Требования, предъявляемые к качеству нефтепродуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ “СЕВЕРО - КАВКАЗКАИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Реферат

По дисциплине: «Введение в специальность»

Тема: «Требования, предъявляемые к качеству нефтепродуктов»

Выполнил:

Студент группы № ХТЛ-б-о-14-1 Денисенко Илья

Приняла:

Беседина Анастасия Сергеевна

Ставрополь 2014

Введение

Согласно текущим научным представлениям, нефтяные запасы возникли в Юрском и Меловом периодах (от 200 до 65 млн. лет назад) из микро бактериальной флоры и фауны, жившей в морях. В то время как некоторые из мертвых органических остатков были непосредственно минерализованы или разложены, другая часть опустилась на морское дно. Там этот материал был открыт различными морскими отложениями, образовав суспензию с мелкодисперным песком, которая затем под воздействием преобладающих геохимических условий в виде повышенного давления и минерализации медленно превратилась в сырую нефть. Благодаря своей более низ кой плотности сырая нефть мигрировала через трещины в слоях грунта и скапливалась под непроницаемыми слоями камня, образовав нефтяные месторождения, известные нам сегодня. Иногда формировались открытые нефтяные месторождения, что позволило нашим предкам использовать сырую нефть для обогрева и освещения, строительства и смазки механизмов.

В наши дни из сырой нефти, которая содержит по меньшей мере 500 различных компонентов, с помощью перегонки и очистки получают сжиженный газ, бензин, дизельное топливо и топочный мазут, мазки, а также широкий спектр других продуктов. Будучи "смазкой" глобальной экономики, сырая нефть вездесуща. Она покрывает около 40% наших потребностей в энергии и используется в химической промышленности для выпуска пластмасс, текстиля и красителей, косметики, удобрений, моющих средств, строительных материалов и фармпрепаратов. Важность нефтепродуктов и их производных отражается в большом количестве относящихся к ним стандартов. Компания Metrohm, будучи ведущим производителем приборов для ионного анализа, предлагает проверенное временем "ноухау" в сфере обеспечения качества нефтепродуктов.

1. Анализ требований к качеству нефтепродуктов

В настоящее время в РК действует система государственных стандартов на нефть и нефтепродукты. Так, в ГОСТе 4.25-83 отражена номенклатура показателей качества нефтяных жидких топлив при постановке их на производство, а также при их аттестации. К основным труппам этих показателей отнесены:

1. показатели свойств (прокачиваемость, испаряемость, воспламеняемость, горючесть, способность к образованию отложений, противоизносные и защитные свойства и т. д.);

2. экологические показатели (токсичность, загрязнение, пожароопасность);

3. показатели сохраняемости (стабильность свойств, гарантия).

Стандартами устанавливается перечень и порядок назначения жидких нефтяных топлив:

- бензины (автомобильные и авиационные);

- газотурбинные топлива (авиационные, для реактивных двигателей, транспортных, стационарных и газотурбинных установок);

- дизельные топлива (для высокооборотных, среднеоборотных и малооборотных дизелей).

Исходя, из требований к качеству нефтепродуктов с учетом экологии определяются основные задачи научно-технического прогресса в нефтепереработке. Производственный потенциал большинства предприятий не располагает необходимым набором мощностей вторичных процессов, обеспечивающих выпуск экологически чистых моторных топлив. Так, доводка 1,49 эксплуатационных и экологических свойств автобензинов до уровня новых требований мирового рынка на неэтилированные бензины требует значительного развития в отрасли и на каждом предприятии мощностей по алкилировано, изомеризации, селектоформингу, производству кислород содержащих высокооктановых добавок и других необходимых процессов.

Выработка экологически чистых дизельных топлив, обладающих антидымными свойствами и низким - не более 0,05% - содержанием серы требует существенного развития мощностей гидрокрекинга и гидроочистки топлив от серы и азотистых соединений.

Качество и объемы производства авиационного керосина также зависят от наличия на предприятиях соответствующих мощностей этих процессов.

