В настоящее время вся извлекаемая из недр нефть подвергается переработке с целью получения из нее разнообразных нефтепродуктов, которые используют как в качестве целевых продуктов, так и в качестве сырья для дальнейшей переработки. Все нефтепродукты можно разделить на следующие группы.
4. Смазочные масла (моторное, индустриальное, турбинное, компрессионное, цилиндровое масла)
6. Продукты, используемые для нефтехимического синтеза (мазут, широкая фракция и др.) [22]
В общем случае переработка нефти на нефтепродукты включает ее подготовку и процессы первичной и вторичной переработки.
Подготовка извлеченной из недр нефти ставит целью удаление из нее механических примесей, растворенных солей и воды и стабилизацию по составу.
Первичная переработка нефти (первичные процессы) заключаются в разделении ее на отдельные фракции (дистилляты), каждая из которых представляет смесь углеводородов. Первичная переработка является физическим процессом и не затрагивает химической природы и строения содержащихся в нефти соединений. Важнейшим из первичных процессов является прямая гонка нефти.
Вторичная нефтепереработка представляет собой разнообразные процессы переработки нефтепродуктов, полученных методом прямой гонки. Эти процессы сопровождаются деструктивными превращениями содержащихся в нефтепродуктах углеводородов и изменением их природы, то есть являются химическими процессами.
Принципиальная схема установки для промышленной перегонки нефти приведена на рисунке 1.
1 – трубчатая печь; 2 – ректификационная колонна; 3 – конденсатор-холодильник и холодильники; 4 – теплообменники.
Линии: I – нефть; II – верхний продукт; III – боковые продукты; IV – остаток перегонки нефти: V – орошение; VI – ввод тепла или испаряющего агента
Исходная нефть прокачивается насосом через теплообменники 4, где нагревается под действием тепла отходящих нефтяных фракций и поступает в трубчатую печь 1. В трубчатой печи нефть нагревается до заданной температуры и входит в испарительную часть ректификационной колонны 2. Как только нефть в виде парожидкостной смеси выходит из печи и входит в колонну, паровая фаза поднимается вверх по колонне, а жидкая перетекает вниз. Паровая фаза подвергается ректификации в верхней части колонны, считая от места ввода сырья, жидкая – в нижней части. В ректификационной колонне размещены ректификационные тарелки, на которых осуществляется контакт поднимающихся по колонне паров со стекающей сверху жидкостью (флегмой). Флегма создается в результате того, что часть верхнего продукта (II) возвращается в жидкое состояние на верхнюю тарелку и стекает на нижележащие и обогащает поднимающиеся пары низкокипящими компонентами [2].
Для ректификации жидкой части сырья в нижней части колонны под нижнюю тарелку необходимо вводить тепло или какой-либо испаряющийся агент (IV). В качестве испаряющегося компонента широко применяется перегретый водяной пар или перегретые пары бензина или керосина. В результате этого легкая часть нижнего продукта переходит в паровую фазу и тем самым создается паровое орошение. Это орошение, поднимаясь с самой нижней тарелки и вступая в контакт со стекающей жидкой фазой, обогащает последнюю высококипящими компонентами. В итоге сверху колонны непрерывно отбирается низкокипящая фракция, снизу – высокотемпературный остаток, сбоку – боковые продукты (III).
Перегонку нефти осуществляют при температуре не выше 370єС. В результате атмосферной перегонки остается мазут. Для выделения фракции из мазута применяют перегонку в вакууме. Для этой цели создается вакуум 20 мм рт ст, что позволяет выделить из мазута фракции до 500єС (в пересчете на атмосферное давление) [2].
На рисунке 2 представлена схема установки атмосферно-воздушной перегонки нефти на Уфимском нефтеперерабатывающем заводе (УНПЗ).
Рисунок 2 – Схема установки атмосферно-вакуумной перегонки нефти (карачаганакского конденсата) Уфимского нефтеперерабатывающего завода
В качестве сырья на УНПЗ применяется карачаганакский конденсат. В нем содержится много меркаптанов. С этим связано одно из отрицательных воздействий УНПЗ на окружающую среду.
Блок подготовки сырья представляет собой электрообессоливающую установку (ЭЛОУ), где нефть освобождается от воды и солей. Нефть нагревается до 150єС при давлении 0,3-0,4МПа и поступает в колонну К-1, температура низа которой 170-200єС. В емкости Е-1 происходит отделение газа и бензина. Бензин содержит до 0,8% серы и растворенный сероводород, поэтому после отделения воды он поступает на установку гидроочистки. Отбензиненная нефть нагревается и поступает в колонну К-2, где путем перегонки получают дизельное топливо. Мазут с нижней части К-2 подогревается в печи П-2 и поступает в вакуумную колонну К-3, где сверху отбирают вакуумный газойль, а снизу гудрон. Мазут может отгружаться потребителю как товарный продукт (топочный мазут). По аналогичной схеме с включением дополнительных ректификационных колонн перерабатывают другие нефти.
В процессе первичной переработки нефти в атмосферу выделяются углеводороды, сероводород. Попадание этих веществ в атмосферу связано с выделением (испарением) с установок первичной переработки нефти. Кроме того, в результате горения топлива в технологических печах образуется диоксид углерода, оксиды азота, по причине незавершенного горения топлива – монооксид углерода [22].
В процессах обезвоживания и обессоливания нефти образуются твердые отходы.
Таким образом, уже в ходе первичной переработки нефти прослеживается воздействие НПП на атмосферу, гидросферу и литосферу.
Http://studbooks. net/842515/ekologiya/gruppy_nefteproduktov_poluchaemye_pererabotke_nefti
Нефть – это важнейший источник энергии, она используется для производства важнейших материалов, газов, топлива. Можно смело утверждать, что без нефти промышленность просто перестала бы нормально функционировать. Однако давайте рассмотрим более подробно, что получают из нефти.
В процессе переработки нефти (первичной) получают различные виды топлива, мазут, сжиженный газ. Все то, что получают из нефти при первичной перегонке находит широкое применение в промышленности.
Сначала из нефти удаляют газообразные углеводороды (метан, этан, пропан и прочие). После того как летучие углеводороды будут отогнаны, нефть нагревают. При нагреве первыми отгоняются углеводороды с небольшим количеством атомов углерода в молекуле, имеющие низкую температуру кипения. При повышении температуры перегоняются углеводороды, температура кипения которых более высокая. Таким способом получаются отдельные фракции нефти. Обычно при помощи такой перегонки удается получить 4 летучие фракции нефти, которые впоследствии можно подвергнуть дальнейшему разделению.
Давайте же посмотрим, Что получают из нефти при первичной переработке:
Затем начинается вторичная переработка нефти. В этом случае изменяется ее глубинная структура. В результате вторичной переработки получается сырье, которое затем находит широкое применение при изготовлении различных бытовых, строительных и промышленных товаров и изделий. В итоге то, что получают из нефти, идет на производство полиэтилена, удобрений, воска, синтетических тканей, красителей, ядохимикатов, пластмасс, синтетической резины.
