Clasificarea uleiurilor

Clasificarea uleiurilor - împărțirea uleiurilor în clase, tipuri, grupe și tipuri în funcție de compoziția, proprietățile și gradul de preparare a acestora.

Clasificarea inițială a subdivizat petrolul în funcție de baza sa, funcția sa principală era de a comunica în mod clar informații despre materiile prime utilizate în industria petrolieră , dar cu timpul a devenit necesară înlocuirea acestuia cu clasificări cantitative, în care proprietățile chimice sau constantele fizice să servească. ca criterii de separare . Deci, clasificarea chimică modernă împarte uleiul în funcție de densitatea și compoziția sa chimică . Există, de asemenea, clasificări geochimice bazate pe istoria geologică și geochimică a petrolului și pe teoria formării petrolului. Industria folosește și clasificări tehnologice în funcție de conținutul de sulf și parafină din ulei, randamentul fracțiilor de până la 350 ° C și indicele de vâscozitate al uleiurilor de bază. În comerț, uleiul este clasificat după origine, conținut de sulf și gravitate API , grupat după grad .

Clasificări învechite

Prima clasificare a uleiului a distins două dintre clasele sale [1] :

Primul dintre uleiurile extrase din regiunea Appalachian ( SUA ) a eliberat parafină solidă când s-a răcit , iar mai târziu, în California și Texas , s-au găsit uleiuri care nu eliberează o astfel de ceară la răcire, dar unele au conținut compuși de asfalt . În cursul dezvoltării industriei petroliere , au fost propuse diferite completări la clasificarea inițială. Astfel, uleiul de bază mixtă a fost alocat clasei a treia, în timpul distilării directe a căreia, fără descompunere, a fost izolat în reziduu un amestec de parafină solidă și bitum asfaltic . În 1927, a fost introdusă o a patra clasă pentru uleiurile de bază hibride, care includeau uleiuri de bază pentru asfalt care conțineau o cantitate mică de parafină solidă [2] .

Totodată, s-a propus o clasificare simplificată, separând uleiul în parafinic, naftenic, aromatic și asfaltic. În practică, uleiurile au fost subdivizate și în funcție de conținutul relativ al fracțiilor cu punct de fierbere scăzut (uleiuri ușoare și grele) din ele [3] .

Aceste clasificări au avut o valoare reală pentru industria petrolului, deoarece descriu în mod clar natura uleiului, metodele de prelucrare a acestuia și posibilele dificultăți ulterioare asociate cu aceasta, cu toate acestea, pe măsură ce știința s-a dezvoltat, a devenit necesară înlocuirea clasificării calitative cu un unul cantitativ, în care criteriile de împărțire în clase ar fi proprietățile chimice sau constantele fizice [3] .

Clasificări chimice

În primele etape ale dezvoltării industriei petroliere, unul dintre cei mai importanți indicatori ai calității produselor petroliere a fost densitatea . În funcție de el, uleiurile au început să fie împărțite în mai multe clase [4] :

Uleiurile ușoare se caracterizează printr-un conținut ridicat de fracții de benzină și o cantitate mică de rășini și sulf , principala utilizare a acestor uleiuri a fost producerea de uleiuri lubrifiante de înaltă calitate. Uleiurile grele conțineau o cantitate mare de rășini, iar pentru a obține uleiuri a fost necesar să se trateze uleiul cu solvenți selectivi, adsorbanți și alte substanțe. Cu toate acestea, petrolul greu a fost utilizat pe scară largă și cu succes în producția de bitum . Principalul dezavantaj al separării uleiurilor în funcție de densitatea lor este că clasificarea este aproximativă și în practică modelele fiecărei clase nu au fost întotdeauna confirmate [4] .

