Качество и характеристики сырой нефти напрямую влияют на рыночную стоимость. Все сырые нефти обладают уникальными химическими и молекулярными свойствами, и большинство покупателей хотят иметь хорошее представление об этом, прежде чем совершить покупку. Так как же работает обеспечение качества в нефтегазовой отрасли? Читайте наше руководство по тестированию качества сырой нефти, почему это важно и основные методы, используемые для поддержания и регулирования отраслевых стандартов.
Ключевые слова: контроль качества, углеводороды, нефтегазовые компании, химическая оценка, характеристики сырой нефти.
The quality and characteristics of crude oil directly affect the market value. All crude oils have unique chemical and molecular properties, and most buyers want to have a good understanding of this before making a purchase. So how does quality assurance work in the oil and gas industry? Read our guide to crude oil quality testing, why it's important and the main methods used to maintain and regulate industry standards.
Keywords: quality control, hydrocarbons, oil and gas companies, chemical assessment, characteristics of crude oil.
Перед покупкой масла большинство покупателей подвергают продукт химической оценке, известной как анализ сырой нефти. Пробы можно брать из различных источников, включая трубопроводы, грузовые суда, резервуары, нефтеперерабатывающие заводы и резервуары для хранения. Оценка проводится в специально построенных лабораториях и предлагает покупателю обзор различных химических и молекулярных характеристик сырой нефти. Как правило, анализы сырой нефти, проводимые производителями, переработчиками и трейдерами, дают обширные данные анализа углеводородов, которые можно использовать для определения пригодности и ценности.
Без анализов сырой нефти покупатели рискуют столкнуться с множеством проблем, включая механические поломки, проблемы с контролем качества и экологические нарушения. Проверка качества сырой нефти также гарантирует, что производители соблюдают отраслевые стандарты.
Плотность и содержание серы являются двумя наиболее важными факторами, учитываемыми при анализе сырой нефти. Вот обзор каждого:
1. Плотность. Плотность относится к отношению массы масла к его объему. Часто можно увидеть, что гравитация Американского института нефти (API) используется в качестве индекса для измерения плотности сырой нефти. Американская организация создала эту меру, которая показывает, насколько легкая или тяжелая сырая нефть по сравнению с H2O.
Сорта с плотностью API более 10 считаются легкими (более низкая плотность) и обычно плавают на воде. Более легкая нефть также свободно течет при комнатной температуре, ее легче извлекать и перерабатывать. Марки с плотностью API менее 10 классифицируются как тяжелые (с более высокой плотностью) и тонут при попадании в воду. Большинство сырых нефтей имеют API от 15 до 45 градусов. [1]
2. Содержание серы. Содержание серы в сырой нефти может сильно варьироваться и оказывает значительное влияние на качество и цену. Большинство сортов имеют содержание серы от 1 до 4 мас. %, хотя иногда оно может быть ниже 0,05 или более 10 мас. %.
Как правило, более легкая и более сладкая сырая нефть более ценна, чем ее более тяжелые и более кислые аналоги. Отчасти это связано с тем, что легкие и малосернистые нефти лучше подходят для производства бензина и дизельного топлива, которые могут быть проданы по более высокой цене, чем мазут и другие второсортные продукты. Поскольку сырая нефть легче и содержит меньше серы, процесс переработки менее энергозатратен и не требует сложного оборудования. Сорта, содержащие менее 1 % серы по массе, классифицируются как сладкие, а сорта с содержанием серы более 1 % по массе считаются кислыми.
Тапис, сырая нефть, добываемая в Малайзии, считается одним из самых ценных сортов в мире. Он используется в качестве эталона ценообразования в Сингапуре и может похвастаться плотностью в градусах API от 43° до 45°. Он также невероятно сладкий, с содержанием серы всего 0,04 %. [2]
Большинство анализов сырой нефти являются исчерпывающими, поскольку покупатели хотят иметь всестороннее представление о продукте. Наряду с плотностью и содержанием серы лаборатории анализируют многие другие переменные во время анализов сырой нефти. Вот обзор некоторых из наиболее распространенных тестов:
3. Амины. Хотя амины могут быть эффективным способом обработки кислотных загрязнителей, они могут создавать проблемы при высоких концентрациях. Большинство анализов сырой нефти проверяют на содержание аминов, чтобы избежать таких проблем, как повышенное засоление на установках перегонки сырой нефти и более высокие уровни азота на очистных сооружениях.
4. Содержание осадка. В процессе добычи сырая нефть может загрязняться осадком из пласта-коллектора. В то время как некоторое количество осадка допустимо, чрезмерное количество может повредить оборудование и поставить под угрозу качество готового продукта.
5. Углеродный остаток. По весу большинство масел содержат от 82 % до 87 % углерода по весу [3]. Метод испытаний ASTM D5291 является одним из наиболее надежных методов, используемых для определения содержания углерода, и используется в большинстве испытаний качества сырой нефти.
6. Содержание хлорида. Хлориды являются нежелательной характеристикой сырой нефти, поскольку они могут повышать коррозионную активность и способствовать накоплению солей в технологических установках. В случае обнаружения для удаления хлоридов будут использоваться такие методы, как каталитическое гидродехлорирование, дехлорирование агентом-переносчиком хлора и адсорбционное дихлорирование.
