ФРАКЦИОННАЯ РАЗГОНКА И АНАЛИЗ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДОВ ПОСРЕДСТВОМ МИНИДИСТИЛЯЦИИ

Теория фракционной разгонки. Рассмотрены способы осуществления анализа фракционного состава нефтепродуктов, достоинства и недостатки, моделирование и др.

Показатели качества нефтепродуктов. Рассмотрены основные показатели качества нефтепродуктов и возможность их расчета на основе фракционного состава и моделирования.

О разработчиках

Другие проекты. В настоящее время ведется работа по комплексной переработке органосодержащих отходов в высококалорийный топливный газ

В настоящее время разработана и развивается технология и аппаратурное оформление ФРАКЦИОННОЙ РАЗГОНКИ И АНАЛИЗА ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДОВ ПОСРЕДСТВОМ МИНИДИСТИЛЯЦИИ (руководитель: профессор Абаев Генрих Николаевич).

1. Основные определения.

Как известно, нефтепродукты представляют собой смесь большого количества индивидуальных углеводородов (фракций), а одной из основных характеристик углеводородов является их температура кипения. Поэтому любой из нефтепродуктов выкипает в определенном температурном диапазоне, называемым фракционным составом нефтепродукта. Начало кипения нефтепродуктов характеризуется температурой начала кипения - Тнк, окончание кипения (когда весь продукт выкипел) - температурой конца кипения Ткк. Определение фракционного состава называется фракционной разгонкой или анализом фракционного состава. Одним из традиционных способов анализа фракционного состава нефтепродуктов является их ручная перегонка (дистиляция) при атмосферном давлении на стандартной установке по методике ГОСТ2177, ASTM-D86 и др. Продолжительность такого анализа составляет 40-60 мин., является трудоемким и не позволяет получать оперативную информацию о фракционном составе нефтепродуктов. В качестве примера предлагаем посмотреть результаты фракционной разгонки бензина А-76 в виде графика зависимости объема выкипевшего продукта (доли отгона) от температуры кипения.

2. Оборудование

Развитие работ по моделированию ФРН привело к созданию нами компьютерной системы (КС) моделирования на основе фракционной разгонки светлых нефтепродуктов. Созданная компьютерная система (КС) предназначена для решения различных аналитических и технологических задач и использования в технологических и исследовательских целях. При создании компьютерной системы в нее заложены следующие принципы:

1. Простой анализ характеристик нефтепродукта с помощью датчика, где измеряются всего два параметра - температура в жидкой фазе и избыточное давление паров в колбе выкипающего нефтепродукта;
2. Вычисление по этим двум характеристикам параметров ФРН - температуры начала кипения (Тнк), температуры конца кипения (Ткк), фракционного состава; а так же других показателей качества нефтепродуктов, коррелирующих с их фракционным составом (температура вспышки, самовоспламенения, застывания, плотность и др.)
3. Решение с помощью специально разработанных алгоритмов различных задач нефтепереработки.

Технические возможности КС позволяют решать различные аналитические и технологические задачи на основе простой, постепенной перегонки. А именно: анализировать фракционный состав высококипящих нефтепродуктов не используя вакуума, определять ИТК нефтепродукта, решать задачи компаундирования и др. В частности, с помощью КС возможно определение молекулярного веса и плотности паров и жидкости кипящего нефтепродукта.
Компьютерная система анализа фракционного состава нефтепродуктов в своём развитии прошла ряд этапов. Первоначально были созданы основные методы и алгоритмы, основанные на разработанной модели фракционной разгонки и установленных закономерностях ее интегральной аддитивности. Было создано 3 макета датчика компьютерной системы "Полоцк". Совместно с французской фирмой ISL был создан анализатор PMD-100, производство которого освоено к настоящему времени. Учитывая выявленный в процессе эксплуатации ряд недостатков, были позтапно внесены и отработаны в КС необходимые конструктивные измерения. Дальнейшее развитие КС связано с созданием специальных алгоритмов для решения различных аналитических и технологических задач нефтепереработки, нефтехимии и смежных отраслей промышленности.
В настоящее время существует проект совместной белорусско-росийской реализации КС

