к какой группе нефтепродуктов относится нефтяной кокс

Понятие нефти и классификация нефтепродуктов

Ассортимент нефтеперерабатывающей промышленности насчитывает более 500 наименований газообразных, жидких и твердых нефтепродуктов в зависимости от их назначения (рис.).

Рис. Классификация нефтепродуктов по назначению

Основную группу нефтепродуктов представляют различные виды топлива. Моторное топливо, применяемое в двигателях внутреннего сгорания, составляет около 60 % объема всех нефтепродуктов. Моторное топливо — это светлые нефтепродукты, применяемые для сжигания в двигателях. В зависимости от типа двигателя используется топливо карбюраторное (бензин различных марок и сортов), дизельное или реактивное. Для эксплуатации транспортных и стационарных тепловых установок, а также промышленных печей используют котельное топливо. К нему относят мазут различных марок, сланцевое масло, топливо печное бытовое. Все нефтяное топливо, кроме котельного, подвергается очистке.

Вторую по объему производства ассортиментную группу нефтепродуктов составляют нефтяные масла. Смазочные масла применяются для уменьшения силы трения и снижения износа трущихся поверхностей узлов механизмов и машин. Несмазочные материалы выполняют функцию антикоррозионных средств.

Углеродные и вяжущие материалы составляют третью группу товарных нефтепродуктов. Их получают вакуумной перегонкой и окислением остатков перегонки нефти. Применяют их в строительно-дорожных работах как кровельно-изоляционный материал и для специальных целей.

Нефтехимическое сырье, так называемые твердые углеводороды, получают разделением и очисткой продуктов, выделяемых при депарафинизации — удалении парафина из нефтяных фракций. К ним относятся парафин, церезин и др. Товарными нефтепродуктами этой группы являются также растворители.

Классификация нефтепродуктов

Продукты нефтепереработки классифицируются по целому ряду различных параметров. Очевидно, их можно разделить, например, по агрегатному состоянию на:

Кроме этого, выделяют несколько классов по степени опасности веществ в зависимости от температуры вспышки:

Однако самая распространенная классификация нефтепродуктов — это их разделение в зависимости от области применения:

Основную долю получаемых из нефтяного сырья продуктов переработки составляют различные виды топлива. Так, на моторное топливо приходится порядка 60% от всего объема производства нефтепродуктов.

Следующая по значимости группа нефтепродуктов – нефтяные масла. Помимо прямого назначения горюче-смазочные нефтяные материалы, входящие в данную группу могут использоваться в качестве антикоррозионных и теплоотводящих составов, например, для заливки трансформаторов.

Довольно обширный класс нефтепродуктов представляют углеродные и вяжущие материалы. Яркий представитель данной группы – битум, в огромном количестве используемый в составе асфальта для дорожных покрытий и в строительстве.

Стоит отметить, что некоторые нефтепродукты выступают не как готовые к использованию вещества, а в качестве сырья для дальнейшего нефтехимического синтеза. В основном это получаемые в процессе нефтепереработки газы. Сюда также можно отнести некоторые ароматические соединения – бензол, толуол, парафин и пр.

Определения

Нефть-это жидкий горючий минерал, относящийся к каустобиолитам. По составу нефть представляет собой сложную смесь жидких углеводородов и сернистых, кислородных и азотистых органических соединений, в которой также растворены твердые углеводороды и смолистые вещества. Кроме того, в нефти часто растворены и газообразные предельные углеводороды.

По внешнему виду нефть — маслянистая, чаще всего темная, жидкость, флуоресцирующая на свету. Цвет ее зависит от содержания и строения смолистых веществ. Встречаются иногда красные, бурые и даже почти бесцветные нефти. Нефть легче воды. Взаимная растворимость нефти и воды ничтожна, однако при интенсивном перемешивании образуются иногда очень стойкие нефтяные эмульсии.

Hафтиды — углеводородные газы, нефть и ее естественные производные (озокерит, асфальт и т. п.) — относятся к числу горючих ископаемых (каустобиолитов). Нефть в недрах земли обычно сопровождается газами и водой и залегает в так называемых коллекторах — горных породах, обладающих способностью вмещать флюиды (нефть, газ и воду). Как правило, это осадочные породы — пески, алевриты, песчаники, алевролиты, некоторые глины, известняки, доломиты и т. п., характеризующиеся определенной емкостью (пористостью) и проницаемостью. Породы-коллекторы перекрываются породами-флюидоупорами (покрышками) — глинами, гипсами, некоторыми разновидностями карбонатных пород и другими, в результате чего образуются естественные вместилища для нефти, газа и воды, называемые природными резервуарами. В резервуарах флюиды могут перемещаться, причем нефть и газ стремятся занять верхнее положение, оттеснив воду.

