Розвиток та становлення газової промисловості в Україні

По хроматографі підраховують відсотковий вміст кожного вуглецю, вміст суми С₂ і суми CH₂, O₂, CO, N₂. З хроматографи видно, що з допомогою простого адсорбенту не вдається розділити CH₄, O_2, N₂ і CO, а також суміш етана і етилена. Для їх розділення газ аналізують з застосуванням цеоліта NaX і водню в якості газу - носія ( аргон, гелій не використовуються, так як вони мають теплопровідність, близькі до теплопровідності оксида вуглецю). Отримують хроматографу, зображену на рис.

На основі цієї хроматографи і попередньої можна підрахувати відсотковий склад CH₄, O_2, N_2, CO, O₂, C₂H₄ і C₂H₆. Хоча застосування молекулярного сита дозволяє розділити не вуглецеві компоненти, а також метан, етан, етилен, повністю аналіз газу на цьому одсорбенті провести не можна, так як він міцно утримує алкени. Вміст водню визначають, застосовуючи цеоліт NaX і аргон в якості газу - носія (гелій застосовують не можна, так як його теплопровідність близька до теплопровідності водню). Отримують хроматографу з піком водню, інші цикли не фіксують. По висоті піка підраховують відсотковий вміст водню, застосовуючи калібрувальну криву « висота піка - % водню» отриману в результаті аналізу штучних сумішей.

5. Визначення фракційного складу нафти (розгонкою в стандартних апаратах)

5.1 Фракційний склад нафти

Найважливішим показником якості нафти є фракційний склад. Фракційний склад визначається при лабораторній перегонці з використанням методу поступового випару, у процесі якої при поступово підвищується температурі з нафти відганяють частини - фракції, що відрізняються одна від одної межами википання. Кожна з фракцій характеризується температурами початку і кінця кипіння.

Фракціонуванням (дробна перегонка)називають розділення рідин на різні види по складу дистиляти (фракції), які викіпають в вузьких інтервалах температур. Тому фракційний склад відображає залежність кількості викіпаючого продукту від підвищення температури кипіння. Така залежність має місце для будь-яких сумішей різнокиплячих речовин. Для індивідуальних речовин із певною температурою кипіння такої залежності немає, так як речовина починає кипіти і повністю викіпає при одній температурі (температура кипіння). В основі усіх методів визначення фракційного складу нафти лежитьдистиляція - тепловий процес розділення складної суміші вуглеводнів нафти на окремі фракції з різними температурними інтервалами кипіння шляхом випаровування нафти із подальшою дробною конденсацією новоутворених парів.

В залежності від числа ступеней конденсації парів розрізняють три варіанти дистиляції нафти:

- проста дистиляція, коли утворені при випаровуванні нафти пари повністю конденсують;

- дистиляція із дефлегмацією, коли з утворених при випаровуванні нафти парів конденсують частину висококиплячих фракцій, вертаючи їх в виді флегми (конденсату) у киплячу нафту, а решту парів, збагачену низькокиплячими компонентами, повністю конденсують;

- ректифікація - дистиляція із багатократним повторюванням дефлегмації парів і одночасним випаровуванням низькокиплячих компонентів із утвореної флегми, завдяки чому досягають максимальної концентрації низькокиплячих фракцій в парах до їх повної конденсації.

Дані варіанти дистиляціях нафти положенні в основу більшості лабораторних методів визначення фракційного складу нафти і нафтопродуктів, при чому проста дистиляція дозволяє отримати найменшу ступінь чіткості виділення фракції із киплячої нафти, а ректифікація - найбільшу.

Методи простої дистиляції можуть бути періодичними і неперервними, а отриманні результати мають власне призначення. Для проведення періодичної простої дистиляції в колбу поміщують певний (звичайно це 100 або 200 мл) об'єм нафти чи нафтопродукту та поступовим нагріванням випаровують нафту, конденсуючи пари у водяному холодильнику. Сконденсовані пари збирають в приймач. Інтенсивність випаровування (швидкість перегонки ) регулюють інтенсивністю підігріву колби.

