Klasifikace olejů

Klasifikace oleje - rozdělení olejů do tříd, druhů, skupin a typů v závislosti na jejich složení, vlastnostech a stupni přípravy.

Původní klasifikace rozdělovala ropu podle jejího základu, její hlavní funkcí bylo srozumitelně sdělovat informace o používaných surovinách ropnému průmyslu , ale postupem času bylo nutné ji nahradit kvantitativními klasifikacemi, ve kterých by sloužily chemické vlastnosti nebo fyzikální konstanty . jako separační kritéria . Moderní chemická klasifikace tedy rozděluje ropu podle její hustoty a chemického složení . Existují také geochemické klasifikace založené na geologické a geochemické historii ropy a na teorii vzniku ropy. Průmysl také používá technologické klasifikace podle obsahu síry a parafínu v oleji, výtěžnosti frakcí do 350 °C a viskozitního indexu základových olejů. V obchodě je olej klasifikován podle původu, obsahu síry a hmotnosti API , seskupený podle třídy .

Zastaralé klasifikace

Úplně první klasifikace oleje rozlišovala dvě z jeho tříd [1] :

První z extrahovaných olejů v oblasti Appalachian ( USA ) uvolňoval při ochlazení pevný parafín a později v Kalifornii a Texasu byly nalezeny oleje, které při ochlazení takový vosk neuvolňovaly, ale některé obsahovaly asfaltové sloučeniny. V průběhu rozvoje ropného průmyslu byly navrženy různé doplňky k původní klasifikaci. Do třetí třídy byl tedy zařazen olej smíšené báze, při jehož přímé destilaci se bez rozkladu ve zbytku izolovala směs tuhého parafínu a asfaltového asfaltu . V roce 1927 byla zavedena čtvrtá třída pro hybridní základové oleje, která zahrnovala asfaltové základové oleje obsahující malé množství tuhého parafínu [2] .

Současně byla navržena zjednodušená klasifikace, která rozděluje olej na parafinický, naftenický, aromatický a asfaltový. V praxi se oleje dále dělily podle relativního obsahu nízkovroucích frakcí (lehké a těžké oleje) v nich [3] .

Tyto klasifikace měly pro ropný průmysl skutečnou hodnotu, protože jasně popisovaly povahu ropy, způsoby jejího zpracování a možné další potíže s tím spojené, avšak s rozvojem vědy bylo nutné nahradit kvalitativní klasifikaci klasifikací kvantitativní, ve kterém by kritériem pro rozdělení do tříd byly chemické vlastnosti nebo fyzikální konstanty [3] .

Chemické klasifikace

V raných fázích rozvoje ropného průmyslu byla jedním z nejdůležitějších ukazatelů kvality ropných produktů hustota . V závislosti na tom se oleje začaly dělit do několika tříd [4] :

Lehké oleje se vyznačují vysokým obsahem benzinových frakcí a malým množstvím pryskyřic a síry , hlavním využitím těchto olejů byla výroba vysoce kvalitních mazacích olejů. Těžké oleje obsahovaly velké množství pryskyřic a pro získání olejů bylo nutné olej ošetřit selektivními rozpouštědly, adsorbenty a dalšími látkami. Těžký olej se však široce a úspěšně používá při výrobě bitumenu . Hlavní nevýhodou separace olejů podle jejich hustoty je, že klasifikace je přibližná a v praxi nebyly vzory jednotlivých tříd vždy potvrzeny [4] .