В производстве смазочных масел повышенные требования к вязкостным свойствам, испаряемости масел, температуре их вспышки, цвету не могут быть достигнуты без наращивания мощностей процессов вакуумной дистилляции, селективной очистки "N-метил пирролидоном, каталитической депарафинизации, гидрокрекинга и других.

В целом совершенствование производственного потенциала отрасли для обеспечения высоких потребительских и экологических свойств нефтепродуктов требует ускоренной разработки и внедрения эффективных процессов и катализаторов глубокой переработки нефти с получением моторных топлив, масел и другой продукции, соответствующей качеству современных требований мирового рынка.

Так, если до недавнего времени в западной Европе экологические требования к бензинам ограничивались в основном содержанием свинца и серы, а к дизельным, печным и котельным топливам только серы, то в настоящее время с учетом опыта США и в соответствии с нормативами Европейской организации стандартов (ЕОС) требования к качеству топлива существенно пересмотрены и ужесточены практически по всем параметрам. Доведение качества товарных автобензинов до уровня стандартов мирового рынка на реформулированные экологически чистые автобензины, удовлетворение потребностей в высокооктановых бензинах, требуют существенного совершенствования технологии их производства. Важнейшими требованиями мировых рынков к универсальному реактивному топливу (авиакеросину) являются высота некоптящего пламени (не менее26 мм), массовая доля ароматики (не более 15-17%), массовая доля нафталиновых углеводородов, отсутствие мыл нафтеновых кислот, более жесткие требования к термической стабильности, содержанию серы (не менее 10 частей на миллион).

К качеству дизельных топлив выдвигается ряд новых требований, вызванных ростом дизелизации автотранспорта и охраной воздушного бассейна от загрязнений. Прежде всего это антидымные свойства топлив, гарантируемые отсутствием в них высококипящей конденсированной ароматики и азотистых соединений; ограничение содержания серы до уровня менее 0,05% в соответствии с законом о чистом воздухе; предельная температура фильтруемости в зимний период, ужесточение показателей цвета, цетанового числа и др.

Наряду с крупными капвложениями в развитие процесса гидроочистки дизтоплив от серы, ароматики и азотистых соединений потребуются новые технологии (например, микробиологические с биокатализаторами) для стабильного обеспечения содержания серы не более 0,05%.

Для ускорения технического прогресса в производстве высококачественных авиакеросинов и дизельных топлив наибольшее значение приобретают следующие направления:

- разработка и внедрение процесса гидрокрекинга вакуумного газойля при низком давлении 5-7,5 МПа;

- разработка и внедрение на ряде НПЗ процесса деароматизации керосинов и дизельных топлив со снижением содержания серы до требований на экологически чистое топливо.

В соответствии с общемировыми тенденциями производства и потребления топочного мазута важнейшими потребительскими свойствами, подлежащими технологическому регулированию, являются показатели вязкости, содержания серы и тяжелых металлов. Практически во всех развитых странах содержание серы регламентируется и не должно превышать, как правило, 1,0%. В Франции, например, требования к содержанию серы жестче - до 0,5% в городах.

Важный показатель «содержание тяжелых металлов (V и Ni) касается как топочных мазутов, так и прямогонных, приобретаемых для последующей нефтепереработки. С учетом новых требований мирового рынка, продиктованных в свою очередь законодательством об охране окружающей среды, предстоит в ближайшие годы существенно перестроить структуру и технологию производства котельных топлив.

Для этих целей намечается разработка:

- базовой технологии получения из сернистых и высокосернистых нефтей котельных топлив с содержанием серы не более 1,0%;

- процесса базовой технологии каталитического крекинга мазутов прямой гонки и нефтяных остатков;

- процесса технологии гидрококсования сернистых нефтяных остатков с получением малосернистого нефтяного кокса и высоким выходом жидких фракций и т. д.

Повышение качества смазочных нефтепродуктов (масел) требует решения такого ряда задач, например:

- разработки катализаторов гидрооблагораживания масел, повышающих их индекс вязкости;

- разработки процесса депарафинизации масел методом экстракции соответствующим растворителем масел или N-парафинов для исключения дорогостоящих систем кристаллизации и вакуумной фильтрации его упрощения и т. д.

