НПП Линас-Техно: Влияние свойств нефти на процесс переработки и на качество получаемых нефтепродуктов

Сайфутдинов А.Ф., Нестеров Г.А.*, Бекетов О.Е., Ладошкин В.С.
Линас-Техно, Новосибирск, Россия
* - Linas Technology International Corporation, New York, USA

Нефть - это смесь разнообразных углеводородных соединений. Нефть из различных скважин может значительно отличаться по химическому и фракционному составу.
При оценке пригодности нефти для переработки на НПУ с целью получения товарных нефтепродуктов необходимо учитывать свойства нефти. Наиболее важными с практической точки зрения свойствами являются следующие:

Параметры 1-4 важны для получения товарного дизельного топлива. Параметры 3, 5, 6 важны для нормальной и длительной эксплуатации установки.

1. Плотность нефти

Плотность нефти зависит от соотношения количества легкокипящих и тяжелых фракций. Как правило, в легкой нефти преобладают легкокипящие компоненты (бензиновая и дизельная фракции).
Для того, чтобы получать на НПУ товарные топливные фракции, необходимо использовать нефть с плотностью 0,78-0,85 кг/м³. Более тяжелые нефти содержат меньшее количество светлых фракций и много парафинов, которые ухудшают качество дизельного топлива.

2. Фракционный состав нефти

     Фракционный состав определяется при лабораторной перегонке, в процессе которой при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания. Каждая из фракций характеризуется температурами начала и конца кипения.
     Фракции, выкипающие до 350°С, называют светлыми дистиллятами (фракциями). В основном, при атмосферной перегонке получают следующие светлые дистилляты: бензиновая фракция - до 180°С, дизельная фракция - 180-350°С. Фракция, выкипающая выше 350°С является остатком после отбора светлых дистиллятов и называется мазутом.
     Наиболее предпочтительны для переработки на НПУ нефти с содержанием светлых фракций не менее 60%. Нефти с меньшим содержанием светлых содержат большое количество парафинов, которые ухудшают качество дизельного топлива.
     Если нефть содержит недостаточное количество светлых фракций, ее переработка возможна при смешении с газовым конденсатом.

3. Содержание серы в нефти

     Сера и ее соединения являются постоянными составляющими частями сырой нефти. Соединения серы токсичны, имеют неприятный запах, способствуют отложению смол, в соединениях с водой вызывают интенсивную коррозию оборудования НПУ и топливной арматуры двигателей. Особенно в этом отношении опасны сероводород и меркаптаны. Кроме того, соединения серы в топливе приводят к загрязнению окружающей среды.
     При высоком содержании серы в нефти высока вероятность получения дизельного топлива с недопустимо высоким содержанием серы. На больших заводах такое топливо подвергают сложному процессу сероочистки. Однако на мини-НПЗ такой процесс нерентабелен.
     По ГОСТ 305-82 дизельное топливо делится на два вида. Вид 1 содержит не более 0,2 % вес. серы. Вид 2 содержит не более 0,5 % вес. серы.
     В соответствии с технологической классификацией нефти при содержании в ней не более 0,5 % серы (нефть первого класса) в дизельном топливе должно содержаться не более 0,2 % серы. Это соответствует первому виду дизельного топлива. В этом случае из нефти можно прямо на НПУ получать товарное дизельное топливо с допустимым содержанием серы.
     В соответствии с технологической классификацией нефти при содержании в ней от 0,5 до 2,0 % серы (нефть второго класса) в дизельном топливе будет содержаться не более 1,0 % серы. В этой ситуации возможны самые различные варианты, так как сера может быть распределена по фракциям нефти очень неоднородно. И только точный анализ может дать ответ на возможность получение товарного дизельного топлива. Это в производственных условиях мини-НПЗ делать довольно сложно.
     Поэтому самым простым вариантом является разбавление нефти с содержанием серы более 0,5 % газовым конденсатом и доведение содержания серы в получаемой смеси до уровня 0,5 %. Как правило, газовый конденсат практически не содержит серы и его добавление к нефти приводит к снижению общего содержания серы.
     Например, при содержании в нефти 1,2 % серы для получения сырья с содержанием серы не более 0,5 %, на одну тонну нефти нужно добавить 1,4 тонны газового конденсата.

4. Содержание парафинов в нефти

     Высокое содержание парафинов в нефти приводит к их попаданию в дизельное топливо. Это приводит к ухудшению температуры помутнения и застывания дизельного топлива. Также высокое содержание парафина приводит к повышению температуры застывания мазута.
     В соответствии с технологической классификацией нефти при содержании в нефти парафинов не более 1,5 % (нефть 1 класса) гарантированно получение качественного летнего и зимнего дизельного топлива. В этом случае прямо на НПУ можно получать товарное дизельное топливо (летнее и зимнее).
     При содержании в нефти парафинов от 1,5 до 6,0 % (нефть второго класса) становится маловероятным получение товарного зимнего дизельного топлива. В этом случае возможны следующие варианты получения дизельного топлива:

5. Содержание воды в нефти

     При большом содержании воды в нефти, поступающей на НПУ, нарушается технологический режим работы, повышается давление в аппаратах, начинаются микровзрывы, снижается производительность ректификационной колонны и теплообменных аппаратов, а также расходуется дополнительное количество тепла на подогрев нефти.
     Негативное влияние содержания воды в нефти также тесно связано с содержанием солей (особенно хлористых). При нагревании нефти вода растворяет хлористые соли и это при высокой температуре приводит к образованию хлористого водорода, который вызывает коррозию оборудования.
     Вода в нефти может содержаться в чистом виде и в составе эмульсий. Чистая вода может быть отделена от нефти путем отстаивания. Водные эмульсии нефти являются чрезвычайно стойкими образованиями и могут быть разрушены только с помощью специальных методов, например, при обработке на электродигидраторах.
     Содержание воды в нефти, направляемой на НПУ, должно быть минимальным. Исходя из нашего опыта, содержание воды в нефти не должно превышать 0,1-0,5% вес.

6. Содержание солей в нефти

Как было указано выше, присутствие в нефти солей, особенно хлористых, и воды приводит в результате нагрева к сильной коррозии оборудования НПУ. Поэтому содержание солей в нефти не должно превышать 5-20 мг/л. При более высоком содержании солей в нефти срок службы оборудования значительно снижается.
Для снижения концентрации солей в нефти на промыслах и на больших перерабатывающих заводах используют специальные процессы обессоливания нефти.

P.S. Обращаем также внимание на то, что после вступления в силу экологических требований технического регламента РФ, а затем и Таможенного Союза, производство автомобильных топлив на установках первичной перегонки стало невозможным. Для получения товарных автомобильных топлив необходимо дополнительно использовать процессы вторичной переработки.

ЗАО НПП "ЛИНАС-ТЕХНО"
Новосибирск, ул. Тайгинская, 1
Почтовый адрес: 630027, Новосибирск, аб.ящ. 308
Телефоны: (3832) 74-29-61, 74-30-86
E-mail: linas@linas.ru
http://www.linas.ru