Později US Bureau of Mines navrhl chemickou klasifikaci ropy, která byla založena na vztahu mezi její hustotou a složením uhlovodíků . Byly studovány frakce destilované v rozmezí teplot 250–275 °C při atmosférickém tlaku a v rozmezí 275–300 °C při zbytkovém tlaku 5,3 kPa. Po určení jejich hustot byly lehké a těžké části olejů přiřazeny do jedné ze tří tříd stanovených pro různé typy olejů [5] :

Standardy amerického úřadu pro doly pro klasifikaci ropy
Zlomek Hustota
parafínový základ střední základna naftenické báze
250-275 °С (při atmosférickém tlaku) < 0,8251 0,8251-0,8597 > 0,8597
275–300 °С (při 5,3 kPa) < 0,8762 0,8762-0,9334 > 0,9334

Poté je olej na základě charakteristických údajů frakcí rozdělen do sedmi dalších tříd [5] :

US Bureau of Mines Chemická klasifikace rop
jméno třídy Lehký olejový základ Základ těžké části ropy
Parafín Parafín Parafín
Parafínový meziprodukt středně pokročilí
Meziparafín středně pokročilí Parafín
středně pokročilí středně pokročilí
středně naftenické Naftenické
Naften-střední Naftenické středně pokročilí
Naftenické Naftenické

V roce 1921 vyvinul American Petroleum Institute také klasifikaci olejů na lehké a těžké oleje podle relativní hustoty oleje vzhledem k hustotě vody při stejné teplotě ( APG gravity ). Pokud je hodnota API stupňů menší než 10, olej se potopí ve vodě, pokud je větší než 10, bude plavat na jejím povrchu. Tato klasifikace se stále používá [6] [7] .

Klasifikace, která by přímo odrážela chemické složení ropy, byla navržena Výzkumným ústavem ropy v Grozném (GrozNII). Byl založen na převládajícím obsahu jakékoli třídy uhlovodíků ve složení ropy [8] :

První třída olejů se vyznačuje tím, že benzinové frakce obsahují >50 % parafinických uhlovodíků a ropné frakce obsahují <20 % pevných parafinů a množství pryskyřičných - asfaltenových sloučenin těchto olejů je extrémně malé. Složení parafin-naftenových olejů zahrnuje velké množství naftenických uhlovodíků a malé množství parafinických; složením pevných parafinů a pryskyřično-asfaltových sloučenin jsou podobné parafinovým olejům. Naftenické oleje se vyznačují vysokým obsahem (≈ 60 %) naftenických uhlovodíků, obsah pevných parafinů, pryskyřic a asfaltenů je velmi nízký. Čtvrtá třída olejů se vyznačuje přibližně stejným obsahem parafinických, naftenických a aromatických uhlovodíků, přičemž pevný parafín nedosahuje složení 1-1,5 %; množství pryskyřično-asfaltenových látek v kompozici dosahuje 10 %. Uhlovodíky těchto tříd převažují ve složení nafteno-aromatických olejů a jejich procentuální zastoupení se zvyšuje s narůstající hmotností oleje, parafinické uhlovodíky jsou také obsaženy v lehkých frakcích olejů této třídy a množství pevných parafinů nepřesahuje 0,3 %. zatímco množství pryskyřic a asfaltenů ve složení naftenicko-aromatických olejů dosahuje 15-20%. Aromatické oleje se vyznačují vysokou hustotou a velkou převahou arenů v nich [9] .

Geochemické a genetické klasifikace

Geochemické a genetické klasifikace rozdělují oleje na základě jejich geologické a geochemické historie a teorie vzniku ropy. Vývoj takových klasifikací však brzdí skutečnost, že se stále přesně neví, co přesně má největší vliv na proces tvorby oleje. Při dělení olejů podle tohoto principu proto autoři vycházejí z jakýchkoli konkrétních nejspolehlivějších faktorů, jiné neberou v úvahu, což je značný nedostatek [10] [11] .

V roce 1948 byla genetická klasifikace A.F. Dobryansky , založený na konceptu složení ropy jako funkce její přeměny. Vzhledem k tomu, že hlavním směrem přeměny ropy je její metanizace , klasifikace rozdělila ropu podle obsahu metanových uhlovodíků v ní a neovlivnila skutečné složení ropy, ale byla založena pouze na principech přeměny , a také nebral v úvahu přítomnost heteroatomových sloučenin . Proto tato klasifikace nenašla široké uplatnění [12] .