3. Особенности и достоинства

Компьютерная система состоит из датчика и персонального компьютера.
Метод анализа заключается в разделении сложных углеводородных смесей на фракции путем постепенной перегонки 10мл пробы анализируемого вещества (минидистиляции) с последующей регистрацией значений температур, избыточного давления в колбе. Анализатор работает исключительно в сочетании с ПЭВМ. С помощью ПЭВМ осуществляется считывание данных с анализатора, управление его работой и обработка результатов анализа.
Набор прикладных программ включает:
Программу для управления работой анализатора;
Программу для определения параметров фракционной разгонки нефтепродуктов и других физико-химических характеристик.
Технические характеристики КС:
1.Время готовности после включения в сеть: 1-5 сек
2.Максимальное время нагрева пробы до падения 1-ой капли: 3 мин
3. Макисмальное время дистилляции: 5 мин
4.Время для подготовки к анализу следующей пробы: 5 мин
5.Диапазон измерения температур кипения: 25..400°С
6.Средняя погрешность анализов:
а) для температуры начала кипения: 3°С
б) для температуры конца кипения 5°С
в) для температуры текущих точек 4°С
7.Напряжение питания 220 В
8. Максимальная потребляемая мощность 150 Вт

По своим техническим характеристикам (быстродействие, сходимость и воспроизводимость результатов анализа, габариты, вес и др.) КС превосходит известные мировые аналоги. Единичный экземпляр КС успешно прошел метрологическую аттестацию на соответствие нормам ГОСТ 2177-82 в системе Белгосстандарта. В настоящее время готовится к метрологической аттестации в системе Росстандарта установочная серия КС

Основными преимуществами КС перед другими анализаторами фракционного состава являются:
1. Малое время анализа 5-8 мин (вместо 40-60 мин)
2. Малый объем пробы 10 мл (вместо 100-125 мл)
3. Малые габариты и вес 35x30x17 и 7 кг (вместо 60x50x50 и 20-30 кг)
4. Высокая воспроизводимость анализов и сходимость между аналогами (в среднем 2-3°С вместо 7-10°С)
5. Более низкая стоимость КС
6. Возможность параллельно фракционному составу определять плотность паров и жидкости нефтепродуктов и ряда других физико-химических характеристик
7. Возможность на основе моделирования фракционной разгонки решать различные аналитические задачи нефтепереработки
8. Возможность анализа нефтепродуктов в широком диапазоне от легких бензинов до дизтоплив
9. КС является открытой системой и в настоящее время ведется работа по совершенствованию имеющихся и разработке новых алгоритмов
10. Более высокая надежность благодаря отсутствию системы слежения за долей отгона и максимальному задействованию компьютера
11. Возможность определения фракционного состава без измерения доли отгона на основе анализа поведения температуры во время нагрева и кипения
12. Малая потребляемая мощность (150 Вт вместо 800-1000 Вт)
13. Наличие адсорбера паров нефтепродуктов, что позволяет проводить анализы в любом помещении
14. Возможность дистанционного управления, что позволяет проводить анализ находясь на значительном расстоянии от места его проведения.
15. Подключение к компьютеру через стандартные СОМ, USB-порты, что снимает все вопросы совместимости аппаратного и программного обеспечения

4. Координаты По вопросам приобретения и сотрудничества обращайтесь:
211440, Республика Беларусь, Витебская обл., г.Новополоцк.

+375-0214-531773 (Абаев Генрих Николаевич, профессор, д.т.н.)

+375-29-8966497 (Дубровский Александр Валерьевич, к.т.н.)

ger-abaev@list.ru

a-dubrovskij@yandex.ru

Разработка сайта: А.В. Дубровский