Процеси визначення критичної розчинної здатності вуглеводневих рідин, змішування вуглеводневих рідин, змішування сирої нафти та сира нафтова суміш

1. Процес визначення критичної розчинної здатності однієї або більше вуглеводневих рідин, де кожна з вуглеводневих рідин містить асфальтени, який відрізняється тим, що включає такі стадії: (i) змішування кожної вуглеводневої рідини з попередньо заданими кількостями парафінового вуглеводню, (ii) центрифугування кожної створеної таким чином суміші з високою швидкістю, (iii) видобування і зважування будь-якого одержаного на стадії (ii) осаду асфальтенових твердих речовин і (iv) встановлення кореляції між масою осаду асфальтенових речовин, одержаних на стадії (iii), з розчинною здатністю, при якій асфальтени починають випадати із вуглеводневої рідини в осад. 2. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що парафіновим вуглеводнем є нормальний гептан. 3. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що парафіновим вуглеводнем є нормальний пентан. 4. Процес змішування принаймні двох вуглеводневих рідин, де кожна з вуглеводневих рідин включає асфальтени, який відрізняється тим, що включає такі стадії: 2 (19) 1 3 розчинна здатність вуглеводневої суміші є принаймні на 5 % вище критичної розчинної здатності вуглеводневої рідини, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. 8. Процес за п. 4, який відрізняється тим, що вуглеводневі рідини змішують таким чином, що розчинна здатність вуглеводневої суміші є принаймні на 10 % вище критичної розчинної здатності вуглеводневої рідини, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. 9. Процес за п. 4, який відрізняється тим, що вуглеводневі рідини змішують таким чином, що розчинна здатність вуглеводневої суміші є принаймні на 15 % вище критичної розчинної здатності вуглеводневої рідини, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. 10. Процес змішування принаймні двох сортів сирої нафти, де кожен з сортів сирої нафти містить асфальтени, який відрізняється тим, що включає такі стадії: (a) визначення критичної розчинної здатності кожного сорту сирої нафти шляхом: (і) змішування кожного сорту сирої нафти з попередньо заданими кількостями парафінового вуглеводню, (іі) центрифугування кожної створеної таким чином суміші з високою швидкістю, (ііі) видобування і зважування будь-якого осаду асфальтенових твердих речовин, що випали в осад на стадії (іі), та (iv) встановлення кореляції між масою осаду асфальтенових речовин, одержаних на стадії (ііі), з розчинною здатністю, при якій асфальтени починають випадати із сирої нафти в осад; (b) визначення розчинної здатності кожного сорту сирої нафти шляхом: (і) визначення кривої дистиляції і густини кожного сорту сирої нафти, (іі) числового інтегрування кривої дистиляції кожного сорту сирої нафти і визначення таким чином середньої за об'ємом точки кипіння для кожного сорту сирої нафти, (ііі) обчислення характеристичного коефіцієнта К для кожного сорту сирої нафти з використанням середньої за об'ємом точки кипіння, визначеної на стадії (іі), та (iv) визначення розчинної здатності кожного сорту сирої нафти з використанням характеристичного коефіцієнта К, одержаного на стадії (ііі), та (c) змішування всіх сортів сирої нафти з одержанням сирої нафтової суміші, де розчинна здатність сирої нафтової суміші є більшою, ніж критична розчинна здатність сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші, де аналітичний розрахунок на стадії (b) використовують для вибору множини різних співвідношень змішування як мінімум двох сортів сирої нафти з обчисленням розчинювальної здатності для кожної суміші сирої нафти. 11. Процес за п. 10, який відрізняється тим, що змішують принаймні три сорти сирої нафти, одержуючи сиру нафтову суміш. 12. Процес за п. 10, який відрізняється тим, що змішують принаймні чотири сорти сирої нафти, одержуючи сиру нафтову суміш. 13. Процес за п. 10, який відрізняється тим, що сорти сирої нафти змішують таким чином, що розчинна здатність сирої нафтової суміші є 80849 4 принаймні на 5 % вище критичної розчинної здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. 14. Процес за п. 10, який відрізняється тим, що сорти сирої нафти змішують таким чином, що розчинна здатність сирої нафтової суміші є принаймні на 10 % вище критичної розчинної здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. 15. Процес за п. 10, який відрізняється тим, що сорти сирої нафти змішують таким чином, що розчинна здатність сирої нафтової суміші є принаймні на 15 % вище критичної розчинної здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. 