V roce 1958 A.A._ Kartsev navrhl rozdělení olejů do dvou tříd: paleotypní oleje a kainotypové oleje. První z nich zahrnoval oleje s > 30 % parafinů v destilátech a > 50 % v benzínech. Do druhé kategorie patřily oleje s 30 % a 50 % parafinů v destilátech a benzinech, resp. Toto rozdělení popisovalo pouze obecné rysy geochemické historie olejů, takže tato klasifikace byla nedostatečná. V roce 1960 Kartsev vytvořil evoluční geochemickou klasifikaci založenou na vztahu mezi složením olejů a geologickými a geochemickými podmínkami katagenních přeměn (stáří a hloubka, geotektonické nastavení). Bylo identifikováno osm tříd olejů, z nichž každá měla podtřídy olejů „čisté linie“, oxidované, sířené a oleje – produkty fyzikální diferenciace. Primární faktory složení olejů, které jsou spojeny s heterogenitou olejotvorných látek, však nebyly při klasifikaci zohledněny. To ovlivnilo neúplnou platnost systemizace, což vysvětlovalo nepoužitelnost [13] .

Nejsprávnější a nejúplnější je geochemická klasifikace A.A. Petrov , na základě obsahu reliktních uhlovodíků v ropě. Byla zavedena následující kritéria [14] :

kde i je součet výšek píků pristanu a fytanu podle olejového chromatogramu ; P je součet výšek píků n - heptadekanu a n - oktadekanu na stejném chromatogramu, Nf  je cykloalkanové pozadí chromatogramu („hrb“ neoddělených uhlovodíků, na kterých se objevují píky i a P). Tato klasifikace dále rozděluje olej do čtyř typů podle hodnot těchto kritérií (nejpreferovanější hodnoty v závorkách) [15] :

Genetické druhy olejů
Druh oleje K i i f Pf _
A 1 0,95-2,5
(0,2-1) 		0,2-20
(3-10) 		4-70
(6-15)
A 2 2,5-100
(5-50) 		3-20
(5-10) 		0,1-6
(0,5-4)
B 1 — — —
B 2 — 0,1-15
(0,5-8) 		—

Technologické zařazení

Technologická klasifikace ropy v SSSR byla zavedena 7. července 1967 (GOST 912-66). Podle této klasifikace se ropa dále dělí podle obsahu síry, parafínu, výtěžnosti frakcí do 350 °C a viskozitního indexu základových olejů [16] .

Podle obsahu síry v ropě se dělí na [16] :

Sladká ropa obsahuje < 0,5 % síry, frakce benzínu a leteckého paliva < 0,1 % a nafta  < 0,2 %, pokud však jedno nebo více destilátových paliv má vyšší obsah síry, pak je tento olej klasifikován jako sirný. Kyselá ropa obsahuje < 2 % síry, zatímco frakce benzínu je < 0,1 %, letecké palivo je < 0,25 % a motorová nafta je < 1 %, také pokud jedno nebo více destilátových paliv má vyšší obsah síry, pak je tento olej klasifikován jako s vysokým obsahem síry. Olej s vysokým obsahem síry obsahuje > 2 % síry, zatímco frakce benzinu je > 0,1 %, letecké palivo > 0,25 % a motorová nafta > 1 %, pokud je obsah síry nižší v jednom nebo více destilátových palivech, pak je tento olej klasifikován jako sirný [16] [17] .

Ve Spojených státech se ropa podle obsahu síry dělí na „ sladkou “ (s nízkým procentem sirných sloučenin) a „ kyselou “ (s vysokým procentem sirných sloučenin) [7] . Tato terminologie se vyvíjela historicky: v raných fázích rozvoje ropného průmyslu v Pensylvánii se ropa používala jako lampový olej pro svícení, a pokud petrolejová frakce obsahovala hodně síry, pak její hoření provázel nepříjemný zápach. Proto se na polích ochutnával olej, aby se okamžitě zjistilo, zda je vhodný pro expedici na trh, pokud byl sladký, pak se považoval za vhodný, pokud kyselý, tak ne . Kromě toho byly oleje se středním obsahem síry někdy označovány jako „středně sladké“ nebo „středně kyselé“. Hlavní nevýhodou této klasifikace je nedostatek jasných hranic obsahu síry [18] .