В свете современных представлений нефть состоит из низко- и высокомолекулярных углеводородных и неуглеводородных компонентов. Это дисперсная система, характеризующаяся сложной внутренней организацией, способной изменяться под воздействием внешних факторов.

Производство нефтепродуктов

В зависимости от типа продукта его производство может включать несколько стадий. Однако основной этап для всех видов – разделение нефти на фракции (или перегонка нефти) в ректификационной колонне. Далее выделенные фракции подвергаются дальнейшей переработке, а полученные вещества — очистке и, возможно, смешению (компаундированию) для получения удовлетворяющих спецификации товарных нефтепродуктов.

Более подробно технологии получения тех или иных нефтепродуктов рассмотрены в соответствующих статьях.

Подходы к классификации нефти:

Нефть – это горючая маслянистая жидкость, являющаяся смесью низко- и высокомолекулярных углеводородных и неуглеводородных компонентов. Количественный и качественный состав указанных компонентов существенным образом влияет на ее свойства, на качество полученных нефтепродуктов, а также определяет направление переработки нефти.

Поэтому принято разделение нефтяного сырья на классы, типы, группы и виды. Существуют научная, технологическая (согласно ГОСТ России Р 51858–2002) и техническая классификация нефти.

Научная классификация, отражающая химический состав нефти:

Данная научная классификация, предполагающая разделение нефтей по содержанию в их составе тех или иных классов углеводородов, предложена Грозненским нефтяным научно-исследовательским институтом (ГрозНИИ). В ее основе лежит выделение в составе нефти одного или нескольких классов углеводородов, составляющих преимущество.

Парафиновые нефти характеризуются тем, что все фракции содержат значительное количество алканов: бензиновые фракции – более 50 %, а масляные фракции – 20 % и более. Количество смолисто-асфальтеновых соединений в них крайне мало.

Парафино-нафтеновые нефти в своем составе наряду с алканами в заметных количествах имеют еще и значительное количество циклоалканов (нафтенов). Содержание аренов невелико. Количество смолисто-асфальтеновых соединений в них крайне мало (также как и в парафиновых нефтях).

Для нафтеновых нефтей характерно высокое (до 60 % и более) содержание циклоалканов (нафтенов) во всех фракциях. Содержание алканов в этих нефтях мало. Смолы и асфальтены имеются в ограниченном количестве.

Парафино-нафтено-ароматические нефти отличаются приблизительно одинаковым содержанием алканов, нафтенов и ароматических углеводородов (аренов). Количество твёрдого парафина не превышает 1-1,5 %. Количество смолисто-асфальтеновых веществ достигает 10 %.

Нафтено-ароматические нефти характеризуются преимущественным содержанием циклоалканов (нафтенов) и аренов (ароматических углеводородов), в особенности в тяжелых фракциях. Алканы имеются только в легких фракциях, причем в небольшом количестве. Содержание твердого парафина не превышает 0,3 %, а смол и асфальтенов содержится 15-20 %.

Ароматические нефти характеризуются высоким содержанием во всех фракциях аренов (ароматических углеводородов).

Геохимические и генетические классификации

Хроматограммы нефтей различных геохимических типов

Геохимические и генетические классификации делят нефти, основываясь на их геолого-геохимической истории и теории нефтеобразования. Однако разработку подобных классификаций затрудняет тот факт, что до сих пор точно не известно, что именно оказывает наибольшее влияние на процесс нефтеобразования. Поэтому при подразделении нефтей по этому принципу, авторы опираются на какие-либо конкретные наиболее достоверные факторы, не учитывая другие, что является значительным недостатком.

В 1948 году была разработана генетическая классификация А.Ф. Добрянского, основанная на представлениях о составе нефти как о функции её превращения. Ввиду того, что основным направлением превращения нефти является её метанизация, классификация подразделяла нефть по содержанию в ней метановых углеводородов, причем она не затрагивала фактический состав нефти, а опиралась только на принципы превращения, а также не учитывала присутствие гетероатомных соединений. Поэтому широкое применение данная классификация не нашла.