16. Сира нафтова суміш, що містить два або більше сорти сирої нафти, змішані у відповідності з процесом, який включає стадії: (a) визначення критичної розчинної здатності кожного сорту сирої нафти, де кожен з сортів сирої нафти містить асфальтени, таким чином: (і) змішування кожного сорту сирої нафти з попередньо заданими кількостями парафінового вуглеводню, (іі) центрифугування кожної створеної таким чином суміші з високою швидкістю, (ііі) видобування і зважування будь-якого осаду асфальтенових твердих речовин, що випали в осад на стадії (іі), та (iv) встановлення кореляції між масою осаду асфальтенових речовин, одержаних на стадії (ііі), з розчинною здатністю, при якій асфальтени починають випадати із сирої нафти в осад; (b) визначення розчинної здатності кожного сорту сирої нафти шляхом: (і) визначення кривої дистиляції і густини кожного сорту сирої нафти, (іі) числового інтегрування кривої дистиляції кожного сорту сирої нафти і визначення таким чином середньої за об'ємом точки кипіння для кожного сорту сирої нафти, (ііі) обчислення характеристичного коефіцієнта К для кожного сорту сирої нафти з використанням середньої за об'ємом точки кипіння, визначеної на стадії (іі), та (iv) визначення розчинної здатності кожного сорту сирої нафти з використанням характеристичного коефіцієнта К, одержаного на стадії (ііі), та (с) змішування всіх сортів сирої нафти з одержанням сирої нафтової суміші, де розчинна здатність сирої нафтової суміші є більшою, ніж критична розчинна здатність сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші, де на стадії (b) використано імітаційне моделювання за методом Монте Карло для вибору множини різних співвідношень змішування як мінімум двох сортів сирої нафти з обчисленням розчинювальної здатності для кожної суміші сирої нафти. 17. Сира нафтова суміш за п. 16, яка відрізняється тим, що містить три і більше сортів сирої нафти. 18. Сира нафтова суміш за п. 16, яка відрізняється тим, що містить чотири і більше сортів сирої нафти. 19. Сира нафтова суміш за п. 16, яка відрізняється тим, що її розчинна здатність є 5 80849 6 принаймні на 5 % вищою від критичної розчинної здатності сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у сирій нафтовій суміші. 20. Сира нафтова суміш за п. 16, яка відрізняється тим, що її розчинна здатність є принаймні на 10 % вищою від критичної розчинної здатності сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у сирій нафтовій суміші. 21. Сира нафтова суміш за п. 16, яка відрізняється тим, що її розчинна здатність є принаймні на 15 % вищою від критичної розчинної здатності сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у сирій нафтовій суміші. Даний винахід стосується процесу прогнозування сумісності або несумісності суміші двох і більше вуглеводневих рідин або сортів сирої нафти. Для забезпечення сприятливих економічних умов нафтопереробки часто виникає потреба у змішуванні двох і більше сортів сирої нафти, що спрямовуються на їх переробку в тих чи інших технологічних процесах. Але змішування різних сортів сирої нафти на практиці зіштовхується з чималими технічними проблемами. Однією з головних таких проблем є те, що різні сорти сирої нафти часто є несумісними між собою, і їх суміші викликають засмічення технологічного устаткування і тимчасового виведення його з ладу. Таким устаткуванням найчастіше стають трубопроводи, баки, теплообмінники, печі, дистилятори і реактори. Іншою важливою проблемою, пов'язаною зі змішуванням різних сортів сирої нафти або інших вуглеводнів, є утворення водно-масляних емульсій у системі збирання викидів сирої нафти, що перешкоджають обробці цих викидів у такому технологічному устаткуванні, як дистилятори сировини. Крім того, серйозною проблемою є утворення емульсій в апаратах знесолювання сировини, що часто має шкідливий вплив на систему стічних вод, пов'язану з апаратами знесолювання. У світлі цих проблем несумісність різних сортів нафти між собою до тих пір стояла на шляху нормального функціонування нафтопереробних підприємств протягом багатьох років, викликаючи зниження їхньої економічності внаслідок непередбачених зупинень роботи устаткування й обмежень діапазону припустимих до переробки сортів сирої нафти. Головною причиною несумісності між різними сортами сирої нафти є наявність у нафтових сумішах органічних твердих речовин у формі асфальтенових осадів. Сучасна теорія, що розглядає співвідношення між асфальтенами і сирою нафтою, що їх містить, припускає, що воно є подібним співвідношенню між розчиненою речовиною і розчинником, де останній повинен мати певну розчинну здатність для утримування асфальтенів у розчиненому стані в сирій нафті. Головним параметром, що визначає здатність асфальтенів утримуватися в розчиненому стані в сирій нафті, є співвідношення між ароматичною і насиченою вуглеводневими частинами сирої нафти. Відомо, що асфальтени розчиняються в таких ароматичних вуглеводнях, як толуол, але є нерозчинними в парафінових сполуках таких, як нгептан. У відповідності з цим, асфальтени визначаються