Высокие цены на углеводородное сырье делают рентабельными практически любые проекты по его добыче. Ведущие нефтедобывающие компании рассматривают как сратегический резерв тяжелые сорта нефти и битумы. Мировые геологические запасы тяжелых углеводородов всех категорий оцениваются в 4,7 трлн баррелей нефтяного эквивалента. Из них 1,0 трлн баррелей являются извлекаемыми, что примерно равно мировым ресурсам обычных сортов нефти.
Тяжелая нефть и природные битумы представляют собой продукты выветривания нефти или разложившиеся флюиды. К природным битумам относятся мальты, асфальты, киры, кериты и другие разновидности, представляющие собой разные стадии разрушения нефти. Основные стадии преобразования нефти примерно такие.
Легкая малосмолистая нефть в отсутствие свободного кислорода через процессы микробного окисления превращается в тяжелую нефть, богатую смолоасфалтеновыми веществами. Вследствие последующего излиянияэтой нефти на поверхность или доступа водыбиохимическое окисление дополняется химическим окислением и физическим выветриванием. В результате нефть утрачивает свой определяющий признак-преимущественно углеводородный состав. Таким образом, нефть превращается в вязкую или твердую мальту. Продуктом дальнейшего преобразования мальт за счет окисления масел и конденсации смол являются асфальты.
Ряд «мальты-асфальты» составляют подавляющую массу первичных продуктов преобразования нефти. Существуют пластовые залежи, которые образовались в местах залегания первичной нефти. Существуют покровные залежи, образовавшиеся в результате преобразования нефти, излившейся на поверхность. В случае крупных масс излившейся нефти образуются асфальтовые озера.
В основу классификации тяжелых сортов нефти положена вязкость.Вязкость тяжелых сортов категории «А» колеблется в пределах от 10 до 100 сП, а сверхтяжелых категории «В»- от 100 до 10 4 сП. Эти две категории включают все так называемые подвижные сорта нефти, разработку которых можно вести без дополнительного подогрева.
Высоковязкие углеводороды категории «С» являются битумами. В пластовых условиях они представляют собой застывшее вещество, и их добыча ведется термическими методами или методом карьерной разработки. К категории «D» относятся битуминозные пески, приравненные к материнским породам и добываемые либо карьерным способом, либо через скважины методом внутрипластового горения.
Мировая наука считает тяжелую нефть и природный битум основным сырьем ХХ11 в. Примерно половина нефтедобывающих стран наряду с легкими добывает и тяжелые сорта нефти, применяя термические и химические методы повышения нефтеотдачи. Большинство традиционных разновидностей нефти содержит от15до 25% бензиновых фракций, выкипающих до 180 о С. В тяжелой нефти бензиновые фракции отсутствуют.
Самые крупные месторождения тяжелых и сверхтяжелых сортов нефти сосредоточены в рыхлых песках Пояса Ориноко (Венесуэла) и в битуминозных песчаниках провинции Альберта (Канада). Венесуэла заканчивает количественную и международную сертификацию залежей тяжелой и сверхтяжелой нефти в бассейне реки Ориноко. Сейчас здесь добывается около 500 тыс. баррелей нефти в сутки из нефтепесков. Плотность пропитанной природным битумом породы близка к единице.
Благодаря наличию битуминозных песков Канада вышла на второе место в мире по разведанным запасам углеводородов. В настоящее время в этой стране ежесуточно добывается около 2,6 млн баррелей нефти, из которых половина добывается из нефтеносных песков.
В отличие от обычных месторождений нефтеносные песчаникиили выходят на поверхность, или залегают непосредственно под земной поверхностью. Однако, добыча нефти из песчаников обходится значительно дороже получение этого сырья из других источников. Для производства одного барреля тяжелой нефти требуется примерно две тонны нефтеносного песка.
Например, провинция Альберта (Канада) располагает глубокими залежами битумов. Для извлечения сырья компания Shell применяет циклическую паростимуляцию, парогравитационный дренаж и другие новейшие технологии. Эти процессы предусматривают закачку пара в грунт, в результате чего вязкость нефти снижается и появляется возможность ее перекачки на поверхность.