Http://oil-rus. ru/chto_poluchayut_iz_nefti. php
Нефть является самым ценным сырьем в современном мире. Поэтому ее принято называть «черным золотом». Сама по себе нефть может быть использована в качестве топлива. Однако недаром великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев сказал, что использовать сырую нефть в качестве топлива то же самое, что топить печь бумажными деньгами.
Продукты переработки нефть представляют гораздо большую ценность, поэтому в мире все большое внимание уделяется развитию технологий нефтяной перегонки.
Ответ на вопрос: «какой продукт получают при переработке нефти?» неоднозначен. Дело в том, что спектр продукции, которая получается в результате перегонки сырья, широкий. Далеко не только автомобилисты каждый день контактируют с продуктами нефтехимического комплекса. В обиходе каждого человека есть предметы, созданные благодаря глубинным процессам переработки черного золота.
Сырая нефть проходит стадию первичной и вторичной перегонки. Каковы продукты перегонки нефти? Итак, в результате непосредственной перегонки нефти получают:
- Бензин; Авиационное топливо; Керосин; Сжиженный природный газ; Мазут и другие фракции тяжелых углеводородов.
Если отвечать коротко на вопрос, какие продукты получают при прямой перегонке нефти, можно сказать, что это легкие и тяжелые фракции углеводородов, большая часть из которых используется в качестве топлива. Первичная переработка выполняется путем испарения и вакуумной ректификации сырья в специальных ректификационных колоннах.
Наиболее ценная фракция — бензин. Однако в результате первичной перегонки его доля среди конечной продукции составляет не более двадцати процентов. Поэтому тяжелые фракции, полученные после прямой перегонки нефти, дополнительно перерабатывают.
Стоит заметить, что вторичная переработка нефти — это широкое понятие, которое включает в себя множество различных процессов. То, какие продукты являются результатом переработки нефти, зависит от конкретной технологии, применяемой на производстве.
Вопрос о том, каковы продукты перегонки нефти и их применение волновал человечество еще сто лет назад. Тогда ученые получали в результате простейших перегоночных установок керосин. Интересно, что бензин, как и другие фракции просто утилизировались. Спустя время человечество осознало пользу сырья. Сегодня люди используют все фракции углеводородов, а также стремятся увеличивать глубину переработки сырья, с целью получения максимального количества конечного продукта.
Отвечая на вопрос о том, какие продукты делают из нефти, нельзя отдельно ни остановиться на технологиях вторичной переработки. Процесс осуществляется путем химических или термических реакций, производимых над продуктами первичной перегонки. Наиболее известная технология для получения нефтепродуктов — крекинг. Это процедура, при которой на нефть воздействуют высокой температурой. В результате крекинг происходит разрушение связей между атомами углерода, которое происходит вместе с образованием соответствующих радикалов. Побочным продуктом крекинга является уникальная углеводородная фракция, примечательная высокой температурой кипения — три тысячи градусов по Цельсию.
В материале мы рассмотрели, какие продукты получают из сырой нефти, а также рассказали детали о процессах переработки.
Http://forexneft. ru/kakoj-produkt-poluchayut-pri-pererabotke-nefti/
Нефть — маслянистая жидкость темно-бурого или почти черного цвета с характерным запахом. Она легче воды (плотность 0,73. 0,97 г/см 3 ), в воде практически нерастворима.
По составу нефть — сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких (в них растворены твердые и газообразные углеводороды). Обычно это углеводороды парафиновые, циклоалканы, ароматические, соотношение которых в нефтях различных месторождений колеблется в широких пределах. Кроме углеводородов нефть содержит кислородные, сернистые и азотистые органические соединения.
Сырая нефть обычно не применяется. Для получения из нефти технически ценных продуктов ее подвергают переработке.
Первичная переработка нефти заключается в ее перегонке. Перегонку производят на нефтеперерабатывающих заводах после отделения попутных газов. При перегонке нефти получают светлые нефтепродукты: бензин (т. кип. от 40 до 150. 200°С), лигроин (т. кип. 120. 240°С), керосин (т. кип. 150. 300 °С), газойль—соляровое масло (т. кип. выше 300 °С), а в остатке — вязкую черную жидкость мазут. Мазут подвергают дальнейшей переработке. Его перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить разложение) и выделяют смазочные масла:
Веретенное, машинное, цилиндровое и др. Из мазута некоторых сортов нефти выделяют вазелин и парафин. Остаток мазута после отгонки называют нефтяным пеком или гудроном.
Продукты перегонки нефти имеют различное применение. Бензин в больших количествах используют как авиационное и автомобильное топливо. Он состоит обычно из углеводородов, содержащих в молекулах в среднем от 5 до 9 атомов углерода.
Лигроин служит топливом для дизельных двигателей, а также растворителем в лакокрасочной промышленности. Большие количества его перерабатывают в бензин.
Керосин применяют как горючее для реактивных и тракторных двигателей, а также для бытовых нужд. Он состоит из углеводородов, содержащих в молекулах в среднем от 9 до 16 атомов углерода.
Соляровое масло используют как моторное топливо, а смазочные масла — для смазки механизмов.
Вазелин используют в медицине. Он состоит из смеси жидких и твердых углеводородов.
Парафин применяют для получения высших карбоновых кислот, для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для изготовления свечей, гуталина и т. д. Он состоит из смеси твердых углеводородов.
Гудрон — нелетучая темная масса, после частичного окисления его применяют для получения асфальта.
Мазут помимо переработки на смазочные масла и бензин используют в качестве котельного жидкого топлива.
При вторичных методах переработки неф-т и происходит изменение структуры углеводородов, входящих в ее состав. Среди этих методов большое значение имеет крекинг (расщепление) углеводородов нефти, проводимый для повышения выхода бензина.
Термический крекинг проводится при нагревании исходного сырья (мазута и др.) при температуре 450. 550 °С и давлении 2. 7 МПа. При этом молекулы углеводородов с большим числом атомов углерода расщепляются на молекулы с меньшим числом атомов как предельных, так и непредельных углеводородов. Например:
Таким способом получают главным образом автомобильный бензин. Выход его из нефти достигает 70%. Термический крекинг открыт русским инженером В. Г. Шуховым в 1891 г.
Каталитический крекинг производится в присутствии катализаторов (обычно алюмосиликатов) при 450 °С и атмосферном давлении. Этим способом получают авиационный бензин с выходом до 80%. Такому виду крекинга подвергается преимущественно керосиновая и газойлевая фракции нефти. При каталитическом крекинге наряду с реакциями расщепления протекают реакции изомеризации. В результате последних образуются предельные углеводороды с разветвленным углеродным скелетом молекул, что улучшает качество бензина.