В процесі дистиляції температуру парів фіксують термометром в наступні моменти:

- момент падіння першої каплі в приймач ( температура початку кипіння );

- коли об'єм рідини в приймачі займає 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 мл;

- коли темпера по термометру досягне максимуму і почне понижуватися - температура кінця кипіння.

Після цього підігрів колби припиняють і через деякий час фіксують в загальний вихід фракцій, в мл.

Отримані результати вимірювань оформлюють у вигляді таблиці або кривої фракційного складу. Методом простої дистиляції фракційний склад нафти може бути визначений від температури початку кипіння (звичайно 30 - 35 ⁰C) до температури кипіння не вище 320-340 ⁰C, так як при атмосферному тиску більш висококиплячі вуглеводні нафти піддаються термічній деструкції і порушується природний хімічний склад нафти. Тому фракційний склад важкої частини нафти (вище 320-340 ⁰C) визначають при пониженому тиску. Потім ці температури перераховують при нормальному атмосферному тиску.

Для перерахунку температур із нижчого тиску на нормальний використовують два методи - номограма UOP і формула Ашворта.

При дистиляції із дефлегмацією, пари із колби до виходу їх в водяний холодильник, проходять охолоджену частину горловини ( дефлегматор ), де в першу чергу частково конденсуються висококиплячі вуглеводні і утворена рідина (флегма) стікає назад в колбу. За рахунок цього, пари збагачуються легкокиплячими компонентами, що підвищує в цілому чіткість розділення вуглеводнів при такому способі дистиляції.Чіткість розділення фракцій залежить від висоти дефлегматора: чим вона більша, тим більше доля парів і тим більше збагачення парів легкокиплячими компонентами.

Методи лабораторної ректифікації можуть бути періодичними та неперервними, кожен з них має своє призначення. При періодичній ректифікації також, разова загрузка перегонного сосуду поступово випаровується при нагріванні, але утворені при цьому пари багатоступінчастої дефлегмації збагачуються легкокиплячими для даного моментувипаровування вуглеводнями.

На відміну від дистиляції із дефлегмацією, де збагачення відбувається за рахунок конденсації висококиплячих компонентів пару зовнішнім джерелом охолодження, при ректифікації цей процес відбувається інтенсивніше.

В кожному перетині колони потік піднімаючого пару зустрічає стікаючий потік рідини, який має вуглеводневий склад, схожий з складом парів ( але з високим вмістом важких вуглеводнів ), і температуру на 5-10 ⁰C нижче температури парів. За рахунок цієї різниці температур і складу, частина висококиплячих вуглеводнів конденсується в потік рідини, а виділена теплота їх конденсації сприяє випаровуванню низькокилячих вуглеводнів, які потрапляють в потік пару. Таким чином, в цьому випадку відбувається подвійне збагачення пару низькокилячими компонентами, а рідини - висококиплячими. Потік парів, які виходять на конденсацію (ректифікат), максимально збагачений низькокиплячими вуглеводнями і тому має температуру значно нижчу, ніж у аналогічній суміші в колбі при простій дистиляції і дистиляції з дефлегмацією.

При атмосферному тиску перегонку проводять до температури 220-240 ⁰C, після чого систему герметизують і продовжують перегонку при тиску 1,3 кПа (10 мм. рт. ст.) до температури 320-340 ⁰С, а потім тиск понижують до 0,1-0,15 кПа та продовжують її до появи перших ознак термічного розкладу залишку в кубі. Звичайно це спостерігається при температурі кипіння фракції (при тиску н.у.) - біля 480-500 ⁰С.

Промислова перегонка нафти ґрунтується на схемах з так називаним однократним випаром і подальшою ректифікацією.