Mai târziu , Biroul Minelor din SUA a relația dintre densitatea acestuia și compoziția hidrocarburilor . Au fost studiate fracțiile distilate în intervalul de temperatură 250–275°C la presiunea atmosferică și în intervalul 275–300°C la o presiune reziduală de 5,3 kPa. După determinarea densităților, părțile ușoare și grele de uleiuri au fost repartizate uneia dintre cele trei clase stabilite pentru diferite tipuri de uleiuri [5] :

Standardele Biroului Minelor din SUA pentru clasificarea petrolului
Fracțiune Densitate
bază de parafină bază intermediară baza naftenica
250-275 °С (la presiunea atmosferică) < 0,8251 0,8251-0,8597 > 0,8597
275–300 °С (la 5,3 kPa) < 0,8762 0,8762-0,9334 > 0,9334

După aceea, pe baza datelor caracteristice ale fracțiilor, uleiul este împărțit în încă șapte clase [5] :

Clasificarea chimică a uleiurilor de către Biroul Minelor din SUA
numele clasei Baza de ulei usor Baza părții grele a uleiului
Parafină Parafină Parafină
Parafină intermediară intermediar
Parafină intermediară intermediar Parafină
Intermediar intermediar
naftenic intermediar naftenic
Naften-intermediar naftenic intermediar
naftenic naftenic

În 1921 , Institutul American de Petrol a dezvoltat, de asemenea, o clasificare a uleiurilor în uleiuri ușoare și grele în funcție de densitatea relativă a uleiului în raport cu densitatea apei la aceeași temperatură ( gravitație API ). Dacă valoarea gradelor API este mai mică de 10, uleiul se va scufunda în apă, dacă este mai mare de 10, va pluti pe suprafața sa. Această clasificare este încă folosită [6] [7] .

O clasificare care ar reflecta direct compoziția chimică a uleiului a fost propusă de Institutul de Cercetare a Petrolului Grozny (GrozNII). Sa bazat pe conținutul predominant al oricărei clase de hidrocarburi din compoziția uleiului [8] :

Prima clasă de uleiuri se caracterizează prin faptul că fracțiunile de benzină conțin >50% hidrocarburi parafinice, iar fracțiunile de ulei conțin <20% parafine solide, iar cantitatea de compuși rășino- asfaltenici ai acestor uleiuri este extrem de mică. Compoziția uleiurilor parafină-naftenice include o cantitate mare de hidrocarburi naftenice și o cantitate mică de cele parafinice; în ceea ce privește compoziția parafinelor solide și a compușilor rășinos-asfaltici, acestea sunt similare uleiurilor parafinice. Uleiurile naftenice se caracterizează printr-un conținut ridicat (≈ 60%) de hidrocarburi naftenice, conținutul de parafine solide, rășini și asfaltene este foarte scăzut. A patra clasă de uleiuri se distinge prin aproximativ același conținut de hidrocarburi parafinice, naftenice și aromatice, în timp ce parafina solidă nu ajunge la 1-1,5% în compoziție; cantitatea de substanțe rășino-asfaltice din compoziție ajunge la 10%. Hidrocarburile din aceste clase predomină în compoziția uleiurilor nafteno-aromatice, iar procentul acestora crește pe măsură ce uleiul devine mai greu, iar hidrocarburile parafinice sunt de asemenea conținute în fracțiuni ușoare ale uleiurilor din această clasă, iar cantitatea de parafine solide nu depășește 0,3% ; în timp ce cantitatea de rășini și asfaltene din compoziția uleiurilor naftenico-aromatice ajunge la 15-20%. Uleiurile aromatice se caracterizează printr-o densitate mare și o mare predominanță a arenelor în ele [9] .

Clasificări geochimice și genetice

Clasificările geochimice și genetice împart uleiurile pe baza istoriei lor geologice și geochimice și a teoriei formării petrolului. Cu toate acestea, dezvoltarea unor astfel de clasificări este împiedicată de faptul că încă nu se știe exact ce anume are cea mai mare influență asupra procesului de formare a uleiului. Prin urmare, atunci când subdivizează uleiurile în conformitate cu acest principiu, autorii se bazează pe oricare dintre factorii cei mai de încredere, fără a ține cont de alții, ceea ce este un dezavantaj semnificativ [10] [11] .

În 1948, clasificarea genetică a lui A.F. Dobryansky , bazat pe conceptul de compoziție a uleiului în funcție de transformarea acestuia. Datorită faptului că direcția principală a transformării uleiului este metanizarea acestuia , clasificarea a subdivizat uleiul în funcție de conținutul de hidrocarburi metanice din el și nu a afectat compoziția reală a uleiului, ci sa bazat numai pe principiile transformării. , și, de asemenea, nu a luat în considerare prezența compușilor heteroatomi . Prin urmare, această clasificare nu și-a găsit o aplicare largă [12] .