Важным каталитическим процессом является ароматизация углеводородов, т. е. превращение парафинов и циклопарафинов в ароматические углеводороды. При нагревании тяжелых фракций нефтепродуктов в присутствии катализатора (платины или молибдена) углеводороды, содержащие 6. 8 атомов углерода в молекуле, превращаются в ароматические углеводороды. Эти процессы протекают при риформинге (облагораживании бензинов).
При крекинг-процессах образуется большое количество газов (газы крекинга), которые содержат главным образом предельные и непредельные углеводороды. Эти газы используют в качестве сырья для химической промышленности.
При температурах 700. 1000 °С проводят пиролиз (термическое разложение) нефтепродуктов, в результате которого получают главным образом легкие алкены — этилен, пропилен и др. и ароматические углеводороды. При пиролизе возможно протекание следующих реакций:
Для улучшения свойств бензиновых фракций нефти они подвергаются каталитическому риформингу, который проводится в присутствии катализаторов из платины или платины и рения. При каталитическом риформинге бензинов происходит образование ароматических соединений из алканов, например:
Циклоалканы превращаются в ароматические соединения, подвергаются изомеризации, гидрированию, например
Ароматические углеводороды теряют при риформинге боковые цепи, например
В последние годы (наряду с увеличением выработки топлива и масел) углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья. Различными способами из них получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т. д.
Http://studopedia. ru/15_39848_neft-i-osnovnie-produkti-ee-pererabotki. html
В промышленности нефть и нефтепродукты нашли своё широкое применение в силу своих особенностей, дающих возможность использовать их как различные виды топлива и химические вещества. Но для того, чтобы нефтепродукты использовались в качестве готового продукта, нужно осуществить ряд процессов по перегонке и переработке нефти и нефтепродуктов, в результате которых получаются различные виды углеводородов. Большое распространение из углеводородов получили бензин, керосин, дизельное топливо, мазут и прочие.
К вторичной переработке относится метод крекинга, представляющий собой переработку нефти и различных фракций, получаемых из неё, в результате которого происходит разделение тяжёлых углеводородов и формирование процесса синтеза совершенно новых молекул. В результате процесса крекинга получают различные виды топлива, применяемые для двигателей внутреннего сгорания. Крекинг бывает термическим, каталитическим и гидрокрекингом.
При проведении пиролиза или так называемого, высокотемпературного крекинга, при довольно высокой температуре и атмосферном давлении, из нефтяного сырья получают газ, который применяют при изготовлении бензола, нафталина и прочих химических веществ.
Переработка нефти и нефтепродуктов, имеющих тяжёлые фракции, в которых содержится значительное количество серы и смолы, а также их соединений, осуществляется с применением гидрокрекинга – процесса крекинга, в котором используется водород. Следует отметить, что в ходе данного процесса выход готового продукта может увеличиться до семидесяти процентов, что является довольно высоким показателем. Также в ходе данного процесса снижается содержание серы и её соединений в готовой продукте.
Существует также ряд методов осуществления переработки нефти (вторичной), в результате которых получают различные вещества. Так, например, при методе алкилирования происходит процесс получения изооктана и прочих видов топлива, имеющих высокое октановое число. Используя метод деструктивной гидрогенизации можно несколько увеличить процент выхода лёгких нефтепродуктов. При применении синтеза углеводородов из газа можно превращать углеводороды, которые находятся в газе крекинга, в жидкости.
Для того, чтобы получить готовый продукт, имеющий товарный вид, проводится очистка нефтепродуктов от различного рода вредных примесей. Этот процесс получил название компаундирование. В ходе данного процесса возможно введение в получаемый готовый продукт специальных добавок, которые способствуют росту его качества и улучшению многих свойств.
Http://necton-sea. ru/articles/Pererabotka_nefti_i_nefteproduktov/
Нефть – это вязкая маслянистая жидкость, темно-коричневого или почти черного цвета с характерным запахом, обладающая слабой флюоресценцией, более легкая (плотность 0,73-0,97г/см 3 ), чем вода, почти нерастворимая в ней. Нефть сильно варьирует по плотности (от легкой 0,65-0,70 г/см3, до тяжелой 0,98-1,05 г/см3).
Нефть – это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода – это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти – способность гореть.
Нефть представляет собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводов, различных по молекулярному весу и температуре кипения. Кроме того, в нефти содержатся сернистые, кислородные и азотистые органические соединения. Для производства многочисленных продуктов различного назначения и со специфическими свойствами применяют методы разделения нефти на фракции и группы углеводородов, а также изменения ее химического состава. Различают первичные и вторичные методы переработки нефти:
К первичным относят процессы разделения нефти на фракции, когда используются ее потенциальные возможности по ассортименту, количеству и качеству получаемых продуктов и полупродуктов – перегонка нефти;
Ко вторичным относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов, предназначенные для изменения ее химического состава путем термического и каталитического воздействия. При помощи этих методов удается получить нефтепродукты заданного качества и в больших количествах, чем при прямой перегонке нефти.
Добытая из промысловых скважин нефть содержит попутный газ, песок, ил, кристаллы солей, а также воду, в которой растворены соли, преимущественно хлориды.
Попутные и растворенные газы отделяются от нефти в системе трапов-газосепараторов за счет последовательного снижения давления – от давления в скважине до атмосферного. После этого в нефти еще остаются растворенные газы (до 4 % мас.).
В трапах одновременно с отделением газа происходит и отстой сырой нефти от механических примесей и основной массы промысловой воды. Поэтому эти аппараты на промыслах называют Отстойниками. Отсюда нефть поступает на промысловые электрообессоливающие установки.
В основе процесса обезвоживания лежит разрушение нефтяных эмульсий, которые образуются при добыче нефти за счет закачки воды в пласт. Обезвоженную и обессоленную нефть смешивают с пресной водой, создавая искусственную эмульсию (но с низкой соленостью), которую так же подвергают расслаиванию. Вода очищается на установке и снова закачивается в пласт для поддержания пластового давления и вытеснения нефти.
Наиболее простой способ удаления воды из нефти на промыслах – термохимическое обезвоживание при атмосферном давлении. К подогретой до 30-50°С нефти добавляется деэмульгатор, а затем нефть поступает в резервуар для отстаивания. При такой обработке нефти возможны большие потери легких нефтепродуктов во время отстаивания в негерметичных резервуарах. Эти недостатки устраняются при термохимическом отстаивании под давлением.
При глубоком обезвоживании некоторых нефтей, в пластовой воде которых содержится мало солей, происходит почти полное их удаление. Однако большинство нефтей нуждается в дополнительном обессоливании.
В некоторых случаях для обессоливания используется термохимический метод, но чаще применяется способ, сочетающий термохимическое отстаивание с обработкой эмульсии в электрическом поле. Установки последнего типа носят название электрообессоливающих (ЭЛОУ).