тут як нелетка, полярна фракція сирої нафти, що є нерозчинною в н-алканах. Головною проблемою, пов'язаною з наявністю асфальтенів у сирій нафті, є те, що при змішуванні двох несумісних сортів сирої нафти асфальтени часто випадають із розчину в осад. Це, очевидно, зумовлюється змінами усталеного природного складу сирої нафти, що викликає порушення слабкого балансу, який утримує асфальтени в сирій нафті в розчиненому стані. Вважається також, що певною мірою через наявність асфальтенів, осаджених і стабілізованих із несумісних сировинних сумішей, утворюються водно-масляні емульсії. Внаслідок цього залишений без контролю асфальтеновий осад дає про себе знати в найбільш відчутних місцях процесу нафтопереробки, включаючи утворення коксу в нафтоочисному технологічному устаткуванні й утворення водно-масляних емульсій у баках для зберігання. До сих пір сумісність сирої нафти можна було визначати шляхом проведення численних лабораторних випробувань. У випадку сумішей двох сортів сирої нафти визначити сумісність тої чи іншої з них можна порівняно просто, оскільки кількість тестів, потрібних для визначення прийнятних співвідношень суміші є порівняно малою. Проте з кожним додатковим сортом сирої нафти, який потрібно вводити в сировинну суміш, кількість лабораторних тестів, які потребується проводити для оцінки діапазону несумісності, зростає в експоненціальному порядку, роблячи задачу визначення сумісності різних сортів сирої нафти надзвичайно трудомісткою. Це викликає чималі труднощі там, де економічно виправданим є змішування трьох і більше сортів сирої нафти для сумісної їх дистиляції або обробки на інших ділянках процесу рафінування. Отже, існує нагальна потреба у практичних і економічно ефективних засобах визначення можливості практичного здійснення змішування різних сортів сирої нафти. У зв'язку з цією потребою, в нафтопереробній індустрії були докладені великі зусилля і кошти для винайдення нових підходів до вирішення проблеми змішування різних сортів нафтової сировини. Але всі ці зусилля дозволили лише частково вирішити задачу винайдення практичного й економічно ефективного процесу змішування різних сортів сирої нафти. Одним із результатів досліджень у цьому напрямку був [патент США №4,853,337 (Dickakian et al.)], де був описаний процес змішування вуглеводневих рідин у певному співвідношенні для 7 підтримання співвідношення ароматичної й асфальтенової частин суміші вище певного наперед заданого рівня для запобігання засміченню технологічного устаткування. Проте, запропонований у цьому патенті процес був обмежений лише змішуванням двох вуглеводневих рідин і не вирішував задачу змішування трьох і більше сортів сирої нафти. [У патентах США №№5,871,634 і 5,997,723 (Wiehe et al.)] був запропонований процес змішування імовірно несумісних сортів сирої нафти шляхом додавання кожного сорту сирої нафти в порядку чисел розчинного змішування так, що число розчинного змішування суміші було більшим, ніж число нерозчинності будь-якого сорту сирої нафти в цій суміші. Але в запропонованому в цих патентах процесі використовувалися неточні і трудомісткі методи лабораторних випробувань із застосуванням звичайної оптичної мікроскопії та фільтрації сирої нафти для визначення наявності асфальтенів у кожному сорті сировини. Крім того, в цих процесах для визначення числа нерозчинності і числа розчинного змішування для кожного сорту сирої нафти використовувався комплексний аналіз змішування і титрування. Таким чином, хоча розглянуті вище винаходи і дають певний прогрес у вирішенні поставленої задачі, проте вони не знімають потребу в практичному й економічно ефективному процесі точного визначення несумісності сирої нафти. Було також встановлено, що центрифугування сирої нафти одного сорту або в суміші декількох сортів, змішаних з певними кількостями гептану, дозволяє просто й економічно ефективно визначати нестабільність асфальтенів і кількість асфальтенів у кожному сорті сирої нафти. Було також знайдено, що, співвідношення між ароматичною і насиченою вуглеводневими частинами в кожному змішуваному сорті сирої нафти може легко визначатися за співвідношенням між точкою кипіння і густиною сирої нафти даного сорту. Крім того, було виявлено, що сумісність у суміші двох і більше сортів сирої нафти може встановлюватися на основі співвідношення між точкою кипіння і густиною кожного сорту сирої нафти в суміші і визначення нестабільності асфальтенів у кожному сорті сирої нафти в суміші. Даний винахід спрямований на процес змішування між собою двох вуглеводневих рідин шляхом визначення критичної розчинної здатності кожної вуглеводневої рідини, визначення розчинної здатності кожної вуглеводневої рідини і після цього - змішування цих вуглеводневих рідин між собою з утворенням вуглеводневої суміші, що має розчинну здатність, вищу, ніж критична розчинна здатність вуглеводневої рідини, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. Під використовуваним тут поняттям "сира нафта" мається на увазі рідка нафта і будь-який інший вуглеводень будь-якої питомої ваги, одержані зі свердловини в рідкій формі за допомогою звичайних виробничих процесів. 