Файл: Учебное пособие по дисциплине Геология и геохимия нефти и газа.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 849
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
по дисциплине «Геология и геохимия нефти и газа»
2.10.3. Контроль знаний модуля 2_10
Контроль знаний модуля Введение
Таблица 2. Состав нефти (В.В. Доценко; 2007)
1.3.8. Контроль знаний модуля 1_3
5.1 Круговорот углерода в природе, его энергетические
источники и значение для образования нефти и газа
2.7.3 Факторы вторичной миграции нефти и газа
2.7.9. Контроль знаний модуля 1_7
Таблица 33. Основные показатели качества отечественных топлив
показатель | ТС-1 | Т-1 | Т-1С | Т-2 | РТ | Т-6 | Т-8В |
Плотность при 200С, кг/м3, не менее | 780(775) | 800 | 810 | 755 | 775 | 840 | 800 |
Фракционный состав: Температура начала перегонки, 0С: Не ниже Не выше Отгоняется при температуре, 0С, Не выше: 10% 50% 90% 98% | - 150 165 195 230 250 | - 150 175 225 270 280 | - 150 175 225 270 280 | 60 - 145 195 250 280 | 135 155 175 225 270 280 | 195 - 220 255 290 315 | 165 - 185 Не нормируется Не нормируется 280 |
Кинематическая вязкость, м2/с При температуре 200С, не менее -400С, не более | 1,30(,1,25) 8 | 1,50 16 | 1,50 16 | 1,05 6 | 1,25 16 | <4,5 60 | >1,5 16 |
Низшая теплота сгорания, кДж/кг, не менее | 43120(42900) | 42900 | 42900 | 43100 | 43120 | 42900 | 42900 |
Высота некоптящего пламени, мм, не менее | 25 | 20 | 20 | 25 | 25 | 20 | 20 |
Кислотность, мг КОН/100см3 топлива | <0,7 | <0,7 | <0,7 | <0,7 | 0,2-0,7 | 0,4-0,7 | 0,4-0,7 |
Иодное число, г I2/100г топлива, не более | 2,5(3,5) | 2,0 | 2,0 | 3,5 | 0,5 | 0,8 | 0,9 |
Температура, 0С: Вспышки в закрытом тигле, не ниже Начала кристаллизации, не выше | 28 -60 | 30 -60 | 30 -60 | - -60 | 28 -55 | 62 -60 | 45 -50 |
Содержание осадка, мг/100см3 топлива | 18 | 35 | 6 | 18 | 6 | 6 | 6 |
Содержание растворимых смол, мг/100см3 топлива | | | - | | 30 | 60 | |
2.11.5.Дизельные топлива с улучшенными экологическими характеристиками
Дизельные топлива относятся к углеводородным системам, оказывающим масштабное загрязняющее действие на окружающую среду. Поэтому повышение экологического качества дизельного топлива (ДТ) актуально, так как по существующим прогнозам потребность в ДТ будет расти быстрыми темпами и уже к 2005 г. мировой объем производства увеличится и составит в среднем 30% от объема перерабатываемой нефти. Суммарный спрос на ДТ в мире постоянно растет. В Западной Европе удельный вес. ДТ в общем потреблении топлив составляет около 1/3. Потребление экологически чистого ДТ в отдельных странах мира (в %' от общего потребления)_ составляет: Великобритания - 8; Австрия - 30; Германия — 20; Скандинавские страны — 67; Италия — 3; США — 35. В Российской Федерации и странах СНГ объем производства ДТ' составляет около. 70 млн. т/год, из них около 40% топлива содержит повышенное количество серы.
2.11.5.1.Загрязнение окружающей среды при использовании дизельных топлив
Дизельные топлива, газообразные к твердые продукты их сгорания являются одними из главных источников загрязнения окружающей среды. Атмосфера загрязняется оксидами серы, азота, а также твердыми углеводородными системами, в том числе опасными ароматическими углеводородами (АУ). С продуктами - сгорания ДТ в России ежегодно выбрасывается до 500 тыс. т сернистого ангидрида, около 1,5 млн. т углеводородов и 1-1,5 млк.-т твердых частиц, основная масса которых приходится на сажу. Суммарный выброс вредных веществ с учетом действующих норм составляет около 14 млн. т/год; по некоторым данным этот показатель на 45-50% выше.