Компания Chevron является мировым лидером в области внедрения технологий паростимуляции и переработки тяжелой нефти с помощью модифицированной технологии вакуумного гидрокрекинга. Кроме технических сложностей добычи имеются и экологические проблемы. В частности, остро стоит вопрос сокращения выбросов СО2 при извлечении из недр битумов. Каждая добывающая компания отрабатывает свой арсенал технологий извлечения и переработки тяжелого углеводородного сырья.
Обширны залежи природных битумов в Тимано—Печорском нефтегазоносном бассейне (Россия), в котором битумные скопления расположены на глубинах до 50 м. Уникальным является комплексное Ярегское месторождение тяжелой вязкой нефти и природных битумов.
Мощность нефтенасыщения продуктивного горизонта достигает 12 м, под ним расположен пропитанный нефтью пласт песчаника, содержащий до 11% двуокиси титана. Добыча Ярегской нефти ведется с 1932 года шахтным способом. Применяется паротепловое воздействие на пласт. Нефть в пластовых условиях имеет плотность 0,933 г/см 3 . В ее составе преобладают нафтеновые (50%) и ароматические (30%) углеводороды. Эта нефть пригодна для производства трансформаторного масла.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Найдите 2 минуты и прочитайте про:
ТЕМА 2. ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВНИЕ План: 1. Значение измерительного оборудования в торговле. Типы торговых весов и их классификация. 2. Требования.
ДЕЙСТВИЯ С ОРУЖИЕМ ПО ПОДАВАЕМЫМ КОМАНДАМ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ СТРЕЛЬБЫ ИЗ АВТОМАТА (ПУЛЕМЕТА) И ПИСТОЛЕТА-ПУЛЕМЕТА При стрельбе из автомата (пулемета) и пистолета-пулемета: По команде ndash.
Правоспособность и дееспособность гражданина Правоспособность – способность иметь гражданские права и нести обязанности.
Законы диалектики. Закон — это объективные (не зависящие от воли человека).
Источник: studopedia.ru
Фракционный состав нефти и нефтепродуктов
Фракционный состав нефти определяется согласно российскому стандарту перегонки или ректификации, который соответствует разгонке Эглера. В основе разделение сложного состава углеводных газов на промежуточные элементы. На основе кипения высоких температур классифицируется 3 вида переработки нефти.
- Простая перегонка — во время испарения пар конденсирует.
- Дефлегмация — только высококипящие пары выделяют конденсат и возвращаются обратно в общую смесь в виде флегмы. Низкокипящие пары полностью испаряются.
- Ректификация — процесс соединения двух предыдущих видов обработки, когда достигается максимальная концентрация и конденсирование низкокипящих паров.
В процессе определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов, а также их свойств, происходит разделение на следующие виды фракций:
- легкие (к этому типу относят бензиновую и петролейную) – выходят при температуре до 140°С при атмосферном давлении;
- средние (сюда относятся: керосиновая, дизельная, лигроиновая) при атмосферном давлении в интервале температур 140-350°С;
- при вакуумной переработке и температурах более 350°С получаются фракции, которые называют тяжелые (Вакуумный газойль, гудрон).
Нефтяные фракции
В зависимости от температурных диапазонов выкипания нефтяные фракции (продукты разделения нефти) подразделяют на:
- углеводородный газ — выводится с установок в газообразном и жидком («головка стабилизации”) виде, направляется для дальнейшей переработки на газофракционируюшие установки, используется как топливо нефтезаводских печей;
- бензиновая фракция — выкипает в пределах 50-180°С, используется как компонент товарного автомобильного бензина, сырье установок каталитического риформинга и пиролиза; подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций;
- керосиновая фракция — выкипает в пределах 140-220°С (180-240°С), используется как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения, как сырье установок гидроочистки;
- дизельная фракция (лёгкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят) — выкипает в пределах 180-350°С (220-350°С, 240-350°С), используется как топливо для дизельных двигателей и сырье установок гидроочистки;
- мазут — остаток атмосферной перегонки — выкипает выше 350°С, применяется как котельное топливо или сырьё для установок гидроочистки и термического крекинга;
- вакуумные дистилляты (вакуумные газойли) — выкипают в пределах 350-500°С, используются как сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга; На НПЗ с масляной схемой переработки получают несколько (2-3) вакуумных дистиллятов:
- трансформаторный дистиллят (лёгкая масляная фракция) — выкипает в пределах 300-400°С (350-420°С);
- машинный дистиллят (средняя масляная фракция) — выкипает в пределах 400-450°С (420-490°С);
- цилиндровый дистиллят (тяжёлая масляная фракция) — выкипает в пределах 450-490°С;
- гудрон — остаток атмосферновакуумной перегонки нефти, выкипает при температуре выше 500°С (490°С), используется как сырье установок термического крекинга, коксования, производства битумов и масел.
