2.11.1. ИДЕНТИФИКАЦИОННАЯ ЭКСПЕРТИЗА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Нефть как источник энергии и ценное, уникальное по своим свойствам невозобновляемое природное сырьё для нефтехимической промышленности и смежных с ней отраслей прочно удерживает одно из ведущих мест в структуре биржевой торговли.

Нефть представляет собой горючую маслянистую жидкость, чаще тёмного цвета, редко светло-жёлтая или бесцветная, с характерным запахом. Представляет собой смесь жидких углеводородов, в которой растворены газообразные и твёрдые углеводороды. В нефти в небольшом количестве содержатся сернистые, азотистые соединения, органические кислоты и минеральные примеси. В состав нефти входят парафиновые, нафтеновые и в меньшей степени ароматические углеводороды.

Физические свойства нефти варьируют в значительных пределах. Важное значение для её характеристики имеют: плотность, вязкость, люминесценция, цвет, запах.

Плотность нефти колеблется в пределах 0,73-1,05 г/см3. Нефть плотностью ниже 0,85 г/см3 считают лёгкой, 0,851-0,885 г/см3 - средней, а выше 0,885 г/см3 - тяжёлой.

Коэффициент усадки - величина (в процентах) уменьшения объёма 1 м3 нефти, извлечённой из пласта и перемещённой в условиях нефтехранилища. Усадка нефти происходит за счёт остывания нефти, а также за счёт удаления газа.

Вязкость - это способность жидкости сопротивляться течению. Чем выше вязкость жидкости, тем медленнее она течёт, и наоборот. Например, лёгкие нефти очень подвижные, а тяжёлые - очень вязкие и иногда переходят в полутвёрдые вещества.

Люминесценция - это холодное свечение вещества, вызванное различными причинами. Люминесценция вещества под действием света называется фотолюминесценцией. Последний вид люминесценции делится на два подвида: флюоресценцию и фосфоресценцию. Флюоресценцией называют свечение вещества непосредственно при его облучении; если же после прекращения облучения вещество продолжает светиться, то это явление называют фосфоресценцией.

Под оптической активностью понимают способность органических веществ, присутствующих в нефтях, вращать плоскость поляризации света. Она обусловлена присутствием в молекуле вещества ассиметричного атома углерода, то есть атома, все валентности которого насыщены различными атомами или радикалами. Присутствие в нефти оптически активных веществ считается, как правило, одним из доказательств органического происхождения нефти, поскольку оптически активные вещества не могут быть синтезированы органическим путём.

Теплотворная способность - это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании определённого количества вещества. Например, при полном сгорании 1 кг нефти выделяется 10340-10914 ккал, а при полном сгорании 1 м3 природного газа - 8900 ккал.

В зависимости от содержания серы нефть делят на малосернистую (до 0,6%), сернистую (0,61 - 1,8%) и высокосернистую (выше 1,8%).

Залегает нефть обычно в пористых породах (песках, песчаниках, известняках) осадочного происхождения на глубине 1,2 – 2 км и более.

Нефть добывают бурением скважин. Турбинный способ бурения – наиболее распространённый на российских нефтепромыслах.

Современные способы добычи - естественный регулируемый (фонтанный) подъём нефти по скважине за счёт внутрипластового давления; подъём нефти с помощью нагнетания сжатого газа в скважину (компрессорный, или газлифтный); подъём нефти из скважины насосами (глубинно-насосный).

Сырая нефть является объектом продажи, то есть её можно назвать товаром, но для конечного потребителя она не представляет никакого интереса в сыром виде. Поэтому нефть перегоняют и получают нефтепродукты, такие как бензины, эфиры, газы, керосины и так далее.

Подготовка нефти к транспортированию и переработке заключается в её дегазации, обезвоживании и обессоливании.

Поступающая на поверхность нефть, как правило, содержит газ, называемый попутным. На каждую тонну добытой нефти приходится от 10 до 1000 м3 попутного газа. Его отделяют от нефти на кратчайшем расстоянии от скважины в вертикальных ёмкостях (трапах), оборудованных устройствами (отбойниками) для предотвращения уноса нефти с отходящим газом. Отделённый газ поступает в газосборный коллектор, а нефть - в мерники, откуда насосами подаётся на нефтесборный пункт, где подвергается обезвоживанию, так как следующим препятствием для превращения сырой нефти в товарный продукт является вода. Добываемую нефть почти всегда сопровождает пластовая(буровая) вода, в которой растворены различные соли, чаще всего хлориды и бикарбонаты Na, Mg, Ca.

Содержание солей в пластовых водах может достигать 30%. При обезвоживании свободная вода отделяется от нефти отстаиванием, а образовавшуюся с нефтью стойкую эмульсию «вода с нефтью» разрушают следующими методами: механическим (фильтрованием, обработкой ультразвуком); термическим (подогревом); электрическим (обработкой в электрическом поле переменного и постоянного тока); химическим (обработкой различными деэмульгаторами). Обработка нефти производится на установках ЭЛОУ.

