Характеристика, состав и свойства нефти и нефтепродуктов

попутный газ или нефть;
твердые частицы механических примесей,

горных пород, затвердевшего цемента.

Характеристика, состав и свойства скважинной продукции

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

в виде газожидкостных смесей.

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции,

определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

Согласно ГОСТ Р 51858-2002

Сырая нефть – трёхфазная система, содержащая нефть, растворённый газ, пластовую воду и механические примеси.

Товарная нефть – однофазная нефтяная система, подготовленная к поставке потребителю в соответствии с требованиями действующих нормативных и технических документов

14,5%),
кислород (до 0,35%, редко до 0,7%),
азот (до

1,8%),
сера (до 5,3%, редко до 10%).

В незначительных количествах содержится еще более 50 элементов, в т.ч. металлы (кальций, магний, железо, алюминий, ванадий, никель, натрий и др) и галогены (хлор и йод).

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

отдельные компоненты, каждый из которых является менее сложной смесью. Такие

компоненты называют фракциями или дистиллятами.

Определяют по ГОСТ 11011–85
или по ГОСТ 2177

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

Нефть и ее фракции характеризуются температурными пределами начала кипения и конца кипения

Перегонка нефти до температуры 500 0С

Полуавтоматический аппарат АФС-1
ГОСТ 2177-82

Аппарат ректификации АРН-2
ГОСТ 11011-85

Технические характеристики

Мощность колбонагревателя макс., Вт 1000
Диапазон регулирования мощности нагрева, % 20-100
Диапазон температур, °С 35…400 Погрешность измерения температуры:
паров нефтепродукта, °С ±0,5
температуры теплоносителя в бане, °С ±1,2

°С;
45…55% фракций, перегоняющихся до 300…350 °С.
Нефти различных

месторождений различаются по фракционному составу – содержанию легких, средних и тяжелых дистиллятов

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

– широкая керосиновая фракция;
150–240 С – осветительный керосин;
180–280 С –

реактивное топливо;
140–340 С – дизельное топливо (зимнее);
180–360 С – дизельное топливо (летнее);
350–500 С – широкая масляная фракция;
380–540 С – вакуумный газойль.

Основные фракции нефти:

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

ароматические.
Групповой состав нефти
(химическая классификация)
6 классов нефти:
Модуль1: Основные физико-химические

свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

преобладает углеводороды метанового ряда АЛКАНЫ
2. нафтеновая нефть - в нефти

преобладают углеводороды нафтенового ряда НАФТЕНЫ
3. ароматическая нефть - в нефти преобладают углеводороды ароматического ряда АРЕНЫ

3 класса нефти:

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

двойные связи).
Газообразные
Жидкие
Твердые
С1…С4: метан, этан, пропан, бутан и изобутан,

а также 2,2–диметилпропан

От С5 до С15 , жидкости, входящие в состав бензиновых (С5…С10) и керосиновых (С11…С15) фракций нефти.

С16 и выше при нормальных условиях – твердые вещества, входящие в состав нефтяных парафинов и церезинов.

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

циклопропан (С3Н6)
Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки,

транспорта и хранения

Ароматические углеводороды (арены) СnH2n-6 (n>6).
Простейшим углеводородом ароматического ряда является бензол С6Н6.

водорода в состав молекул входят кислород, сера, азот, металлы, неметаллы.

Они разделяются на следующие классы.

Кислородсодержащие

Серосодержащие

Азотсодержащие

Смолы и асфальтены

Подавляющая часть гетероатомных соединений содержится в наиболее высокомолекулярных фракциях нефти, выкипающих выше 300 оС. В нефтях Западной Сибири на их долю приходится ≈ до 15 %.

Модуль1: Основные физико-химические свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения

свойства скважиной продукции, определяющие условия подготовки, транспорта и хранения
малопарафинистые (не

выше 1,5 %)
парафинистые (1,51 … 6.00 %)
высокопарафинистые (выше 6,00 %)

малосмолистые (меньше 5 %)
смолистые (5… 15 %)
высокосмолистые (выше 15 %)

и хранения

температурах отделяются вещества (отгоны) в парообразном состоянии получаются нефтепродукты.
Нефтепроду́кты —

смеси углеводородов, а также индивидуальные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных гвазов. К нефтепродуктам относятся различные виды топлива (бензин, дизельное топливо, керосин и др.), смазочные материалы, электроизоляционные среды, растворители, нефтехимическое сырьё.

углеводородов с температурой кипения от −50 до 0 °C. Предназначены

для применения в качестве топлива, а также используются в качестве сырья для органического синтеза. Состав может существенно различаться, основные компоненты: пропан, изобутан и н-бутан. Производятся СУГ в процессе ректификации широкой фракции лёгких углеводородов (ШФЛУ).