80849 8 Під використовуваним тут терміном "рідкий вуглеводень" мається на увазі текуча сполука, що містить водень і вуглець. Використовувана тут характеристика під назвою "розчинна здатність" визначається як відношення ароматичної вуглеводневої частини до насиченої вуглеводневої частини сирої нафти або суміші різних сортів сирої нафти. Використовувана тут характеристика під назвою "критична розчинна здатність" означає розчинну здатність, при котрій асфальтени починають випадати в осад із сирої нафти або суміші різних сортів сирої нафти. Винаходом охоплюється також процес визначення критичної розчинної здатності однієї і більше вуглеводневих рідин. Даний процес включає в себе стадії змішування кожної вуглеводневої рідини з певними кількостями нормального парафіну, центрифугування кожної утвореної таким чином суміші, видобування і зважування будь-яких осаджених нерозчинних речовин із суміші і після цього - встановлення кореляції між масою цих нерозчинних речовин і розчинною здатністю, при котрій асфальтени починають випадати із суміші в осад. Винаходом передбачений також процес визначення розчинної здатності однієї і більше вуглеводневих рідин. Даний процес включає в себе стадії визначення кривої дистиляції і густини кожного вуглеводню, числового інтегрування визначеної кривої дистиляції кожної вуглеводневої рідини з визначенням усередненої по об'єму точки кипіння для кожної вуглеводневої рідини, обчислення модифікованого характеристичного коефіцієнта К для кожної вуглеводневої рідини, використовуючи зазначені усереднені по об'єму точки кипіння, і після цього - визначення розчинної здатності кожної вуглеводневої рідини за допомогою обчисленого модифікованого характеристичного коефіцієнта К, де як еталони розчинної здатності використовуються гептан і толуол, причому гептан має розчинну здатність, що дорівнює нулю, а толуол має розчинну здатність, що дорівнює 100. Даним винаходом створений практичний і економічно ефективний процес визначення розчинної здатності однієї і більше вуглеводневих рідин і/або сортів сирої нафти, який не потребує комплексного аналізу змішування і титрування для визначення числа нерозчинності і числа розчинного змішування для кожної із вуглеводневих рідин і/або кожного сорту сирої нафти. Даним винаходом створений також практичний і економічно ефективний процес визначення кількості асфальтенів в одній і більше вуглеводневих рідинах і/або одному і більше сортах сирої нафти, що дозволяє визначати оптимальну суміш із двох і більше вуглеводневих рідин і/або сортів сирої нафти в широкому діапазоні економічних умов. Винаходом передбачений також практичний і економічно ефективний процес визначення сумісності між собою двох і більше сортів сирої нафти, який підвищує гнучкість вибору сортів сирої 9 нафти в широкому їх асортименті для обробки на нафтопереробному устаткуванні. Винаходом охоплюється також практичний і економічно ефективний процес змішування двох і більше вуглеводневих рідин і/або сортів сирої нафти для обробки на нафтопереробному устаткуванні без ризику простоювання агрегату розбавлення асфальтенового осаду внаслідок засмічення або утворення коксу в трубопроводах або устаткуванні, викликаного несумісними сумішами сортів сирої нафти. Винаходом передбачена також економія енергії завдяки запобіганню засміченню теплообмінників, зумовленому змішуванням несумісних вуглеводневих рідин і/або сортів сирої нафти. Об'ємом винаходу охоплюється також процес виключення потрапляння сирої нафти в стічні води агрегату знесолювання, що запобігає виникненню розладів у системі водостоку і випускання стічної води. Аналогічним чином цей процес дозволяє виключити перенос води нафтою із агрегату знесолювання і знизити до мінімуму нестабільність роботи установки дистиляції сирої нафти. Цілком зрозуміло, що хоча даний винахід описаний тут, головним чином, як такий, що застосовується до сирої нафти, він рівною мірою може застосовуватися також до інших вуглеводневих рідин для вирішування проблем з осадженням нерозчинних речовин і засміченням устаткування. На Фіг.1 ілюстрований варіант здійснення процесу згідно з даним винаходом, де графічно відображене безперервне прогнозуюче моделювання змішування трьох сортів сирої нафти. На Фіг.2 показаний графік ризику засмічення нафтоочисної установки внаслідок змішування багатьох сортів сирої нафти протягом часу. Отже згідно з вищевикладеним, даним винаходом запропонований процес змішування між собою двох і більше сортів сирої нафти таким чином, щоб