Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Января 2014 в 14:05, реферат
Свободная сера может появляться в продуктах разгонки высокосернистой нефти в бензиновых фракциях и в процессе крекинга, а также содержится в некоторых нефтях (>1 %) и является очень агрессивным агентом по отношению к меди и ее сплавам даже в очень малых концентрациях (0,002 %). В углеводородном растворе сера практически не разрушает черные металлы при концентрациях до 3% и температурах до 120°С.
Одним из коррозионных агентов почти на всех стадиях первичной или деструктивной переработки нефти является сероводород. В настоящее время в нашей стране увеличивается объем переработки газовых конденсатов и нефтей, содержащих большие количество растворенных газов, в состав которых входят H2S, тиолы.
Казанский
(Приволжский) федеральный университет.
Реферат на тему: Серосодержащие соединения в нефти и ее вредное влияние на нефтяное оборудование.
Выполнил: магистр группы 3312 Гарипов И.Р.
Проверил: Фахретдинов П.С.
Введение.
В реферате рассмотрена проблема наиболее актуальная в отрасли добычи нефти в век высоких технологий. Этой проблемой является вредное влияние серосодержащих соединений на нефтяное оборудование. Она будет рассмотрена с научной стороны и доказана.
Серосодержащие соединения нефти являются важнейшей причиной коррозионного разрушения оборудования. По общему содержанию серы нельзя еще определить агрессивность нефти. Ориентировочно предполагается, что количество серосодержащих соединений в нефти в 10 - 12 раз превышает количество серы, найденное анализом.
Таблица 2.3. Содержание H2S и СО2 в газовой фазе тиолсодержащего сырья
Показатели |
Месторождение | ||||
Оренбургское газоконденсатное |
Карачага- накское газоконден сатное |
Астраханское газоконденсатное |
Жанажоль- ское нефтяное |
Тенгизское нефтяное | |
Давление в пласте, МПа |
20,6 |
51,0—56,0 |
59,6 |
30,5 |
90,0 |
Температура, °С |
30 |
70—80 |
110 |
62 |
125 |
Массовое содержание в газе, %: |
|||||
H2S |
4-5 |
4-5 |
22-24 |
4—9 |
24-25 |
С02 |
< 1,5 |
<3 |
< 20 |
< 3 |
< 5 |
Свободная сера может появляться в продуктах разгонки высокосернистой нефти в бензиновых фракциях и в процессе крекинга, а также содержится в некоторых нефтях (>1 %) и является очень агрессивным агентом по отношению к меди и ее сплавам даже в очень малых концентрациях (0,002 %). В углеводородном растворе сера практически не разрушает черные металлы при концентрациях до 3% и температурах до 120°С.
Одним из коррозионных агентов почти
на всех стадиях первичной или
деструктивной переработки
При переработке нефти заметное выделение H2S начинается при температуре выше 200°С. Связать количество образующегося H2S с общим содержанием в сырье серы не представляется возможным, так как сераорганические соединения отличаются различным порогом термостабильности.
Ниже приводятся данные о количестве выделяющегося H2S при нагреве нефтей с различным содержанием общей серы при температуре 350°С [4]:
Sоб, % |
H2S, мг/л | |
Покровская угленосной свиты |
1,15 |
7000 |
Покровская башкирского яруса |
0,50 |
9500 |
Дмитровская |
1,05 |
160 |
Михайловская |
0,61 |
165 |
Ишамбаевская |
3,30 |
180 |
Тархановская угленосной свиты |
3,10 |
1000 |
Таблица 2.4. Классификации нефтей по количеству выделяющегося при 350 °С H2S
Группа нефтей |
Количества выделяющегося H2S, мг/л |
Скорость коррозии углеродистой стали, мм/год |
Малоагрессивные |
< 300 |
<0,5 |
Повышенной агрессивности |
300—600 |
0,5—1,0 |
Агрессивные |
600—1200 |
1,0-2,0 |
Весьма агрессивные |
> 1200 |
> 2,0 |
Содержание H2S в среде при переработке любого типа нефти возрастает по мере повышения температуры. Для многих нефтей при температурах выше 350—400°С наблюдается резкое увеличение агрессивности, что не может быть связано только с повышением температуры среды. Причиной повышения агрессивности является дополнительное выделение H2S в результате термической деструкции более термостабильных серосодержащих соединений, которая стимулируется высокими температурами (>400°С), присутствием катализаторов и водорода.
Можно классифицировать нефть по количеству образующегося при перегонке нефти при 350 °С H2S (табл. 2.4).
Такая классификация может служить ориентиром при выборе материального исполнения оборудования.
Как указывалось ранее, первоначальное присутствие в сырье тиолов {тиоспиртов, меркаптанов) невелико. Отличительным признаком тиолсодержащего сырья (газового конденсата, нефти) является высокое содержание тиольной и общей серы в головных бензиновых фракциях при относительно невысоком содержании общей серы в исходном сырье (табл. 2.5).
Тиолы могут образовываться из сераорганических соединений в процессах деструктивной переработки нефти. Они отличаются низкой термостабилыюстью и при нагреве нефти или нефтепродуктов образуют активные радикалы сераорганических соединений и H2S.