Обессоленная нефть с ЭЛОУ поступает на установку атмосферно-вакуумной перегонки нефти, которая на российских НПЗ обозначается аббревиатурой АВТ – Атмосферно-вакуумная трубчатка. Такое название обусловлено тем, что нагрев сырья перед разделением его на фракции, осуществляется в змеевиках Трубчатых печей (рис.6) за счет тепла сжигания топлива и тепла дымовых газов.
Атмосферная перегонка предназначена для отбора Светлых нефтяных фракций – бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих до 360°С, потенциальный выход которых составляет 45-60% на нефть. Остаток атмосферной перегонки – мазут.
Процесс заключается в разделении нагретой в печи нефти на отдельные фракции в Ректификационной колонне – цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены Контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость – вниз. Ректификационные колонны различных размеров и конфигураций применяются практически на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них варьируется от 20 до 60. Предусматривается подвод тепла в нижнюю часть колонны и отвод тепла с верхней части колонны, в связи с чем температура в аппарате постепенно снижается от низа к верху. В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, а пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, мазут остаётся жидким и откачивается с низа колонны.
Вакуумная перегонка предназначена для отбора от мазута Масляных дистиллятов на НПЗ топливно-масляного профиля, или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) на НПЗ топливного профиля. Остатком вакуумной перегонки является гудрон.
Необходимость отбора масляных фракций под вакуумом обусловлена тем, что при температуре свыше 380°С начинается термическое разложение углеводородов (крекинг), а конец кипения вакуумного газойля – 520°С и более. Поэтому перегонку ведут при остаточном давлении 40-60 мм рт. ст., что позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С.
Разряжение в колонне создается при помощи соответствующего оборудования, ключевыми аппаратами являются паровые или жидкостные Эжекторы.
Углеводородный газ – выводится в виде газа и головки стабилизации, используется как бытовое топливо и сырьё для газофракционирования;
Бензиновая фракция – выкипает в пределах 30-180°C, используется как компонент товарного автобензина, как сырьё установок каталитического риформинга, вторичной перегонки, пиролизных установок;
Керосиновая фракция – выкипает в пределах 120-315 о С, используется как топливо для реактивных и тракторных двигателей, для освещения, как сырьё установок гидроочистки;
Дизельная фракция (атмосферный газойль) – выкипает в пределах 180 –350 О С, используется как топливо для дизельных двигателей и сырьё установок гидроочистки;
Мазут (остаток атмосферной перегонки) выкипает выше 350 О С, используется как котельное топливо или сырьё термического крекинга;
Вакуумный дистиллят (вакуумный газойль) – выкипает в пределах выше 350-500 О С, используется как сырьё каталитического крекинга и гидрокрекинга; на НПЗ с масляной схемой переработки получают несколько (2-3) вакуумных дистиллятов;
Гудрон (остаток атмосферно – вакуумной перегонки) – выкипает при температуре выше 500 О С, используется как сырье установок термического крекинга, коксования, производства битума и масел.
К-1 – отбензинивающая колонна; К-2 – атмосферная колонна; К-3 – отпарная колонна; К-4 – стабилизатор; К-5 – вакуумная колонна; Э-1 – Э-4 – электродегидраторы; П-1, П-2 –печи; КХ-1 – КХ-4 –конденсаторы-холодильники; Е-1, Е-2 – рефлюксные емкости; А-1 –пароэжекторный вакуум-насос;
I – нефти; II – головка стабилизации; III – стабильный бензин; IV – керосин; V – дизельная фракция; VI – вакуумный дистиллят; VII – гудрон; VIII – выхлопные газы эжектора; IX – деэмульгатор; X – вода в канализацию; XI – водяной пар.
Установка состоит из 2-3 блоков: 1) обессоливания; 2) атмосферной перегонки; 3) вакуумной перегонки мазута. Установка, состоящая только из первых двух блоков носит название атмосферной трубчатки (АТ), из всех трёх блоков – атмосферно-вакуумной трубчатки (АВТ). Иногда первый и третий выделяются в самостоятельные установки. Нефть насосом забирается из сырьевого резервуара и проходит теплообменники, где подогревается за счет теплоты отходящих продуктов, после чего поступает в электродегидраторы. В электродегидраторах под действием электрического поля, повышенной температуры, деэмульгаторов происходит разрушение водонефтяной эмульсии и отделение воды от нефти.
Http://works. doklad. ru/view/-67tnNKBdzM. html
Извлеченная из скважин сырая нефть содержит попутные газы (50–100 м 3 /т), пластовую воду (200–300 кг/т) и растворенные в воде минеральные соли (10–15 кг/т), которые отрицательно сказываются на транспортировке, хранении и последующей переработке ее. Поэтому, подготовка нефти к переработке обязательно включает следующие операции:
— удаление попутных (растворенных в нефти) газов или стабилизация нефти;
На крупных месторождениях нефти эти операции объединены в единую систему, включающую сбор, транспортировку и обработку нефти, газа и воды. На рис. 7.2 представлена подобная система.
Сырая нефть из скважин 1 под собственным давлением направляется к групповым замерным установкам (ГЗУ) 2, в которых нефтяной газ отделяется от жидкости и замеряются количества этих продуктов. Затем газ вновь смешивается с нефтью и водой и полученная смесь подается по коллектору (длиной до 8 км) 3 в дожимную насосную станцию 4, где газ отделяется от нефти. Газ поступает на газоперерабатывающий завод (ГПЗ) 5, а частично дегазированная нефть направляется на установку подготовки нефти (УПН) 6. На УПН проводятся операции окончательной дегазации, обессоливания и обезвоживания нефти. Газ далее направляется на ГПЗ, а вода — на установку очистки 7. Очищенная вода закачивается насосами 8 в нефтяной пласт через нагнетательные скважины 9. Обессоленная и обезвоженная нефть из УПН поступает в герметизированные резервуары 10, из которых насосами перекачивается в установку «Рубин» 11 для определения качества и количества нефти. При удовлетворительном результате нефть подается в товарные резервуары 12 и из них в магистральный нефтепровод 13, транспортирующий нефть на нефтеперерабатывающие заводы. При неудовлетворительном качестве подготовки нефти она возвращается из установки «Рубин» в УПН.
В настоящее время разрабатываются методы магистральной транспортировки газонасыщенных нефтей, то есть доставки потребителю нефти и газа по одному трубопроводу. Это позволяет уменьшить расход энергии на перекачку продукта за счет снижения его вязкости и более полно утилизировать попутные нефтяные газы.
Стабилизация нефти. Сырая нефть содержит значительное количество растворенных в ней легких углеводородов C1 — C4. При транспортировке и хранении нефти они могут выделяться, вследствие чего состав нефти будет меняться. Чтобы избежать потери газа и вместе с ним легких бензиновых фракций и предотвратить загрязнение атмосферы, эти продукты должны быть извлечены из нефти до ее переработки. Подобный процесс выделения легких углеводородов из нефти в виде попутного газа называется стабилизацией нефти. В зависимости от условий стабилизацию нефти осуществляют методом сепарации непосредственно в районе ее добычи на замерных установках, дожимных станциях и УПН (рис.1), или на газоперерабатывающих заводах (рис.1).