Установлена зависимость мелжду содержанием в дизельном топливе серы (5, %). АУ (А, %), температурой 90%-ной точки перегонки (Тдо, ''С) и количеством твердых частиц (ТЧ, г/кВт-ч) отработанных газов (ОГ) дизельного двигателя:
ТЧ = 10-4 (18А + 5,6Т90 + 5200S+400).
Рис. 56 Влияние содержания серы( А-0,2%, Б-0,55%) в дизельном топливе на выбросы ТЧ в составе ОГ:1-твердые углеродистые частицы, 2-связаннаявода,3-сульфаты, 4-растворимая органическая фаза, ТЧ-твердые частицы дизельного топлива
Экологическая опасность дизельной сажи увеличивается за счет адсорбции на ее поверхности полициклических ароматических углеводородов, в том числе высококанцерогенных бенз(а)пирена и нитрозоаминов.
Обычно содержание АУ в дизельных топливах, вырабатываемых отечественной промышлетюстью, колеблется в пределах 20-
35%'. Установлена общая тенденция, характерная для всех типов двигателей; чем выще общее содержание АУ, тем больще в выхлопе пирена и бенз(а)пирена. Косвенными характеристиками содержания АУ являются такие показатели, как плотность, цетановое число, вязкость. Повышение плотности с 800 до 860-870 кг/м2 приводит к увеличению количества ТЧ в 2-3 раза, а увеличение содержания АУ с 15 до 27% — в 5 раз. Уменьшение цетанового числа с 52 до 40 ед. приводит к увеличению эмиссии ТЧ примерно в 2 раза.
Наибольшее влияние на выбросы ТЧ оказывают АУ. Так, при увеличении содержания АУ в топливе с 5 до- 24% удельные выбросы сы ТЧ возрастают на 54%. При повышении конца кипения ДТ увеличивается содерэкание би- и полициклических АУ, причем наиболее значительно для образцов, выкипающих в пределах 180-380 и 180-400"С по ИТК (табл. 34), что, в свою очередь, приводит к повышению дымности.
Таблица 34. Влияние температуры кипения дизельного топлива на содержание и состав ароматических углеводородов
показатель | Конец кипения по ИТК, 0С* | |||||
300 | 320 | 340 | 360 | 380 | 400 | |
Фракционный состав, 0С: 10% 50% 90% К.к./выход, % | 226 253 279 293/99 | 230 264 294 308/98 | 237 277 317 332/98 | 238 287 336 352/98 | 242 294 353 360/95 | 245 305 - 360/85 |
Содержание АУ, %, в т.ч.: моноциклические бициклические полициклические | 25,1 8,7 0,33 | 13,5 6,7 0,82 | 14,0 8,7 1,50 | 19,8 8,8 1,90 | 15,6 10,9 2,60 | 18,1 9,3 3,10 |
*н.к. 1800С
Из гетероорганических соединений, входящих в состав ДТ, наиболее опасным воздействием на окружающую среду отлргчаются сернистые и азотистые соединения. Сернистые соединения сгорают в дизельных двигателях в основном до диоксида серы и частично до триоксида (1-2%). Эти вещества -вызывают коррозию металлов
, разрушение металлоконструкций и дорог, кислотные дожди. В России вырабатывается более 40 млн. т/сод ДТ. Как уже отмечалось, выпуск малосернистых-ДТ (содержание серы менее 0,2% масс.) составляет до 60%_, остальные содерлат серу до 0,2-0,5% масс. За рубежом проблема производства малосернистых топлив не менее актуальна, что учтено в последних европейских и американских национальных и международных стандартах.