Фракции также делят на светлые (сюда относят легкие и средние) и темные или мазуты (это тяжелые фракции).
Фракции нефти таблица
А теперь подробнее об основных видах нефтяных фракций:
Петролейная фракция
Эфир или масло Шервуда — это бесцветная жидкость, которая состоит из пентана и гексана. Сразу испаряется при невысоких температурах. Является растворителем для создания экстрактов, топливо для зажигалок, горелок. Получается при температурах до + 100°С.
Бензиновая фракция
Бензиновая фракция нефти построена на сложной схеме углеродных соединений, которые выкипают при температуре + 140°С. Основное применение — используется для получения топлива к двигателям внутреннего сгорания и в качестве сырья в нефтехимии. В основе бензиновой фракции парафиновые вещества: метилциклопентан, циклогексан, метилциклогексан.
Бензин содержит жидкие алканы в составе- природные, попутные, газообразные. Они подразделяются также на разветвленные и неразветвленные. Состав зависит от качественного соотношения компонентов сырья. Это говорит о том, что хороший бензин получается далеко не их всех сортов нефти. Ценность вида в том, что в процессе распада на соединения, образуются ароматические углеводороды, доля которых в сырьевой массе катастрофически мала.
Лигроиновая фракция
Подвид включает в себя тяжелые элементы. Насыщенность ароматическими углеводородами больше, чем у других соединений. Является компонентом для производства товарных бензинов, осветительных керосинов, реактивного топлива, органическим растворителем. Выступает как наполнитель бытовой техники. Химический состав: полициклические, циклические и ненасыщенные углеводороды.
Отличается наличие серы, процент от общей массы которой зависит от месторождения, уровня залегания и качества сырьевого продукта.
Керосиновая фракция
Дизельная фракция
Подвид находит применение в изготовлении дизельного топлива для быстроходных видов транспорта, а также используется как вторичное сырье. В процессе обработки выделяется керосин, используемый для в лакокрасочной промышленности и приборостроении, изготовлении химии для автотранспорта. Преобладание смесей углеводородов нафтена. Для получения топлива, которые не застывает при -60°С, состав проходит карбамидную депарафинизацию. Это перемешивание всех компонентов в течение 1 часа и последующая фильтрация через воронку Бюхнера.
Мазут
Качественный состав смеси: масла смол, органические соединения с микроэлементами. Углеводородные компоненты: асфальтен, карбен, карбоид. При вакуумной перегонке из мазута производится гудрон, парафин, технические масла. Основное применение — жидкое топливо для котельных за характеристики вязкости.
Топочный мазут подразделяется на 3 основных вида: флотский, средне-котельный и тяжелый. Последний применяется на ТЭЦ, средний вид — в котельных предприятий. Флотский — неотъемлемая часть работы судоходного транспорта.
Гудрон
Качество компонентов в процентном соотношении определяется так:
- Парафин, нафтен — 95%.
- Асфальтен — 3%.
- Смолы — 2%.
Вакуумный гудрон получается в результате завершения всех процессов разделения и перегонки. Температура выкипания + 500°С. На выходе получается вязкая консистенция черного цвета. Жидкостный состав используется в дорожном строительстве. Из него производят битумы для кровельных материалов. Гудрон необходим для создания кокса — продукта стратегического назначения.
Компонент используется в изготовлении котельного топлива. В нем сконцентрирован самый большой процент тяжелых металлов, содержащихся в нефти.