Таблица 2.5 Распределение общей и тиольной серы в бензнноиых фракциях тиолсодержащего сырья
Источник тиолсодержащего сырья |
С5-85 С |
C5 - 180 C |
85 - 180 С | |||
общая сера |
тиольная сера |
общая сера |
тиольная сера |
общая сера |
тиольная сера | |
Оренбургский конденсат |
1,10 |
0,85 |
0,90 |
0,60 |
0,85 |
0,47 |
Астраханский конденсат |
0,45 |
0,35 |
0,43 |
0,23 |
0,40 |
0,24 |
Карачаганакский конденсат |
0,70 |
0.35 |
0,40 |
0,25 |
0,35 |
0,18 |
Тиолсодержащие нефти |
0,45— |
0,25— |
0,35— |
0,20— |
0,30— |
0,20— |
1,30 |
0,70 |
0,90 |
0,55 |
0,75 |
0,52 |
При нагревании до 300°С тиолы образуют дисульфиды, Н2S и соответствующий непредельный углеводород. Предполагается, что расщепление тиолов катализируется стальной поверхностью аппаратов:
Водные растворы тиолов обладают кислотными свойствами и поэтому усиливают коррозионную активность водных сред. С щелочами и оксидами тяжелых металлов они образуют сульфиды. Однако чем выше молекулярная масса тиолов, тем легче их сульфиды гидролизуются водой и тем труднее их удалить при щелочной очистке:
Слабые окислители и кислород воздуха окисляют тиолы до дисульфидов. Тиолы — очень вредная примесь, так как они способствуют смолообразованию в крекинг-бензинах, вызывают коррозию цветных металлов.
Алифатические сульфиды RSR' встречаются
ири перегонке нефти в
В некоторых нефтях встречаются дисульфиды RS—SR или полисульфиды, которые при температурах до 140°С расщепляются с образованием моносульфидов, тиолов, свободной серы, алкенов, а выше 140°С — производных тиофена и H2S.
Наименее агрессивным
Атмосферная перегонка нефти сопровождается накоплением H2S в легких продуктах и уменьшением содержания дисульфидов. При переработке высокосернистых нефтей в бензиновых дистиллятах появляется свободная сера, а при разгонке тиолсодержащего сырья - тиолы. В дизельном топливе основную часть серосодержащих соединений представляют сульфиды и остаточная сера (табл. 2.6).
Таблица 2.6 Распределение серы, % от содержания общее серы, в дистиллятах дизельного топлива из радаевской нефти (3,05 % S)
Соединения |
Атмосферный дистиллят |
Вакуумный дистиллят |
Сероводород |
Следы |
Нет |
Тиолы |
14.6 |
7,2 |
Сера свободная |
2,0 |
0.4 |
Сульфиды: алифатические |
64,5 |
83.9 |
ароматические |
5,6 |
0,4 |
Дисульфиды |
6.6 |
5,4 |
Водорастворимые соединения |
1,1 |
Нет |
Остаточная сера |
5,6 |
2,7 |
Важнейшие процессы переработки нефти: каталитический и термический крекинг, риформинг, гидрокрекинг — сопровождаются термической и каталитической деструкцией тиолов, сульфидов, дисульфидов с образованием значительных количеств H2S.
По термостабильности
Сжигание сернистых топлив сопровождается образованием агрессивных оксидов серы SО2 и SO3, а также сернистой H2SO3 и политионовых кислот H2SnOm (где m+n = 4).
Важнейшим элементом, определяющим качество и стоимость нефти, является массовая доля серы в углеводородной основе. Большое количество серы в нефти увеличивает расходы на ее транспортировку, усложняет переработку и ухудшает качество нефтепродуктов, активно действует на металлы. Широкое применение различных видов топлива на основе нефти (бензин, керосин, мазут и другие) на автомобильном, судовом и авиационном транспорте и для выработки электроэнергии приводит к загрязнению атмосферы продуктами горения, в первую очередь сернистым газом, что непосредственно угрожает здоровью людей и вызывает кислотные дожди, снижающие плодородие почвы.
Стоимость нефти зависит от степени её технологической подготовки. Нефть, добываемая на разных месторождениях, имеет разный химический состав и значительно отличается по качеству. Наибольшей стоимостью обладает сырая нефть, которая требует минимальных затрат на переработку, именно с этой точки зрения выбираются эталонные сорта, как более качественные и, соответственно, дорогие. К одному из параметров, значительно снижающих стоимость нефти, относится процент содержания серы. Высококачественные эталонные сорта содержат серы в пределах 0,5%.
Сера является наиболее распространенным гетероэлементом в нефтях и нефтепродуктах. Содержание ее в нефти колеблется от сотых долей процента до 14% . Серосодержащие соединения в нефти неравномерно распределены по ее фракциям. Обычно их содержание увеличивается с повышением температуры кипения. Однако в отличие от других гетероэлементов, содержащихся в основном в асфальто- смолистой части нефти, сера присутствует в значительных количествах в дистиллятных фракциях.
В нефтях сера встречается
в виде растворенной элементарной серы,
сероводорода, меркаптанов, сульфидов,
дисульфидов и производных
Информация о работе Серосодержащие соединения в нефти и ее вредное влияние на нефтяное оборудование