Физико-химические свойства угленосной Куакбашской нефти

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 28Следующая ⇒

В качестве углеводородного сырья используются также высоковязкие нефти (ВВН) и природные битумы (ПБ).

Характерной особенностью высоковязких нефтей и природных битумов является высокое содержание сернистых (содержание серы – 3- 5 %), азотистых и металлоорганических соединений. Гетероорганические компоненты и металлы концентрируются в основном в смолисто-асфальтеновой части.

Относительно высокое содержание асфальтенов – важная характерная особенность природных битумов. Это обусловливает высокую вязкость, которая вызывает в процессе переработки (начиная от транспорта и подготовки природного битума к переработке) определенные трудности. В этом углеводородном сырье содержание металлов (в основном ванадий и никель) в несколько раз превышает их концентрацию в обычных легких нефтях. Выход бензиновых фракций из природных битумов не выше 10 %, а светлых нефтепродуктов – не превышает 25 % массы. Чем больше в нефти серы, металлов, тем труднее осуществить ее деструктивно-каталитическую и гидрогенизационную переработку.

Асфальтены - наиболее высокомолекулярные соединения природных битумов. В состав асфальтенов входят углерод, водород, кислород, сера. Асфальтены нерастворимы в предельных углеводородах, частично растворимы в нафтеновых углеводородах и лучше в ароматических углеводородах.

Из-за плохой растворимости в углеводородах, асфальтены природных битумов не образуют истинных растворов. Поэтому битумы представляют собой коллоидные системы. Как и все коллоидные системы, дисперсия асфальтенов не является агрегативно устойчивой. При изменении условий частицы асфальтенов могут слипаться вплоть до полной коагуляции и выпадения в осадок.

Одним из главных факторов, определяющих свойства битумов, является групповой химический состав. Зависимости между химическим составом и физико-механическими свойствами битумов пока точно не установлены. Основными группами химических соединений, которые определяют структуру битумов, принято считать асфальтены, смолы и масла.

Содержание асфальтенов, смол и масел в битумах колеблется в пределах: асфальтены 8-45 %, смолы 20-25 %, масла 33-63 %.

Анализ асфальтенов, выделенных из различных нефтей, показал, что все они характеризуются содержанием углерода в пределах 80 - 86 %, водорода 7,3 - 9,4 % и довольно постоянным соотношением углерод: водород (около 10).

Масла относятся к углеводородным компонентам нефти. Молекулярный вес их колеблется в пределах 400-800 а.е.м., и лишь небольшая часть характеризуется более высоким молекулярным весом. Основную часть масел представляют углеводороды смешанного строения с различным сочетанием парафиновых цепей и нафтеновых и ароматических колец. Анализ элементного состава масляной части различных нефтей показал, что масла в общем характеризуются примерно одинаковым содержанием углерода (около 85 %) и водорода (12-13 %); отношение углерода и водорода приблизительно равно 7.

Общие элементы в строении углеродного скелета высокомолекулярных соединений нефти (углеводородных и неуглеводородных), а также близость элементного состава смол и асфальтенов, несомненно, говорят о наличии генетической связи в ряду масла – смолы – асфальтены.

Из анализа литературных источников вытекает, что чем больше содержится в нефтях асфальто-смолистых компонентов, чем выше отношение асфальтенов к смолам и меньше содержание твердых парафинов.

Ниже приведены физико-химические характеристики природных битумов Мордово-Кармальского, Ашальчинского, Каменского и Олимпиадовского месторождений.

Отличительной характеристикой Мордово-Кармальского природного битума является высокое содержание асфальтенов (12,5 %), смол (26 %) и серы (3,9 %). В нем отсутствует фракция, выкипающая до 200 ⁰С. До 350 ⁰С выкипает всего 23 %. Остаточная фракция (>450 ⁰С) содержится в значительных количествах – 56,2 %.

Физико-химические характеристики Мордово-Кармальского природного битума, добытого различными методами, и Ашальчинского природного битума даны соответственно в табл. 1.7 и 1.8.

Таблица 1.7

Физико-химические характеристики Мордово-Кармальского

природного битума, добытого различными методами

Таблица 1.8

Физико-химические характеристики природного битума

Ашальчинского месторождения

Физико-химические характеристики природного битума Каменского месторождения для двух режимов отбора (естественным путем (I) и после закачки пара (II)) и Олимпиадовского месторождения (для четырех режимов) даны, соответственно, в табл. 1.9 и 1.10.

Таблица 1.9

Физико-химические характеристики проб природного битума

Каменского месторождения

Свойства природного битума, добытого естественным путем и после закачки пара, изменились незначительно, кроме содержания воды, которая в пробе после закачки пара увеличилась с 5,6 до 12,0 % об., и коксуемости с 4,7 до 8,6 % массовых.

Таблица 1.10

Физико-химические характеристики природных битумов

Олимпиадовского месторождения

Выводы:

При изучении физико-химических свойств высоковязких нефтей и природных битумов установлено, что они являются ценным углеводородным сырьем для производства высококачественных дорожных, строительных и специальных битумов, моторных топлив, смазочных масел, разнообразных химических продуктов.

1.3. Распределение мировых запасов тяжелых нефтей и природных битумов.[1]

Запасы природных битумов и тяжелых нефтей в мире несколько раз превышают запасы средних и легких нефтей. Мировые извлекаемые запасы природных битумов распределяются следующим образом: Канада – 75 %, Россия – 22 %, остальные страны мира - 3 % [7].

Мировые запасы тяжелых нефтей и природных битумов сосредоточены в 63 геологических провинциях и оцениваются от 500-550 до 1 триллиона млрд. м³, около половины из них являются доказанными запасами, а остальные – прогнозными табл. 1.11, рис. 1.1.

Таблица 1.11

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров