КЛАССИФИКАЦИИ НЕФТИ

 

Создание единой классификации нефти – весьма трудная задача. Трудности создания подобной класссификации обусловлены рядом причин:

· сложность и чрезвычайное разнообразие химического состава нефтей (по составу различаются не только нефти разных месторождений, но и нефти, добываемые из разных скважин одного месторождения);

· недостаточность наших знаний о составе нефти и факторах, влияющих на процессы образования и превращения нефтей в недрах земли, а также существенный прогресс методов исследования нефтей и связанное с этим чрезвычайно быстрое изменение уровня знаний последних;

· необходимость выбора из множества физических, физико-химических, структурных и других характеристик нефтей и их фракций минимального числа классификационных параметров с максимальной информативностью; необходимость учета и прогнозирования возможных направлений развития химии и геохимии.

В связи с тем, что нефть представляет собой весьма сложный природный объект, изучение ее проводится в различных аспектах. Исследуется генезис нефти и формирование нефтяных месторождений, вопросы их поиска и разведки, исследование химического состава нефтей и разработка путей их переработки.

Существенную помощь в решении всех этих вопросов оказывает классификация нефти. В настоящее время наиболее употребимы три группы классификаций: химическая, геохимическая (генетическая), технологическая (промышленная, товарная). Однако ввиду того, что свойства нефти как промышленного сырья связаны с ее составом, а состав является функцией геолого-геохимической истории, деление существующих классификаций на указанные группы носит условный характер.

 

3.1. Химические классификации

 

Основываются на различиях химического состава нефтей и их отдельных фракций. Они могут играть как самостоятельную роль, так и являться частью или служить основой технологических и геохимических классификаций.

По мнению Добрянского А.Ф. классификация нефти по групповому составу, отражающая внутренние свойства нефтей, связанные с их превращением в природе, несомненно имеет все основания считаться единственно правильной научной классификацией. Подобная научная классификация, хотя и не отражает некоторых технических свойств нефти, все же может быть полезна для оценки ее как промышленного сырья, так как эта оценка в значительной мере определяется содержанием ароматических углеводородов, бензина и другими качествами, целиком зависящими от группового состава нефти. Эта идея, несмотря на свою очевидность, не сразу стала руководящей при разработке той или иной классификации.

Классификация нефтей, разработана в Грозненском нефтяном исследовательском институте. В основу этой классификации положено преимущественное содержание в нефти какого-либо одного или нескольких классов углеводородов. Если нефть содержит 50% углеводородов какого-нибудь одного класса, тип нефти определяется уже этим содержанием, но так как остальные 50% могут содержать и нафтеновые и ароматические углеводороды, появляются новые подклассы или промежуточные классы. Всего может быть, таким образом, 6 классов нефтей:

1. Метановые,

2. Метаново-нафтеновые,

3. Нафтеновые,

4. Нафтеново-метано-ароматические,

5. Нафтеново-ароматические;

6. Ароматические.

Авторы классификации воздержались от включения в нее не встреченных в природе классов метаново-ароматического и ароматически-метанового.

В парафиновых нефтях все фракции содержат значительное количество алканов: бензиновые – не менее 50 %, масляные – 20 % и более. Смол и асфальтенов содержится мало. Наиболее типичными парафиновыми нефтями являются нефти полуострова Мангышлак (Узеньская, Жетыбайская).

В парафино-нафтеновых нефтях содержатся наряду с алканами в заметных количествах циклоалканы, содержание аренов невелико. Как и в чисто парафиновых нефтях, в нефтях этой группы мало смол и асфальтенов. К группе парафино-нафтеновых относятся нефти наиболее крупных месторождений Волго-Уральского бассейна и Западной Сибири.

Для нафтеновых нефтей характерно высокое (до 60 % и более) содержание циклоалканов во всех фракциях; алканов в этих нефтях мало, смолы и асфальтены имеются также в ограниченном количестве. К нафтеновым относятся нефти, добываемые в Баку (Балаханская и Сураханская), на Эмбе (Доссорская и Макатская), в Майкопе.

В парафино-нафтено-ароматических нефтях УВ всех трех классов содержатся примерно в равных количествах,.твердых парафинов мало (не более 1,5 %), а количество смол и асфальтенов достигает 10 %.

Нафтено-ароматические нефти характеризуются преимущественным содержанием циклоалканов и аренов, в особенности в тяжелых фракциях. Алканы имеются только в легких фракциях, причем в небольшом количестве. Содержание твердого парафина в нефти не превышает 0,3 %, а смол и асфальтенов – 15–20 %.

Ароматические нефти характеризуются высокой плотностью; во всех фракциях этих нефтей содержится много аренов. К ароматическим нефтям относятся нефть Прорвинского месторождения в Казахстане, Бугурусланская в Поволжье [3].

 

3.2. Генетические классификации

 

На основе представлений о составе нефти как функции ее превращения Добрянский А.Ф. [9] предложил классификацию нефтей, в которой содержание отдельных классов углеводородов и некоторые физические и химические свойства нефтей связаны в один последовательный ряд изменений. Характеристика отдельных классов нефтей в этой классификации понимается, как и в других попытках такого рода, как некоторый идеальный случай, отклонения от которого возможны и вероятны.

