Файл: Суханов, В. П. Переработка нефти учебник.pdf

Ко второй группе относятся нейтральные на холоду термически малоустойчивые сульфиды R—S и дисульфиды RS—SR. Уже при 130—160° С и сульфиды и дисульфиды начинают распадаться с об­ разованием сероводорода и меркаптанов.

К третьей группе сернистых соединений относятся термически более стабильные циклические соединения — тиофан

стает от легких фракций к тяжелым. Больше всего концентрируется серы в остатке. Так, при перегонке ишимбаевской нефти содержа­ ние серы в ней составило 2,8%, в мазуте же серы содержалось 3,5, в бензиновой фракции 0,22, в керосиновой фракции 1,89 и в дизель­ ной 2,24 %.

Важно отметить, что в процессах, проходящих при более высо­ ких температурах и давлениях — так называемых деструктивных, происходит разложение не только углеводородов, но и сернистых соединений. При этом из них образуются в основном сероводород и меркаптаны, которые не только вызывают коррозию (особенно уси­ ливающуюся при наличии водяных паров) и образование соляной кислоты за счет диссоциации хлористых солей кальция и магния, но и ядовиты. Для уменьшения коррозии и улучшения санитарных условий труда нефть соответственно подготовляют: снижают содер­ жание в ней воды и солей, а содержание активных сернистых сое­ динений (S, H2S, R—SH) резко уменьшают путем очистки нефтепро­ дуктов.

Азотистые соединения в нефти

Содержание азотистых соединений в нефтях очень незначитель­ но и в большинстве случаев не превышает 0,3 %• В некоторых неф­ тях, например в калифорнийских и алжирских, оно доходит до 2,2%. С увеличением удельного веса нефти, т. е. содержания в ней смолисто-асфальтовых соединений, количество азотистых соедине­ ний увеличивается. При переработке нефти содержание азотистых соединений по фракциям распределяется аналогично сернистым соединениям, т.'е. возрастает от легких фракций к тяжелым. Наи­ большее количество их концентрируется в остатке.

Азотистые соединения нефти делятся на два основных класса: ароматические, содержащие ядра пиридина или хинолина, и гидро­ ароматические, или насыщенные, не содержащие в ядре двойных связей.

Ю

При перегонке нефти, содержащей азотистые соединения, а так­ же при вторичных процессах переработки такой нефти образуется аммиак, что указывает на разложение азотистых соединений. При некоторых методах очистки, например гидроочистке, из нефтепро­ дуктов одновременно удаляются значительные количества серни­ стых соединений (в виде H2S) и азотистых соединений (в виде NH3). При этом непредельные углеводороды превращаются в пара­ финовые.

Минеральные вещества в нефти

Минеральные вещества встречаются в нефтях (если они были освобождены от механических примесей на промыслах) в очень не­ значительных количествах.

Систематическое исследование составных частей золы от сжига­ ния нефти показало примерное количество в ней элементов (от большего к меньшему): S—О—N—V—Р—К—№—J—Si—Са—Fe— —Mg—Na—А1—Mn—Pb—Ag—Cu—Ti—U—Sn—As.

В золе некоторых нефтей не обнаружено никеля, но имеется большое количество ванадия (например, в пенсильванской нефти). Содержание ванадия в золе различных нефтей составляет от 0,5 до 40%, фосфора — до 5, никеля — от 0 до 2%. Общее количество золы колеблется в различных нефтях от тысячных долей процента до 0,8%.

§2. СВОЙСТВА И ОСНОВНЫЕ КОНСТАНТЫ НЕФТИ

ИНЕФТЕПРОДУКТОВ

Плотность и удельный вес

Различные вещества могут иметь при одинаковых объемах раз­ ные массы. На нефтеперерабатывающих заводах для сравнения ве­ ществ по их массам применяют условную величину — относитель­ ную плотность . Это безразмерная величина, показывающая от­

ношение плотности нефтепродукта при температуре t2 к плотности дистиллированной воды при температуре

В Советском Союзе принято определять плотность нефтепро­ дукта при 20, а воды при 4° С. Таким образом, плотность опреде­ ляется е-»20. Так как плотность воды при 4° С равна единице, числен­ ные значения относительной и абсолютной плотности совпадают.

Для определения плотности вещества q надо массу тела т раз­ делить на его объем V:

p — m/V, кг/м3.

Если за единицу массы принять 1 г, а за единицу объема 1 см3, то единица плотности выразится в г/см3.

В отличие от плотности относительный удельный вес — это отно­ шение массы нефтепродукта при температуре определения к массе

И

химического состава. Действительно, если сравнить одинаково высококипящие углеводороды разных рядов, то окажется, что парафино­ вые углеводороды имеют наименьшую плотность, ароматические наибольшую, нафтеновые среднюю. Поэтому плотность является одной из основных характеристик нефти. Ниже приводится пример­ ная относительная плотность нефтепродуктов.

С увеличением температуры плотность нефтей и нефтепродуктов уменьшается, а объем возрастает. Изменение плотности при изме­ нении температуры можно определить, пользуясь формулой, пред­ ложенной Д. И. Менделеевым: ;

?i ~ Р420 — а — 20),

где @4* — относительная плотность нефтепродукта при температу­ ре t, °С; а — температурная поправка к плотности.

Значения величины а приведены ниже.

12

Пользуясь этими поправками, можно любую плотность, опреде­ ленную при некоторой температуре, привести к относительной плот­ ности при 20° С.

Особое значение имеют плотность и удельный вес при расчете массы нефти и нефтепродуктов тогда, когда их объем определяют непосредственным замером. В этом случае определяют и темпера­ туру продукта. На номограмме (рис. 2) показана зависимость плот­ ности от температуры.

Плотность нефтепродукта определяют при помощи ареометра, гидростатических весов или пикнометра.

Рис. 2. Зависимость плотности от температуры (пунктиром показано определение плотности при 100° С для продукта с плотностью 0,820 при

20° С)

Ареометр (рис. 3) — это стеклянный цилиндрический сосуд с ша­ риком внизу, заполненным ртутью. Нижняя часть ареометра пред­ ставляет собой термометр, а верхняя — градуированная — служит для замера плотности. При погружении ареометра в жидкость он, находясь в вертикальном положении, одновременно показывает плотность и температуру анализируемой жидкости. Отсчет плотно­ сти делают по верхнему мениску. Обычно для большей точности ареометры изготовляют с более узкими пределами плотности (для легких бензинов, тяжелых керосинов и т. д.).

Более точно плотность определяют при помощи гидростатиче­ ских весов (рис. 4), которые представляют собой коромысло, уста­

1'3