Podle výtěžnosti frakcí do 350 °C se oleje dělí na tři druhy (T 1 , T 2 , T 3 ), a podle obsahu destilátu a zbytkových základových olejů - do čtyř skupin ( M 1 , M 2 M3 , M4 ) . Podle hodnoty viskozitního indexu základových olejů se dělí ještě čtyři podskupiny [19] .

Podle obsahu parafinového oleje se dělí na tři druhy (P 1 , P 2 , P 3 ). První typ zahrnuje nízkovoskové oleje s obsahem < 1,5 % parafínu s bodem tání 50 °C, za předpokladu, že z tohoto oleje lze získat letecké palivo bez odparafínování , zimní motorovou naftu s destilačním limitem 240-350 °C C a bod tuhnutí < -45 °C, stejně jako základové oleje. Pokud je obsah oleje v parafínu v rozmezí od 1,51 do 6 % a za předpokladu, že je možné z tohoto oleje získat letecký benzín a letní motorovou naftu bez odparafínování s destilačním limitem 240-350 °C a bodem tuhnutí < - 45 °C, a také s použitím odparafínovacích - destilačních olejů, pak se takový olej nazývá parafinický a patří do druhého typu. P 3 jsou vysoce parafinické oleje obsahující > 6 % parafínu za předpokladu, že z takových olejů není možné získat letní motorovou naftu bez odparafínování [20] .

Pokud alespoň jeden z ropných produktů uvedených v této klasifikaci nelze získat z olejů typu P 1 bez odparafínování, pak by měl být takový olej přiřazen k typu P 2 . Také, pokud není možné získat letní motorovou naftu z parafinového oleje bez odparafínování, pak by měl být olej považován za vysoce parafinický (typ P 3 ), a naopak vysoce parafinický olej, ze kterého lze získat motorovou naftu bez odparafínování, musí být být připisován druhému typu P 2 [20] .

Klasifikace podle GOST R 51858-2002

V současné době existuje také klasifikace olejů podle normy GOST R 51858-2002. [21] Podle této normy se olej dělí do tříd, typů, skupin a typů podle fyzikálních a chemických vlastností, stupně přípravy, obsahu sirovodíku a lehkých merkaptanů [22] .

Podle hmotnostního podílu síry se ropa dělí do čtyř tříd [22] :

Podle hustoty a při exportu navíc podle výtěžnosti frakcí a hmotnostního podílu parafínu se ropa dělí na pět typů [22] :

0 - extra světlo; 1 - světlo; 2 - střední; 3 - těžký; 4 - živičné.
Název parametru Norma pro typ oleje
0 jeden 2 3 čtyři
Hustota, kg/ m3 830 (při 20 °С)
833,7 (při 15 °С) 		830,1-850 (při 20 °C)
833,8-853,6 (při 15 °C) 		850,1-870 (při 20 °C)
853,7-873,5 (při 15 °C) 		870,1-895 (při 20 °C)
873,6-898,4 (při 15 °C) 		> 895 (při 20 °С)
> 898,4 (při 15 °С)
Výtěžek frakce, % obj. > 30 (až 200 °С)
> 52 (až 300 °С)
 > 27 (až 200 °С)
> 47 (až 300 °С)
 > 21 (až 200 °С)
> 42 (až 300 °С)
Hmotnostní zlomek parafínu, % < 6 < 6 < 6

Podle stupně přípravy se olej dělí do tří skupin [22] :