запобігти осадженню асфальтенів із одержуваної нафтової суміші. Об'ємом винаходу, в тому числі, охоплюється процес визначення розчинної здатності і критичної розчинної здатності намічених для змішування сортів сирої нафти і після цього - змішування цих сортів сирої нафти між собою таким чином, що розчинна здатність змішаних сортів сирої нафти є більшою, ніж критична розчинна здатність сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. Як зазначалося вище, розчинна здатність визначається співвідношенням ароматичної вуглеводневої частини до насиченої вуглеводневої частини одного сорту сирої нафти або суміші сортів сирої нафти, а критична розчинна здатність визначається як така розчинна здатність, при котрій асфальтени починають випадати в осад із сирої нафти даного сорту або із суміші різних сортів сирої нафти. Кожний сорт сирої нафти має свою унікальну розчинну здатність і унікальну критичну розчинну здатність. У разі змішування двох і більше сортів сирої нафти розчинна здатність утвореної суміші 80849 10 лежить між рівнями розчинної здатності всіх сортів сирої нафти в даній суміші. З погляду на це, вкрай важливим є точне прогнозування розчинної здатності такої нафтової суміші для того, щоб підтримувати в ній асфальтени в розчиненому стані. Для вирішення цієї задачі даним винаходом пропонуються: (1) процес визначення розчинної здатності одного і більше сортів сирої нафти; (2) процес визначення критичної розчинної здатності одного і більше сортів сирої нафти; (3) процес змішування між собою двох і більше сортів сирої нафти. Визначення розчинної здатності сирої нафти Як згадувалося вище, до сих пір розчинну здатність сирої нафти визначали шляхом низки повторюваних лабораторних тестів. Але, беручи до уваги те, що головним параметром, що визначає здатність асфальтенів залишатися в стані розчину в сирій нафті, є співвідношення між її ароматичною і насиченою вуглеводневими частинами, можна точно змоделювати ту чи іншу сиру нафти як розчинник за експериментальними даними, включаючи дані з дистиляції і дані з густини цієї нафти. Таким чином, за допомогою співвідношення між даними з дистиляції і даними з густини сирої нафти можна визначити співвідношення між її ароматичною і насиченою вуглеводневою частинами. Виходячи з цього, розчинна здатність одного і більше сортів сирої нафти може бути визначена так, як більш докладно описано нижче. Для визначення розчинної здатності вибраного сорту сирої нафти бажано мати в розпорядженні емпіричні дані для цієї нафти. Кращими для цього є дані з дистиляції і густини нафти. Якщо такі дані є важкодоступними або якщо немає впевненості щодо їхньої точності, то можна провести звичайну температурно-модельовану дистиляцію, яка дозволить отримати потрібні дані з дистиляції вибраної сировини. Щодо густини сирої нафти, то цей параметр може бути визначений за допомогою звичайної загальноприйнятої методики. Для визначення характеристик леткості нафтових фракцій та інших складних сумішей у нафтопереробній промисловості, як правило, використовуються аналітичні методики моделювання дистиляції, відомі під назвами ASTM (Американські стандартні методики випробувань) і ТВР (дійсної точки кипіння). Обидві ці групи методик належать до класу моделювання періодичної дистиляції і відрізняються між собою, головним чином, ступенем фракціонування при дистиляції. Методики ASTM є більш поширеними, оскільки вони є більш простими, менш витратними і потребують меншої кількості зразка і вдесятеро меншого часу. Сьогодні використовуються таки методики ASTM: ASTM Method D86, ASTM Method D1160, ASTM Method D2887, ASTM Method D2892 і ASTM Method D3710. Застосування тієї чи іншої методики при цьому часто залежить від нафтової фракції, яку потрібно виділяти. Серед вищеперелічених методик, котрі всі є підходящими для застосування, найкращою для цілей даного винаходу є ASTM Method D86. Якщо 11 доступні дані з дистиляції були отримані за допомогою іншої методики ASTM, то їх бажано перевести в криву дистиляції D86. Це перетворення може проводитися вручну за допомогою АРІ-методу перетворення (АРІ: Американський інститут нафти), описаного в публікації [АРІ Technical Data Book, Chapter 3: Petroleum Fraction Distillation Interconversions, 5th ed, 1992], включеній тут шляхом посилання. Але таке перетворення краще проводити за допомогою комп'ютерних програм HYSYS, PRO II або іншої будь-якої програми, що базується на АРІ-методі. У разі застосування програми HYSYS або PRO II бажано використовувати імовірнісний метод екстраполяції кривої. Наступною стадією визначення розчинної здатності вибраного сорту нафти є числове інтегрування кривої дистиляції, в кращому варіанті - кривої дистиляції D86, від 0% до 100% і розділяння на 100. У результаті цього інтегрування отримують усереднену по об'єму точку кипіння (VABP: volume