При обессоливании обезвоженную нефть вновь смешивают с водой, но уже пресной, а образовавшуюся эмульсию разрушают одним из указанных ранее способов.

На практике чаще применяют способ термохимического отстаивания с обработкой эмульсии в электрическом поле. Установки этого типа носят название электрообессоливающих.

После того как подготовка завершена, начинается перегонка нефти и образуются следующие товарные продукты (табл. 8).

Газообразные продукты - это первая фракция отгона. Преимущественно пропан и метан, которые используются как топливо.

Петролейный эфир состоит из смеси пентанов, гексанов и гептанов. Широко применяется как растворитель в пищевой и лакокрасочной промышленности.

Полученный в результате перегонки бензин называется бензином прямой гонки. Он состоит преимущественно из циклических и ароматических углеводородов. Бензин прямой гонки используют как сырьё для получения низших углеводородов. Нужные качества топлива бензин приобретает при введении в смесь углеводородов, соответствующих добавок и последующей переработке.

Керосин представляет собой смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородов. В течение многих лет керосин использовался для освещения или подвергался крекированию(крекинг) для получения бензина. В последнее время керосин служит топливом для реактивных двигателей.

Газойль - само название показывает, что эту фракцию применяли для обогащения водяного газа при употреблении его в качестве топлива. Мазут используется в котельных установках, работающих на жидком топливе.

Смазочные масла - эта фракция может быть разделена путём фракционирования на масла, отличающиеся между собой вязкостью. Вязкость масел зависит от структуры входящих во фракцию углеводородов. Смазки нашли широкое применение в различных областях техники для уменьшения трения механических частей, для предохранения металла от коррозии. К смазкам добавляют специальные присадки, обеспечивающие им нужную сферу использования.

Кубовый остаток - остаток после перегонки нефти. Состоит из углеводородов асфальтового типа. Из кубового остатка получают петролатум, обычно называемый вазелином. Кубовый остаток даёт асфальт, который используют как связующий материал при изготовлении изоляционных покрытий.

Нефть различных месторождений, естественно, различается по химическому составу и товарным свойствам. Из некоторых её видов можно получить без дополнительной обработки фракции бензина с удовлетворительными детонационными характеристиками, другие содержат в большом количестве компоненты ценных низкозастывающих смазочных масел.

Все продукты, полученные из сырой нефти разделяются на две группы: направляемые на непосредственное потребление (бензин, керосин, дизельное топливо, масла, котельно-печное топливо) и используемые как сырьё для нефтехимии (направляются на дальнейшую переработку).

Роль нефти и природного газа в качестве исходного сырья для химической промышленности уникальна. В настоящее время более трети объёма продукции мировой химической промышленности вырабатывается из нефтегазового сырья. На основе нефтяных углеводородов возникло производство синтетического каучука, этилового спирта, пластмасс, синтетических волокон и других материалов.

Очень важная характеристика нефти - содержание в ней сернистых соединений. Технология переработки сернистой и высокосернистой нефти в корне отличается от переработки малосернистой тем, что при этом необходимо тратить большие средства на очистку от серы нефтепродуктов, включать в схему нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) особые технологические процессы.

Обычно разные виды нефти, близкие по физико-химическим свойствам, смешивают на промыслах и направляют на совместную переработку. Иногда на товарно-сырьевых складах НПЗ разделяют, например, малосернистую и сернистую нефть, поступающую на переработку, на два или более потоков, и в дальнейшем их перерабатывают по самостоятельным схемам.

Среди методов переработки нефти выделяют первичные процессы (атмосферно-вакуумная перегонка - углеводороды нефти не подвергаются химическим превращениям) и вторичные (протекают химические реакции, приводящие к изменению структуры природных углеводородов, содержащихся в нефти).

При атмосферно-вакуумной перегонке на установках из нефти выделяют её составные части путём последовательного или одновременного их испарения с последующим разделением паров на фракции. Разделение нефти на фракции основано на том, что раз­личные углеводороды, входящие в её состав, кипят при разной температуре. Вначале выкипают лёгкие углеводороды, входящие в состав бензина, затем более тяжёлые компоненты реактивного топлива, осветительного и технического керосина, далее - ещё более высококипящие газойли, из которых вырабатывают дизельное и печное бытовое топливо. Нефтяная фракция температурой кипения более 350 °С называется мазутом и в зависимости от своих физико-химических свойств либо используется как товарный продукт, котельное топливо, либо служит сырьём для вакуумного блока атмосферно-вакуумной установки для получения смазочных масел. Остаток от вакуумной перегонки температурой кипения выше 500 °С называют гудроном. Это высоковязкий продукт, застывающий при 30 - 40 °С, используется как сырьё для получения битума и высоковязких масел или вторичных процессов переработки.

На различных заводах (или даже на одном и том же), но на разных перегонных установках из одной и той же нефти получают разное количество товарных продуктов.