În 1958 A.A. _ Kartsev a propus împărțirea uleiurilor în două clase: uleiuri paleotip și uleiuri cainotip. Primele au inclus uleiuri cu >30% parafine în distilate și >50% în benzine. A doua categorie include uleiuri cu 30% și 50% parafină în distilate și, respectiv, benzine. Această diviziune a descris doar caracteristicile generale ale istoriei geochimice a uleiurilor, astfel încât această clasificare a fost insuficientă. În 1960 , Kartsev a format o clasificare geochimică evolutivă bazată pe relația dintre compoziția uleiurilor și condițiile geologice și geochimice ale transformărilor catagene (vârstă și adâncime, cadru geotectonic). Au fost identificate opt clase de uleiuri, fiecare având subclase de uleiuri „de linie pură”, oxidate, sulfurate și uleiuri - produse ale diferențierii fizice. Cu toate acestea, factorii primari ai compoziției uleiurilor, care sunt asociați cu eterogenitatea substanțelor care formează ulei, nu au fost luați în considerare în clasificare. Aceasta a afectat valabilitatea incompletă a sistematizării, ceea ce a explicat lipsa aplicării acesteia [13] .

Cea mai corectă și completă este clasificarea geochimică a A.A. Petrov , pe baza conținutului de hidrocarburi relicve din petrol. Au fost introduse următoarele criterii [14] :

unde i este suma înălțimilor vârfurilor de pristan și fitan conform cromatogramei în ulei ; P este suma înălțimilor vârfurilor de n - heptadecan și n - octadecan din aceeași cromatogramă, Nf  este fondul cicloalcanic al cromatogramei („cocoașă” de hidrocarburi neseparate, pe care apar vârfurile i și P). Această clasificare subîmparte uleiul în patru tipuri în funcție de valorile acestor criterii (valorile cele mai preferate în paranteze) [15] :

Tipuri genetice de uleiuri
Tipul de ulei K i eu 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) 		—

Clasificare tehnologică

Clasificarea tehnologică a petrolului în URSS a fost introdusă la 7 iulie 1967 (GOST 912-66). Conform acestei clasificări, uleiul este împărțit în funcție de conținutul de sulf, parafină, randamentul fracțiilor de până la 350 ° C și indicele de vâscozitate al uleiurilor de bază [16] .

În funcție de conținutul de sulf din ulei, acestea se împart în [16] :

Țițeiul dulce conține < 0,5% sulf, cu fracții de benzină și combustibil pentru avioane < 0,1%, iar fracțiile de motorină  < 0,2%, totuși, dacă unul sau mai mulți combustibili distilati au un conținut mai mare de sulf, atunci acest ulei este clasificat drept sulfuros. Țițeiul acru conține < 2% sulf, în timp ce fracția de benzină este < 0,1%, combustibilul pentru avioane este < 0,25%, iar motorina este < 1%, de asemenea, dacă unul sau mai mulți combustibili distilat au un conținut mai mare de sulf, atunci acest ulei este clasificat. ca bogat în sulf. Uleiul cu conținut ridicat de sulf conține > 2% sulf, în timp ce fracția de benzină este > 0,1%, combustibilul pentru avioane este > 0,25%, iar motorina este > 1%, dacă conținutul de sulf este mai mic în unul sau mai mulți combustibili distilati, atunci acest ulei este clasificate ca sulfuroase [16] [17] .

În Statele Unite, uleiul este împărțit în „ dulce ” (cu un procent scăzut de compuși cu sulf) și „ acru ” (cu un procent ridicat de compuși cu sulf) în funcție de conținutul de sulf [7] . Această terminologie s-a dezvoltat istoric: în primele etape ale dezvoltării industriei petroliere în Pennsylvania, uleiul a fost folosit ca ulei de lampă pentru iluminat, iar dacă fracțiunea de kerosen conținea mult sulf, atunci arderea sa a fost însoțită de un miros neplăcut. Prin urmare, uleiul a fost degustat pe câmp pentru a stabili imediat dacă era potrivit pentru expediere pe piață, dacă era dulce, atunci era considerat potrivit, dacă acru, atunci nu . În plus, uleiurile cu conținut mediu de sulf au fost uneori denumite „dulce mediu” sau „acid mediu”. Principalul dezavantaj al acestei clasificări este lipsa limitelor clare ale conținutului de sulf [18] .