average boiling point) вибраного сорту сирої нафти згідно з формулою: 100 T( X)dx VABP = ò 0 100 При інтегруванні кривої дистиляції краще застосовувати апроксимацію цієї кривої кубічною сплайн-функцією (поліноміальною функцією третього порядку), яку далі піддають числовому інтегруванню з 1% приростом. Після інтегрування кривої дистиляції проводять обчислення характеристичного коефіцієнта Кон вибраної сирої нафти, використовуючи для цього усереднену по об'єму точку кипіння і густину даної нафти. Обчислення характеристичного коефіцієнта Kоіl проводять за методикою Уатсона (Watson), описаною в публікації [API Technical Data Book, Chapter 2: Petroleum Fraction Distillation Interconversions, 5th ed., 1992], включеній тут шляхом посилання. Найбільш підходяща для цього формула має вигляд: 1 ( VABP ) 3 SG де SG - питома вага нафти. За обчисленим таким чином характеристичним коефіцієнтом Kоіl вибраної нафти розчинна здатність її визначається дуже легко. Як еталони при визначенні розчинної здатності вибраної сирої нафти в кращому варіанті використовують гептан і толуол, приймаючи розчинну здатність гептану за нульовий рівень, а розчинну здатність толуолу за рівень 100. Отже сира нафта з розчинною здатністю, що дорівнює нулю, є еквівалентною гептану, а сира нафта з розчинною здатністю, що дорівнює 100, є еквівалентною толуолу. Як правило, більшість сортів сирої нафти мають розчинну здатність не вище п'ятдесяти, що є приблизно еквівалентним розчинній здатності циклогексану. У кращому варіанті розчинну здатність вибраної сирої нафти визначають за формулою: K oil = 80849 12 é K oil - 12.79 ù SP = ê ú ´ 100 ë 10.196 - 12.79 û Таким чином, коли SP=0, нафта є приблизно еквівалентною гептану; SP=100, нафта є приблизно еквівалентною толуолу; SP=50, нафта є приблизно еквівалентною циклогексан. Цілком зрозуміло, що описане тут визначення розчинної здатності одного і більше сортів сирої нафти або однієї і більше вуглеводневих рідин є відносно простим засобом визначення сумісності множини сортів сирої нафти в суміші. Іншим корисним і простим засобом визначення сумісності множини сортів сирої нафти в суміші є визначення критичної розчинної здатності одного і більше цих сортів у відповідності з описаним нижче. Визначення критичної розчинної здатності Практичний досвід свідчить про те, що при розчинній здатності сирої нафти нижче певного порогового рівня асфальтени випадають із нафти в осад. Цей поріг зветься тут критичною розчинною здатністю сирої нафти. Коли розчинна здатність нафти є вищою цього критичного рівня, асфальтени перебувають у розчиненому стані і не мають можливості випадати в осад. Зважаючи на те, що розчинна здатність сирої нафти визначається співвідношенням між її насиченою й ароматичною вуглеводневими частинами, визначення критичної розчинної здатності у відповідності з даним винаходом проводять шляхом простого титрування парафінів (насиченої вуглеводневої частини) для кожного сорту сирої нафти, що намічається для змішування. У відповідності з даним винаходом, бажано, щоб додавання парафіну в сиру нафту, намічену для змішування з одним і більше іншими сортами сирої нафти, проводилося в порядку наростання. При цьому як парафін у кращому варіанті використовують нормальний гептан (н-гептан). Але винаходом допускається також використання інших парафінів, наприклад таких, як нормальний пентан або ізооктан. Зі зростанням концентрації парафіну в сирій нафті співвідношення між ароматичною і насиченою вуглеводневими частинами нафти збільшується доти, аж поки асфальтени не починають випадати із нафти в осад. Отже та точка, в котрій починається процес осадження асфальтенів, являє собою критичну розчинну здатність сирої нафти. Критичну розчинну здатність протестованої сирої нафти реєструють і використовують у подальшому для визначення її сумісності змішування з іншими сортами сирої нафти. У кращому варіанті здійснення винаходу для визначення критичної розчинної здатності вибраного сорту сирої нафти від останньої відбирають зразок кількістю принаймні 50мл. До цього зразка в порядку зростання додають певні кількості підходящого парафіну, суміш перемішують і залишають для встановлення рівноваги. При цьому в зразок нафти бажано додавати н-гептан у порядку зростання у 13 співвідношенні принаймні 1:5, виміряному в таких одиницях: %(мас), %(об.) або мол.%. Ще краще нгептан додавати у зразок сирої нафти у співвідношенні принаймні 1:10, виміряному в таких одиницях: %(мас), %(об.) або мол.%, а для одержання найбільш точних результатів н-гептан найкраще додавати у зразок сирої нафти у співвідношенні принаймні 1:20, виміряному в таких одиницях: %(мас), %(об.) або мол.