В 1958 году А.А. Карцевым было предложено разделение нефтей на два класса: палеотипные нефти и кайнотипные. К первым относились нефти, в составе дистиллятов которых было > 30 % парафинов, а у бензинов — > 50 %. Ко вторым относились нефти, в составе дистиллятов и бензинов которых было 30 % и 50 % парафинов соответственно. Данное разделение описывало только общие черты геохимической истории нефтей, поэтому такая классификация была недостаточной. В 1960 году Карцевым была сформирована эволюционная геохимическая классификация, основанная на связи состава нефтей с геолого-геохимическими условиями катагенных превращений (возрастом и глубиной залегания, геотектонической обстановкой). Было выделено восемь классов нефтей, в каждом из которых были подклассы нефтей «чистой линии», окисленных, осерненных и нефтей — продуктов физической дифференциации. Однако, первичные факторы состава нефтей, которые связаны с неоднородностью нефтеобразующих веществ, в классификации не учитывались. Это повлияло на неполную обоснованность систематизации, что объясняло отсутствие её применения.

Наиболее корректной и законченной является геохимическая классификация А.А. Петрова, основанная на содержании в нефти реликтовых углеводородов. Были введены следующие критерии:

где i — сумма высот пиков пристана и фитана по хроматограмме нефти; Р — сумма высот пиков н-гептадекана и н-октадекана по той же хроматограмме, Nf — циклоалкановый фон хроматограммы («горб» неразделенных углеводородов, на котором проявляются пики i и P). Данная классификация подразделяет нефть на четыре типа по значениям этих критериев (в скобках — наиболее предпочтительные значения):

Тип нефтиKiifРfА10,95—2,5
(0,2—1)0,2—20
(3—10)4—70
(6—15)А22,5—100
(5—50)3—20
(5—10)0,1—6
(0,5—4)Б1———Б2—0,1—15
(0,5—8)—

Классификация нефти

Нефть, подготовленная к поставке потребителю в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, называется товарной нефтью. Согласно ГОСТ Р51858-2002 товарную нефть подразделяют на классы, типы, группы, виды по физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию сероводорода и легких меркаптанов.

В зависимости от массовой доли серы нефть подразделяют на классы:

По плотности, выходу фракций и массовой доле парафина нефть подразделяют на 5 типов: 0 — особо легкая, 1 — легкая, 2 — средняя, 3 — тяжелая, 4 — битуминозная.

По степени подготовки к транспортировке и переработке нефти делятся на 3 группы: группа 1, группа 2, группа 3.

В зависимости от содержания сероводорода и легких меркаптанов нефть подразделяют на виды: вид 1, вид 2, вид 3.

Условное обозначение нефти состоит из четырех цифр, соответствующих обозначениям класса, тина, группы и вида нефти. При поставке нефти на экспорт к обозначению типа добавляется индекс ”э”.

Классификация нефти по выходу светлых фракций до 350 °С:

По выходу светлых фракций до 350 °С нефть делят на три типа:

Тип нефти	Выход светлых фракций, %
Т1	не менее 45
Т2	от 30,0 до 44,9
Т3	менее 30

* Данная классификация является технической.

карта сайта

1 новая международная классификация запасов и ресурсов разливов залежей месторождений нефти и газа и нефтепродуктов по содержанию 2016
химическая товарная российская техническая технологическая классификация нефти по сере по составу по содержанию серы по парафину по гост 51858 по петрову реферат таблица
классификация природных нефтей по плотности по вязкости
принципы виды классификации нефтей

comments powered by HyperComments

Маркерные сорта нефти

Сорта нефти — это разделение нефти, которая добывается на разных месторождениях, по составу, качеству и однородности, однако для упрощения экспорта также нефть подразделяют на лёгкие и тяжёлые сорта. В России основными маркерными сортами нефти являются Urals, Siberian Light и ESPO. В Великобритании — Brent, в США — WTI (Light Sweet), в ОАЭ — Dubai Crude. Стандартом для цен является нефть сортов WTI (в западном полушарии) и Brent (в Европе и странах ОПЕК). Dubai Crude используется в качестве базы для определения стоимости экспортных поставок нефти из Персидского залива в АТР.

Характеристики/Сорт	Brent	WTI	Dubai Crude	Urals	Siberian Light	ESPO
Плотность	38 °API	40 °API	30 °API	31 °API	36,5 °API	34,8 °API
Сернистость	0,37 %	0,24 %	2,13 %	1,3 %	0,57 %	0,6 %

Литература

Классификация нефти по содержанию парафиновых углеводородов:

По содержанию парафиновых углеводородов нефть подразделяют на 3 вида:

Вид нефти	Наименование	Количество парафиновых углеводородов, %
П1	Малопарафинистая	не более 1,5
П2	Парафинистая	от 1,5 до 6
П3	Высокопарафинистая	более 6

* Данная классификация является технической.