Газовые конденсаты — жидкие смеси углеводородов, выделяемые из природных газов при их добыче на газоконденсатных месторождениях.
В пластовых условиях при высоком давлении (от 10 до 60 МПа) и температуре в парообразном состоянии находятся некоторые бензино-керосиновые фракции. При разработке месторождений давление падает в несколько раз — до 4—8 МПа, и из газа выделяется сырой нестабильный конденсат, содержащий, в отличие от стабильного, не только углеводороды С5 и выше, но и растворённые газы метан-бутановой фракции.

33 до 205 °C (в зависимости от примесей).Плотность около 0,70-0,78

г/см³. Температура замерзания −72 °C в случае использования специальных присадок.
Автомобильные бензины подразделяются на летние и зимние (в зимних бензинах содержится больше низкокипящих углеводородов).
Основные марки автомобильных бензинов ГОСТ Р 51105-97:
• Нормаль-80 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 80;
• Регуляр-92 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92;
• Премиум-95 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95;
• Супер-98 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98

перегонке нефти или крекинге нефтепродуктов (выход 15-18 % от массы

сырья). Пределы выкипания 150-250 °С. Прозрачная желтоватая жидкость. Основное применение — в качестве сырья для нефтехимической промышленности, при производстве олефинов. Также используется для производства бензина, в качестве сырья для производства высокооктановых добавок, используют как дизельное топливо или растворитель в лакокрасочной промышленности.
Классификация нафты:
• light naphtha — продукт не содержащий олефинов;
• light virgin naphtha — легкая прямогонная нафта;
• heavy naphtha — тяжелая нафта;
• full range naphtha — неочищенная нафта;
Характеристики качества:
Молекулярный вес в диапазоне 100—215 г/моль; плотность в диапазоне 0,75-0,85 г/см³; содержание серы не более 0,02 % (для газоконденсатного лигроина); кинематическая вязкость 1,1 мм²/с; температура помутнения не выше -60°С.

с температурой кипения в интервале 180—300 °C, прозрачная, бесцветная (или

слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.
Плотность 0,78—0,85 г/см³ (при 20 °C), вязкость 1,2—4,5 мм²/с (при 20 °C), температура вспышки 28—72 °C
В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:
• предельные алифатические углеводороды — 20—60 %
• нафтеновые углеводороды 20—50 %
• бициклические ароматические 5—25 %
• непредельные углеводороды — до 2 %

прямой перегонки нефти с температурой выкипания 180—360 °C. Различают:
Летнее

дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 62 °C.Температура застывания: −5 °C.
Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/м³. Температура вспышки: 40 °C.Температура застывания −35°C.
Арктическое дизельное топливо: Плотность: не более 830 кг/м³. Температура вспышки: 35 °C. Температура застывания: −55 °C.

атмосферном давлении и под вакуумом фракций, выкипающих до 450—600 °C

(в зависимости от природы нефти).
Выход гудрона — от 10 до 45 % от массы нефти.
Гудрон — вязкая жидкость или твердый асфальтоподобный продукт черного цвета с блестящим изломом. Содержит парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды (45-95 %), асфальтены (3-17 %), а также нефтяные смолы (2-38 %),адсорбируемые силикагелем из деасфальтизированного продукта.
Кроме того, в гудроне концентрируются практически все присутствующие в нефти металлы; так, содержание ванадия может достигать 0,046 %, никеля — 0,014 %.
Гудрон используют для производства дорожных, кровельных и строительных битумов, малозольного кокса, смазочных масел, мазута, горючих газов и моторного топлива.

и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы нерастворимы

в воде, полностью или частично растворимы в органических растворителях; плотностью 0,95—1,50 г/см3.
По составу, зависящему от состава исходных нефтей и условий их преобразования, условно подразделяются на несколько классов: мальтены, асфальты, асфальтены, кериты и антраксолиты.

присутствуют предельные, нафтеновые, ароматические и гибридные углеводороды, металлорганические и гетеропроизводные.

Получают масла в основном вакуумной перегонкой мазута и деасфальтизацией масляных гудронов (тяжёлых остатков от перегонки нефти). Важнейшими показателями эксплуатационных свойств масел являются вязкость, индекс вязкости, стабильность против окисления, смазочная способность, температура вспышки и застывания.

топлива;
2. энергетические топлива;
3. нефтяные масла;
4. вяжущие материалы;
5. сырье для нефтехимии;
6.

нефтепродукты специального назначения.

Моторные топлива делятся:

подаются на лопатки газовой турбины, они вращаются и соответственно энергия

вращения вала турбины превращается в механическую или электрическую энергию.