Перевод всего производства дизельного топлива на малосернистый сорт потребует значительных усилий нефтеперерабатывающих предприятий. В этих условиях переориентацию нефтеперерабатывающих предприятий на производство только неэтилированных бензинов следует рассматривать с экономической точки зрения вполне оправданным мероприятием в условиях перехода на рыночные отношения.

Экономическая эффективность от применения неэтилированных бензинов вместо этилированных обеспечивается за счет предотвращения экологического ущерба, вызываемого соединениями свинца, поступающего в окружающую среду с отработанными газами автомобилей.

Однако у нефтеперерабатывающих предприятий отсутствуют стимулы для производства автобензинов и дизельных топлив с улучшенными экологическими характеристиками. Стимулирование производства и применения неэтилированных бензинов представляется целесообразным осуществить в первую очередь за счет установления дифференцированных ставок акциза на бензин.

Для того чтобы создать необходимые условия для стимулирования производства и применения дизельного топлива с содержанием серы 0,1 и 0,05%, необходимо установить акциз и дифференцировать его в зависимости от содержания в нем серы. Это, в свою очередь, позволит:

1) сформировать оптимальное соотношение цен конечной реализации на автомобильный бензин и дизельное топливо в условиях рынка;

2) стимулировать нефтеперерабатывающие предприятия к увеличению объемов производства более экологически чистых дизельных топлив (с содержанием серы 0,1 и 0,05%) за счет того, что эти топлива будут более рентабельны (доходны).

Нефтеперерабатывающая индустрия производит только большой ассортимент (наиболее 500 наименований) газообразных, водянистых и жестких нефтепродуктов. Требования к ним очень разнообразны и диктуются постоянно изменяющимися критериями внедрения либо эксплуатации того либо другого конкретного нефтепродукта. В базу классификации товарных нефтепродуктов могут быть положены разные принципы, к примеру, по фазовому составу либо способу их производства. Так как требования как к размеру производства, так и к качеству продуктов диктуют их потребители, то принято классифицировать нефтепродукты по их назначению, т. е. по направлению их использования в отраслях народного хозяйства.

В потреблении нефтепродуктов наиболее 50 % в настоящее время составляют моторные горючего. Так, раз в год в мире потребляется наиболее 1,5 миллиардов т моторных топлив, сжигаемых в многомиллионных движках внутреннего сгорания (ДВС), установленных в авто, жд, и авиационных транспортных машинках, речных и морских судах, сельскохозяйственной, строительной, горнорудной и военной технике. Естественно, в структуре НПЗ преобладают технологические процессы по производству моторных топлив, также моторных масел.

Всю совокупности параметров нефтепродуктов, определяющих их качество, можно подразделить на последующие три группы:

-- физико-химические;

-- эксплуатационные;

-- технические.

К физико-химическим относятся характеристики, характеризующие состояние и состав нефтепродуктов (плотность, элементный, фракционный и групповой углеводородный составы, вязкость, теплоемкость и т. д.). Они разрешают косвенно судить о том либо ином эксплуатационном свойстве. К примеру, по фракционному составу судят о пусковых свойствах бензинов, по плотности реактивного горючего - о дальности полета и т. д.

Эксплуатационные характеристики нефтепродуктов призваны обеспечить надежность и экономичность эксплуатации ДВС, машин и устройств, характеризуют нужный эффект от их использования по назначению и определяют область их внедрения (к примеру, испаряемость, горючесть, воспламеняемость, детонационную стойкость, прокачиваемость, смазочную способность и др.). Технические характеристики нефтепродуктов (физическая и хим. стабильность, токсичность, пожаро- и взрывоопасность, коррозионная активность и др.) появляются в действиях их хранения, транспортирования и долговременной эксплуатации.

