Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов

/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ы4 э ц вич,ов,ябрьскойго Красногоческой иИ,М.Губкина Нефтеп 7, 197 ефтяной углерод. 272. 0 О 40 О 3,0 3,5 Ю,д %5 ЯО 5;5 ФМю арюиотгческоя ющеащае ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ( 21) 3404641/23-04 (22) 18,12.81 (46) 23.10.83. Бюл. Р 39 (.72) З.И.Сюняев, Е.В,Смидо Р.Г,Абдульманов, Т,Ю,Важен П.Ю,Сериков и В.Н,Еркин (71) Московский ордена Окт Революции и ордена Трудово Знамени институт нефтехими газовой промышленности им. (53) 665.7.035(088.8) (56) 1, Носаль Т.М. и др. реработка и нефтехимия", В с. 8-11 (прототип ).2. Сюняев З.И, Н М.,"Химияф, 1980, сМеев(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АГРЕГАТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НЕфЕПРОДУКТОВ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа, в нефтепродукт последовательно порциями вводят 0,5-5 мас.Ф ароматического концентрата, содержащего 50-100 об.% ароматических углеводородов, в полученных продуктах последовательно определяют вязкость при,температуре на 2-3 С ниже температуры помутнеония исходного нефтепродукта и по мннимальйому значению вязкости судят об агрегативной устойчивости нефте-. продукта.ИзобретенИе относится к способамопределения агрегатного состояниянефтяных дисперсных систем, а именно,к определению агрегативной устойчивости нефтепродуктов (вакуумныхдистиллятов), и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, например, в процессе каталитического крегинга, а также при хранении и транспорте вакуумного дистиллята.Использование агрегативно-устойчивого дистиллята позволит интенсифицировать процесс крекинга засчет уменьшения коксообразования и.увеличения выхода бензина, а такжеоптимизировать условия транспорта ихранения вакуумного дистиллята, таккак при этом предотвращается егорасслаивание в емкостях,Известен способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов,содержащих асфальтены, заключающийсяв том, что испытуемый нефтепродуктрастворяют в смеси толуол-гептан,центрифугируют полученный раствор ипо степени равномерности распределения осажденных .асфальтенов в верхнемн нижнем сЛоях раствора .оцениваютустойчивать данного нефтепродукта 1:1Однако этот способ не пригоден 30для анализа нефтепродуктов, не содержащих асфальтены, в частности Квакуумным дистиллятам, и являетсяотносительно сложным.Целью изобретения,является упро- З 5щенне способа определения агрегатнвной устойчивости нефтепродуктов,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу, заключающемуся в том, что в нефтепродуктпоследовательно порциями вводят0,5-5 мас,% ароматического концентрата, содержащего 50-100 об. аро-матических углеводородов, в полученных продуктах последовательно определяют вязкость при температурена 2-3 С ниже температуры помутненияисходного нефтепродукта и по минимальному значению вязкости судят обагрегативной устойчивости нефтепродукта. 50На чертеже представлены кривыезависимостей кинематической вязкости.Способ осуществляют следующим.образом.В пробу с вакуумным дистиллятом,выкипающим в интервале 350-500 ОС,последовательно вводят ароматическийконцентрат, взятый от 0,5 до 5 мас.Ък исходному сырью, содержащий50-100 об,Ъ ароматических углеводородов.Полученную смесь перемешивают, заполняют жидкостный вискозиметр и опредяляют вязкость меси при температуре на 2-3 С ниже температуры 65о йомутнения. Температуру помутненияопределяют визуально в пробирке сиспытуемым вакуумным дистиллятом,помещенным в водяную баню.Характерной особенностью температуры помутнения является то, чтокак в случае понижения температурыдистиллята от состояния истинногораствора, так и в случае повышениятемпературы от коллоидного состоянияв интервале данных температур имеетместо точка мицеллообразования.Система при такой критической температуре находится, с одной стороны,в состоянии истийного раствора, ас другой имеет мицеллы - отдельныечастицы дисперсной фазы золя, состоящие из кристаллического или аморфного ядра и поверхностного слоя,включающего сольватно связанныемолекулы окружающей жидкости. Поминимальному .значению вязкости пробсудят об агрегативной устойчивостивакуумного дистиллята,В качестве ароматических концентратов могут быть использованы экстракт селективной очистки масел,смола пиролиза, заксилольная фракция.Экстракты масляных фракций получают в качестве побочного продуктапри селективной очистке прямогонныхвакуумных дистиллятов на масляныхблоках нефтеперерабатывающих заводов,Концентрация ароматических углеводородов в экстрактах зависит от природы исходного сырья и режима экстракции и колеблется в пределах от 50до 90 об , Пределы выкипания экстрактов составляют для Фракции300-.350 С, для 6,350-420 С для в370-500 С.