Рябов, В.Г.
Технология  переработки  нефти  и  газа.  Часть 1.  Первичная  переработка нефти  и  газа:  конспект  лекций:  учеб.  пособие. –  Пермь:  Изд-во  Перм.  гос. техн. ун-та, 2007 – 225 с.

ISBN 978-5-88151-841-7

Достаточно подробно изложены материалы,  касающиеся общих сведений о происхождении нефти и газа, их добыче, промысловой подготовке, транспортировке с промыслов  на  нефте и  газоперерабатывающие  заводы.  Дан  краткий  исторический  обзор развития нефтяной, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности в мире и в нашей  стране,  роль  нефти  и  газа  как  в  мировом  топливно-энергетическом  балансе,  так и балансе СССР и РФ. Освещены перспективы развития нефтеперерабатывающей и газовой отраслей промышленности.
Большое внимание уделено методам определения и расчета физико-химических свойств жидких и газообразных нефтепродуктов, их эксплуатационным свойствам.
Описаны физические процессы подготовки и переработки нефти и газа, применяемые в промышленности, и, в частности, прямой перегонки нефти и ее фракций. Дана характеристика основных типов аппаратов и получаемых продуктов.
Может быть использован при изучении курса «Химическая технология топлива и углеродных материалов», а именно – физических процессов, связанных с подготовкой и переработкой нефти и газа, их физико-химических и эксплуатационных свойств. Предназначено для студентов специальности «Химическая  технология природ-
ных энергоносителей и углеродных материалов» дневного и заочного отделений.

Издано в рамках инновационной образовательной программы ПГТУ «Создание  инновационной  системы  формирования  профессиональных  компетенций  кадров и центра инновационного развития региона на базе многопрофильного технического университета».
УДК 665.63




ISBN 978-5-88151-841-7    © ГОУ  ВПО «Пермский  государственный технический университет», 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..............................................................................................................    7

Условные обозначения и единицы измерения физических величин ............    9

Перевод внесистемных единиц в единицы си .................................................  11

Глава 1. Общие сведения о развитии нефтяной,
нефтеи газоперерабатывающей промышленности .......................................  12
1.1. Краткий обзор мирового и отечественного развития нефтяной,
нефтеперерабатывающей и газовой промышленности ...............................  12
1.2. Значение нефти и газа в топливно-энергетическом балансе нашей страны и мира......................................................................................  18
1.3. Мировые запасы нефти. ..........................................................................  21
1.3.1. Основные нефтедобывающие страны .............................................  21
1.3.2. Крупнейшие мировые нефтепрерабатывающие заводы................  23
1.3.3. Крупнейшие мировые компании-нефтепереработчики.................  23
1.4. Нефтеи газоперерабатывающая промышленность на современном этапе и перспективы ее развития ......................................  24
1.5. Краткие сведения о происхождении нефти, бурении нефтяных скважин, добыче и транспортировке нефти и газа с промысла
на НПЗ и ГПЗ ..................................................................................................  30