%. Із вибраного зразка готують окремі розчини вибраного сорту сирої нафти з н-гептаном. Приготовані розчини в кращому варіанті мають різні співвідношення між н-гептаном і вибраним сортом сирої нафти. Наприклад, 100мл зразок вибраної сировини може бути розділений по 10 пробірках. Одна така пробірка зі зразком у кращому варіанті містить 10%(мас.) сирої нафти, у той час як інші дев'ять пробірок зі зразками містять розчин вибраного сорту сирої нафти з різними кількостями н-гептану. Пробірки зі зразками в кращому варіанті містять розчини н-гептану в концентрації, що зростає з 10%(мас.) інкрементом. Наприклад, пробірка 1 зі зразком містить 100%(мас.) сирої нафти, пробірка 2 зі зразком містить 90%(мас.) сирої нафти і 10%(мас.) нгептану, пробірка 3 зі зразком містить 80%(мас.) сирої нафти і 20%(мас.) н-гептану, і т.д. Остання пробірка зі зразком у кращому варіанті містить 100%(мас.) н-гептану. Зразки ретельно перемішують і залишають зрівноважуватися, а після цього піддають центрифугуванню. Центрифугування проводять у будь-якій підходящій центрифузі промислового виготовлення, наприклад, у мікроцентрифузі Eppendorf Micro Centrifuge 5415С. Центрифугування пробірок зі зразками проводять при швидкості обертання 10000об./хв., у кращому варіанті - принаймні 11000об./хв., а в найкращому - принаймні 12000об./хв. протягом приблизно 10хв., краще - протягом принаймні 15хв., і найкраще - протягом принаймні 20хв. Після центрифугування зразків рідкий супернатант видаляють, а осад, у разі його виникнення, видобувають. Осад утворюється асфальтенами, нерозчинними у винятковій пробірці зі зразком. Після цього асфальтени промивають у нормальному парафіні, в кращому варіанті - в н-гептані або н-пентані. Далі видобуті нерозчинні речовини зважують, і по результатах зважування будують графік їх концентрації в одиницях %(мас.) у залежності від концентрації в одиницях %(мас.) н-гептану або н-пентану в розчині виняткової пробірки зі зразком. Критичну розчинну здатність обчислюють у точці побудованого таким чином графіка, де асфальтени починають випадати в осад. При цьому визначають розчинну здатність розчину в пробірці зі зразком, де починається утворювання асфальтенового осаду. Обчислення проводять у відповідності з описаною вище методикою обчислення розчинної здатності. Дана крива дистиляції відрізняється за кількістю гептану, видобутого при температурі 98,5°С, тобто в точці кипіння гептану. Питома вага даної сирої нафти також зменшується з додаванням гептану. 80849 14 Окрім визначення критичної розчинної здатності даної сирої нафти, побудований графік дає криву, що описує рівноважний стан асфальтенів між їхнім осадженим і розчинним станами нижче рівня критичної розчинної здатності аналізованої сирої нафти. Ця крива являє собою перевагу даного винаходу, оскільки вона може використовуватися в прогнозуванні загальної кількості асфальтенів у сирій нафті і кількості асфальтенового осаду при різних рівнях розчинної здатності нижче критичної розчинної здатності даної сирої нафти. Змішування двох і більше сортів сирої нафти Розчинна здатність суміші двох і більше сортів сирої нафти лежить між рівнями розчинної здатності кожного сорту. Визначення розчинної здатності суміші з двох сортів сирої нафти є відносно простим, оскільки його можна проводити шляхом аналітичних обчислень. Але з додаванням до суміші кожного іншого сорту сирої нафти ступінь свободи зростає так, що кількість потенційних сумішей збільшується по експоненті. Наприклад, для змішаних з 10% приростом п'яти сортів сирої нафти кількість сумішей, котрі потрібно оцінювати на сумісність, обчислюється в тисячах. Отже труднощі аналітичного обчислювання таких величезних кількостей імовірних варіантів розчинної здатності і сумісності нафтової суміші зростають разом зі збільшенням кількості сортів сирої нафти в суміші. У зв'язку з цим, рекомендується застосовувати моделювання методом Монте-Карло, що дозволяє вибирати репрезентативну кількість різних сумішей для розрахунку розчинної здатності при кожному співвідношенні компонентів суміші і порівняння її з критичною розчинною здатністю кожного сорту сирої нафти, створюючи таким чином достатньо точок характерних даних для точного моделювання сумісності змішування двох і більше сортів сирої нафти. Моделювання методом Монте-Карло ґрунтується на простому врахуванні ймовірностей кожного теоретично можливого результату для імовірної змінної і використовує генератор випадкових чисел для оцінки значення кожної змінної. У застосуванні до даного винаходу моделювання методом Монте-Карло полягає у варіюванні частинами кожного сорту сирої нафти в суміші, що входить у задану користувачем функцію імовірнісного розподілу вагових частин суміші. У кращому варіанті здійснення винаходу моделювання методом Монте-Карло дозволяє добирати випадкові співвідношення в суміші вибраних сортів нафти. Вагова частина асфальтенів, що випадають в осад у випадкових нафтових сумішах, обчислюється таким чином для кожного випадковим чином