Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АГРЕРАТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, в нефтепродукт последовательно порциями вводят О,5-5мас.% ароматического концентрата, содержащего 50-100 об.% ароматических углеводородов, в полученных продуктах последовательно определяют вязкость при температуре на 2-3°С ниже температуры помутне;ния исходного нефтепродукта и по минимальному вязкости судят об агрегативной устойчивости нефтепродукта .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) П1);

601М11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

), ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / ." ;:

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

05 10 Ю 40 О X0 U O.Î %5 О 5Р ЯО Д

МОЖАЮ арюиатгческоя юрщеацрдеу (21) 3404641/23-04

I (22) 18.12.81 (46) 23.10.83. Бюл. 9 39 (.72) З.И.Сюняев, E.B.Ñìèäîâè÷, P.Ã.Àáäóëüìàíîâ, Т.Ю.Баженов, П.Ю.Сериков и В.Н.Еркин (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина (53) 665.7.035(088.8) (56) 1. Носаль Т.М. и др. "Нефтепереработка и нефтехимия", 9 7, 1978, с. 8-11 (прототип ).

2. Сюняев 3.И, Нефтяной УГлерод.

М.,"Химия", 1980, с. 272.

Мссв (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АГРЕРАТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, в нефтепродукт последовательно порциями вводят 0,5-5мас.Б ароматического концентрата, содержащего 50-100 об.% ароматических углеводородов, в полу ченных продуктах последовательно определяют вязкость при,температуре на 2-3 С ниже температуры помутнео ния исходного нефтепродукта и по мннимальйому знаеению вязкости судят об агрегативной устойчивости нефте-. продукта.

1049786

Изобретенне относится к способам определения агрегатного состояния нефтяных дисперсных систем, а именно, к определению агрегативной устойчивости нефтепродуктов (вакуумных дистиллятов), и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, например, в процессе каталитического крегинга, а также при хранении и транспорте вакуумного дистил- Я лята.

Использование агрегативно-устойчивого дистиллята позволит интенсифицировать процесс крекинга за счет уменьшения коксообразования и .увеличения выхода бензина, а также оптимизировать условия транспорта и хранения вакуумного дистиллята, так как при этом предотвращается его расслаивание в емкостях.

Известен способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов, содержащих асфальтены, заключающийся в том, что испытуемый нефтепродукт растворяют в смеси толуол-гептан, центрифугируют полученный раствор и по степени равномерности распределения осажденных .асфальтенов в верхнем н нижнем сЛоях раствора .оценивают устойчивать данного нефтепродукта f1:1

Однако этот способ не пригоден 30 для анализа нефтепродуктов, не содержащих асфальтены, в частности вакуумным дистиллятам, и является относительно сложным.

Целью изобретения .является упрощение способа определения агрегатнвной устойчивости нефтепродуктов.

Поставленная цель достигается

-тем, что согласно способу, заключающемуся в том, что в нефтепродукт последовательно порциями вводят

0,5-5 мас.% ароматического концентрата, содержащего 50-100 об.% аро- матических углеводородов, s полученных продуктах последовательно определяют вязкость при температуре на 2-3 С ниже температуры помутнения д исходного нефтепродукта и по минимальному значению вязкости судят об агрегативной устойчивости нефтепродукта. 50

На чертеже представлены кривые зависимостей кинематической вязкости.

Способ осуществляют следующим

Ъ .образом.

В пробу с вакуумным дистиллятом, выкипающим в интервале 350-500 С, последовательно вводят ароматический концентрат, взятый от 0,5 до 5 мас.% к исходному сырью, содержащий

50-100 об.% ароматических углеводо- 60 родов.

Полученную смесь перемешивают, заполняют жидкостный вискозиметр и опредяляют вязкость меси при температуре на 2-3 С ниже температуры 65 о йомутнения. Температуру помутнения определяют визуально в пробирке с испытуемым вакуумным дистиллятом, помещенным в водяную баню.

Характерной особенностью температуры помутнения является то, что как в случае понижения температуры дистиллята от состояния истинного раствора, так и в случае повышения температуры от коллоидного состояния в интервале данных температур имеет место точка мицеллообразования.

Система при такой критической температуре находится, с одной стороны, в состоянии истийного раствора, а с другой имеет мицеллы — отдельные частицы дисперсной фазы золя, состоящие из кристаллического или аморфного ядра и поверхностного слоя, включающего сольватно связанные молекулы окружающей жидкости. По минимальному .значению вязкости проб судят об агрегативной устойчивости вакуумного дистиллята.

В качестве ароматических концентратов могут быть использованы экстракт селективной очистки масел, смола пиролиза, заксилольная фракция.

Экстракты масляных фракций получают в качестве побочного продукта при селективной очистке прямогонных вакуумных дистиллятов на масляных блоках нефтеперерабатывающих заводов.

Концентрация ароматических углеводородов в экстрактах зависит от природы исходного сырья и режима экстракции и колеблется в пределах от 50 до 90 об %. Пределы выкипания экстрактов составляют для фракции

300-. 350 С, для 6,350-420 С для Щ

370 500оС.

Смола пиролиза образуется в процессе пиролиэа различных углеводородных газов и нефтяных фракций. Выход смолы составляет до 30-40 мас.% на сырье. Содержание ароматических углеводородов в смоле с пределами выкипания 300-500 С составляет.

75"80%, Заксилольную фракцию получают на топливных блоках нефтеперерабатывающих заводов после удаления бензола, толуола и ксилола иэ продуктов каталитического риформинга. Такая фракция выкипает при температуре выше 300 С. Содержание ароматических .соединений составляет 95 об.%.

Изобретение основывается на новой модели строения нефти и нефтепродуктов и базируется на принципах физико-химической механики нефтяных дисперсных систем (2 ).

