Углеводородный состав прямогонных бензинов (стр. 3 из 6)

Таблица 6. Выходные и октановые числа бензиновых фракций нефтей основных месторождений [1]

Температура отбора, °С	Выход на нефть, % (масс.)	Октановое число (м. м.)*	Температура отбора, °С	Выход на нефть, % (масс.)	Октановое число (м. м.)*
Ромашкинская (Татария)			Самотлорская (Западная Сибирь)
н. к,—60	4,1	68	28—62	5,6	74,2
н. к,—85	7,5	58	28-85	8,9	67,4
н. к,—120	11,4	57	28—120	14,6	61,5
н. к,—180	21,0	48	28—180	25,4	53,4
и, к,—200	24,0	40(61)**	28—200	29,1	51,6(28)
Усть-балыкская (Западная Сибирь)			Джъерская (Коми )
28—85	4,2	64,0	28—85	9,4	70,0
28—120	7,5	51,8	28—120	15,2	65,0
28—180	15,4	39,6	28—180	24,8	55,5
28—200	18,4	34,8(25)	28—200	27,8	53,5(28)
Шаимская (Западная Сибирь)			Жетыбайская (Казахстан)
28—85	7,6	71,5	н. к,—85	3,2	59,0
28—120	14,3	65,5	н. к,—110	9,7	52,0
28—180	25,0	47,8	н. к,—170	24,2	37,0
28—200	28,5	41,5(56)*	28—200	30,9	31,0(33)
* В скобках дано содержание нормальных парафиновых углеводородов. ** Сумма нормальных и изопарафиновых углеводородов.

Такие же результаты можно получить и применяя цеолиты, способные адсорбировать н-парафиновые углеводороды. Однако достигаемое после такой «денормализации»* бензинов октановое число не превышает 74 - 76, не говоря уже о значительном снижении выхода целевого продукта. Практически в качестве базовых бензинов используют только легкие фракции парафинистых нефтей: н. к. - 62°С, н. к. - 85°С, да и то не для всех товарных бензинов.

Возвращаясь к бензинам прямой перегонки, получаемым из нафтеновых нефтей, можно отметить, что как базовые компоненты авиационных бензинов они обладают достаточно высокими антидетонационными свойствами при работе и на бедных, и на богатых смесях:

Наиболее распространенной схемой получения прямогонных компонентов бензина является атмосферная перегонка нефти с отбором широкой фракции до 180 °С и последующая вторичная перегонка этой фракции на компоненты. При вторичной перегонке отбирается «головка» бензина (н.к. - 62°С или н.к. - 85°С), которую можно использовать как компонент товарного бензина или передать на облагораживание (каталитическую изомеризацию). При перегонке высокооктановой нефти конец кипения отбираемого легкого бензина в соответствии с требуемым октановым числом можно повысить.

Более тяжелую часть бензина (85 - 180°С, 105 - 180°С или 140 - 180 °С) обычно направляют на каталитический риформинг для получения высокооктанового компонента бензинов. Фракцию 140 - 180°С можно также использовать как компонент реактивного топлив.

Б-91/115	Б-95/130
Содержание углеводородов, % (масс.)		55	60
нафтеновых
парафиновых ....		41	36
ароматических		4	4
Октановое число (м. м.)
без ТЭС		70	74
2,5 г ТЭС на 1кг ....		86	91
Сортность с ТЭС		95—98	116
* Термин «денормализация» используется применительно к удалению парафинов с помощью цеолитов из реактивных и дизельных топлив.

5. Фракционный состав нефти

Фракционный состав нефти и нефтепродукта определяют путем перегонки и ректификации.

Перегонка (дистилляция) - это физический метод разделения, основанный на испарении жидкости и конденсации паров, обогащенных легколетучим компонентом. Термин «дистилляция» означает «разделение по каплям» или «стекание по каплям». История перегонки насчитывает около 3500 лет. В древности с помощью перегонки получали розовое и другие эфирные масла, дистиллированную (пресную) воду из морской, использовали перегонку для приготовления микстур и напитков. Современная нефтепереработка берет свое начало также с перегонного куба, целевым назначением которого было получение осветительного керосина. Кубовая батарея и трубчатая установка для перегонки нефти были изобретены в России во второй половине XIX века. В этих разработках выдающаяся роль принадлежит инженеру В.С. Шухову.

