CC BY
17
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОДИГЕШИЧВСКОГО ИНСТИТУТА ИМ,С.М.КИРОВА
Том 257 1973
О ВЗАИМОСВЯЗЯХ НЕКОТОРЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕ&ТЕЙ
Г.Г.Благополучная, Н. М.Смольянинова
(Представлена научно-методическим семинаром органических кафедр ХТФ ТЛИ)
Расширение областей применения нефти как сырья для нефтехимии и производства широкого ассортимента топлив и масел приводит к увеличению числа показателей» используемых при оценке качества нефтей и служащих основой для проектирования технологических процессов, что связано с необходимостью проведения длительных, трудоемких и дорогостоящих исследований. В связи с этим представляет интерес задача выявления взаимосвязи между некоторыми свойствами нефтей и их фракций и выбор сравнительно небольшого комплекса показателей, с помощью которых с достаточной для практических целей точностью можно характеризовать нефть как сырье для различных направлений ее использования.
В настоящей работе приводятся первые результаты исследований в данном направлении, полученные методом корреляционного анализа с применением ЭЦВМ. Для обработки экспериментальных данных были использованы характеристики 350 образцов нефтэй различных месторождений Советского Союза [1,2] . При выборе показателей, характеризующих свойства нефтей, исходили из двух основных направлений их переработки: топливного и нефтехимического. Такими показателями, коррелирующими мезду собой, могут быть содержание общей серы, температура застывания, вязкость, плотность, температура вспышки, зольность, коксуемость, молекулярная масса, выход фракций, выкипающих до 200°С, до 300°С, содержание парафина и смолисто-асфальтеновых веществ и нефти. Все указанные характеристики сравнимы и достоверны, так как получены по унифицированным методикам (ГОСТам).
Статистическая обработка показателей свойств нефтей заключалась в вычислении средних значений, среднеквадратических отклонений, выявлений максимума и минимума результатов измерений. Наличие связи между характеристиками нефти, теснота и направление их устанавливались по величине и знаку коэффициентов парной корреляции [3,4,5] . В табл I. представлены результаты статистической обработки показателей некоторых свойств нефтей.
Эти данные показывают, что наиболее тесные связи существуют между плотностью нефти и вязкостью, плотностью и коксуемостью, плотностью и выходом фракций до 200°С, до 300°С, плотностью и молекулярной массой, плотностью и содержанием смолисто-асфальтеновых веществ в нефти, между вязкостью и молекулярной массой; температурой застывания нефти и содержанием в ней парафина, коксуемостью и содержанием смолисто-асфальтеновых веществ в нефти, молекуляр* ной массой и выходом фракций до 200°С, до 300°С. Наименее всего связаны плотность и вязкость нефти с содержанием общей серы, парафина, температурой застывания нефти, содержание общей серы в нефти с температурой застывания, коксуемостью нефти, молекулярной массой и содержанием парафина; коксуемость с содержанием парафина и выходом светлых фракций, выход светлых фракций с содержанием смолисто-асфальтеновых веществ. Температура застывания нефти определяется в основном содержанием в ней твердого парафяна. Вязкость, плотность, молекулярная масса нефти зависят от ее химического составь.. Большое значение коэффициента корреляции между молекулярной массой и вязкостью по сравнению с коэффициентом корреляции, между плотностью и вязкостью, по-видимому, является следствием преобладания в составе нефтяных углеводородов представителей цикланов и алканов изо-строения, так как различие в химической природе углеводородов несколько сильнее сказывается на- вязкости, чем на плотности при одинаковых или близких молекулярных массах. Коэффициенты корреляции между содержанием общей серы в нефти и выходом фракций до 200°С и 300°С соответственно равны -0,4 и -0,2. Распределение серы по различным погонам одной и той же нефти зависит от природы сернистых соединений. Кроме того, если нефть перегоняется без разложения, то содержание серы, как общее правило, возрастает от низших погонов к высшим: меньше всего ее содержится в бензине, больше-в керосине, еще больше (обычно больше 50# всей серы) - в мазуте. В тех случаях, когда перегонка нефти идет с разложением, указан-
Матрица коэффициентов корреляции
Таблица I
Параметры ¿Г \)*0 Зойщ. Тзост К /7 М Ьгоо Ьзоо СА
Плотность, а Кинетическая , вязкость, сет у го Содержание серы, $о$щ I 0,6 0,26 0,6 I 0,15 0,26 0,16 0 0,07 0,11 0,13 0,82 0,3 0,08 -0,22 -0,14 0,17 0,86 0,75 0,27 -0 -0,29 -0,4 -0,5 -0,31 -0,2 0,82 0,35 0,82
Температура п — застывания, иС ¡¿ост 0,07 0,11 -0,13 I 0,3 0,6 0,13 -0,02 -0,04 -0,1
Коксуемость9% К 0,82 0,3 +0,84 0,3 I 0,2 0,59 -0,36 -0,15 0,94
Содержание парафина, % п -0,22 -0,14 0,17 0,6 0,2 I 0,14 0,07 -0,11 0,04
Молекулярная масса, М 0,86 0,83 0,27 0,13 0,59 0,14 I -0,55 0,45 0,26
Отгон до 200°С Цгм -0,29 -0,4 -0,02 0,25 0,07 -0,55 I 0,37 0,076
Отгон до 300°С Ьзоо -0,5 -0,31 -0,2 -0,04 -0,15 -0,11 -0,45 0,37 I 0,142
Содержание смо-листо-асфальте-новых веществ,% С А 0,82 , 0,35 0,82 -0,1 0,91 0,04 0,26 0,076 0,142 I
ная правильность может нарушаться. ——
Выводы
1. Исследованы корреляционные зависимости между десятью основными параметрами физико-химической характеристики нефти.
2. На основании корреляционного анализа можно выбрать аргументы уравнений регрессии для расчета наиболее трудно, длительно, неточно определяемых характеристик нефти: содержание парафина, смолисто-асфальтеновых веществ, молекулярной массы.
Литература
1. Нефти новых районов СССР. Справочная книга под редакцией С.И.Павловой и З.В.Дриацкой. М., "Химия", 1967.
2. Нефти восточных районов СССР. Справочная книга под редакцией С.И.Павловой и З.В.Дриацкой. М., "Химия*, 1962.
3. С.А.Айвазян. Статистические исследования зависимостей. М., "Металлургия", 1968.
4. Н.А.Плохинский. Биометрия. Изд-во МГУ, 1970.
5. В.А.Силич, М.М.Шепелина. Сб. "Кибернетика и вуз", вып.4, изд-во ТГУ, 1970.