Глава 2. Физико-химические свойства нефти, ее фракций и углеводородных газов.....................................................................................  38
2.1. Плотность .................................................................................................  38
2.1.1. Методы определения плотности ......................................................  42
2.1.2. Характеристический фактор.............................................................  43
2.2. Молекулярная масса ................................................................................  43
2.3. Давление насыщенных паров (упругость паров)..................................  47
2.3.1. Критические параметры....................................................................  49
2.3.2. Фактор сжимаемости.........................................................................  51
2.3.2. Летучесть (фугитивность).................................................................  51
2.3.3. Методы определения давления насыщенных паров ......................  53
2.4. Вязкость ....................................................................................................  54
2.4.1. Зависимость вязкости от температуры............................................  55
2.4.2. Вязкостно-массовая константа.........................................................  57
2.4.3. Вязкость нефтяных дисперсных систем..........................................  57
2.4.4. Зависимость вязкости нефтепродуктов от давления......................  58
2.4.5. Вязкость смеси нефтепродуктов ......................................................  59
2.4.6. Вязкость углеводородных газов и нефтяных паров .......................  60
2.4.7. Приборы для определения вязкости ................................................  61
2.5. Электрические свойства нефти и нефтепродуктов...............................  61
2.6. Оптические свойства нефти и нефтепродуктов ....................................  63
2.6.1. Цвет.....................................................................................................  63
2.6.2. Показатель, или коэффициент, лучепреломления
(коэффициент рефракции) ..........................................................................  63
2.6.3. Оптическая активность .....................................................................  65
2.7. Свойства нефтяных вяжущих (коллоидообразных нефтепродуктов)..............................................................................................  65
2.8. Поверхностное натяжение.......................................................................  67
2.9. Характерные температуры ......................................................................  68
2.9.1. Температуры вспышки......................................................................  68
2.9.2. Температура воспламенения и самовоспламенения ......................  70
2.9.3. Температура застывания...................................................................  70
2.9.4. Температура плавления.....................................................................  71
2.9.5. Температура каплепадения...............................................................  72
2.10. Тепловые свойства нефтепродуктов ....................................................  72
2.10.1. Теплоемкость ...................................................................................  73
2.10.2. Теплота испарения...........................................................................  74
2.10.3. Теплота плавления...........................................................................  75
2.10.4. Теплота сгорания .............................................................................  76
2.10.5. Энтальпия (теплосодержание)........................................................  77
2.10.6. Теплопроводность ...........................................................................  79
2.11. Коллоидно-химические свойства нефтей. Нефтяные дисперсные системы .......................................................................................  80
2.11.1. Коллоидно-химические свойства нефтей......................................  80
2.11.2. Формирование нефтяных дисперсных систем..............................  82
2.12. Фракционный состав нефти и нефтепродуктов ..................................  83
2.12.1. Низкотемпературная ректификация ..............................................  85
2.12.2. Среднетемпературная и вакуумная перегонка..............................  86
2.12.3. Молекулярная дистилляция............................................................  87
2.12.4. Перегонка методом однократного испарения...............................  87

Глава 3. Классификация нефтей, характеристика товарных нефтепродуктов и основные направления переработки нефти......................  88
3.1. Классификация нефтей............................................................................  88
3.1.1. Технологическая классификация .....................................................  89
3.1.2. Техническая классификация.............................................................  91
3.2. Ассортимент товарных нефтепродуктов ...............................................  94
3.2.1. Топлива для карбюраторных двигателей ........................................  94
3.2.1.1. Авиационные бензины................................................................  94
3.2.1.2. Автомобильные бензины............................................................  95
3.2.1.3. Основные показатели качества карбюраторных топлив .........  95
3.2.2. Реактивные топлива .......................................................................... 102
3.2.3. Дизельные топлива............................................................................ 103
3.2.4. Газотурбинные топлива .................................................................... 106
3.2.5. Котельные топлива............................................................................ 107
3.2.6. Растворители...................................................................................... 108
3.2.7. Осветительные керосины.................................................................. 109
3.2.8. Нефтяные масла................................................................................. 110
3.2.8.1. Моторные смазочные масла....................................................... 110
3.2.8.2. Индустриальные масла ............................................................... 112
3.2.8.3. Смазочные масла специального назначения ............................ 114
3.2.9. Парафины, церезины, вазелины ....................................................... 116
3.2.10. Нефтяные битумы............................................................................ 117
3.2.11. Нефтяной кокс ................................................................................. 118
3.2.12. Пластичные смазки ......................................................................... 119
3.3. Основные направления переработки нефти и газа ............................... 120
3.4. Основные принципы выбора варианта переработки
нефти и газа ..................................................................................................... 121