вибраного співвідношення компонентів суміші. При застосуванні методу Монте-Карло слід прийняти умову, що похибка обчислення розчинної здатності нафтової суміші не перевищує заданої похибки. У кращому варіанті похибка обчислення розчинної здатності SP (solvent power) нафтової суміші не перевищує 0,5 SP (E=0,5). Потрібна кількість ітерацій у кращому варіанті є 15 порядку (1/Е)n/r, де r - плавність кривої розчинності асфальтенів, а n - кількість сортів сирої нафти в суміші. У кращому варіанті r=0,3. Отже, для двох сортів сирої нафти в суміші генерується 100 випадкових точок. Для трьох сортів сирої нафти в суміші генерується 1000 випадкових точок. Припускається, що розчинна здатність сирої нафти змінюється лінійно з масою. Якщо так, то розчинна здатність сирої нафтової суміші дорівнює сумі добутків вагових частин сортів сирої нафти в суміші на розчинні здатності цих сортів у відповідності з формулою: n SPblend = å XiSPi i=1 де: SPblend - розчинна здатність суміші; Xi - вагова частина сирої нафти "і" в суміші; SPi - розчинна здатність сирої нафти "і"; n - кількість сортів сирої нафти в суміші. Для того, щоб запобігти виникненню несумісності, розчинна здатність суміші повинна бути більшою критичної розчинної здатності того сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. У кращому варіанті співвідношення сортів сирої нафти в суміші є, принаймні, на 15%(об.) більше співвідношення в суміші при критичній розчинній здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. У ще кращому варіанті співвідношення сортів сирої нафти в суміші є, принаймні, на 10%(об.) більше співвідношення в суміші при критичній розчинній здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. І в найкращому варіанті співвідношення сортів сирої нафти в суміші є, принаймні, на 5%(об.) більше співвідношення в суміші при критичній розчинній здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у суміші. В альтернативному варіанті розчинна здатність нафтової суміші є, принаймні на 15% більшою критичної розчинної здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у нафтовій суміші. У ще кращому альтернативному варіанті розчинна здатність нафтової суміші є, принаймні на 10% більшою критичної розчинної здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у нафтовій суміші. У найкращому альтернативному варіанті розчинна здатність нафтової суміші є, принаймні на 5% більшою критичної розчинної здатності сорту сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність у нафтовій суміші. Нижче даний винахід ілюстрований на прикладах його практичного здійснення, що не обмежують його об'єму. Приклад 1 Приклад 1, який графічно відображений на Фіг.1, являє собою один із варіантів здійснення прогнозуючої моделі за даним винаходом для трикомпонентної суміші із сирої нафти X, сирої нафти Υ і сирої нафти Ζ. Як показано на Фіг.1, ізольовані сорти сирої нафти, що в даній моделі вимірюються в %(об.), є сумісними і несумісними при змішування. Тут по осі X відкладена в %(об.) 80849 16 кількість сирої нафти X, а по осі Υ відкладена в %(об.) кількість сирої нафти Υ. Балансом у будьякій точці є виражена в %(об.) кількість сирої нафти Ζ. Сира нафта X має розчинну здатність 40,0 і критичну розчинну здатність 27,2. Сира нафта Υ має розчинну здатність 37,3 і критичну розчинну здатність 30,1. Сира нафта Ζ має розчинну здатність 22,2 і критичну розчинну здатність 16,6. Окрім прогнозування несумісності нафтових сумішей, даний "діапазон несумісності в суміші" також подає кількість асфальтенів у %(мас), що повинні випадати в осад із нафтової суміші в цьому діапазоні змішування. Приклад 2 Приклад 2 ілюструє прогнозуючу модель засмічення (асфальтеновим осадом) технологічного агрегату внаслідок змішування різних сортів сирої нафти на нафтоочисній установці протягом часу. Графічне відображення цієї моделі подане на Фіг.2, а числове - в Таблиці. На Фіг.2 показана розчинна здатність різних сумішей у порівнянні з критичною розчинною здатністю сирої нафти, що має найвищу критичну розчинну здатність в усіх сумішах. Величини розчинної здатності кожної сирої нафти і кожної нафтової суміші обчислювалися згідно з описаною тут методикою. Величини критичної розчинної здатності кожного сорту сирої нафти обчислювалися також у відповідності з описаною тут методикою. У Таблиці нижче подане числове відображення графіків, наведених на Фіг.2, у вибрані типові періоди часу. У Таблиці також наведені величини розчинної здатності кожного сорту сирої нафти в різних сумішах і виражений у %(мас.) вміст кожного сорту сирої нафти в різних сумішах. По результатах прогнозуючого моделювання у даному Прикладі можна очікувати, що там, де розчинна здатність суміші є меншою критичної розчинної здатності 26,9, буде мати місце значне засмічення агрегатів нафтоочисної установки. 17 80849 18