С увеличением автомобильного и тракторного парков, с развитием реактивной авиации потребности в количестве и качестве топлива резко возросли. В связи с этим получили широкое распространение так называемые методы деструктивной переработки нефти, при которых путём расщепления крупных углеводородных молекул, входящих в состав тяжёлых(тёмных) нефтяных фракций, образуются более мелкие, входящие в состав топлива. Это позво­лило увеличить количество светлых нефтепродуктов, отбираемых из нефти, за счёт повышения в целом глубины её переработки.

К вторичным процессам переработки нефти относят термический и каталитический крекинг (от англ. сruck - раскалывать), риформинг (гидроформинг, платформинг), пиролиз, коксование, а также алкилирование и изомеризацию.

По требованиям к качеству смеси различных типов нефти, поставляемой российскими предприятиями для экспорта, её условно разделяют на четыре типа в зависимости от физико-химическиx свойств, определяемых такими показателями, как плотностъ, фракционный состав, содержание серы, парафина и тяжёлых металлов.

По степени подготовки (обезвоживания, обессоливания) экспортную нефть делят на три группы: по содержанию воды, хлористых солей и механических примесей.

Требования к качеству российской экспортной нефти изложены в ТУ 39-1623-93 (табл. 9). Согласно техническим условиям (ТУ), если нефть по ряду показателей соответствует более высоким типу или группе, а по одному показателю - более низким типу или группе, то её относят к последней.

Нефть типов 1 и 2 должна содержать воды не более 1% и иметь концентрацию хлористых солей не более 100 мг/дм3.

Массу нефти измеряют, руководствуясь требованиями ГОСТ 26976-86 и инструкциями по учёту нефти, утверждёнными в установленном порядке (РД 39-0147103-343 - 89). При измерении массы нефти на узлах учёта должны быть обеспечены одновременные измерения её объёма, температуры, плотности и давления.

В ТН ВЭД ТС нефть и нефтепродукты в основном занимают класс 27 и располагаются там в порядке повышения температурных пределов их выкипания (фракционного состава): лёгкие, средние и тяжёлые дистилляты. Так, ссылаясь на параграф 1.2 Учебного пособия (стр. 10), по приведённому примеру можно сделать заключение, что нефть сырая размещена в группе 27 09 . Лёгкие, средние и тяжёлые дистилляты занимают позиции в группе 27 10 , сжиженные природный и попутный газы отнесены к груп- пе 27 11, а минеральные воски – к группе 27 12 .

Бывают ситуации, когда экспертиза нефти и нефтепродуктов является единственно возможным вариантом выхода из положения, и требуется квалифицированное экспертное заключение, чтобы подтвердить полное соответствие технических условий производства продукта. Качественная экспертиза нефтепродуктов может помочь в следующих ситуациях:

- если необходимо установить происхождение конкретного вещества - точно ли оно является нефтепродуктом, или это что-то другое. Важность такой экспертизы нефтепродуктов переоценить сложно, ведь, в зависимости от цели проведения, она может быть очень и очень значимой как для отдельного человека, так и для целой компании. Соответственно, качество такой экспертизы и экспертное заключение, выданное специалистами, должны быть высшего уровня квалификации;

- к какой именно группе нефтепродуктов принадлежит конкретный образец. Установление принадлежности является одной из самых распространённых практик при обращении к специалистам с целью проведения экспертизы нефти и нефтепродуктов. Наличие профессиональных знаний, и особенно чёткое знание и понимание классификации нефтепродуктов должны быть обязательны. Поэтому рекомендуется обращаться только к опытным специалистам, готовым подтвердить собственные знания, в том числе и предоставлением отзывов от предыдущих клиентов;

- узнать, эксплуатировался ли ранее представленный нефтепродукт, как долго он был в использовании, появились ли за это время какие-либо примеси и дополнительные изменения в химическом составе. Произвести такой анализ можно, и для специалистов в этом нет ничего сложного - поэтому, при возникновении подобной ситуации, без промедления воспользуйтесь помощью профессионалов;

- присутствуют ли следы одного нефтепродукта в другом, и какова их массовая доля (это актуально для выявления наличия бензина в керосине и так далее). Такие заключения выдаются достаточно часто, так как случаи мошенничества, вызванные несоблюдением технических условий или любых других моментов совсем не редки. Для собственного успокоения, либо если есть чёткие следы состава преступления, либо по каким-нибудь другим причинам провести экспертизу нефти и нефтепродуктов не просто желательно, иногда это просто обязательно.

Чтобы доставить продукт для экспертизы нефти и нефтепродуктов, необходимо правильно его упаковать: жидкость погрузить в стеклянную тару с пробкой из пластика (резина недопустима). Обязательно сопроводить каждую ёмкость пояснительной запиской, чтобы эксперты представляли хотя бы в общих чертах, с чем имеют дело. Если ваша цель - отследить качество конкретного продукта, например, бензина, то желательно сопроводить образец некоторым числом продукта, в качестве которого вы не сомневаетесь, тогда экспертиза пройдёт мало того, что гораздо быстрее, но ещё и проще.