Název indikátoru Skupina Norma oleje
jeden 2 3
Hmotnostní zlomek vody, % < 0,5 < 0,5 < 1
Hmotnostní koncentrace chloridových solí, mg/dm³ < 100 < 300 < 900
Hmotnostní podíl mechanických nečistot, % < 0,05 < 0,05 < 0,05
Tlak nasycených par, kPa (mm Hg) < 66,7 (500) < 66,7 (500) < 66,7 (500)
Hmotnostní podíl organických chloridů ve frakci vroucí do teploty 204 ° C , ppm < 10 < 10 < 10

Podle hmotnostního zlomku sirovodíku a lehkých merkaptanů - na 2 typy [22] :

Název indikátoru Norma pro typ oleje
jeden 2
Hmotnostní zlomek sirovodíku , ppm < 20 < 100
Hmotnostní podíl methyl a ethylmerkaptanů celkem , ppm < 40 < 100

Markery oleje

Druhy ropy jsou rozdělením ropy, která se vyrábí v různých oblastech , podle složení, kvality a jednotnosti, pro zjednodušení exportu se však ropa také dělí na lehké a těžké třídy. V Rusku jsou hlavními značkovacími oleji Ural , Siberian Light a ESPO . Ve Velké Británii - Brent , v USA - WTI (Light Sweet), ve Spojených arabských emirátech - Dubai Crude . Cenovým standardem je WTI (na západní polokouli ) a Brent (v Evropě a zemích OPEC ). Dubajská ropa se používá jako základ pro stanovení nákladů na vývoz ropy z Perského zálivu do asijsko-pacifické oblasti [23] [24] .

Vlastnosti/Stupeň [25] Brent WTI Dubaj surový Ural Sibiřské světlo ESPO
Hustota 38° API 40° API 30° API 31° API 36,5° API 34,8° API
obsah síry 0,37 % 0,24 % 2,13 % 1,3 % 0,57 % 0,6 %

Poznámky

  1. ↑ Van Nes K., Van Westen K., 1954 , s. 21.
  2. ↑ Van Nes K., Van Westen K., 1954 , s. 21-22.
  3. ↑ 1 2 Van-Nes K., Van-Westen K., 1954 , s. 23.
  4. ↑ 1 2 Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , s. 31.
  5. ↑ 1 2 Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , s. 31-32.
  6. ↑ Norman J. Hyne, 2014 , str. 124.
  7. ↑ 1 2 Wendy Lyons Sunshine. Základy  ropy . about.com . Získáno 26. srpna 2015. Archivováno z originálu 6. září 2015.
  8. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , s. 32.
  9. ↑ Gurevich I.L., 1972 , s. 122-123.
  10. ↑ Batueva I.Yu., Gaile AA, Pokonova Yu.V. a kol., 1984 , str. 16.
  11. ↑ Kartsev A.A., 1969 , s. 162.
  12. ↑ Sokolov V.A., Bestuzhev M.A., Tikhomolova T.V., 1972 , s. 7-8.
  13. ↑ Kartsev A.A., 1969 , s. 163-164.
  14. ↑ Manovyan A.K., 2001 , s. 229.
  15. ↑ Manovyan A.K., 2001 , s. 230.
  16. ↑ 1 2 3 Gurevich I.L., 1972 , str. 123.
  17. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , s. 35-36.
  18. ↑ Leffler W.L., 2004 , s. 23-24.
  19. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , s. 36.
  20. ↑ 1 2 Gurevich I.L., 1972 , s. 124.
  21. ↑ Erofeev V.I. Klasifikace olejů . Tomská polytechnická univerzita . Získáno 26. srpna 2015. Archivováno z originálu 5. března 2016.
  22. ↑ 1 2 3 4 5 GOST R 51858-2002. Olej . Získáno 26. srpna 2015. Archivováno z originálu 9. října 2015.
  23. ↑ Druhy oleje . Technická knihovna portálu Neftegaz.RU. Získáno 26. 8. 2015. Archivováno z originálu 3. 9. 2015.
  24. ↑ Litovchenko E.E., 2015 , s. 29-30.
  25. ↑ Litovchenko E.E., 2015 , s. třicet.

Literatura