Подготовка нефти.

Вопрос 1. Общие сведения.

Нефть - это сложная смесь жидких алканов, нафтенов и ароматических углеводородов различной молекулярной массы, а также кислородных, сернис­тых и азотистых соединений.

Кроме того, нефть часто характеризуется значительным содержанием твё­рдых углеводородов нормального строения (парафинов).

Кислородные соединения содержатся в нефти в виде нафтеновых кислот и асфальто-смолистых ве­ществ.

К сернистым соединениям относятся H₂S, R-SН, сульфиды, дисульфиды, тиофены, тиофаны, а также полициклические сернистые соединения разнообразной структуры.

Азотистые соединения представлены в основном гомологами пиридина, гидропиридина и гидрохино­на.

Компонентами нефти являются также газы, растворённые в ней, вода и минеральные соли.

Содержание газов (в основном углеводородных) колеблется от десятых долей % до 3 % маc.

Содержание минеральных веществ составляет десятые доли % маc.

Содержание воды колеблется от 0 до 99,99 % маc.

Минеральные вещества представлены в основном солями, растворёнными в воде, и сухим колло­идным порошком, а также металлоорганическими соединениями (преимущественно с тяжелыми металлами).

Кроме того, нефть может содержать продукты коррозии, частицы коллектора и реагенты, применяемые при нефтедобыче.

Мировая доля лёгких нефтей с плотностью до 870 кг/м³ (ст.усл.) колеблется в районное 60 %.

Мировая доля средних нефтей с плотностью от 871 до 910 кг/м³ (ст.усл.) составляет величину порядка 31 %.

Мировая доля тяжелых нефтей с плотностью свыше 910 кг/м³ (ст.усл.) достигает 9 %.

Начало кипения нефтей обычно превышает +28 ⁰С.

Температура заствания изменяется от +30 ⁰С до -60 ⁰С и определяется, в основном, содержанием парафина.

Теплоёмкость нефтей колеблется в интервале от 1,7 до 2,1 кДж/кг^{. 0}С, а теплота сгорания достигает 43,7 – 46,2 МДж/кг.

Диэлектрическая проницаемость нефтей незначительна (2 – 2,5 Ом^{-1 .} см^-1), а вот вязкость изменяется в широком диапазоне от 1,2 до 55 сСт (при 50 ⁰С).

Температура вспышки колеблется от -35 ⁰С (идаже ниже) до +120 ⁰С.

Вопрос 2. Классификация нефтей

Единой интернациональной классификации нефтей на сегодняшний день не существует.

Различают 4 основные классификации нефтей:

- химическую классификацию;

- генетическую классификацию;

- технологическую классификацию;

- техническую классификацию.

Химическая классификация

В основе химической классификации нефтей лежат два подхода.

1-й подход.

Горным бюро США предложен вариант, основанный на связи между плотностью и углеводородным составом легкой и тяжелой части нефти.

Таким образом, о составе нефти судят по удельному весу 2-х определённых дистиллятных фракций.

В результате, различают:

- нефти парафиновые;

- нефти парафиновые промежуточные;

- нефти нафтеновые;

- нефти парафино – нафтеновые;

- нефти нафтено – парафиновые.

В этой классификации первая половина наименования отвечает характеристике белее низкокипящей ключевой фракции, вторая – более высококипящей.

При этом, под нафтенами понимают и собственно нафтены и ароматические углеводороды.

Главным недостатком классификации является то, что о нефти судят по 2 дистиллятным фракциям, что искажает истину, особенно в сернистых нефтях.

2-й подход.

ГрозНИИ предложен вариант, основанный лишь на химическом составе нефти.

За основу принято преимущественное содержание в нефти 1-го или нескольких классов углеводородов.

В результате, различают 6 типов нефтей:

- парафиновые;

- парафино – нафтеновые;

- нафтеновые;

- парафино – нафтено – ароматические;

- нафтено – ароматические;

- ароматические.

В парафиновых нефтях все фракции содержат существенное количество алканов (бензиновые более 50 % об., масляные -20 % об. и более). Количество смол и асфальтенов мало (например, Узеньская и Жетыбайская нефть).

В парафино – нафтеновых нефтях во всех фракциях преобладают алканы и циклоалканы. Содержание аренов и смолисто – асфальтеновых веществ мало (например, большая часть нефтей Урало – Поволжья и западной Сибири).

В нафтеновых нефтях все фракции содержат высокое содержание циклоалканов (до 60 % об. и более). Они содержат малое количество парафина, смол и асфальтенов (например, нефти Баку и Эмбы).

В парафино – нафтено – ароматических нефтях во всех фракциях содержится приблизительно равные количества углеводородов всех 3-х классов.

Количество парафина менее 1, 5 % масс., а вот количество смол и асфальтенов достигает 10 % масс.

В нафтено – ароматических нефтях во всех фракциях преобладают нафтены и арены, особенно в темных фракциях. Алканы в незначительных количествах находятся лишь в легких фракциях. Количество смол и асфальтенов достигает 20 % масс.

В ароматических нефтях во всех фракциях преобладают арены. Это самые тяжелые нефти (например, Прорвинская нефть в Казахстане, Бугурусланская нефть).