Фракції, що википають до 350^оС, відбирають при тиску трохи вищому атмосферного, називають світлими дистилятами(фракціями). Назви фракціям привласнюються в залежності від напрямку їхнього подальшого використання. В основному, при атмосферній перегонці одержують наступні світлі дистиляти: 140 ^оС (початок кипіння) - бензинова фракція, 140-180 ^оС - лігроїнова фракція(важка нафта), 140-220 ^оС (180-240 ^оС ) - гасова фракція, 180-350 ^оС (220-350 ^оС, 240-350 ^оС) - дизельна фракція (легкий або атмосферний газойль, соляровий дистилят).

Фракція, що википає вище 350^оС є залишком після добору світлих дистилятів і називається мазутом. Мазут розганяють під вакуумом і в залежності від подальшого напрямку переробки нафти одержують наступні фракції: для одержання палив - 350-500 ^оС вакуумний газойль (дистилят), >500 ^оС вакуумний залишок (гудрон); для одержання олій - 300-400 ^оС (350-420 ^оС) легка маслена фракція (трансформаторний дистилят), 400-450 ^оС (420-490 ^оС) середня маслена фракція (машинний дистилят), 450-490 ^оС важка маслена фракція (циліндровий дистилят), >490 ^оС гудрон. Мазут і отримані з нього фракції - темні. У такий спосіб фракціонування - це поділ складної суміші компонентів на більш прості суміші або окремі складові.

Продукти, одержувані як при первинній, так і при вторинній переробці нафти, відносять до світлих, якщо вони википають до 350 ^оС, і до темних, якщо межі википан 350 ^оС і вище. Нафти різних родовищ помітно відрізняються за фракційним складом, вмістом світлих і темних фракцій.

У технічних умовах на нафту і нафтопродукти нормуються: температура початку кипіння; температура, при якій відганяється 10, 50, 90 і 97,5% від завантаження, а також залишок у відсотках; іноді лімітується температура кінця кипіння.

Перегонка нафти первинна - розділення нафти на фракції за температурою кипіння при первинній переробці нафти для наступної переробки або використання як товарної продукції. Здійснюється на атмосферних трубчастих і атмосферно-вакуумних трубчастих устаткуваннях, які часто комплектуються з устаткуванням знесолення нафти і вторинної перегонки бензину.

Продукцією первинної перегонки є:

1) вуглеводневий газ, який виводиться з установок у газоподібному і рідкому вигляді, скеровується для подальшої переробки на газофракціонуючих установках і використовується як паливо нафто-заводських печей;

2) бензинова фракція, яка википає в межах 50-180 °С, використовується як компонент товарної автомобільні бензини, сировина устаткувань каталітичного риформінгу і піролізу, піддається вторинній перегонці для отримання вузьких фракцій;

3) гасова фракція, яка википає в межах 120-315 °С, використовується як паливо для реактивних і тракторних карбюраторних двигунів, для освітлювання, як сировина установок гідроочищення;

4) дизельна фракція (атмосферний газойль), яка википає в межах 180-360°С, використовується як паливо для дизельних двигунів і сировина установок гідроочищення;

5) мазут - залишок атмосферної перегонки, який википає вище 350 °С, використовується як котельне паливо або сировина для установок гідроочищення і термічного крекінгу;

6) вакуумні дистиляти (вакуумні газойлі), які википають у межах 350 - 500 °С, використовуються як сировина каталітичного крекінгу і гідрокрекінгу (на нафтопереробних заводах з оливною схемою переробки отримують декілька (2-3) вакуумних дистилятів);

7) гудрон - залишок атмосферно-вакуумної перегонки нафти, який википає при температурі вище 500 °С, використовується як сировина установок термічного крекінгу, коксування, виробництва бітуму і олив.

Перегонка нафтових фракцій вторинна - процес температурного розділення фракцій, отриманих при перегонці нафти первинній, на вужчі фракції (погони), кожна із яких використовується за своїм призначенням. На нафтопереробних заводах вторинній перегонці піддаються широка бензинова і дизельна фракція (на установках адсорбційного вилучення парафінів), оливні фракції і т.д.