С переходом от низших классов нефтей к высшим плотность (0,95→0,80), вязкость, содержание смолистых веществ (35–60→1–5), кислот, азотистых оснований (3 %→0,2 %) падает. Точно так же изменяется отношение углерода (86–87 %→85,4) к водороду (11,8→13,8), так что в нефтях первого класса на одну весовую часть углерода приходится 1,65 ч. водорода, в нефтях последнего класса уже 1,92, что близко подходит к формуле (СН2)n. Общее содержание нафтеновых углеводородов вовсех нефтях примерно одно и то же, именно от 50 до 60%. Наиболее резкие колебания показывает содержание метановых углеводородов иароматических: для первых мы имеем диапазон от 0 до 55%, для вторых от 55 до 5%.

В начале 60-х годов разработаны новые аналитические методы, изменившие представление о составе и строении нефтяных углеводородов, и позволившие уточнить принципы и методы классификации нефтей. В нефтях было обнаружено большое число (свыше 500) реликтовых углеводородов (хемофоссилий).

Было предложено все углеводороды нефти условно разделить на две основные группы: преобразованные углеводороды; реликтовые углеводороды. К реликтовым углеводородам относятся нормальные и изопреноидные алканы, циклические изопреноиды – стераны, тритерпаны и пр.

Петров Ал.А. исследовал методами газожидкостной хроматографии и масс-спектрометрии около 400 нефтей практически всех крупных нефтегазоносных бассейнов бывшего Советского Союза. Все исследованные нефти были отнесены к категориям А и Б(табл.10) [3].

К категории А относят нефть в том случае, если на хроматограммах фракции 200–430°С проявляются в аналитических количествах пики н-алканов. На хроматограммах этой фракции нефтей категории Б пики н-алканов отсутствуют. В свою очередь, в зависимости от относительного содержания нормальных и изопреноидных углеводородов в нефтях категории А и от наличия или отсутствия изопреноидных углеводородов в нефтях категории Б, нефти каждой категории разделяют на два подтипа: А1, А2, Б1, Б2.

 

Таблица 10. Групповой состав нефтей различных химических типов (фракц. 200–430 °С)

Тип Алканы Цикло- алканы Арены
Сумма Н-строения Разветвлённые
А1 15–60 (25–50) 5–25 (8–12) 0,05–6,0 (0,5–3) 15–45 (20–40) 10–70 (20–40)
А2 10–30 (15–25) 0,5–5 (1–3) 1,0–6,0 (1,5–3) 20–60 (35–55) 15–70 (20–40)
Б1 4–10 (6–10) 20–70 (50–65) 25–80 (25–50)
Б2 5–30 (10–25) 0,5 0,5–6,0 (0,2–3) 20–70 (35–55) 20–80 (20–45)

Цифры в скобках означают преимущественно встречающееся содержание углеводородов

 

Нефти типа А1 соответствуют нефтям парафинового и нафтено-парафинового основания. Содержание суммы алканов во фракции 200–430°С 15–60 %. Для этого типа характерно высокое содержание н-алканов (5–25 % на исследуемую фракцию). Общее содержание циклоалканов в нефтях типа А1 несколько меньше, чем алканов. Циклоалканы в основном представлены моно- и бициклическими соединениями, причем содержание моноциклоалканов часто равно или больше содержания бицикланов. Нефти этого типа наиболее распространены в природе и встречаются во всех нефтегазоносных бассейнах бывшего Советского Союза в отложениях любого геологического возраста, чаще всего на глубине более 1500 м (Ромашкино, Самотлор).

Нефти типа А2 по групповому составу соответствуют нафтено-парафиновым и парафино-нафтеновым. Содержание алканов по сравнению с нефтями типа А1 несколько ниже и достигает значений 25—40 %. Содержание алканов колеблется в пределах 0,5–5 %, а изопреноидов – 1–6 %.

Отличительная черта большинства нефтей типа А2 – преобладание разветвленных алканов над нормальными. Общее содержание циклоалканов достигает 60 %.

Среди циклоалканов преобладают моно- и бициклические углеводороды, хотя содержание трицикланов несколько выше, чем в нефтях А1. К типу А2 относятся нефти Южного Каспия (Сураханы, Нефтяные Камни, Дуванный-море), Западной Сибири (Соленинское), Прикаспия (Кошкар, Каламкас, Кара-Тюбе).

Нефти типа Б2 соответствуют нефтям парафино-нафтенового и особенно нафтенового оснований. Среди насыщенных углеводородов преобладают циклоалканы (60–75 %), а среди них – моно-, би- и трициклические углеводороды. Алкановые углеводороды (5–30 %) представлены в основном разветвленными структурами. Отличительная черта нефтей типа Б2 – отсутствие на хроматограммах пиков монометилзамещенных алканов.