В соответствии с этой моделью, нефть и нефтепродукты содержат в своем составе сложные структурные единицы, представляющие собой тяжелые надмолекулярные образования с различной толщиной сольватной оболочки.

1049786

Такие сложные структурные единицы в обычных условиях находятся в равновесии с молекулярной частью системы. Способность к расслоению на фазы характеризуется ее структурно-. механической прочностью и оценивает- 5 .ся агрегативной устой вшивостью системы. Следовательно, путем внешнегО воздействия на такую систему с по« мощью малых количеств ароматических добавок можно добиться разукрупнения размеров структурных единиц, их упорядоченности в общем объеме и по снижению вязкости при определенной::. температуре можно судить о степени ее агрегативной устойчивости. При некоторой концентрации ароматической . добавки вязкость достигает минимального значения, а состояние системы: характеризуется максимальной устой.- . чивостью.

II р и м е р 1. В 200 г вакуумного газойля-фракции 350-500 С западо но-сибирской Нефти с характеристихой (см. табл. 1) вводят экстракт. се- ., лективной очистки масел фракции, 300-.500вС к исходному сырью состава, представленного и табл. 2.

Определяют кинематическую вяз-.. кость всех проб при температуре

30 С жидкостным вискозиметром типа .

ВПЖ с диаметром капилляра 2 мм стан- 30 дартным способом.

Зависимость {кривая 1) кинемати.ческой вязкости как величины„ характеризующей агрегативную устойчивость вакуумного газойля от добавок экст- 35 ракта, прецставлена в табл. 3

Результаты испытания дистиллятов с различной вязкостью в процессе крекинга при 490ОС, массовой скорости.4 ч-«, кратности отношения катализатора к сйрью три представлены 40 в табл. 4.

Из приведенных данных видно, что при смешении вакуумного дистиллята с двумя процентами экстракта кинематическая вязкость системы при 30 С : 45 имеет минимальное значение, равное

160 сСт, и характеризует систему как агрегативно-устойчивую.

В результате каталитического крекинга агрегативно-устойчивого сырья .выход кокса снижается также до минимального значения, равного

3,2 мас.В на исходное сырье, а выход бензина увеличивается до 45 мас.% на исходное сырье,по сравнению свакуумным дистиллятом с вязкостью 230 сСт и не находящемуся в состоянии агрегативной устойчивости, где выход кокса и бензина составляет на исходное сырье 8,2 и 40,1% соответственно.

Пример 2. Характеристика вакуумного дистиллята и условия определения кинематической вязкости такие -же, как и в присере 1, но в качестве добавки используют смолу пиролиэа, выкипающую в пределах

300-500 С, с содержанием суммы ароматических углеводородов 523.

Зависимость вязкости от величины агрегативной устойчивости вакуумного газойля при добавке смолы пиролиза представлена кривой 2. При значении вязкости 168 сСт вакуумный дистиллят агрегативно устойчив и не расслаивается в течение контроль" ного периодоа,.т.е. одного месяца.

В результате каталитического крекирования (аналогично примеру 1) приведен .ого сырья вязкостью 168 сСт количесTBo кокса составляет 4Вр количество бензина 43,83, тогда как с вязкостью 230 сСт 8,2Ъ и 40% .соответственно.

Пример. 3. Все условия также как и в примере 1,-но в качестве добавки используют эаксилольную фракцию .250-500ОС с содержанием ароматики до 95 об.%. Кинематичесхая вязкость смеси 155 сСт является минимальной, и характеризует систему как агрегативна-устойчивую (кривая 3). При крекировании в условиях примера 1 получают 2,8 мас.Ъ кокса и .45,3 мас.% бензина, тогда, как в сопоставительных условиях без добавки выход кокса и, бензина составил

8,2 и 40 мас.В соответственно.

Иэ -приведенных примеров видно, что минимальная вязкость сырья совпадает с его агрегативной устойчивостью, что подтверждается процес,сом;каталитического крекинга, а также временем месячной выдержки, в течение которого не наблюдалось их расслаивание.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет рещить задачу определения агрегативной устойчивости вакуумных дистиллятов, 1049786

Таблица 1

2О

Сера,, %

Температура застывания, ОС.

Групповой химический состав, мас,%

0 9210 1, 66 28 18 32.

43,5 15,9 15,4 17,3 7,9 . 230

Таблица 2

Групповой химическвй состав, мас.%

В 50

Температура застывания

Парафи- Легкая Средняя тяжелая Смолы ны.+ аромат. аромат. аромат. нафтены

22 3 21 2 18,2 30 4

0,957 17,9

7,9

Таблица 3

Количество добавляемого экстракта, мас. %

Показатели

Ос5 1 1<5 «2 2<5 3 3Зс5 4 4ь5 5 5с5

230 210 180 168 160 185 205 212 216 220 225 238

Агрегативная устойчивость

s течение месячного наблюдения . р р р нр нр нр р р р р

P P

П р и м е ч а н и е. р- расслаивается нр — не расслаивается.

Т а б л и ц а 4

Покаэатели

Количество добавляемого экстракта, вес.%

4 4,5 5 5,5

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3 5

230 210 180 168 160 185 205 212 216 220 225 238

Вяэкость

М, сСт

6 5,2 4 3,2 3,4 4,3 5,2 6,8 7,6 8 8,6

Выход кокса,%

8,2

Выход бенэинас%

41 43,0 43,4 45 44,2 43,0 44,1 41,8 42,8 40,6 39,9

ЬНИИПИ Заказ 8405/40 Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Вяэкость 4 при сСт

Температура помутнения, ОС

Пара- Лег- Сред- Тяже- Смофины кая няя лая лы

+ наф- аром аром. аром.. тены

Вязкость

Сст . при

7=30 С