În funcție de randamentul fracțiilor de până la 350 ° C, uleiurile sunt împărțite în trei tipuri (T 1 , T 2 , T 3 ), iar în funcție de conținutul de uleiuri de bază distilate și reziduale - în patru grupe (M 1 , M 2 , M3 , M4 ) . După valoarea indicelui de vâscozitate al uleiurilor de bază, se subdivizează încă patru subgrupe [19] .

În funcție de conținutul de ulei de parafină este împărțit în trei tipuri (P 1 , P 2 , P 3 ). Primul tip include uleiuri cu conținut scăzut de parafină cu un conținut de < 1,5% parafină cu un punct de topire de 50 ° C, cu condiția ca din acest ulei să se poată obține combustibil pentru reacție fără deparafinare , motorină de iarnă cu o limită de distilare de 240-350 ° C și un punct de curgere < -45 °C, precum și uleiuri de bază. Dacă conținutul de ulei de parafină este în intervalul de la 1,51 la 6% și cu condiția ca din acest ulei să fie posibil să se obțină combustibil pentru reacție și motorină de vară fără deparafinare, cu o limită de distilare de 240-350 ° C și un punct de curgere < - 45 ° C și, de asemenea, cu utilizarea uleiurilor de parafinare - distilate, atunci un astfel de ulei se numește parafinic și aparține celui de-al doilea tip. P 3 sunt uleiuri foarte parafinice care conțin > 6% parafină, cu condiția ca din astfel de uleiuri să fie imposibil să se obțină motorină de vară fără deparafinare [20] .

Dacă cel puțin unul dintre produsele petroliere prevăzute de această clasificare nu poate fi obținut din uleiuri de tip P 1 fără deparafinare, atunci un astfel de ulei ar trebui să fie atribuit tipului P 2 . De asemenea, dacă este imposibil să se obțină motorină de vară din ulei parafinic fără deparafinare, atunci uleiul trebuie considerat foarte parafinic (tip P 3 ), și invers, uleiul foarte parafinic, din care se poate obține motorină fără deparafinare, trebuie se atribuie celui de-al doilea tip P 2 [20] .

Clasificare conform GOST R 51858-2002

În prezent, există și o clasificare a uleiurilor conform standardului GOST R 51858-2002. [21] Conform acestui standard, uleiul este împărțit în clase, tipuri, grupe și tipuri în funcție de proprietățile fizice și chimice, gradul de preparare, conținutul de hidrogen sulfurat și mercaptani ușori [22] .

În funcție de fracția de masă a sulfului, uleiul este împărțit în patru clase [22] :

După densitate, și atunci când este exportat , în plus după randamentul de fracții și fracția de masă a parafinei, uleiul este împărțit în cinci tipuri [22] :

0 - lumină suplimentară; 1 - lumina; 2 - mediu; 3 - grele; 4 - bituminos.
Nume parametru Normă pentru tipul de ulei
0 unu 2 3 patru
Densitate, kg/m 3 830 (la 20°С)
833,7 (la 15°С) 		830,1-850 (la 20°C)
833,8-853,6 (la 15°C) 		850,1-870 (la 20°C)
853,7-873,5 (la 15°C) 		870,1-895 (la 20°C)
873,6-898,4 (la 15°C) 		> 895 (la 20°С)
> 898,4 (la 15°С)
Randamentul fracțiunii, % vol. > 30 (până la 200 °С)
> 52 (până la 300 °С)
 > 27 (până la 200 °С)
> 47 (până la 300 °С)
 > 21 (până la 200 °С)
> 42 (până la 300 °С)
Fracția de masă de parafină, % < 6 < 6 < 6

În funcție de gradul de preparare, uleiul este împărțit în trei grupe [22] :