2.11.5.2.Характеристики отечественныхи зарубежных дизельных топлив
В табл. 35 приведены требования на дизельные топлива в соответствии с европейским стандартом ЕМ590,
Важнейшими показателями ДТ являются цетановые числа и температура застывания. Из приведенных данных следует, что к 2005 г. планируется Переход на экологически чистые ДТ с наилучшими качественными показателями. При этом содерлсанке серы планируется снизить на порядок. Это понятно, так как в основных требованиях зарубежных спецификаций на дизельные топлива содержание серы нормируется не более 0,05% масс. (США и страны-члены ЕС, Б Швеции для некоторых марок не более 0,005 и 0,001 %
Таблица 35 Европейская спецификация на дизельное топливо EN590
показатель | 1993г. | 1998г. | 2005г.* |
Цетановое число | 45 | 49 | 53 |
Плотность (150С), г/л | - | 820-860 | <845 |
Фракционный состав (95% об.),0С | - | 370 | 340 |
Тк. к, 0С | - | - | 350 |
Полиароматические соединения, % | - | - | 2 |
Содержание серы, % | 0,2 | 0,05 | 0,003-0,005 |
Смазывающая способность | - | 460** | - |
Защита коррозии | - | - | вводится |
Моющая способность | - | - | вводится |
*Европейский парламент одобрил спецификацию до 2005г.
**действует до 1999г.
Таблица 36 Нормы токсичности ОГ дизелей мощностью более 150 кВт, г/кВт*ч
Страна | СО | Углеводороды | NOх | ТЧ |
ЕЭС | 4 | 1,1 | 7,0 | 0,15 |
| 4 | 1,1 | 7,0 | 0,15 |
Швейцария | 4,9 | 1,23 | 9,0 | 0,7 |
Австрия | 4,9 | 1,23 | 9,0 | 0,4 |
Швеция | 4,9 | 1,2 | 9,0 | - |
| 4,9 | 1,2 | 9,0 | 0,35-0,45 |
| 2,0 | 0,6 | 7,0 | 0,15 |
Норвегия | 4,9 | 1,2 | 7,0 | 0,4 |
Нидерланды | 5 | 1,25 | 9,0 | - |
США | 20,9 | 1,76 | 6,7 | 0,34 |
| 20,9 | 1,76 | 6,7 | 0,14 |
Таблица 37 Нормы вредных выбросов для автомобилей, г/км
Выбросы | США | Россия | ЕЭС |
Оксид углерода, СО | 2,1 | 13-25* | 2,72 |
Углеводороды, СН | 0,25 | - | - |
Оксиды азота, NOx | 0,63 | - | - |
Сумма СН + NOx | - | 4,8-7* | 0,97 |
*-в зависимости от контрольной массы
Содержание ароматических углеводородов не более 10% нормируется только'в штатах США. В европейском стандарте ЕК-590 содержание АУ не нормируется; содержание серы не должно превышать 0,05% масс.
Нормы на предельные уровни выбросов автомобилями ОГ постоянно ужесточаются (табл. 36, 37)
Требования к современным и перспективным топливам в США определяются поправкой к Закону о чистом воздухе и предложениями, разрабатываемыми Агентством по охране окружающей среды (ЕРА). В России экологическое законодательство базируется на Законе об охране окружающей среды.
Кроме того, в Европе действует спецификация ЕN590, в которую входит шесть классов топлив-в зависимости от климатических поясов.
В табл. 4.48 приведены показатели качества различных дизельных топлив: ДК-1 — дизельное топливо США низкого качества; ДК-2 — дизельное топливо США среднего качества; ДК-3 — западноевропейское дизельное топливо хорошего качества; ДК-4 --экспериментальное топливо, полученное в результате глубокой гидроочистки дизельных фракций к характеризующееся высоким значением цетанового числа и низким содержанием серы.
В табл. 40 показаны относительные величины выбросов вредных веществ автомобилем, эксплуатируемым на указанных топливах (за 100% приняты выбросы при работе на дизельном топливе ДК-3).
Во всех странах принимаются правительственные постановления, улжесточающие требования к моторным топливам, в частности к дизельным, по содержанию серы, азота и ароматических углеводородов. Некоторые действующие нормы и экологически чистые дизельные топлива (ЭЧДТ) представлены в табл. 41
Нефтеперерабатывающей промышленностью России вырабатывается дизельное топливо (в соответствии с ГОСТом) трех марок:
-Л — летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха 0°С и выше;
- 3 — зимнее, применяемое при температурах до -20 0С (в этом случае зимнее" дизельное топливо должно иметь Т < -350С и Т^ < -250С);
или зимнее, применяемое при температурах до -30°С (тогда 'топливо должно иметь Тзаст<45°С и Тп = -ЗЗ 0С);
марки А — арктическое, температура которого устанавливается до -50 0С