Фракционный состав нефти или газового конденсата отражает распределение компонентов по температурам кипения. Каждая фракция представляет собой смесь углеводородов, испаряющихся в определённом температурном диапазоне. Стандартный метод анализа (периодическая простая дистилляция по Энглеру, ASTM) позволяет построить кривую однократного испарения (ОН). На этой кривой по горизонтальной оси откладывается кумулятивный выход фракций в объёмных процентах (0%, 10%, 20% и так далее до 90%), а по вертикальной — соответствующие температуры: начала кипения (НК), конца выкипания каждой 10%-ной порции и, наконец, конца кипения (КК). Согласно ГОСТ 2177-99, этот метод применим для анализа фракций, кипящих в интервале от начальной точки (обычно 30–40 °C) до 320–340 °C, поскольку при атмосферном давлении более тяжёлые компоненты начинают термически разлагаться.
Анализ высококипящих фракций
Для исследования тяжёлой части нефти (выше 320–340 °C) используют тот же метод, но при пониженном давлении. Это позволяет испарять высококипящие компоненты при температурах не выше 340–350 °C, предотвращая их разложение. Полученные температурные данные затем пересчитывают на условия нормального атмосферного давления. Такой подход даёт возможность определить фракционный состав вплоть до температур кипения 460–560 °C, а иногда и до 600 °C, хотя даже при этой температуре нефть не испаряется полностью. При необходимости объёмные проценты могут быть конвертированы в массовые. Более точные и воспроизводимые результаты получают с помощью стандартного лабораторного ректификационного аппарата АРН-2 (ГОСТ 11011-85), который работает по принципу периодической ректификации (метод ТВР). В этом процессе нефть подвергают атмосферно-вакуумной перегонке с отбором узких фракций (10%-ных или даже 3%-ных). Эти фракции затем детально анализируют, определяя плотность, вязкость, температуру вспышки, молекулярную массу и другие ключевые параметры. На аппарате АРН-2 строят кривую истинных температур кипения (ИТК), которая является важнейшим инструментом для расчёта физико-химических и эксплуатационных свойств нефтепродуктов, а также для оптимизации параметров технологических процессов ректификации.
Промышленное разделение и получение продуктов
В промышленных масштабах нефть разделяют с помощью атмосферной и вакуумной ректификации, получая так называемые прямогонные фракции с различными диапазонами кипения. Важно понимать, что эти фракции сами по себе ещё не являются готовыми товарными нефтепродуктами. Последние производят путём компаундирования — смешения различных компонентов. В состав товарных продуктов могут входить не только прямогонные фракции, но и продукты вторичных процессов переработки: бензины крекинга и коксования, алкилаты, изомеризаты, риформаты и другие. Типичные диапазоны выкипания основных фракций, получаемых при перегонке нефти, таковы: бензиновые — 35–180 °C, керосиновые — 120–315 °C, дизельные — 180–350 °C, мазут — выше 320–360 °C, лёгкие масляные фракции — 350–420 °C, тяжёлые масляные фракции — 420–490 °C, фракции остаточных масел — выше 490 °C, гудрон — выше 500–550 °C.