2. Бензиновые горючие

Октановое число бензинов - показатель ДС, численно равный процентному содержанию изооктана в эталонной смеси с н-гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалентна испытуемому бензину в критериях обычного одноцилиндрового мотора. ОЧ бензинов выше 100 единиц определяют сопоставлением их ДС с изо-октаном, в который добавлена антидетонационная присадка - тетра-этил-свинец (ТЭС). Определение ОЧ на установке УИТ-65 ведут при 2-ух режимах: в твердом режиме с частотой вращения коленчатого вала мотора 900 о/мин (способ принято именовать моторным) и в мягком режиме с частотой вращения коленчатого вала мотора 600 о/мин (исследовательский способ). Октановое число бензина, отысканное по исследовательскому способу (ОЧИМ), обычно, выше ОЧ, определенного моторным способом (ОЧММ). Разницу между ОЧИМ и ОЧММ именуют чувствительностью. Крайняя зависит от химического состава бензина: большая у алкенов, несколько меньше у аренов, потом идут нафтеновые и самая низкая чувствительность у алканов.

Наилучшими компонентами высокооктановых авиа и автобензинов являются изопарафины и до определенного предела - ароматические углеводороды (чрезвычайно высочайшее содержание аренов приводит к ухудшению остальных характеристик свойства бензинов, таковых как токсичность, нагарообразование и др.).

Оценку ДС авиационных бензинов проводят на бедной и богатой смесях в критериях наддува. Их ДС обозначают дробью: числитель на бедной смеси, а знаменатель на богатой смеси в критериях наддува. Сортностью авиабензина именуют вероятное увеличение мощности мотора (выраженное в процентах) при работе на испытуемом горючем за счет роста наддува по сопоставлению с мощностью, получаемой на эталонном изооктане, сортность которого принимается за 100 единиц. Более действенным и дешевеньким, но экологически невыгодным методом повышения ДС товарных бензинов 2,95 является введение антидетонационных присадок - антидетонаторов. Они владеют способностью при добавлении в бензин в маленькой концентрации резко увеличивать его ДС. В качестве таковой присадки во всех странах мира наиболее полвека применяли алкилсвинцовые антидетонаторы, в большей степени тетраэтилсвинец (ТЭС), также тетраметилсвинец (ТМС).

Экономичность работы мотора и износ его деталей связывают с температурой перегонки 90 % бензина с температурой конца его кипения. При больших значениях этих характеристик томные фракции бензина не испаряются, поступают в картер мотора и разжижают смазку. Из-за понижения температуры 90 % отгона и конца кипения улучшаются эксплуатационные характеристики бензинов, но при всем этом сокращаются их ресурсы.

Химическая стабильность бензинов описывает способность противостоять химическим изменениям в действиях хранения, транспортирования и долговременной их эксплуатации. Для оценки хим. стабильности нормируют последующие характеристики: содержание фактических смол и индукционный период. О химической стабильности бензинов можно судить по содержанию в них реакционноспособных непредельных углеводородов либо по иодному и бромному числам. Непредельные углеводороды, в особенности диолефиновые, при хранении в присутствии воздуха окисляются с образованием высокомолекулярных смолоподобных веществ. Наихудшей хим. стабильностью владеют бензины термодеструктивных действий - термокрекинга, висбрекинга, коксования и пиролиза, а наилучшей - бензины каталитического риформинга, алкилирования, изомеризации, гидрокрекинга и прямой гонки. Повышение хим. стабильности бензиновых фракций достигается последующими методами:

- облагораживанием бензинов:

- введением особых антиокислительных присадок. Облагораживание бензинов термодеструктивных действий может быть выполнить последующими методами:

- олигомеризационной очисткой (термической, каталитической либо акустической) с следующей гидроочисткой и каталитическим риформированием;

- каталитическим крекингом нестабильных бензинов в смеси с вакуумными газойлями:

- конкретной специальной гидроочисткой (в смеси с прямогонными фракциями либо с подачей ингибиторов окисления) с следующим каталитическим риформированием либо изомеризацией и т. д. Довольно действенным и экономичным методом повышения

В технических критериях на авто бензины регламентируется лишь общее содержание серы.

3. Дизельные горючее

По частоте вращения коленчатого вала различают быстроходные (с числом оборотов коленчатого вала наиболее 1000 мин-1) и тихоходные дизели. Степень быстроходности в значимой мере описывает требования к качеству горючего. Значимая часть грузовых каров и сельскохозяйственной техники в настоящее время обустроены быстроходными дизелями, а суда речного и морского флота, также стационарные силовые установки - в большей степени тихоходными.