пеки.

5. Сырье для нефтехимии:
бензол, толуол, ксилол.
сырье для пиролиза (прямогонные бензиновые

фракции).
парафины и церезины.

6. Нефтепродукты специального назначения:
Консистентные (защитные и уплотнительные);
Присадки к топливам, маслам, деэмульгаторы;
элементарная сера;
Водород.

поставки транспортным организациям, предприятиям Российской Федерации и экспорта
При оценке качества

нефть подразделяют на классы, типы, группы, виды.

В зависимости от массовой доли серы нефть подразделяют на классы 1-4

типа, группы и вида нефти. При поставке нефти на экспорт

к обозначению типа добавляется индекс "э".

Структура условного обозначения нефти:

нефти и входящих в ее состав легких и тяжелых углеводородных

фракций:

взрыво- и пожароопасность нефтегазовой среды;

токсичность нефтегазовой среды;

химическая агрессивность отдельных фракций и компонентов нефтегазовой среды;

способность нефтегазовой среды проникать в закрытые полости и пространства, здания и сооружения, скапливаться в различных углублениях и распространяться на большие расстояния и площади по воздуху, земле и водной поверхности.

токсичность, зависящая от состава газов.
Способность газов при соединении

с воздухом образовывать взрывоопасные смеси, воспламеняющиеся от электрической искры, пламени и других источников огня.

...Сероводород может проникать через кожные поверхности и оказывать токсичное воздействие... Попадание в легкие может вызвать химическую пневмонию... Может содержать бензол, вызывающий у живых организмов нарушение крови: анемию и лейкемию... Признаками и симптомами нарушения центральной нервной системы при длительном вдыхании паров сырой нефти могут вызывать головную боль, бессонницу, тошноту, нарушение координации, конвульсии, потерю сознания и смерть…

Токсичность

пределах концентрации газа в газовоздушной смеси: от некоторого минимума (низший

предел взрываемости) до некоторого максимума (высший предел взрываемости).

При взрыве реакция в замкнутом пространстве (без доступа воздуха к очагу воспламенения взрывоопасной газовоздушной смеси) происходит очень быстро.

Сила взрыва максимальна, когда содержание воздуха в смеси приближается к количеству, теоретически необходимому для полного сгорания.

хранение скважинной продукции. /Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009.

– 268 с.
Транспорт скважинной продукции [Электронный ресурс] : учебное пособие / Н. В. Чухарева [и др.]; Национальный исследовательский Томский политехнический уни-верситет (ТПУ). — 1 компьютерный файл (pdf; 16.3 MB). — Томск: Изд-во ТПУ, 2011. — Заглавие с титульного экрана. — Электронная версия печатной публикации. — Доступ из корпоративной сети ТПУ. — Системные требования: Adobe Reader. Режим доступа: http://www.lib.tpu.ru/fulltext2/m/2012/m239.pdf
Чухарева Н.В. Технологические расчеты простых и сложных нефтегазопроводов [Электронный ресурс] : учебное пособие / Н. В. Чухарева, А. А. Вострилова; Национальный исследовательский Томский политехнический универси-тет (ТПУ), Институт природных ресурсов (ИПР), Кафедра транспорта и хранения нефти и газа (ТХНГ). — 1 компьютерный файл (pdf; 1.9 MB). — Томск: Изд-во ТПУ, 2012. — Заглавие с титульного экрана. — Доступ из корпоративной сети ТПУ. — Си-стемные требования: Adobe Reader. Режим доступа: http://www.lib.tpu.ru/fulltext2/m/2012/m403.pdf
Чухарева Н.В. Исследование углеводородных систем при опреде-лении качественных характеристик в системе магистральных трубопроводов [Элек-тронный ресурс] : учебное пособие / Н. В. Чухарева, А. А. Новиков; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). — 1 компьютер-ный файл (pdf; 4.98 MB). — Томск: Изд-во ТПУ, 2009. — Заглавие с титульного экра-на. — Электронная версия печатной публикации. — Доступ из корпоративной сети ТПУ. — Системные требования: Adobe Reader. Режим доступа: http://www.lib.tpu.ru/fulltext2/m/2012/m124.pdf
Новиков А.А., Чухарева Н.В. Физико-химические основы процессов транспорта и хранения нефти и газа / Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 164 с.
Дополнительная:
Коновалов Н.И., Мустафин Ф.М., Коробов Г.Е. и др. Оборудование резервуаров / Учебное пособие. – Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. – 214 с.
Васильев Г.Г., Коробов Г.Е., Коршак А.А., Шаммазов А.М. Трубопроводный транс-порт нефти. /Под ред. М.С. Вайнштока. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. – Т. 1. – 408 с.