углеводородов сырой нефти включает стереохимию предельных алифатических и алициклических углеводородов. Все большее значение в геохимических исследованиях приобретают стереохимические исследования нормальных и разветвленных алканов, моно-, би-, три- и тетрациклических углеводородов (в том числе гопанов). Показано, что преобразования (старение) биомолекул в земной коре тесно связаны с изменением их стереохимии.
Увеличение количества исследований микроэлементов. Содержание микроэлементов в сырой нефти существенно различается. Большинство элементов железного ряда содержится в сырой нефти в количествах ниже кларка (кларк осадочных пород). Некоторые элементы (цинк, никель, медь, мышьяк и серебро) встречаются в количествах, близких к кларку, а четыре элемента (ванадий, молибден, бром и ртуть) присутствуют в количествах на порядок выше кларка.
Это дает возможность их извлечения непосредственно из сырой нефти. Извлечение микроэлементов из сырой нефти технически сложно и обычно не используется, хотя научные эксперименты продолжаются.
На основе обширных знаний о составе и структуре всех классов углеводородов было установлено наличие биомаркеров, непосредственно связанных с исходной биомассой. Установлены генетическая связь нефтей и исходного органического вещества, генетическая однородность (или неоднородность) нефтей в разных стратиграфических толщах. Выяснены трансформации конкретных углеводородов в зонах катагенеза, выветривания и т.д.
Эта информация важна при разведке нефти, так как позволяет
- Прогнозирование типа и состава углеводородных флюидов.
- Определите потенциальные зоны перекрестного потока.
- Определить пути боковой и вертикальной миграции.
ЭПР-анализ асфальтенов и ванадия в сырой нефти может определить ее качество
Замечания по применению – Магнитный резонанс
Примерно треть мировой энергии в настоящее время вырабатывается из сырой нефти.
Качество масла определяется его химическим составом, который может повлиять на его переработку, производительность и рыночную цену. Поэтому необходим качественный и количественный мониторинг состояния масла.
ЭПР-анализ асфальтенов и ванадия в сырой нефти может определить ее качество
Примерно треть мировой энергии в настоящее время производится из сырой нефти. Качество масла определяется его химическим составом, который может повлиять на его переработку, производительность и рыночную цену. Поэтому необходим качественный и количественный мониторинг состояния масла.
Компонентом, оказывающим наибольшее влияние на качество нефти, являются асфальтены, самая тяжелая фракция сырой нефти. Асфальтены состоят из сложной смеси соединений с полиароматическими кольцами и алифатическими боковыми цепями в сочетании со следовыми количествами ванадия и никеля. Небольшие концентрации асфальтенов могут легко агрегировать, что приводит к увеличению вязкости и приводит к закупорке стволов скважин и выкидных трубопроводов во время добычи и переработки нефти.
Кроме того, асфальтены могут также дезактивировать каталитические реакции в процессах повышения и очистки.
Анализ концентрации асфальтенов в сложной смеси углеводородов в сырой нефти затруднен, особенно для оперативного мониторинга. Традиционно измерялись физические свойства масла, такие как вязкость и диэлектрическая проницаемость, и эти данные использовались для определения основного химического состава. А когда был проведен специальный анализ асфальтенов, то часто в модельных системах или в образцах, которые были разбавлены простыми растворителями.
Пожалуйста, отправьте форму, если вы хотите узнать больше об анализе асфальтенов или наших продуктах и рекламных акциях!
Асфальтены и ванадий имеют характерные спектры ЭПР
Внедрение электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) или электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) позволило непосредственно охарактеризовать асфальтены. Этот метод предоставляет количественные данные с высоким разрешением, которые дают реальную динамическую информацию в локальной среде.
Кроме того, ЭПР является неразрушающим методом и не требует пробоподготовки.
ESR использует резонансное поглощение микроволн в статическом магнитном поле для измерения молекул с неспаренными электронами и систем, содержащих парамагнитные центры. Асфальтены содержат органические свободные радикалы в своем полиароматическом ядре, что дает характерный сигнал ЭПР при g = 2,0032, что делает их легко идентифицируемыми в сырой нефти.
Амплитуда этого пика соответствует концентрации асфальтенов в образце, поэтому этот метод также можно использовать для количественного определения. Кроме того, ЭПР может также обнаруживать ванадий, который наблюдается в виде ванадилпорфирина и проявляется в виде восьми широко расставленных узких пиков в той же области, что и сигнал органических свободных радикалов асфальтенов.
Характеристические сигналы ЭПР свободных радикалов органических асфальтенов (красная стрелка) и ванадилпорфирина (синие стрелки)
ЭПР может анализировать специфические характеристики сырой нефти химические изменения в сырой нефти могут быть достигнуты.
Раньше ЭСР позволял различать разные типы сырой нефти, но в последние годы стал проводиться анализ по более конкретным критериям.Одним из основных процессов, изменяющих состав и, следовательно, качество сырой нефти, является биоразложение. При этом происходит окисление углеводородов с образованием СО 2 и органических кислот, что приводит к снижению концентрации предельных и ароматических углеводородов и увеличению вязкости, содержания металлов и кислотности.
Недавняя работа сравнила этот процесс в трех бразильских маслах путем мониторинга присутствия органических свободных радикалов и ванадильных соединений, связанных или не связанных с порфириновыми соединениями, с помощью ЭПР. Этот метод позволил отличить два биоразлагаемых образца от небиоразложенного образца по значениям количественного определения сигнала, а также друг от друга.
Известно также, что температура влияет на поведение и структурные свойства органических свободных радикалов в сырой нефти, влияя на ее качество.
Исследования этих изменений были недавно проведены с помощью мониторинга ЭПР in situ для различных фракций образца сырой нефти в диапазоне температур 293–673 K.
Для всех фракций повышение температуры привело к увеличению содержания органических свободнорадиальных однако было обнаружено, что механизмы, с помощью которых происходит этот процесс, различаются в зависимости от фракции. Фракции атмосферного остатка и сырой нефти продемонстрировали сходное поведение с образованием органических свободных радикалов при температуре около 433 К, в то время как образование органических свободных радикалов в вакуумном остатке оказалось многоступенчатым процессом.
MicroESR компании Bruker позволяет анализировать состав сырой нефти в режиме реального времени
Большинство спектрометров ESR представляют собой большие и громоздкие приборы, что ограничивает их возможность использования для оперативного анализа сырой нефти в режиме реального времени. Однако достижения в области технологий оптической и беспроводной связи позволили компании Bruker разработать самый компактный спектрометр ЭПР на рынке — microESR, небольшой портативный спектрометр с размером основания 30,5 x 30,5 x 30,5 см и массой всего 10 кг.
Устройство microESR не требует регулярного обслуживания или специальной установки. MicroESR также обеспечивает простой программный рабочий процесс для сбора, обработки и анализа данных ESR.
Благодаря последним достижениям в области использования ЭПР для анализа сырой нефти, микроЭПР можно использовать в качестве инструмента онлайн-мониторинга для характеристики химического состава во время операций по разведке, добыче и переработке. Этот анализ можно использовать для многих приложений, включая оценку искусственного старения масла, а также для прогнозирования проблем, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации.
Ссылки
- De Abreu, C.R., et al. (202).
Применение метода электронно-спинового резонанса для характеристики бразильских нефтей: корреляция с уровнем их биодеградации и полярным составом. Энергетическое топливо.
https://dx.doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c02624 - Даппе В. и др. (2020).
Эффект термической обработки различных нефтяных фракций: характеристика методом ЭПР-спектроскопии in situ.