По сопоставлению с бензиновыми дизельные движки имеют последующие достоинства:

- на 30...35 % меньше расходуют наиболее доступное горючее;

- средняя температура рабочего цикла в дизеле ниже, что упрощает его остывание;

- применение в дизелях наиболее томного по сопоставлению с бензином горючего обеспечивает пожарную сохранность, упрощает его транспортирование и хранение;

- допускают большие перегрузки и различаются большей устойчивостью в работе;

- выхлопные газы наименее токсичны;

- за счет существенно наименьшего времени контакта горючего с воздухом (горючее в дизеле впрыскивается лишь к концу такта сжатия) вполне устраняется опасность возникновения детонационного сгорания;

- фактически неограниченная возможность обеднения горючей смеси, что дозволяет изменять мощность дизеля лишь методом регулирования подачи горючего при неизменном расходе воздуха;

- возможность использования топлив с различной испаряемостью: средне-дистиллятных, утяжеленных, а при определенных критериях и легких, типа бензина и керосина.4,94

К недочетам дизелей следует отнести их огромную удельную массу, наименьшую быстроходность и огромную затрудненность в зимних критериях пуска.

К более принципиальным показателям свойства топлив для быстроходных дизелей относятся: воспламеняемость, испаряемость, вязкость, коррозионная активность, низкотемпературные и экологические характеристики.

Воспламеняемость характеризует способность дизельного горючего к самовоспламенению в среде разогретого от адиабатического сжатия в цилиндре мотора воздуха.

Было установлено, что конструктивные и эксплуатационные причины, которые содействуют увеличению температуры и давления воздуха, скорому и интенсивному перемешиванию его с топливом в цилиндре мотора, делают лучше воспламеняемость и тем самым процесс сгорания горючего и делают работу дизеля мягкой и экономичной. Положительное влияние на работу дизеля оказывают:

- повышение степени сжатия;

- увеличение числа оборотов коленчатого вала;

- применение для производства блока цилиндров материала с низкой теплопроводимостью, к примеру, чугуна;

- применение топлив с хорошей воспламеняемостью.

Работу дизеля усугубляют повышение влажности воздуха и низкие температуры окружающего воздуха.

Для борьбы с коррозионными износами деталей дизеля выпускают малосернистые горючего и добавляют к ним разные присадки (противокоррозионные, защитные, противоизносные и др.).

В зависимости от критерий внедрения в согласовании с ГОСТ 305-82 установлены последующие марки топлив для быстроходных дизелей: Л - (летнее), З - (зимнее) А - (арктическое)

4. Реактивное горючеe

К горючему для ВРД предъявляются последующие главные требования:

- оно обязано вполне испаряться, просто воспламеняться и быстро сгорать в движке без срыва и проскока пламени, не образуя паровых пробок в системе питания, нагара и остальных отложений в двигателе;

- большая теплота его сгорания должна быть высокой;

- оно обязано просто прокачиваться по системе питания при любой экстремальной температуре его эксплуатации;

- горючее и продукты его сгорания не должны вызывать коррозии деталей мотора;

- оно обязано быть стабильным и наименее пожароопасным при хранении и применении.

Испаряемость - одно из важных эксплуатационных параметров реактивных топлив. Она характеризует скорость образования горючей смеси горючего и воздуха и тем самым влияет на полноту и стабильность сгорания и связанные с этим индивидуальности работы ВРД: легкость пуска, нагарообразование, дымление, теплонапряженность камеры сгорания, также надежность работы топливной системы.

Кинематическая вязкость топлив нормируется при 2-ух температурах: при 20 и при 40 °С.

Температура начала кристаллизации для всех российских реактивных топлив нормируется не выше минус 60 °С.

Химическая стабильность реактивных топлив. Так как горючего для ВРД готовят в большей степени из дистиллятных прямогонных фракций, они фактически не содержат алкенов, имеют низкие иодные числа (не выше 3,5 г I2/100 мл) и характеризуются довольно высокой хим. стабильностью. В критериях хранения окислительные процессы в таковых топливах идут чрезвычайно медлительно.

