Основы промысловой добычи и подготовки нефти - Курс лекций

1. Физико-химические основы подготовки нефти, нефтяного газа и попутно добываемой воды 1.1 Физико-химические свойства нефти, газа и воды 1.1.1 физико-химические свойства нефти Химический элементарный и групповой состав нефти, гетероатомные соединения, минеральные компоненты. Нефть представляет собой сложную природную смесь углеводородов различных классов, а так же многочисленных сернистых, азотистых, кислородных и некоторых других соединений. Основными элементами, входящими в состав нефти, являются углерод (С 82-87%) и водород (Н 11-14%), основные вещества - углеводороды Кроме того, в состав нефти входят сера (S - 0,1-5%),.азот (N) и кислород(O). Содержание азота и кислорода обычно не превышает десятых долей %, но, например, Калифорнийская нефть содержит до 1,7% N и 1,2% О. Именно присутствием Н объясняется жидкое состояние нефти (в углях, например, его приблизительно до 5% и они твёрдые). Фракционный состав Разделение сложных смесей на более простые или на индивидуальные компоненты называют фракционированием. При выделении индивидуальных веществ используют ректификацию, экстракцию, кристаллизацию из растворов, хроматографию. В лабораторной практике при определении фракционного состава погоны отбирают в интервале температур начало кипения - 100оС и далее через каждые 100оС. Это соединения, относящиеся к гомологическому ряду насыщенных углеводородов (СnH2n 2). Фазовое состояние их зависит от температуры нефти и давления. Растворяются они в нефти только при повышенных температуре и давлении (40оС и выше). Парафины имеют небольшой молекулярный вес (С19-С35), химически инертны. Бициклические (СnH2n-2), в состав молекулы которых входит два цикла, например циклопентилциклогексан, декагидронафталин Три- и полицилические (СnH2n-4, СnH2n-6) в состав молекулы которых входит три и более циклов, например 4-(циклопентил)циклогексан. По физическим и химическим свойствам циклические и полициклические соединения близки к алканам, но имеют более низкую температуру плавления и более высокую температуру кипения, чем соответствующие гомологи нормального строения. В основу химической классификации нефтей, разработанной акад. С. С. Наметкиным, положено содержание в нефти основного компонента, содержащегося в количестве не менее 50%. Основными параметрами, величина которых учитывается при этой классификации, являются: содержание парафина, серы, фракций, выкипающих до 350оС, содержание масел: Содержание серы: Класс I малосернистые - менее 0,5% Класс II сернистые - 0,51-2% Класс III высокосернистые - более 2% Содержание фракций, выкипающих до 350оС Тип Т1 более 45% Тип Т2 30-35% Тип Т3 менее 30% Содержание масел Группа М1 более 20% Группа М2 15-20% Группа М3 менее 15% Содержание парафина: Вид П1 Малопарафиновые - не более 1,5% Вид П2 Парафиновые - 1,5-6% Вид П3. В зависимости от того, что является ДФ, а что - ДС все ВНЭ делят на эмульсии первого рода или прямые: ДФ - нефть, ДС - вода, нефть в воде; и эмульсии второго рода или обратные: ДФ - вода, ДС - нефть, вода в нефти.