В первом случае попутный газ отделяют от нефти многоступенчатой сепарацией в сепараторах-газоотделителях (траппах), в которых последовательно снижаются давление и скорость потока нефти. В результате происходит десорбция газов, совместно с которыми удаляются и затем конденсируются летучие жидкие углеводороды, образуя «газовый конденсат». При сепарационном методе стабилизации в нефти остается до 2% углеводородов состава C1 — C4.
Обессоливание и обезвоживание нефти. Удаление из нефти солей и воды происходит на промысловых установках подготовки нефти и непосредственно на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ).
В обоих случаях процессы обессоливания и обезвоживания нефти связаны с необходимостью разрушения эмульсий, которые образует с нефтью вода. При этом, на промыслах разрушаются эмульсии естественного происхождения, образовавшиеся в процессе добычи нефти, а на заводе — искусственные эмульсии, полученные при многократной промывке нефти водой для удаления из нее солей. После обработки содержание воды и хлоридов металлов в нефти снижается на первой стадии до 0,5– 1,0% и 100–1800 мг/л соответственно, и на второй стадии до 0,05–0,1% и 3–5 мг/л.
Для разрушения нефтяных эмульсий используются механические (отстаивание), термические (нагревание), химические и электрические методы. При химическом методе обезвоживания нагретую нефтяную эмульсию обрабатывают деэмульгаторами. В качестве последних используются различные неиногенные ПАВ типа защитных коллоидов: оксиэтилированные жирные кислоты, метил – и карбоксиметилцеллюлоза, лигносульфоновые кислоты и др. Наиболее эффективное удаление солей и воды достигается при электротермохимическом методе обессоливания, в котором сочетаются термохимическое отстаивание и разрушение эмульсии в электрическом поле.
1 — скважины; 2 — групповая замерная установка; 3 — коллектор; 4 — дожимная насосная станция; 5 — газоперерабатывающий завод; 6 — установка подготовки нефти; 7 — установка очистки воды; 8 — насосы; 9 — нагнетательные скважины; 10 — герметизированные резервуары, 11 — установка «Рубин»; 12 — товарные резервуары; 13 — магистральный нефтепровод.
Установки электротермохимического удаления солей и воды или электрообессоливающие установки (ЭЛОУ) используются как на промыслах, так и на нефтеперегонных заводах. В этом методе разрушение нефтяной эмульсии происходит в аппаратах — электродегидрататорах под воздействием переменного тока напряжением 30–45 кВ, что вызывает передвижение и слипание капель воды, содержащих соли, и ее отделение от нефти. На рис.2 представлена принципиальная схема ЭЛОУ.
Нефть из сырьевого резервуара 1 с добавками деэмульгатора и слабого щелочного или содового раствора проходит через теплообменник 2, подогревается в подогревателе 3 и поступает в смеситель 4, в котором к нефти добавляется вода. Образовавшаяся эмульсия последовательно проходит электродегидрататоры 5 и 6, в которых от нефти отделяется основная масса воды и растворенных в ней солей, вследствие чего содержание их снижается в 8–10 раз. Обессоленная нефть проходит теплообменник 2 и после охлаждения в холодильнике 7 поступает в сборнике 8. Отделившаяся в электродегидрататорах вода отстаивается в нефтеотделителе 9 и направляется на очистку, а отделившаяся нефть присоединяется к нефти, подаваемой в ЭЛОУ.
1 — резервуар нефти; 2 — теплообменник; 3 — подогреватель; 4 — смеситель; 5 — электродегидрататор I ступени; 6 — электродегидрататор II ступени; 7 — холодильник; 8 — сборник обессоленной нефти; 9 — нефтеотделитель.
Обессоливание и обезвоживание нефти увеличивает сроки межремонтной работы установок гонки нефти и снижает расход тепла, а также уменьшает расход реагентов и катализаторов в процессах вторичной переработки нефтепродуктов.
Переработка нефти начинается с ее первичной перегонки. Этот процесс является изобретением технологов-нефтяников и основан на свойстве нефти. Нефть – сложная смесь взаимно растворимых углеводородов, имеющих различные температуры начала кипения. В упрощенном виде: чем длиннее молекула углеводорода, тем выше его точка кипения.
Сырьем для установок первичной перегонки служат нефть и газовый конденсат. Их разделяют на фракции для последующей переработки или использования как товарных продуктов. При первичной переработке нефти проводят ее атмосферную перегонку и вакуумную перегонку мазута. Эти процессы осуществляют на атмосферных трубчатых (АТ) установках и вакуумных трубчатых (ВТ) установках.
На АТ-установках осуществляют неглубокую переработку нефти с получением бензиновых, керосиновых, дизельных фракций и мазута. ВТ-установки предназначены для углубления переработки нефти. На этих установках из мазута получают газойлевые, масляные фракции и гудрон, которые используют в качестве сырья в процессах вторичной переработки нефти.
Процесс перегонки происходит в ректификационной колонне, представляющей собой вертикальный цилиндрический аппарат высотой до 30м и диаметром до 4м. Внутреннее пространство колонны разделено на отсеки большим количеством горизонтальных дисков (тарелок), в которых имеются отверстия для прохождения через них паров нефти.
Перед закачкой в колонну нефть нагревают в трубчатой печи до температуры 360-390°
С. При этом бензин, нафта (лигроин), керосин, легкий и тяжелый газойль переходят в парообразное состояние, а жидкая фаза с более высокой температурой кипения представляет собой мазут. После ввода горячей смеси в колонну мазут стекает вниз, а углеводороды в парообразном состоянии поднимаются вверх.
Смесь горячей жидкости и пара, поднимаясь по колонне и остывая, постепенно конденсируется. Вначале отделяются и опускаются на дно специальных тарелок тяжелые тугоплавкие фракции нефти, выше последовательно конденсируются и оседают на дно тарелок пары более легких фракций. Особенность процесса ректификации заключается в том, что горячие пары, поднимаясь, поочередно проходят через слои горячего конденсата. Количество тарелок в колонне должно быть таким, чтобы общий расход сливающихся с них готовых продуктов перегонки был равен расходу сырой нефти, подаваемой внутрь колонны. Несконденсировавшиеся пары углеводородов направляются на газофракционирование, где из них получают сухой газ, пропан, бутан и бензиновую фракцию.
При первичной перегонке нефти получают широкий ассортимент фракций и нефтепродуктов, различающихся по границам температур кипения, углеводородному и химическому составу, вязкости, температурам вспышки, застывания и другим свойствам.