Источник

Кокс нефтяной

Нефтяной кокс (petroleum coke) – остаток, образующийся в результате вторичной переработки нефти или нефтепродуктов и представляющий собой твердое пористое вещество от темно-серого до черного цвета.

Элементный состав

Элементный состав сырого, или непрокаленного нефтяного кокса (в %):

Физические свойства

Структура нефтяного кокса

Нефтяной кокс представляет собой сложную двухфазную дисперсную систему. Дисперсная фаза состоит из различных, но близких по размеру кристаллических образований (кристаллитов), которые формируют пакеты из параллельных слоев. Дисперсионная фаза – заполняющая поры газообразная или жидкая фаза, из которой формируются сольватокомплексы (адсорбционно-сольватные слои).

Основные показатели качества

Классификация

По содержанию серы:

По содержанию золы:

По гранулометрическому составу:

Марки и характеристики

Применение

Получение

Нефтяной кокс получают в процессе коксования нефтяных остатков – т.е. их переработки без доступа воздуха при температуре 450. 520 °С. В качестве сырья используются гудрон, крекинг-остатки, тяжелые газойли каталитического крекинга, смолы пиролиза, остатки масляного производства.

При этом основным источником коксообразования являются смолисто-асфальтеновые вещества, которые содержатся в перечисленном выше сырье. В зависимости от типа сырья и способа коксования, продукт получается различного качества.

Специфические физические свойства, такие как структурно-механическая неустойчивость, способность к расслоению и низкая летучесть, нефтяному сырью придают именно надмолекулярные структуры. Таким образом, наличие в составе этих структур влияет на кинетику процесса коксования и качество нефтяного кокса.

Внутренняя структура нефтяного сырья поддается контролируемой перестройке путем различного воздействия, например изменению температуры и скорости нагрева, введения присадок и пр. Возможность регулирование размеров элементов внутренней структуры, в свою очередь, позволяет получать кокс с заданными свойствами и структурой.

Облагораживание нефтяного кокса

Перед использованием кокс как правило подвергают процедуре облагораживания, которая заключается в его прокаливании с целью удаления летучих веществ и частично – гетероатомов (например, S и V) и графитировании. При прокаливании снижается удельное электрическое сопротивление – один из основных показателей качества данного продукта, а при графитировании двумерные кристаллические образования превращаются в кристаллиты с 3-мерной упорядоченностью.

Процесс облагораживания можно разделить на несколько стадий:

Например, при термической обработке кокса полученного из дистиллятного крекинг-остатка в диапазоне 1300-2400 °С характеристики продукта изменятся следующим образом:

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Существует по крайней мере четыре основных типа нефтяного кокса, а именно игольчатый кокс, сотовый кокс, губчатый кокс и дробовой кокс. Различные типы нефтяного кокса имеют разную микроструктуру из-за различий в рабочих параметрах и природе сырья. Также наблюдаются значительные различия в свойствах различных типов кокса, особенно в содержании золы и летучих веществ.

Игольчатый кокс, также называемый игольчатым коксом, представляет собой высококристаллический нефтяной кокс, используемый в производстве электродов для сталелитейной и алюминиевой промышленности, и он особенно ценен, поскольку электроды необходимо регулярно заменять. Игольчатый кокс производится исключительно из декантируемого масла каталитического крекинга (FCC) или каменноугольного пека.

Сотовый кокс представляет собой промежуточный кокс с равномерно распределенными порами эллипсоидальной формы. По сравнению с игольчатым коксом сотовый кокс имеет более низкий коэффициент теплового расширения и более низкую электропроводность.

Состав

Петкокс, измененный в процессе прокаливания, при котором он нагревается, или очищенный сырой кокс устраняет большую часть компонента ресурса. Обычно нефтяной кокс при рафинировании не выделяет тяжелые металлы в виде летучих веществ или выбросов.

В зависимости от используемого нефтяного сырья состав нефтяного кокса может варьироваться, но главное, что это в первую очередь углерод. Нефтяной кокс в основном состоит из углерода, тогда как в чистом виде нефтяной кокс может весить 98-99%, что создает соединение на основе углерода с добавлением водорода. В сыром виде водород может иметь весовой диапазон от 3,0 до 4,0%. Нефтяной кокс в своем сыром (зеленый кокс) азоте в концентрации 0,1-0,5% и серы 0,2-6,0% становится выбросами после прокаливания кокса.