7. Содержание ртути. Ртуть естественным образом встречается в горных породах и почве и, как следствие, присутствует почти во всей сырой нефти. Уровни могут значительно различаться между сортами, и большинство покупателей хотят знать точное содержание ртути в сырой нефти, которую они покупают. Слишком большое количество ртути может вызвать серьезные проблемы для нефтеперерабатывающих заводов, поскольку металл может смешиваться с алюминиевыми сплавами и повреждать оборудование. Некоторые формы ртути токсичны и требуют специальных протоколов по охране труда, технике безопасности и охране окружающей среды (HSE), в то время как другие могут отравлять катализаторы, такие как платина и рений.
8. Содержание воды. Определение содержания воды в сырой нефти — эффективный способ минимизировать риск коррозии и повреждения инфраструктуры. По этой причине содержание воды часто включается в процессы проверки качества сырой нефти.
Теперь мы знаем больше о том, какие виды химических и молекулярных свойств ищут группы лабораторий, давайте взглянем на некоторые технологии, используемые для проведения испытаний и поддержания контроля качества в нефтегазовой промышленности:
9. Рентгенофлуоресцентный (XRF) анализ. Производство, использование и переработка смазочных масел требует глубокого понимания того, какие элементы присадок присутствуют. Быстрый и точный рентгенофлуоресцентный (XRF) анализ позволяет специалистам по контролю качества определять точное содержание смазочных масел. Это не только снижает производственные затраты, но также повышает эффективность и сводит к минимуму воздействие на окружающую среду. Полностью соответствующие нормам ASTM D7751–16, такие технологии, как настольная энергодисперсионная рентгеновская флуоресценция (EDXRF) S2 POLAR, используются для анализа и обнаружения семи основных добавок — Mg, P, S, Cl, Ca, Zn, M. Помимо использования в производстве базовых масел, S2 POLAR обещает лучший в отрасли контроль качества на установках для смешивания и станциях дозирования присадок. [1, 3]
Вместо калибровки с использованием только одного сертифицированного калибровочного газа наборы, включающие различные жидкие стандарты, концентрации и постоянный объем впрыска, позволяют группам контроля качества проводить калибровку с поправкой на холостые значения. Это значительно повышает качество анализа, предлагая результаты в ультраследовом диапазоне (частей на миллиард). Лаборатории, использующие эту стратегию, не только получают более быстрые результаты, но и могут сократить свои общие расходы. Использование преимуществ различных стандартов жидкости очень важно инвестировать в анализатор, который анализирует стандарты и образцы количественно, независимо от типа матрицы. Например, при анализе серы детектор не будет определять, образуется ли SO2 в результате сжигания жидкости, твердого вещества или газа. При количественном подходе один нанограмм серы всегда дает одно и то же количество SO2.
Нефтегазовая отрасль быстро меняется, и компании постоянно внедряют новые технологии, призванные идти в ногу с прогрессом. ZX — 101SQ — новейший портативный анализатор топлива ZX-101, выпущенный американской компанией Zeltex, LLC [2]. Сочетая надежность и точность своих предшественников с технологией оптики ближнего инфракрасного диапазона (NIR) следующего поколения и обновленным интерфейсом, ZX-101SQ анализирует процентное содержание цетана, октана, этанола и биодизельного топлива на месте. Независимо от того, работаете ли вы на насосе, в поле или в лаборатории, он соответствует всем требованиям и демонстрирует захватывающие новые технологии, используемые для обеспечения контроля качества в нефтегазовой отрасли.
Температура кипения может оказать существенное влияние на стоимость сырой нефти и на то, считается ли она нефтью самого высокого качества. Такие компании, как Bartec Benke, разработали такие технологии, как rapiDist-4, которые обеспечивают быстрое, надежное и точное измерение температуры кипения ряда сырьевых продуктов, включая мазут, средние дистилляты, нефть, реактивное топливо, дизельное топливо и жидкие углеводороды.
От транспортных средств для отдыха до тяжелой обрабатывающей техники механические устройства в значительной степени зависят от движущихся частей. Смазочные материалы и консистентные смазки играют решающую роль в минимизации трения между этими частями и поддержании эффективности работы. Для обеспечения максимальной производительности крайне важно иметь глубокое понимание физических и химических характеристик этих смазочных материалов и смазок, включая содержание присадок.
Литература:
- Батрак А. П., Полюшкина М. П. Разработка методологии контроля качества дизельного топлива акустическим методом. Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021. № 3 (37). С. 5–10.
- Клим О. В., Москвин А. С., Севбо С. Д. Особенности и практика применения промышленных анализаторов на различных этапах переработки нефти. Автоматизация в промышленности. 2018. № 3. С. 52–55.
- Лебедев М. С., Мунц В. А. Исследование процесса низкотемпературной сепарации тяжёлых углеводородов на объектах малотоннажного производства сжиженного природного газа. Энергетик. 2022. № 9. С. 55–59.