В зависимости от технологии перегонки нефти пропан-бутановую фракцию получают в сжиженном или газообразном состоянии. Ее используют в качестве сырья, на газофракционирующих установках с целью производства индивидуальных углеводородов, бытового топлива, компонента автомобильного бензина. Фракцию именуют нефтепродуктом, если ее свойства отвечают нормам стандарта или техническим условиям на товарный продукт, не требующий дополнительного передела.
Бензиновая фракция с пределами выкипания 28-180°С преимущественно подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций (28-63, 62-85, 85-105°С). Эти фракции служат сырьем для процессов изомеризации, каталитического риформинга с целью получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов), высокооктановых компонентов автомобильных и авиационных бензинов, а также в качестве сырья для пиролиза при получении этилена.
Керосиновая фракция с температурами выкипания 120-230°С используется как топливо для реактивных двигателей; фракцию 150-280°С из малосернистых нефтей используют как осветительные керосины; фракцию 140-200 С – как растворитель для лакокрасочной промышленности.
Дизельная фракция с температурами выкипания 140-320°С используется в качестве дизельного топлива зимнего, фракция 180-360°С – в качестве летнего. Фракция 200-320°С из высокопарафиновой нефти используется как сырье для получения жидких парафинов.
Мазут применяется как котельное топливо или в качестве сырья установок вакуумной перегонки, а также термического, каталитического крекинга и гидрокрекинга.
Вакуумный газойль (350-500°С) используется в качестве сырья каталитического крекинга и гидрокрекинга.
Узкие Масляные фракции с пределами выкипания (320-400°С, 320-420. 450-500°С) используют как сырье для производства минеральных масел различного назначения и твердых парафинов.
Гудрон – остаток вакуумной перегонки мазута – подвергают деасфальтизации, коксованию, используют в производстве битума.
Полученные при перегонке с помощью физических процессов нефтепродукты отправляются на другие пределы, в которых используются различные химические реакции. Химические процессы, составляющие основу вторичной переработки, позволяют максимально использовать энергетический и химический потенциал углеводородов. Классификация методов вторичной переработки нефти приведена ниже.
На ранних стадиях развития нефтепереработки потребности в бензине росли быстрей, чем потребности в тяжелом (например, дизельном) топливе. Опережающее производство бензина привело к затовариванию рынка тяжелым топливом. Чтобы справиться с этой проблемой, инженеры предложили несколько крекинг-процессов.
Термический крекинг – высокотемпературная переработка углеводородов нефти с целью получения высококачественного топлива. Различают несколько видов термического крекинга.
Неглубокий термический крекинг при температурах 480-490°С и давлении 1,5-2,0 МПа для получения котельного топлива из высоковязкого исходного сырья: мазута и гудрона.
Глубокий (жидкофазный) крекинг при температурах 500-540°С и давлении выше 5,0 МПа применяется для получения бензина с антидетонационными характеристиками из лигроиновых, керосиновых и газойлевых фракций. Крекинг-бензины содержат в своем составе значительное количество непредельных и ароматических углеводородов.
Высокотемпературный (парофазный) крекинг при температурах 580- 600°С и давлении 0,2-0,3 МПа применяется для получения бензина с высокими октановыми числами из керосино-газойлевых фракций. Попутно получают газ, содержащий значительное количество непредельных углеводородов.
Побочными продуктами термического крекинга являются газ, крекинг-остаток, обогащенный высокомолекулярными углеводородами, и тяжелая смола.
Пиролиз используется для разложения углеводородов при 700-900°С и давлении 1,0-1,2 МПа. С его помощью получают газообразные непредельные углеводороды, в основном этилен и пропилен. Побочными продуктами пиролиза являются смолы пиролиза и предельные газы метан и этан. Из смолы пиролиза извлекают ароматические углеводороды бензол, толуол, и ксилолы. Другим направлением высокотемпературного пиролиза
(1200-2000 °С) является получение сажи (технического углерода) из углеводородных фракций, содержащий более 60% ароматических углеводородов.
Коксование – высокотемпературный (490-520°С и 0,2-0,6 МПа) процесс получения электродного или топливного кокса из нефтяных остатков. Это пек, полученный из смолы пиролиза, мазут и гудрон.
Термическая деструкция углеводородов – это их расщепление на части под воздействием температуры. Однако при температурах 500-900° С протекают не только реакции распада вещества, но одновременно и реакции синтеза.
Реакции распада протекают с увеличением числа молекул, объема системы и поглощением тепла. Очевидно, что для разрыва химических связей в молекуле необходимо затратить некоторое количество энергии. Энергия связей в молекулах неравноценны. Наименьшей энергией связи обладает связь типа углерод-гетероатом (например, энергия связи сульфида C – S равна 138 кДж/моль). Следовательно, при термическом воздействии эта связь будет разрываться в первую очередь. Следом будут разрываться связи углерод-углерод в парафинах, нафтенах (310 кДж/моль) и ацетиленовые связи.
Неравноценны также связи одного типа в пределах одной молекулы. Так, для отрыва первого атома водорода от молекулы метана требуется больше энергии, чем для отрыва последующих водородных атомов.
Алканы в условиях термического крекинга распадаются с образованием парафина и олефина. Метан в условиях крекинга не распадается. Низкомолекулярные алканы могут подвергаться реакции дегидрирования:
Здесь в скобках рядом с реакциями приводится доля продукта по данному направлению. При распаде молекулы на неравные осколки углеводород с меньшим молекулярным весом получается предельным, а с большим – непредельным.
Для нафтенов характерны следующие группы реакций: укорочение боковых парафиновых цепей; дегидрирования нафтенового кольца с образованием циклоолефинов и ароматических углеводородов; распад моноциклических нафтенов на олефины.
Олефины в термических реакциях претерпевают распад на алкены и алкины с меньшей молекулярной массой, но возможны реакции полимеризации и конденсации.
Ароматические углеводороды с низким числом углеродных атомов в цепи термически устойчивы и поэтому накапливаются в продуктах термических процессов. В условиях термических процессов они способны конденсироваться с выделением водорода. В результате получается твердый углеродистый осадок – кокс или сажа.
Влиять на состав продуктов термического процесса можно изменением температуры, давлением и временем контакта. При повышении температуры в продуктах накапливаются газообразные и твердые вещества и снижается доля жидких продуктов. При этом жидкие продукты обогащаются ароматическими соединениями, а газ – водородом и низшими углеводородами.
Снижение давления благоприятствует реакциям дегидрирования, большему выходу водорода и газообразных продуктов непредельного характера. Продолжительность контакта увеличивает долю высоковязких жидкостей (смол), твердых (кокса) и газообразных веществ.
С учетом вышеизложенного жидкофазный крекинг, целью которого является получение автомобильных бензинов, следует проводить при невысоких температурах, повышенном давлении во-избежании сильного газообразования, с постоянным отводом целевого продукта для предотвращения вторичных реакций синтеза.
