Модификация метода определения структурно-группового состава нефти Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Модификация метода определения структурно-группового состава нефти

да

о

см

<в О!

Новиков Александр Автономович,

доктор химических наук, профессор, кафедра фундаментальной и прикладной химии, Югорский государственный университет, aleks_hm@bk.ru

Кухмазова Амина Рифетовна,

младший научный сотрудник, кафедра фундаментальной и прикладной химии, Югорский государственный университет, ami.kukhmazova@mail.ru

В статье приводятся результаты сравнительного анализа группового и структурно-группового состава нефтей. Изучение состава нефти представляет собой очень сложную, но весьма важную задачу, поскольку состав нефти лежит в основе ее различных классификаций и его необходимо знать для оценки товарных качеств нефти и выбора наиболее рационального метода переработки. Товарные качества оцениваются по фракционному и групповому составу нефти. Цель данной работы выявить возможные корреляции между данными группового и структурно-группового состава нефти, модифицировать расчетные формулы и предложить расчетный метод определения структурно-группового и группового состава широких фракций нефти. В перспективе результаты исследований могут быть использованы при модификации методов определения группового состава нефти. Ключевые слова: нефть, групповой состав, структурно-групповой состав, фракционный состав.

1. Введение

Групповой состав, т.е. содержание алканов, циклоалканов и ароматических углеводородов, исследуется двумя основными способами. Экспериментальный метод анилиновых точек - сложный лабораторный метод, который позволяет экспериментально определить групповой состав широких фракций нефти и расчетный метод определения структурно - группового состава, который позволяет определять основные группы углеводородов расчетным путем по плотности, молекулярной массе и содержанию серы.[1] Оба метода и экспериментальный и расчетный достигают одной и той же цели определения содержания основных групп углеводородов.

Базируясь на обширных справочных данных, появляется возможность сопоставления методов определения структурно-группового и группового состава и, при необходимости, проведения коррекции уравнений расчетного метода.

2. Цель работы

Сравнительный анализ методов определения структурно-группового и группового состава нефти и, при необходимости, модификация расчетного метода определения структурно-группового состава для достижения достижения адекватности методу анилиновых точек.

3. Сравнение группового и структурно-группового состава нефти

Для анализа были взяты 6 нефтей Западной сибири разной плотности Их физико-химические свойства приведены в таблице 1

Таблица 1

С

Ш

В

X

Ц

<

В

о

X X

Работа была опубликована при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (Договор № 15-44-00090) и правительства Ханты-Мансийского автономного округа - Югры (Договор № 07.0246-10-ЮГУ-173).

Нефть Плотность, Мо-лярн. масса Потенциаль ние фракц ное содержа-ий, %масс.

п20 и 4 НК-200 200350 350400 400500

Лугинецкая 0,8281 172 8,9 30,9 9,0 15,1

Северо-Варьеганская 0,8200 190 36,7 29,1 8,3 13,2

Полуденная 0,8498 181 28,9 33,2 10,0 15,4

Тевлинская 0,8508 212 26,2 28,0 9,4 17,5

Локосовская 0,8583 190 21,7 26,7 9,9 20,0

Минчимкинская 0,8950 368 13,3 21,1 7,9 16,0

Различия нефтей в групповом составе узких фракций по справочным данным проследить более сложно.[4] В справочной литературе, которая, к сожалению, в настоящее время не обновляется, приводятся только данные о групповом составе широких фракций нефтей.

Таблица 2

Групповой состав широких фракций (на примере Лугинецкой

Групповой состав широких фракций. А - ароматические углеводороды, Н - нафтены, П - парафины, нормального (н-) и изостроения (изо-).

1,Ос Выход от нефти, % мас Плотность, ro20/4 Содержание углеводородов, % на фракцию.

А Н П

всего н- изо-

1 2 3 4 5 6 7 8

Групповой углеводородный состав фракций, выкипающих до 200 °C

28-60 5,5 0,6552 0 11 89 54 35

60-95 6,7 0,6595 2 41 57 33 24

95-122 5,5 0,7322 6 38 56 29 27

122150 5,9 0,7578 10 34 56 20 36

150200 10,4 0,7910 21 28 51 17 34

28-200 34,0 0,7420 10 30 60 29 34

Характеристика фракций, служа!. ского рифо щих сырьем для каталитиче-рминга

62-85 4,5 0,6936 3 47 50 39 11

62-105 8,4 0,7068 4 44 52 36 16

62-140 15,5 0,7252 6 40 54 31 23

85-105 3,9 0,7190 5 41 54 33 21

85-120 6,9 0,7265 6 39 55 31 24

85-180 19,4 0,7555 10 34 56 23 33

105120 3,0 0,7360 6 38 56 28 28

105140 7,1 0,7452 8 36 56 24 32

120140 4,1 0,7518 9 35 56 22 34

140180 8,4 0,7782 16 31 53 18 35

Групповой углеводородный состав керосиновых фраки ий

200250 17 38 45 - -

250300 20 33 47 - -

200300 - - 18 36 46 - -

Представленные в таком виде, данные о групповом составе позволяют рассматривать их как последовательно-параллельные ряды фракций со стыкующимися интервалами кипения в общих пределах 28-300оС. Это делает возможным последовательный расчёт фракционного состава нефти и содержания в ней ароматических, нафтеновых и парафиновых углеводородов в ряду нарастания температуры кипения от 28 до 300оС [6].

