Исследование индивидуального углеводородного состава лигроинов нефтей Советского и Соболиного месторождений Томской области

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М КИРОВА

Том 237 1975

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СОСТАВА ЛИГРОИНОВ НЕФТЕЙ СОВЕТСКОГО И СОБОЛИНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Н. М. СМОЛЬЯНИНОВА, С. И. ХОРОШКО, В. М. НЕНАШЕВ

Анализ индивидуального углеводородного состава лигроиновых фракций представляет очень сложную задачу, вследствие резкого возрастания числа возможных изомеров углеводородов, по сравнению с бензинами. Известные из литературных источников попытки исследовать указанную фракцию ограничивались расшифровкой ароматических углеводородов, в некоторых случаях и циклогексановых, и определением группового состава деароматизированной части. Это связано, в первую очередь, с отсутствием эталонных, хроматографически чистых углеводородов.

Для изучения индивидуального углеводородного состава лигроинов нами предлагается схема анализа, требующая минимальное количество эталонных веществ (рис. 1). С целью максимального облегчения расшиф-

Рис. 1 Схема исследования индивидуального углеводородного состава лигроиновых фракций нефтей

ровки в схеме предусмотрен ряд упрощении состава исходной смеси, а именно: деароматизация и четкая ректификация парафино-нафтеновой части на узкие фракции (порядка ГС). Подобная схема предлагалась ранее1 для изучения индивидуального состава бензинов с концом кипения

122°С.

Исходная лигроиновая фракция (150—200° С), получаемая путем перегонки нефти на стандартном аппарате АРН-2 с 20 теоретическими тарелками, подвергалась деароматизации на силикагеле. Ароматический концентрат, представляющий смесь углеводородов одного класса, исследовался методом ГЖХ непосредственно после отделения. Анализ выполнялся на хроматографе XJI-4 с детектором по теплопроводности. В качестве жидкой неподвижной фазы использовалось коровье масло, предварительно оттермостатированное при 250°С и нанесенное на подготовленный носитель ИНЗ-600 (0,25 — 0,5 мм) в количестве 12% по весу. Длина колонки составляла 3 м.

Хроматограммы ароматического концентрата снимались при двух температурах 413 и 563°К (140 и 190°С соответственно), которые были выбраны как оптимальные после ряда экспериментов.

Идентификация отдельных углеводородов проводилась при помощи анализа искусственных смесей и графическим путем. Результаты анализа представлены в табл. 1.

Таблица 1

Индивидуальный углеводородный состав ароматического концентрата лигроиновых фракций нефтей Советского и Соболиного месторождений

с Выход на фракцию,

% в ее

с Углеводороды -- Соболи-

Советское

% м-е ное м-е

1.

2. 3.

4.

5.

6.

7.

8. 9.

10. 11.

12.

13.

14.

15.

16. 17.

0-Ксилол Изопропилбензол н-Пропилбензол + 1-Метил—3-Этилбензол + 1 - Метил — 4-Этилбензол 1,3,5-Триметилбензол

1,2,4-Триметилбензол 1,2,3-Триметшгбензол

1-Метил — 2-Изопропилбензол 1-Метил — 2-н-Пропилбензол 1,4-Диметил — 2-Этилбензол 1,3-Диметил — 2-Этилбензол 1,3-Ди:метил — 5-Изопропил-бензол

1,2,4,5-Тетраметилбензол

1,2,3,5-Тетраметилбензол

1,3-Диизопропилбензол

Тетралин

З-Фенилгексан

Нафталин

Не расшифровано

0,06 0,21

1,22 1,19 2,25 2,75 1,63 1.38 1,103 0,79

0,93 1,23 1,16 0,91 0,75 0,74 '0,28 1,15

0,05 0,21

1,21 1,10

2,10 2,00 1,39 1,60 1,38 0,91

1,10 1,20

1.03

1.04 0,72 0,80 0,53 0,72

Итого

20,60

19,00

Следует отметить, что коровье масло, отлично зарекомендовавшее себя при разделении различных полярных веществ с низкой температурой кипения, оказалось лучшей фазой из всех испытанных (апиезон, дино-нилфталат, полиэтиленгликоль 1000, ПЭГА, ТВИН-80), но все-таки в дан-

1 Н. И. Лулова и др. Химия и технология топлив и масел, 9, 14, 1962. В. Заказ № 90.