Глава 4. Подготовка и переработка углеводородных газов ........................... 123
4.1. Характеристика и направления использования углеводородных газов. Характеристика конечных продуктов
их переработки ................................................................................................ 123
4.2. Схемы подготовки и переработки углеводородных газов ................... 128
4.3. Подготовка углеводородных газов к переработке................................ 131
4.3.1. Очистка газов от жидкой и твердой дисперсных фаз .................... 131
4.3.2. Очистка углеводородных газов от вредных примесей .................. 133
4.3.2.1. Характеристики вредных примесей .......................................... 134
4.3.2.2. Методы очистки углеводородных газов и характеристики поглотителей.............................................................. 135
4.3.2.3. Утилизация сероводорода .......................................................... 142
4.3.3. Осушка углеводородных газов......................................................... 143
4.3.3.1. Осушка охлаждением ................................................................. 144
4.3.3.2. Абсорбционная осушка .............................................................. 144
4.3.3.3. Адсорбционная осушка .............................................................. 145
4.4. Переработка углеводородных газов....................................................... 148
4.4.1. Низкотемпературная сепарация ....................................................... 148
4.4.2. Низкотемпературная конденсация................................................... 150
4.4.3. Маслоабсорбционное извлечение.................................................... 151
4.4.4. Стабилизация газового бензина и получение индивидуальных углеводородов ................................................................ 152
4.5. Стабилизация и переработка газовых конденсатов.............................. 154
4.6. Извлечение гелия из природного газа.................................................... 158
4.7. Транспортирование и хранение углеводородных газов ....................... 160

Глава 5. Подготовка нефти к переработке ....................................................... 163
5.1. Вредные примеси в нефтях и их влияние на транспортировку
и переработку нефти....................................................................................... 163
5.2. Дегазация и стабилизация нефти. Потери легких фракций
нефти при ее транспортировке и хранении .................................................. 165
5.3. Обезвоживание и обессоливание нефтей. Технологическое и аппаратурное оформление процессов обезвоживания
и обессоливания .............................................................................................. 171
5.3.1. Факторы, способствующие стабилизации и разрушению водонефтяных эмульсий ............................................................................. 172
5.3.2. Методы разрушения нефтяных эмульсий ....................................... 175
5.3.2.1. Механические методы ................................................................ 175
5.3.2.2. Термохимические методы .......................................................... 176
5.3.2.3. Электрические методы ............................................................... 178
5.4.Особенности подготовки высоковязких нефтей .................................... 181
5.5. Смешение нефтей..................................................................................... 183

Глава 6. Первичная перегонка нефти ............................................................... 186
6.1. Методы переработки нефти и нефтяных фракций................................ 186
6.2. Методы перегонки нефти и нефтяных фракций ................................... 187
6.2.1. Перегонка нефти и нефтяных фракций с однократным
и многократным испарением...................................................................... 189
6.2.2. Перегонка нефти и нефтяных фракций в присутствии
испаряющего агента .................................................................................... 192
6.2.3. Перегонка нефти и нефтяных фракций под вакуумом................... 193
6.2.4. Экстрактивная и азеотропная ректификация .................................. 194
6.3. Подвод и отвод тепла в колонны ректификации................................... 195
6.4. Четкость ректификации при перегонке нефти и ее фракций............... 199
6.5. Материальный баланс перегонки нефти. Характеристики получаемых продуктов и направления их использования .......................... 200
6.6. Расчет ректификационных колонн ......................................................... 205
6.6.1. Отбензинивающая колонна .............................................................. 205
6.6.2. Расчет основной атмосферной колонны.......................................... 207
6.6.3. Колонна стабилизации ...................................................................... 208
6.6.4. Колонна вторичной перегонки бензина .......................................... 208
6.6.5. Технологический расчет блока вакуумной перегонки................... 208
6.7. Перегонка нефти с ректификацией ........................................................ 210
6.8. Установка прямой перегонки нефти ...................................................... 213
6.9. Интенсификация процесса прямой перегонки нефти........................... 216
6.10. Комбинирование установки АВТ со вторичными процессами ......... 222

Список использованной и рекомендуемой литературы ................................. 224