Полностью использовать потенциал нефти удается с помощью катализаторов. Катализаторы характеризуются активностью, стабильностью и селективностью. Активность катализатора – это его производительность. Селективность определяется количеством целевого продукта, образовавшегося из исходного сырья.
Катализаторы термокаталитических процессов состоят из трех компонентов: носителя, основного компонента и добавок. В качестве носителя используются алюмосиликаты, основного компонента – цеолиты. В качестве добавок используются платина, рений, металлоорганические комплексы сурьмы, висмута, фосфора, оксиды кальция и магния. Среди катализаторов риформинга большое значение приобрели платиновый и платино-рениевый катализатор.
Каталитический крекинг – это процесс разложения высокомолекулярных углеводородов при 470-540°С и давлении 0,13-0,15 МПа в присутствии катализаторов. Разработан процесс для производства высокооктанового бензина с октановым числом до 92 и сжиженных газов. В качестве катализаторов используются в основном алюмосиликаты и цеолиты. Сырьем являются дистилляты прямой гонки керосино-соляровая фракция, вакуумный газойль и продукты термического крекинга. В крекинг-установке происходит несколько процессов, основным из которых является превращение тяжелых фракций в бензин. Помимо бензина продуктом крекинга является полный набор углеводородов от метана до тяжелого газойля и остатка, включая кокс.
Риформинг – это каталитический процесс переработки низкооктановых бензиновых фракций при температурах 480-540°С и давлении 2,0-4 МПа. Продуктом является высокооктановый компонент товарного автомобильного бензина с октановым числом до 100 и ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы). Сырьем являются бензиновые фракции, содержащие все типы углеводородов.
Температура кипения нефтепродуктов, как и любой другой жидкости, зависит от давления. Нагревание придает молекулам необходимую энергию, чтобы они могли покинуть жидкую фазу. Чем ниже внешнее давление, тем ниже температура парообразования. Этот эффект используют еще в одной разновидности крекинг-процесса, протекающего в условиях вакуума. Сущность этого выгодного процесса такова. Прямогонный остаток подается на установку вакуумной перегонки, где при давлении 0,4 атм и температуре около 400°С разделяется на вакуумный дистиллят, идущий на получение смазочных масел, и остаток вакуумной перегонки – пек.
Гидрогенизационные процессы переработки нефтяных фракций проводятся в присутствии водорода и катализаторов при 260-430°С и давлении 2-32 МПа. Эти процессы увеличивают выход светлых нефтепродуктов и обеспечивают удаление примесей серы, кислорода и азота.
Алкилирование проводят при низких температурах 0 – 30°С и давлении 0,4-0,5 МПа. Назначение процесса – получение углеводородной фракции с высоким содержанием парафиновых углеводородов изомерного строения. Сырьем служат газы, состоящие из бутана и бутилена. Как правило, это сжиженный газ каталитического крекинга.
Вакуумная перегонка прямогонного остатка эквивалентна его перегонке при атмосферном давлении в интервале кипения 540-590°С. Точку выкипания прямогонного остатка, то есть температуру полного выкипания сырой нефти определить невозможно. До температуры 480°С. нефть за счет эффекта испарения просто разгоняется на составляющие фракции. При более высоких температурах сложные молекулы получают настолько большую энергию, что ее хватает, чтобы расколоть большую молекулу на две или несколько маленьких молекул. Например, молекула парафина С16Н34 может расколоться на 3 части: С8Н18, С6Н12,С2Н4. При этом легкие молекулы образовавшихся углеводородов дают более “рыхлую” по сравнению с исходной структурой жидкости. В результате продукты крекинга занимают объем примерно на 15-18% больше объема исходного сырья.
Прямогонный бензин отправляется на установки для получения автомобильного бензина с заданным октановым числом во избежание его детонации. Запрет на применение тетраэтилсвинца заставляет вводить в бензин высокооктановые компоненты, в частности, продукты изомеризации пентана и гексана. Нормальный пентан характеризуется октановым числом 62, а изопентан – числом 92.
Нафта (лигроин) подается на установку риформинга, где в присутствии катализатора при температуре около 500°С и давлении до 35 атм получают дистилляты, используемые в качестве высокооктановых компонентов бензинов или для выделения из них индивидуальных ароматических углеводородов.
Керосин и газойли поступают на установку гидроочистки. Назначение этой операции – удалить вредные примеси, присутствие которых в нефтепродуктах ограничивается. Поток горячего нефтепродукта смешивают с водородом и пропускают через слой катализатора. В результате из нефтепродукта удаляются сера, азот и металлы.
Распространены три типа керосинов: осветительный, тракторный и керосин для реактивных двигателей (реактивное топливо). Очищенный газойль направляется на смешение для получения дизельного топлив.
Остатки перегонки нефти и крекинга используются в качестве сырья для получения топочного мазута, битума и кокса. Нефтяные битумы содержат различное количество асфальтенов – сложных полиароматических соединений, в молекулах которых бензольные кольца тесно прилегают друг к другу и каждая молекула содержит более 50 атомов углерода. Чем больше в битумах асфальтенов, тем они тверже. Для получения твердых и резиноподобных дорожных битумов их продувают горячим воздухом.
Http://him. bobrodobro. ru/4925
Выбор направления переработки нефти и ассортимента получаемых нефтепродуктов определяется физико-химическими свойствами нефти, уровнем технологии нефтеперерабатывающего завода и настоящей потребности хозяйств в товарных нефтепродуктах. Различают три основных варианта переработки нефти:
По топливном варианте нефть перерабатывается в основном на моторные и котельные топлива. Топливный вариант переработки отличается наименьшим числом технологических установок и низкими капиталовложениями. Различают глубокую и неглубокую топливную переработку. При глубокой переработке нефти стремятся получить максимально возможный выход высококачественных автомобильных бензинов, зимних и летних дизельных топлив и топлив для реактивных двигателей самолетов. Выход котельного топлива в этом варианте сводится к минимуму. Таким образом, предусматривается такой набор процессов вторичной переработки, при котором из тяжелых нефтяных фракций и остатка – гудрона получают высококачественные легкие моторные топлива. По этому варианту применяются каталитические процессы – каталитический крекинг, каталитический риформинг, гидрокрекинг и гидроочистки, а также термические процессы, например коксование. Переработка заводских газов в этом случае направлена на увеличение выхода высококачественных бензинов. При неглубокой переработке нефти предусматривается высокий выход котельного топлива.