Состав сырого нефтяного кокса

Компонент	Сырой (зеленый) кокс
Углерод (мас.%)	80-95
Водород (мас.%)	3,0-4,5
Азот (мас.%)	0,1- 0,5
Сера (мас.%)	0,2-6,0
Летучие вещества (мас.%)	5,0-15
Влажность (% масс.)	0,5-10
Зола (мас.%)	0,1- 1,0
Плотность (% масс.)	1,2- 1,6
Тяжелые металлы (ppm. Вес)
Алюминий	15–100
Бор	0,1-15
Кальций	25–500
Хром	5-50
Кобальт	10-60
Железо	50–5000
Марганец	2–100
Магний	10–250
Молибден	10-20
Никель	10-500
Калий	20-50
Кремний	50-600
Натрий	40-70
Титана	2-60
Ванадий	5-500

В процессе термической обработки масса композиции снижается с выделением летучих веществ и серы. Этот процесс заканчивается образованием сотового нефтяного кокса, который, согласно названию, представляет собой твердую углеродную структуру с отверстиями в ней.

Компонент	Нефтяной кокс (Кальцинировано при 2375 ° F
Углерод (мас.%)	98,0–99,5
Водород (мас.%)	0,1
Азот (мас.%)
Сера (мас.%)
Летучие вещества (мас.%)	0,2-0,8
Влажность (% масс.)	0,1
Зола (мас.%)	0,02-0,7
Плотность (% масс.)	1.9-2.1
Тяжелые металлы (ppm. Вес)
Алюминий	15–100
Бор	0,1-15
Кальций	25–500
Хром	5-50
Кобальт	10-60
Железо	50–5000
Марганец	2–100
Магний	10–250
Молибден	10-20
Никель	10-500
Калий	20-50
Кремний	50-600
Натрий	40-70
Титана	2-60
Ванадий	5-500

Топливный

Топливный кокс классифицируется по морфологии губчатого или дробленого кокса. Хотя нефтеперерабатывающие предприятия производят кокс более 100 лет, механизмы, которые вызывают образование губчатого кокса или дробленого кокса, недостаточно изучены и не могут быть точно предсказаны. Как правило, более низкие температуры и более высокие давления способствуют образованию губчатого кокса. Кроме того, вносят свой вклад количество нерастворимого в гептане и доля легких компонентов в сырье для коксования.

Кальцинированный

Обессеривание

Высокое содержание серы в нефтяном коксе снижает его рыночную стоимость и может препятствовать его использованию в качестве топлива из-за ограничений на выбросы оксидов серы по экологическим причинам. Таким образом, были предложены способы снижения или исключения содержания серы в нефтяном коксе. Большинство из них включает десорбцию неорганической серы, присутствующей в порах или поверхности кокса, а также разделение и удаление органической серы, прикрепленной к ароматическому углеродному скелету.

Потенциальные методы обессеривания нефти можно классифицировать следующим образом:

По состоянию на 2011 год не существовало коммерческого процесса обессеривания нефтяного кокса.

Хранение, утилизация и продажа

Опасности для здоровья

Согласно многочисленным исследованиям и анализу Агентства по охране окружающей среды, нефтяной кокс имеет низкий потенциал опасности для здоровья человека. Он не оказывает заметного канцерогенного воздействия, воздействия на развитие или репродуктивную функцию. В ходе исследований на животных хроническое вдыхание многократных доз действительно показало воспаление дыхательных путей, вызванное частицами пыли, но не специфическим для нефтяного кокса.

Опасности для окружающей среды

Экологические проблемы связаны с хранением и сжиганием нефтяного кокса. По мере переработки нефтяного кокса накапливаются побочные отходы, что затрудняет обращение с отходами. Высокое содержание ила в нефтяном коксе (21,2%) увеличивает риск уноса летучей пыли от курганов нефтяного кокса при сильном ветре. По оценкам, в США ежегодно в атмосферу выбрасывается около 100 тонн летучей пыли нефтяного кокса, включая PM10 и PM2,5. Обращение с отходами и выброс летучей пыли особенно актуальны в городах Чикаго, Детройт и Грин-Бэй.

Внешние эффекты связаны с нефтяным коксом, который может нанести вред окружающей среде. Нефтяной кокс состоит из 90% элементарного углерода по весу, который превращается в CO.
2 при горении. Использование нефтяного кокса также приводит к выбросам серы и потенциальному загрязнению воды из-за стоков никеля и ванадия при переработке и хранении.

Источник