Перегонку можно проводить периодически и непрерывно. При периодической перегонке содержимое перегонного аппарата частично или полностью отгоняется. В этом процессе происходит непрерывное изменение состава паровой и жидкой фаз, а также температуры отбора паров. При непрерывной перегонке продукт непрерывно вводят в перегонный аппарат. При этом обычно разделение паровой и жидкой фаз происходит однократно, поэтому такой процесс называется однократной перегонкой или однократным испарением. В этом процессе образующаяся паровая фаза остается в равновесии в смеси с жидкой до установления конечной (заданной) температуры. Фазы разделяются после установления этой температуры.

Перегонкой можно разделить до определенной степени смесь компонентов, температуры кипения которых отличаются более чем на 50 °С.

Ректификация — физический метод разделения, основанный на многократном противоточном контакте жидкой и паровой фаз. При этом паровая фаза обогащается низкокипящим компонентом, а жидкая — высококипящим. Ректификация, как и перегонка, может осуществляться периодически и непрерывно.

Ректификацией можно разделять смесь компонентов, различающихся по температуре кипения всего на 0,5°С.

Согласно Единой унифицированной программе исследования нефтей фракционирование нефти проводят по ГОСТ 11011—85 и по методу ГрозНИИ.

Определение фракционного состава в аппарате АРН-2 (ГОСТ 11011—85)

Сущность метода заключается в периодической ректификации нефти (нефтепродукта) при атмосферном давлении и под вакуумом. Метод позволяет определять фракционный состав нефти (нефтепродукта) по истинным температурам кипения (ИТК), устанавливать потенциальное содержание отдельных фракций и получать фракции нефти (нефтепродукта) для исследования их состава и свойств.

Основным узлом аппарата АРН-2 для ректификации нефти (рис. 3.11) является стальная насадочная ректификационная колонна диаметром 50 и высотой 1016 мм. В качестве насадки используют спирали из нихромовой проволоки. Погоноразделяющая способность колонны соответствует 20 теоретическим тарелкам. Аппарат АРН-2 имеет два перегонных куба на загрузку 1,9 и 3,0 л.

Атмосферная перегонка. Перед началом перегонки все краны аппарата АРН-2 смазывают вакуумной смазкой. Краны мани- фольда ставят в следующие положения (рис. 3.12)-. кран А — 1, 2, 4; крап Б — 5, 7; кран В открывают, кран Г закрывают, кран Ж и кран-зажим 3 открывают. В холодильник 5 подают проточную воду, температура которой не должна быть выше 25 °С. В рубашки приемников 3 загружают лед.

Рис- 3.11. Аппарат АРН-2 для перегонки нефтн; 1— буферная емкость; 2 — манифольд; 3 — приемники; 4, 6. 20, 21 — термопары; а —обратный холодильник; 7 — конденсатор; 8, 17 —накидные гайки; 9 —ректификационная колонна; 10, 15 —ловушки; 11-12 — ртутные вакуумметры; 13—дифференциальный манометр; 14 — вакуум-насос; 16 —трубка; — решетка 22 — куб; 23 — печь; А —кран трехходовой; Б — полу- лунный кран; В, Г. Д, Ж Е— двухходовые крапы; 3 —кран-зажим

При опущенной электропечи 23 отвинчивают куб 22 от ректификационной колонны 9. Затем нефть (нефтепродукт) с содержанием воды не более 0,5 % в количестве 1,9 или 3,0 л наливают в предварительно взвешенный куб и взвешивают. Куб соединяют с ректификационной колонной. Трубку 16 соединяют с дифференциальным манометром 13. В карман для термопары вставляют термопару 21. Для уменьшения потерь тепла место соединения куба с колонной и колонны с конденсатором закрывают стеклянной или асбестовой тканью.

Кран Д до начала перегонки закрыт. Аппарат включают в электросеть, автоматически поднимают электропечь. Включают потенциометр и нагрев дна печи и колонки. Нагрев стенки печи, используемый только при перегонке высокосмолистых нефтей, включают только в начальный момент перегонки для более равномерного нагрева продукта. Через 30—40 мин нагрев слепки печи выключают.

Нагрев нефти регулируют так, чтобы ее разгонка началась через 1,5—2 ч. Кран Д закрыт до тех пор, пока не установится равновесие в колонне. Признаком равновесия является прекращение колебания давления, определяемого по дифференциальному манометру, и стабилизация температуры паров. После этого кран Д открывают и начинают отбор фракций.

Перегонку нефти проводят со скоростью 3—4 мл/мин при загрузке 3 л и 2—2,5 мл/мин — при загрузке 1,9 л. Скорость перегонки регулируют краном и электрообогревом печи и колонки при постоянном перепаде давления в дифференциальном манометре. При нормальном режиме работы аппарата АРН-2 разность температуры паров в колонке и жидкости в кубе во время отбора бензиновых фракций должна быть выше 100 °С.