Нефти типа Б2 встречаются чаще, чем типа А2, и распространены в основном в кайнозойских отложениях на глубинах 1000–1500 м. Тип Б2 представлен нефтями Северного Кавказа (Старо-Грозненское, Троицко-Анастасиевское), Грузии (Норио, Мирзаани) и др.

Нефти типа Б1 по групповому составу относятся к нефтям нафтенового или нафтено-ароматического основания. Они содержат мало легких фракций. Характерная черта нефтей этого типа – полное отсутствие нормальных и изопреноидных алканов и малое содержание других разветвленных алканов (4–10 %). Среди циклоалканов наблюдается преобладание бицик-лических углеводородов над моноциклическими. Нефти типа Б1 чаще распространены в кайнозойских отложениях многих нефтегазоносных бассейнов на глубинах 500–1000 м – нефти Южного Каспия и Севера Западной Сибири – Грязевая Сопка, Сураханы, Балаханы, Русское и др.

 

3.3. Технологические классификации

 

Технологические классификацииимеют прикладное значение. В основу их берут показатели, характеризующие нефть как сырье для производства тех или иных нефтепродуктов. Главное назначение этих классификаций – облегчение выбора рациональной схемы переработки той или иной нефти, а также прогнозирование качества получаемых продуктов.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЙ, ПОДГОТОВЛЕННЫХ К ТРАНСПОРТУ ПО МАГИСТРАЛЬНЫМ НЕФТЕПРОВОДАМ И НАЛИВНЫМ ТРАНСПОРТОМ (ГОСТ Р 51858-2002)[10]

 

По физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов нефть подразделяют на классы, типы, группы, виды.

В зависимости от массовой доли серы нефть подразделяют на классы 1–4 (табл. 11).

Таблица 11. Классы нефти

Класс нефти Наименование Массовая доля серы, % Метод испытания
Малосернистая до 0,60 включ. По ГОСТ 1437 и 9.2 настоящего стандарта
Сернистая от 0,61 до 1,80
Высокосернистая от 1,81 до 3,50
Особо высокосернистая св. 3,50

По плотности, а при поставке на экспорт — дополнительно по выходу фракций и массовой доле парафина, нефть подразделяют на пять типов (табл. 12):

0 — особо легкая;

1 — легкая;

2 — средняя;

3 — тяжелая;

4 — битуминозная.

 

Таблица 12. Типы нефти

Параметр Норма для нефти типа Метод испытания
для страны для экспорта для страны для экспорта для страны для экспорта для страны для экспорта для страны для экспорта
Плотность, кт/м3, при температуре:   По ГОСТ 3900 и 9.3 наст. стандарта
20 оС Не более 830,0 830,1--850,0 850,1-870,0 870,1-895,0 Более 895,0 По ГОСТ Р 51069 и 9.3 наст. стандарта
15 °С Не более 834,5 834,6-854,4 854,5-874,4 874,5-899,3 Более 899,3
                       

 

По степени подготовки нефть подразделяют на группы 1—3 (табл. 13).

 

Таблица 13. Группы нефти

  Норма для нефти группы  
1 Массовая доля воды, %, не более 0,5 0,5 1,0 По ГОСТ 2477 и 9.5 настоящего стандарта
2 Концентрация хлористых солей, мг/дм3, не более По ГОСТ 21534 и 9.6 настоящего стандарта
3 Массовая доля механических примесей, %, не более 0,05 0,05 0,05 По ГОСТ 6370
4 Давление насыщенных паров, кПа (мм рт. ст.), не более 66,7 (500) 66,7 (500) 66,7 (500) По ГОСТ 1756 и 9.8 настоящего стандарта
5 Содержание хлорорганических соединений, млн.-1 (ррт) Не нормируется Определение обязательно Приложение А [6]

Примечание — Если по одному из показателей нефть относится к группе с меньшим номером, а по другому — к группе с большим номером, то нефть признают соответствующей группе с большим номером.

По массовой доле сероводорода и легких меркаптанов нефть подразделяют на виды 1—3 (табл. 14).

Таблица 14. Виды нефти

 

  Норма для нефти вида  
1 Массовая доля сероводорода, млн.-1 (ррm), не более По ГОСТ Р 50802 и 9.9 настоящего стандарта
2 Массовая доля метил- и этил меркаптанов в сумме, млн,-1 (ррm), не более

Примечания

1 Нормы по показателям таблицы 4 являются факультативными до 1 января 2004 г. Определение обязательно для набора данных.

2 Нефть с нормой «менее 20 млн.-1» по показателю 1 таблицы считают не содержащей сероводород.

 

Условное обозначение нефти состоит из четырех цифр, соответствующих обозначениям класса, типа, группы и вида нефти. При поставке нефти на экспорт к обозначению типа добавляется индекс «э». Структура условного обозначения нефти:

 

Пример:

 

Нефть (при поставке потребителю в России) массовой доли серы 1,15 %(класс 2), плотностью при 20 °С 860,0 (тип 2), концентрации хлористых солей 120 мг/дм3, массовой доли водь: 0,40 %(группа 2), при отсутствии сероводорода (вид 1) обозначают «2.2.2.1 ГОСТ Р 51858—2002».

 







Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 301; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.049 сек.