5. Марки реактивных топлив

Реактивное горючее для сверхзвуковой авиации Т-6 представляет собой глубокогидроочищенную утяжеленную керосино-газойлевую фракцию (195...315 °С) прямой перегонки нефти. У горючего низкое содержание серы, смол, ароматических углеводородов (до 10 % мас., а фактическое - 3...7 % мас.), высочайшая термическая стабильность, отлично прокачивается, малокоррозийно и употребляется на самолетах, имеющих скорости полета до 3,5 М. Горючее для сверхзвуковой авиации Т-8В представляет собой гидроочищенную керосиновую фракцию 165.180 °С сернистых нефтей. Отечественные реактивные горючего по качеству не уступают забугорным маркам топлив, к примеру ДЖЕТА (А-1) и УР-5, а по неким показателям превосходят их. нефтепродукт октановый бензин дизельный

К газотурбинным топливам предъявляются существенно наименее твердые требования к качеству по сопоставлению с реактивными топливами. Более принципиальное эксплуатационное требование к их качеству - низкое содержание в них ванадия, натрия 3,154 и калия, вызывающих коррозию камер и лопаток газовых турбин. Исследованиями было установлено, что горючего с низким содержанием коррозионно-активных металлов получаются на базе дистиллятных фракций прямой перегонки глу-бокообессоленной нефти, термического и каталитического крекинга и коксования с температурой конца кипения до 480 °С. В нашей стране выпускается 2 марки газотурбинных топлив: А - для пиковых газотурбинных установок и Б - для судовых и энергетических установок.

6. Котельные горючие

В нашей стране котельные горючие являются более массовым нефтепродуктом. Но в связи с интенсивной газификацией котельных установок либо переводом их на твердые виды горючего, создание котельных топлив будет беспрерывно сокращаться.

В нашей стране выпускаются последующие марки котельных топлив :

1) флотские мазуты марок Ф-5 и Ф-12. Ф-5 получают смешением мазута и гудрона сернистых нефтей с дистиллятными фракциями прямой перегонки и вторичных действий. Содержание серы в них допускается до 2 %. Ф-12 представляет собой смесь дистиллятных и остаточных товаров переработки малосернистых нефтей. Содержание серы в нем допускается до 0,6 %. Флотские мазуты Ф-5 и Ф-12 различаются между собой по вязкости. Вязкость условная при 50 °С для этих марок нормируется соответственно менее 5 и 12 °ВУ;

2) топочные мазуты 40 и 100 - являются более массовыми котельными топливами. Они предназначаются для всех котельных и нагревательных установок общего назначения. По содержанию серы выпускают горючего: малосернистые - от 0,5 до 1,0 %, сернистые - от 1,0 до 2 % и высокосернистые - до 3,5 %;

3) горючее для мартеновских печей. Вырабатывают две марки: МП - малосернистое (до 0,5 %) и МПС - сернистое (до 1,5 %).

Заключение

Нефтеперерабатывающая промышленность обладает огромным производственным потенциалом. Отрасль имеет квалифицированную рабочую силу и запасы сырья.

Современные требования, предъявляемые к ассортименту и уровню качества нефтепродуктов, оказали решающее влияние на технический прогресс в области производства нефтепродуктов, на создание более совершенных технологических установок и производственных комплексов. Мы проектируем производства для получения нефтепродуктов повышенного качества.

Список литературы

1. Сагинаев А.Т. Нефть и газ, М.: Недра 1996.

2. Сыромятников Е.С. Упраление качеством на предприятиях нефтяной и газовой промышленности, М.: Ижевск 2001.

3. Смидович Е. В. Технология переработки нефти 1980.

4. Уильям Л. Леффлер Переработка нефти, Москва 2004

5. Бурлин Ю.К. Природные резервуары нефти и газа. Издательство МГУ, 1976.

6. Петров А.А. Углеводороды нефти. М.: Наука, 1984

Размещено на Allbest.ru