Сырьевые показатели нефтепродуктов зависят от глубины залегания и вида месторождения. Это учитывается при формировании фракций нефти и достижения процентного соотношения компонентов.
| Пиролизная установка «Рысь» | Пиролизная установка «Барс» | Пиролизная установка «Пантера» |
 |
 |
 |
| Утилизация пластика, РТИ, шин Циклического действия смотреть | Утилизация пластика, РТИ, шин Бесперебойная работа смотреть | Утилизация нефтешламов, отработанных масел Бесперебойная работа смотреть |
Источник: kaminproekt.ru
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ О НЕФТИ
Среди физических параметров важнейшими являются плотность и вязкость, которые определяются химическим составом нефти.
Плотность нефти принято измерять в г/см3 (согласно СИ) и в градусах API.
API – American Petroleum Institute, Американский институт, установивший международный стандарт измерения плотности нефти.
Пересчёт осуществляется по формуле: плотность в градусах API (при T = 60 ºF) = (141.5/S.G.) — 131.5, где SG (Specific gravity) – удельный вес (плотность в г/см3).
Вязкость (динамическая) нефти измеряется в сП (1 сантипуаз = 0,01 пуаза или 1 мПа·с; динамическая вязкость воды при 20 ºС равна 1 сП).
По химическому составу нефть представляет собой смесь различных углеводородов, сернистых, кислородных и азотистых соединений. Повышенные содержания смол и асфальтенов в составе нефти приводят к увеличению плотности и уменьшению вязкости нефти.
По плотности и вязкости нефти могут быть классифицированы следующим образом:
- Тяжелая нефть — нефть, имеющая плотность при 15 ºC > 0,993 г/см3 или плотность в градусах API < 20.
- Сверхтяжелая нефть — нефть, имеющая плотность менее 10 ºAPI.
- Нефтеносные (битуминозные) пески — битум и тяжелая нефть, образовавшаяся в ловушках пластов терригенных пород (применительно к Канаде)
- Битум — нефть, не способная к текучести в пластовых условиях (при температуре и давлении пласта) плотность в градусах API 1,0 г/см3) и вязкость >10 000 сантипуазов.
Тяжёлые нефти
Ключевая проблема, связанная с добычей тяжёлой нефти заключается в низкой текучести тяжёлой нефти (в связи с высокой вязкостью), что значительно уменьшает возможность извлечения нефти из пласта-коллектора. Методы решения этой проблемы различны, но одним из принципиальных физических механизмов является нагрев тяжёлой нефти, так как вязкость является функцией температуры – чем выше температура, тем ниже вязкость. Причём, изменение вязкости нефти с изменением температуры носит обратимый характер.
Парафинистые нефти
Некоторые сведения из нефтяной геологии
Температура земных недр увеличивается с глубиной. Температурные градиенты разнятся, но в среднем можно принимать ~30 °C на 1 км. Большинство залежей лёгкой нефти находятся на глубинах 2-4 км и имеют высокие пластовые температуры. Рассматриваемые в данной работе пояса тяжёлой нефти (нефтеносные пески Атабаска в Канаде, битуминозный пояс Ориноко в Венесуэле) образовались в связи с выходом в приповерхностные условия больших объёмов нефти, из состава которых вышла часть «летучих» компонентов (ароматических соединений) и стали преобладать тяжёлые – смолы и асфальтены. Глубины залегания этих залежей менее 1 км и пластовые температуры не высоки.
Под пористостью понимается наличие в породе пор (пустот), в которых содержатся флюиды (газ, нефть, пластовая вода).
Проницаемость – свойство горной породы пропускать через себя флюиды при перепаде давления. Проницаемость является фильтрационным параметром. Размерность коэффициентов проницаемости[k] = м2, мкм2, Д, мД; 1 мкм2 = 10–12 м2 ~ 1 Д =10–3 мД.
Горное давление определяется формулой σг=ρгgH;
Пластовое, поровое давление определится соотношением p0=ρвgH; где ρв – плотность воды, g – ускорение свободного падения. Эффективное давление пласта определяется соотношением σэф= σг — p0;
Пусть H=2500м , g=9,8м/с2, ρг =2400кг/м3 , ρв =1000кг/м3. Значения горного, пластового и эффективного давлений будут равны: σг = 58,8МПа, p0 = 24,5 МПа, σэф = 33,3МПа.
Нефтеотдача характеризуется коэффициентами извлечения нефти (КИН).
Парогенераторы производства UNISTEAM™ — надежное и выносливое оборудование для добычи и переработки тяжелой нефти.
Источник: unisteam.com