Для расчета структурно-группового состава широких фракций нефти экспериментально определяются следующие физические характеристики:

1. Показатель преломления с точностью до 0,001;

2. Плотность с точностью до 0,002 г/мл;

3. Молекулярная масса;

4. Содержание серы.

На этой основе проводится расчет структурно-группового состава с использованием последовательности эмпирических формул:

V = 2,6(п - 1,468) - (р-0,835)

W = (р-0,835) - 1,11(п- 1,468)

V >0 Сар = 147V+2668/M

V<0 Сар = 58^ + 2668/М

W>0 Ск = 680^ - 3,12Б + 8389/М

W<0 Ск = 977^ - 3,12Б + 8217/М

Наличие в справочниках [5] таблиц ИТК и возможность расчета содержания ароматических, нафтеновых и парафиновых углеводородов в узких фракциях нефти [6] позволили провести сравнение группового и структурно-группового состава узких фракций выбранных нефтей.

Основные результаты приведены на рис.1-3 на примере Лугинецкой нефти.

Í 15

в.

я

& 10 ж l

• 5 В

I

/ rfi

^ййоС уг

о сгс

loo 200 зоо адо

Температуря конца кипе имя/С

Рисунок 1 - Кривые группового и структурно-группового состава ароматических углеводородов

о° 0да

о сгс

О 100 200 300 400 500

Температуря конца кипения,'С

Рисунок 2 - Кривые группового и структурно-группового состава циклоалканов

Такая же картина рассогласования группового и структурно-группового состава наблюдается в разной степени и по другим нефтям.

Коррекция констант эмпирических формул расчета структурно-группового состава позволила

X X

о

го А с.

X

го m

о

ю 6

м о

добиться совпадения группового и структурно-группового составов исследуемых нефтей.

да

о

сч

to

OI

гР

_рС

200

300

Темперлгура конца кипения,'С

Рисунок 3 - Кривые группового и структурно-группового состава алканов

Результаты работы могут быть рекомендованы в лабораторной аналитической практике.

Литература

1. Новиков, А. А. Физико-химические основы процессов первичной переработки нефти и газа / А. А. Новиков, И. М. Федяева ; учебное пособие -Ханты-Мансийск : РИЦ ЮГУ, 2008. - 144 с.

2. Sartakov M.P., Novikov A.A., Chukhareva N.V., Osnitscy E.M. The adsorption capacity of peat humic acids of the Middle Ob region. Indian Journal of Science and Tehnology. 2017. V. 10. № 1. p.109-958

3. Сорокин, А. В. Физико-химические свойства нефти, различных типов состава месторождений Западной Сибири / А. В. Сорокин. - Томск : Хи-мия,2008. - 183с.

4. Плотникова, И. М. Фракционный состав нефти и методы его изучения / И. М. Плотникова

- Казань, 2012.-132 с.

5. Дриацкая, З.В. Нефти СССР / З.В. Дриацкая

- Москва, 1971 - 1975.- 504с.

6. Новиков А.А., Кухмазова А.Р. / Инновации и инвестиции №11 / А.А. Новиков, А.Р. Кухмазова -Москва, 2018. - 277с.

Modification of the method for determining structural - group

oil structure Novikov A.A., Kuhmazova A.R.

Ugra State University

The article presents the results of a comparative analysis of group

and structural group composition of oils. The study of the composition of oil is a very difficult, but very important task, since the composition of oil lies at the heart of its various classifications and it is necessary to know it in order to assess the commercial quality of oil and choose the most rational method of processing. Commercial quality is assessed by fractional and group composition of oil. The purpose of this work is to identify possible correlations between the data of group and structural group composition of oil, modify the design formulas and propose a calculation method for determining the structural group and group composition of the wide fractions of oil. In the future, the research results can be used to modify the methods for determining the group composition of oil. Keywords: oil, group composition, structural group composition, fractional composition.

References

1. Novikov, A. A. Physical and chemical bases of the processes of

primary processing of oil and gas / A. A. Novikov, I. M. Fedyaeva; study guide - Khanty-Mansiysk: RIC UGU, 2008. -144 p.

2. Sartakov M.P., Novikov A.A., Chukhareva N.V., Osnitscy E.M.

The adsorption capacity of the Middle Ob region. Indian Journal of Science and Tehnology. 2017. V. 10. № 1. p.109-958

3. Sorokin, A.V. Physicochemical properties of oil, various types of

composition of fields in Western Siberia / A.V. Sorokin. -Tomsk: Chemistry, 2008. - 183s.

4. Plotnikova, I. M. Fractional composition of oil and methods for

studying it / I. M. Plotnikova - Kazan, 2012.-132 p.

5. Driatskaya, Z.V. Oil USSR / Z.V. Driatskaya - Moscow, 1971 -

1975.- 504a

6. Novikov A.A., Kukhmazova A.R. / Innovations and Investments

№11 / A.A. Novikov, A.R. Kukhmazov - Moscow, 2018. - 277s.

О Ш

m x

<

m о x

X