При вторинній перегонці бензину продукцією є:

1) фракція 50-62 °С - використовується як компонент автомобільного бензину, сировина для ізомеризації;

2) фракція 62-85 °С - сировина для каталітичного риформінгу, на основі якої виробляють бензол;

3) фракція 85-105 °С - сировина установок каталітичного риформінгу, на основі якої виробляють толуол;

4) фракція 105-140 °С - сировина для каталітичного риформінгу, на основі якої виробляють ксилоли;

5) фракція 140-180 °С - компонент товарного автобензину і гасу, сировина установок каталітичного риформінгу і гідроочищення гасу.

Висновки

У даній курсовій роботі було проаналізовано стан сучасної газової промисловості. Газова промисловість -- наймолодша галузь даної промисловості. Вона зародилася на Прикарпатті в 20-ті роки ХХ ст. Але перше родовище природного газу було відкрито у 1910 р. На сьогоднішній день видобувається до 20 млрд. м³ газу, що задовольняє власні потреби в ньому на 20-25%. Використання газу в 2 рази дешевше порівняно з нафтою. На відміну від інших корисних копалин, нафта і газ не утворюють самостійних пластів, вони заповнюють порожнини в породах.

Також було досліджено методи розділення нафти на компоненти. Нафта являє собою складну суміш рідких органічних речовин, у яких розчинені різні тверді вуглеводні й смолисті речовини. Крім того, часто в ній розчинені і супутні нафти газоподібні вуглеводні. Поділ складних сумішей на більш прості або в межі - на індивідуальні компоненти називається фракціонуванням. При первинній переробці нафти за допомогою різних технологій ставиться задача максимального витягу світлих фракцій, до яких відносяться усі фракції крім мазуту. В основі технології первинної перегонки нафти лежить перегонка - процес фізичного поділу нафти на фракції.

Таким чином, фракційний склад нафти і нафтопродукту показує вміст у них різних фракцій, які википають у певних температурних межах. Цей показник є найважливішою характеристикою нафтових сумішей і має велике практичне значення. Повні дані про характеристику складу нафти і нафтопродуктів дозволяють вирішувати головні питання переробки: проводити сортування нафти і нафтопродуктів на базах змішування, визначати варіанти переробки нафти (паливний, паливно-масляний, або нафтохімічний), вибирати схеми переробки, визначати глибину відбору масляних фракцій від потенціалу ( відношення маси фракцій, виділених на установці, до їх маси, що міститься в нафті), вихід окремих фракцій. Знання фракційного складу нафтопродукту дозволяє розрахувати їх найважливіші експлуатаційні характеристики.

Дана робота висвітлює також основні хімічні властивості бензинів, а також вплив цих властивостей та показників на їх детонаційні властивості.

Отже, можна зробити висновок, що курсова робота розкриває основні моменти про газ, нафту, бензин, газоподібні алкани.

нафта газ промисловість паливний

Список використаної літератури

1. Паливо-мастильні матеріали, технічні рідини та системи їх забезпечення. К / Упор. В.Я. Чабанний. - Кіровоград: Центрально-Українське видавництво, 2008. - 353с.

2. Бондарь В.А., Зоря Е.И., Цагарели Д.В. Операции с нефтепродуктами. - М.: АОЗТ "Паритет", 1999. - 338 с.

3. Бухаркина Т.В., Дигуров Н.Г. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов. - Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева, - 1999. - 195с.

4. Журнал “Економіка України” // - 2011 р. - №9 - с. 5-7 /стаття “Нафтогазовий комплекс України”.

5. Розміщення продуктивних сил України /за редакцією Є.П. Качана. -- К., 2004.

6. Довідник нафтопромислової геології / За ред. М.Є. Бикова. - Москва: Надра, 2001. - 525 с.

Размещено на Allbest.ru