The article provides an overview of the main methods for determining the fractional composition of oil in laboratory conditions. A brief description of each method and the area of application of the results obtained is given
fraction composition, oil distillation, fractional distillation
Выбор направления переработки нефти основан на определении её фракционного состава. Его выполняют различными методами в лабораторных условиях. В нефтепереработке для определения фракционного состава используют следующие методы: разгонка по ГОСТ (по Энглеру), метод истинных температур кипения – ИТК и перегонка с однократным испарением – ОИ [1].
Разгонка по ГОСТ (по Энглеру) дает общее представление о температурных пределах кипения и потенциальном содержании в нефти продуктов простой перегонки. Это наиболее простой и оперативный метод определения фракционного состава. Его проводят в два этапа. Первый – разгонка под атмосферным давлением, на этом этапе получают фракции: НК-180 °С – бензиновая,
180-240 °С – керосиновая, 240-350 °С – дизельная и остаток > 350 °С – мазут. Второй этап – поскольку при атмосферном давлении более высококипящие углеводороды нефти подвергаются термической деструкции, мазут разгоняют под пониженным давлением (вакуум). В результате получают различные вакуумные дистилляты, например, вакуумный газойль, широкую масляную фракцию, которая в свою очередь делится на более узкие масляные фракции, и остаток, называемый гудроном.
Метод ИТК отличается от перегонки по ГОСТ тем, что перегонку ведут с дефлегмацией, т.е. часть отбираемых паров после конденсации возвращают на орошение ректификационной колонны прибора. Конденсация паров происходит за счет их движения через охлаждаемый участок горловины (дефлегматор). При этом в первую очередь частично конденсируются высококипящие углеводороды, а образовавшаяся жидкость (флегма) стекает обратно в колбу. За счет этого покидающие колбу пары обогащаются легкокипящими компонентами, что повышает четкость разделения углеводородов при таком способе дистилляции. Четкость разделения прямо пропорциональна высоте дефлегматора. Так как этот метод достаточно сложен и длителен, его применяют обычно в исследовательских целях, например, для детального изучения свойств узких нефтяных фракций. Ещё более четкое разделение происходит при перегонке с ректификацией. Аппарат для такой перегонки состоит из перегонной колбы, ректификационной колонны, конденсатора-холодильника и приемника. При ректификации происходит контакт между восходящим потоком паров и стекающим вниз конденсатом – флегмой. Для эффективного ведения процесса ректификации необходимо более тесное соприкосновение между паровой и жидкой фазами. Это достигается с помощью контактных устройств, размещенных в колонне (насадок, тарелок и т.д.). От числа ступеней контакта и количества флегмы зависит четкость разделения компонентов смеси.
Перегонка по методу ОИ связана с нагреванием жидкости до заданной температуры, пока образовавшиеся пары не достигнут равновесия и осуществляется непрерывно. Перегонка по данному методу проводится в температурном диапазоне от 250 до 300 °С при атмосферном давлении, а с 300 °С – при пониженном давлении (вакуум). При выборе температурного диапазона необходимо охватить начало и конец температур кипения фракций. Метод ОИ при перегонке нефти используется для достижения максимального отбора паров при ограниченном диапазоне температур нагрева. В промышленном производстве его применение позволяет достигать высокой четкости определения фракционного состава при непрерывном потоке сырья, а также экономичного расходования топлива на нагрев.
Использование различных методов определения фракционного состава позволяет выполнить технологические расчеты практически всех процессов переработки нефти. Это связано с тем, что вся разделительная аппаратура работает по принципу ОИ. Кривые ИТК также используют для определения фракционного состава сырой нефти, расчета физико-химических и эксплуатационных свойств нефтепродуктов и параметров технологического режима процессов перегонки и ректификации нефтяных смесей. Кроме того, по кривым ИТК можно построить кривую ОИ, используя различные графические методы. Универсальным методом определения в лабораторных условиях ИТК, а также на его основе ОИ, является метод Энглера.
1. Asatryan, A.A. Tehnologicheskie ustanovki pervichnoy pererabotki. Analiz voznikayuschih problem / A.A. Asatryan, Yu.P. Yas'yan // Delovoy zhurnal neftegaz.ru. – 2017. – № 9 (69). – S. 62-64.