Смола пиролиза образуется в процессе пиролиэа различных углеводородных газов и нефтяных Фракций. Выходсмолы составляет до 30-40 мас,В насырье. Содержание ароматическихуглеводородов в смоле с пределамивыкипания 300-500 С составляет.75"80,Заксилольную Фракцию получаютна топливных блоках нефтеперерабатывающих заводов после удаления бензола, толуола и ксилола иэ продуктовкаталитического Риформинга, Такаяфракция выкипает при температуревыше 300 С. Содержание ароматическихсоединений составляет 95 об,Ъ.1Изобретение основывается на новоймодели 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 тяжелыенадмолекулярные образования с различной толщиной сольватной оболочки.Такие сложные структурные единицыв обычных условиях находятся в равновесии с молекулярной частью системы. Способность к расслоению нафазыхарактеризуется ее структурномеханической прочностью и оценивает.ся агрегативной устой вшивостью системы, Следовательно, путем внейнегОвоздействия на такую систему с помощью малых количеств ароматических.добавок можно добиться разукрупненияразмеров структурных единиц, их упорядоченности в общем объеме и поснижению вязкости при определенной.температуре можно судить о степениее агрегативной устойчивости. Принекоторой концентрации ароматической. добавки вязкость достигает минимального значения, а состояние системы:характеризуется максимальной устой.- чивостью.П р и м е р 1. В 200 г вакуумного газойля фракции 350-500 С западоно-сибирской Нефти с характеристихой(см, табл. 1) вводят экстракт.се-,лективной очистки масел Фракции,300-.500 фС к исходному сырью состава,представленного и табл. 2,Определяют кинематическую вяз- .кость всех проб при температуре30 аС жидкостным вискозиметром типа .ВПЖ с диаметром капилляра 2 мм стандартным способом.Зависимость (кривая 1) кинематической вязкости как величины характеризующей агрегативную устойчивостьвакуумного газойля от добавок экстракта, прецставлена в табл. 3Результаты испытания дистиллятовс различной вязкостью в процессекрекинга при 4900 С, массовой скорости.4 ч-., кратности отношения катализатора к сырью три представленыв табл. 4.Из приведенных данных видно, чтопри смешении вакуумного дистиллятас двумя процентами экстракта кинема"тическая вязкость системы при 30 Симеет минимальное значение, равное160 сСт, и характеризует системукак агрегативно-устойчивую.В результате каталитического крекинга агрегативно-устойчивого сырьявыход кокса снижается также доминимального значения, равного3,2 мас. на исходное сырье, афвыход бензина увеличивается до 45 мас. наисходное сырье,по сравнению свакуумным дистиллятом с вязкостью 230 сСти не находящемуся в состоянии агрегативной устойчивости, где выход5 кокса и бензина составляет на исходное сырье 8,2 и 40,1 соответственно,П р и м е р 2. Характеристикавакуумного дистиллята и условияопределения кинематической вязкости10 такие же, как и в присере 1, но вкачестве добавки используют смолупиролиэа, выкипающую в пределах300-500 С, с содержанием суммы ароматических углеводородов 52,Зависимость вязкости от величиныагрегативной устойчивости вакуумного газойля при добавке смолы пиролиза представлена кривой 2, При значении вязкости 168 сСт вакуумныйдистиллят агрегативно устойчив ине расслаивается в течение контроль"ного периодоа,.т,е. одного месяца.В результате каталитическогокрекирования (аналогично примеру 1)приведен.ого сырья вязкостью 168 сСт25 количество кокса составляет 4, количество бензина 43,8, тогда какс вязкостью 230 сСт 8,2 и 40 .соот"вещественно.П р и м е р. 3. Все условия также30 как и в примере 1,.но в качестведобавки используют эаксилольнуюФракцио .250-5000 С с содержаниемароматики до 95 об Кинематичесхаявязкость смеси 155 сСт являетсяминимальной, и.характеризует системукак агрегативна-устойчивую (кривая 3).При крекировании в условиях примера 1 получают 2,8 мас. кокса и.45,3 мас. бензина, тогда, как всопоставительных условиях без добавки выход кокса и, бензина составил8,2 и 40 мас. соответственно.Иэ приведенных прймеров видно,что минимальная вязкость сырьясовпадает с его агрегативной устой 45 чивостью, что подтверждается процес,сом каталитического крекинга, атакже временем месячной выдержки,в течение которого не наблюдалосьих расслаивание.Таким образом, предлагаемыйспособ позволяет рещить задачу определения агрегативной устойчивостивакуумных дистиллятов,1049786 Таблица 1 2 О СераФ Температура застывания,Групповой химический состав, мас,Ъ 0,9210 1,66 2,8 18 32 43,5 15,9 15,4 17,3 7,9 230 Таблица 2 Групповой химический состав, мас.Ъ 20 Температуразастывания Парафи- Легкая Средняя тяжелая Смолыны.+ аромат. аромат, аромат.нафтены 22 3 21 2 18 2 30 4 0,957 17,9 7,9+9 Таблица 3 Количество добавляемого экстракта, мас. Ъ Показатели Ос 5 1 1 с 5 2 2 с 5 -3 Зс 5 4 4 с 5 5 5 с 5 230 210 180 168 160 185 205 212 216 220 225 238 Агрегативная устойчивость в течение месячного наблюдения . р р р нр нр нр р р рр Р Р 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 6,6 Выход кокса,% 8,2 Выход бенэинасф 40 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 Вязкость 4присСт Температура помутнения, ОС Пара- Лег- Сред- Тяже- Смофины кая няя лая лы