пых условиях недостаточно эффективной. Объясняется это, на наш взгляд, низкой термостабильностью масла при повышенных температурах, а также невысокой разделяющей способностью насыпных колонок.

Парафино-нафтеновая часть ректифицировалась под небольшим вакуумом (остаточное давление 100 мм рт. ст.), на узкие фракции (порядка 1°С) на лабораторной колонке эффективностью 40—50 теоретических тарелок. Узкие фракции парафино-нафтеновой части состоят из нормальных и изоалканов и цикланов. Для более эффективного разделения этой смеси использовалась неполярная фаза — эпиезон Хроматограммы снимались на приборе ХЛ-4. Жидкая фаза наносилась на подготовленный носитель (ИНЗ-600) из расчета 15% по весу. Длина колонки составляла 7,2 м\ колонка работала в изотермическом режиме при температуре 563°К (190°С). В качестве газа-носителя в обоих случаях служил гелий.

Данные, полученные в этих условиях, служили основой для идентификации.

При качественной расшифровке парафино-нафтеновой части мы исходили из теоретически обоснованного предположения о.сохранении прямолинейной зависимости логарифма относительного времени удерживания от температуры кипения при переходе от углеводородов, составляющих бензиновую фракцию, к компонентам лигроиновой фракции.

Всего было обнаружено 23 индивидуальных углеводорода (табл. 2). Большей частью обе фракции представлены алканами, среди которых преобладают изопарафины. В числе нафтенов, которые в основном состоят из производных циклогексана, встречаются высшие циклы.

Таблица 2

Индивидуальный углеводородный состав парафино-нафтеновой части лигроинов нефтей Советского и Соболиного месторождений

№ п. п.

¡Выход на фракцию, % вес

К о м и н е и

Советское м-е

Соболиное м-е

1

2

3

4

5

6

7

8 9

Ш 11 12

13

14

15

16

17

18

19

20 21 22 23

Н-Нонан

Изопропилциклогексан

2,3,6-Триметилгептан+Н-Пропилциклогексан 2, 2, 3, 3 - Тетраметилгексан + 2,7-Диме-тилоктан 4-Этилоктан

2,3-Диметилоктан+2-Метялнонан

4-Метилнонан

З-Метилнонан

H.-Декан

2-Циклопентилпентан

2,2,3,3-Тетраметилгектан

3,3-Диметилнонан

2,2, 6,6-Тетраметилоктан

1-Метил — 3 трест-Бутилциклогексан

2,2 4,4,6-Пентаметилгексан

Н-Удекан

1-Метил — 4-Бутилциклогексан

2-Метил — 2-Циклогексилбутан + 1,3,5 — Триметил — 5-Изопропилциклогексан Циклодекан

Н-Гексилциклопентан

I,1,3-Триметил — З-Изопропилциклогексан Н-Бутилциклогептан

Н-Додекан Не расшифровано

1,75

0 93

1,95

1,58 5,73

4,20 0,44 4,32 10,76

4,30 5,44 3,06

2,64 3,40 5,23  9,90 1,62

1,47 3,26 1,80 ' 0,90 1,22 . 1,44 2.36

2,38 0,80 2,36

1,94

7,50 4,66 0,33 5,20 6,60

4.50 5,00 4,20 2,23 3,90 6Д0

10,10 2,61

1,79 2,19 0,91 0,62 1,58 1,10

2.51

Итого:

77,04

81.00

Из табл. 1 и 2 видно, что оба литроина подобны между собой как по качественному составу, так и по количественным соотношениям углеводородов, хотя исходные нефти относятся к разным отложениям.

, Проведенные исследования показали, что по предложенной схеме можно удовлетворительно анализировать индивидуальный углеводородный состав лигроиновых фракций нефтей и газоконденсатов различных месторождений.

Выводы

1. Предложена схема анализа индивидуального углеводородного состава лигроиновых фракций нефтей.

2. Проведено исследование двух образцов лигроинов нефтей Советского и Соболиного месторождений Томской области. В каждой фракции обнаружено 17 ароматических и 23 нафтеновых и парафиновых углеводородов.