Numele indicatorului Normă de ulei de grup
unu 2 3
Fracția de masă a apei, % < 0,5 < 0,5 < 1
Concentrația în masă a sărurilor clorurate , mg/dm³ < 100 < 300 < 900
Fracția de masă a impurităților mecanice, % < 0,05 < 0,05 < 0,05
Presiunea vaporilor saturați, kPa (mm Hg) < 66,7 (500) < 66,7 (500) < 66,7 (500)
Fracția de masă a clorurilor organice în fracția care fierbe până la o temperatură de 204 ° C , ppm < 10 < 10 < 10

În funcție de fracția de masă a hidrogenului sulfurat și a mercaptanilor ușori - în 2 tipuri [22] :

Numele indicatorului Normă pentru tipul de ulei
unu 2
Fracția de masă de hidrogen sulfurat , ppm < 20 < 100
Fracția de masă de metil și etil mercaptani în total , ppm < 40 < 100

Marcatori de uleiuri

Calitățile de ulei sunt diviziunea petrolului care este produs în diferite domenii , în funcție de compoziție, calitate și uniformitate, cu toate acestea, pentru a simplifica exportul, uleiul este, de asemenea, împărțit în calități ușoare și grele. În Rusia, principalele uleiuri marker sunt Urals , Siberian Light și ESPO . În Marea Britanie - Brent , în SUA - WTI (Light Sweet), în Emiratele Arabe Unite - Dubai Crude . Standardul de preț este WTI (în emisfera vestică ) și Brent (în Europa și țările OPEC ). Petrolul Dubai este folosit ca bază pentru determinarea costului exporturilor de petrol din Golful Persic către regiunea Asia-Pacific [23] [24] .

Caracteristici/Notă [25] Brent WTI Dubai Crude Uralii Lumina siberiană ESPO
Densitate 38°API 40°API 30°API 31°API 36,5°API 34,8°API
continutul de sulf 0,37% 0,24% 2,13% 1,3% 0,57% 0,6%

Note

  1. ↑ Van Nes K., Van Westen K., 1954 , p. 21.
  2. ↑ Van Nes K., Van Westen K., 1954 , p. 21-22.
  3. ↑ 1 2 Van-Nes K., Van-Westen K., 1954 , p. 23.
  4. ↑ 1 2 Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 31.
  5. ↑ 1 2 Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 31-32.
  6. ↑ Norman J. Hyne, 2014 , p. 124.
  7. ↑ 1 2 Wendy Lyons Sunshine. Elementele de bază  ale petrolului brut . despre.com . Preluat la 26 august 2015. Arhivat din original la 6 septembrie 2015.
  8. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 32.
  9. ↑ Gurevici I.L., 1972 , p. 122-123.
  10. ↑ Batueva I.Yu., Gaile AA, Pokonova Yu.V. şi colab., 1984 , p. 16.
  11. ↑ Kartsev A.A., 1969 , p. 162.
  12. ↑ Sokolov V.A., Bestuzhev M.A., Tikhomolova T.V., 1972 , p. 7-8.
  13. ↑ Kartsev A.A., 1969 , p. 163-164.
  14. ↑ Manovyan A.K., 2001 , p. 229.
  15. ↑ Manovyan A.K., 2001 , p. 230.
  16. ↑ 1 2 3 Gurevici I.L., 1972 , p. 123.
  17. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 35-36.
  18. ↑ Leffler W.L., 2004 , p. 23-24.
  19. ↑ Proskuryakov V.A., Drabkin A.E., 1995 , p. 36.
  20. ↑ 1 2 Gurevici I.L., 1972 , p. 124.
  21. ↑ Erofeev V.I. Clasificarea uleiurilor . Universitatea Politehnică din Tomsk . Preluat la 26 august 2015. Arhivat din original la 5 martie 2016.
  22. ↑ 1 2 3 4 5 GOST R 51858-2002. Uleiul . Preluat la 26 august 2015. Arhivat din original la 9 octombrie 2015.
  23. ↑ Tipurile de ulei . Biblioteca tehnică a portalului Neftegaz.RU. Preluat la 26 august 2015. Arhivat din original la 3 septembrie 2015.
  24. ↑ Litovchenko E.E., 2015 , p. 29-30.
  25. ↑ Litovchenko E.E., 2015 , p. treizeci.

Literatură