При топливно-масляном варианте переработки наряду с топливами получают масла. Для производства масел обычно подбирают нефти с высоким потенциальным содержанием масляных фракций. В этом случае для выработки высококачественных масел требуется минимальное количество технологических установок. Масляные фракции (фракции, выкипающие выше 350 ? С), выделенные из нефти, сначала подвергаются очистке избирательными (селективными) растворителями: фенолом или фурфуролом, чтобы удалить часть смолистых веществ и низькоиндексни углеводороды, затем проводят депарафинизацию с помощью смесей метилэтилкетона или ацетона с толуолом для снижения температуры застывания масла. Заканчивается обработка масляных фракций доочисткой отбеливающими глинами. В последних технологиях для получения масел используют процессы гидроочистки взамен селективной очистки и обработки отбеливающими глинами. Таким образом получают дистиллятные масла (легкие и средние индустриальные, автотракторные и др.).. Остаточные масла (авиационные, цилиндровые) выделяют из гудрона путем его деасфальтизации жидким пропаном. При этом образуются деасфальты и асфальт. Деасфальт подвергается дальнейшей обработке, а асфальт перерабатывают в битум или кокс.
Нефтехимический вариант переработки нефти по сравнению с предыдущими вариантами отличается большим ассортиментом нефтехимической продукции и в связи с этим наибольшим числом технологических установок и высокими капиталовложениями. Нефтеперерабатывающие заводы, строительство которых проводилось в последние десятилетия, направленные на нефтехимическую переработку. Нефтехимический вариант переработки нефти представляет собой сложное сочетание предприятий, на которых помимо выработки высококачественных моторных топлив и масел не только проводится подготовка сырья (олефинов, ароматических, нормальных и изопарафинив углеводородов и др.). Для тяжелого органического синтеза, но и осуществляются сложные физико-химические процессы, связанные с крупнотоннажных производством азотных удобрений, синтетического каучука, пластмасс, синтетических волокон, моющих веществ, жирных кислот, фенола, ацетона, спиртов, эфиров и многих других химикалий. В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины, битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и их соли, высшие спирты.
ПЕРЕГОНКА НЕФТИ ПЕРВИЧНАЯ, ( рус. Первичная перегонка нефти ; англ. Primary oil [petroleum] refining ; нем. Prim? re Erd? ldestillation f ) – Разделение нефти на фракции по температуре кипения при первичной переработке нефти для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Осуществляется на атмосферных трубчатых и атмосферно-вакуумных трубчатых оборудования, часто комплектуются оборудованием обессоливания нефти и вторичной перегонки бензина.
1) углеводородный газ, который выводится из установок в газообразном и жидком (“головка стабилизации”) виде, направляется для дальнейшей переработки на газофракционуючих установках и используется как топливо нефте-заводских печей;
2) бензиновая фракция, которая выкипает в пределах 50-180 ? С, используется как компонент товарной автобензины, сырье оборудованная каталитического риформинга и пиролиза, подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций;
3) керосиновая фракция, выкипает в пределах 120-315 ? С, используется как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения, как сырье установок гидроочистки;
4) дизельная фракция (атмосферное газойль), которая выкипает в пределах 180-360 ? С, используется как топливо для дизельных двигателей и сырье установок гидроочистки;
5) мазут – остаток атмосферной перегонки, который выкипает выше 350 ? С, используется как котельное топливо или сырье для установок гидроочистки и термического крекинга;
6) вакуумные дистилляты (вакуумные газойли), которые выкипают в пределах 350 – 500 ? С, используются как сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга (на нефтеперерабатывающих заводах с масляной схемой переработки получают несколько (2-3) вакуумных дистиллятов)
7) гудрон – остаток атмосферно-вакуумной перегонки нефти, выкипает при температуре выше 500 ? С, используется как сырье установок термического крекинга, коксования, производства битума и масел.
ПЕРЕГОНКА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ ВТОРИЧНАЯ ( рус. Перегонка нефтяных фракций вторичная ; англ. Secondary oil (petroleum) fractions refining ; нем. Sekund? re Erd? lfraktionsdestillation f ) – Процесс температурного разделения фрак-ций, полученных при перегонке нефти первичной, на узкие фракции (погоны), каждая из которых используется по своему назначению. На нефтеперерабатывающих заводах вторичной перегонке подвергаются широкая бензиновая и дизельная фракция (на установках адсорбционного извлечения парафинов), масляные фракции и т. д.
1) фракция 50-62 ? С – используется как компонент автомобильного бензина, сырье для изомеризации;
2) фракция 62-85 ? С – сырье для каталитического риформинга, на основе которой производят бензол;
3) фракция 85-105 ? С – сырье установок каталитического риформинга, на основе которой производят толуол;
4) фракция 105-140 ? С – сырье для каталитического риформинга, на основе которой производят ксилолы;
5) фракция 140-180 ? С – компонент товарного автобензина и керосина, сырье установок каталитически го риформинга и гидроочистки керосина.
Таблица – Типичные составы смесей, получаемых при деструктивной переработке нефтей (% масс.)
Чаще нефть перегоняют на следующие фракции: бензиновый, что выкипает до 170-200 о C; керосиновую, что выкипает при 175-270 о C; газойлевая, что выкипает при 270-350 ? С и остаток – мазут.
При перегонке нефти получают также газ прямой гонки, который представляет собой трудную часть попутных газов, оставшихся растворенными в нефти. Как правило, выход газа прямой перегонки невелик.
Применяют высокопроизводительные непрерывно действующие трубчатые перегонные установки, отличающиеся конструкцией печей, в которых происходит нагревание нефти, или конструкцией других аппаратов, входящих в состав установки.
В большинстве случаев трубчатая непрерывно действующая установка состоит из трубчатой печи, насоса, качает нефть через трубчатую печь под давлением 1,0 МПа и более, колонны фракционирования, куда поступает перегретая нефть и где она разделяется на необходимые фракции, которые отбираются из колонны на разной высоте, конденсатора, водовидбирача и пароперегревателя, который служит для перегрева пара.
Бензин с газами прямой перегонки отбирается в верхней части колонны и направляется на охлаждение и конденсацию. После отделения от него воды в отстойнике бензин собирают в промежуточном резервуаре откуда насосом перекачивают в хранилище. Газ, который остается после конденсации бензина, направляют в газгольдеры.
Другие фракции также собирают по высоте колонны и направляют в резервуары. Остаток, неиспарившегося (мазут) со дна колонны направляется в приемник.
На трубчатых установках можно перегонять более 2000 т нефти в сутки. Полученные в результате перегонки нефти фракции используют после соответствующей обработки (очистки и др.)., Как товарные виды топлива и масел, или подвергают вторичной переработке.
Братья Дубинин впервые создали устройство для перегонки нефти (1823 г.). Завод Дубининым был очень прост. Котел в печке, из котла идет труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой – холодильник, пустая бочка – приемник для керосина.
Различают перегонку с однократным, многократным и постепенным испарением. При перегонке с однократным испарением нефть нагревают до определенной температуры и отбирают все фракции, перешедшие в паровую фазу. Перегонка нефти с многократным испарением производится с поэтапным нагреванием нефти, и отбором на каждом этапе фракций нефти с соответствующей температурой перехода в паровую фазу. Перегонку нефти с постепенным испарением в основном применяют в лабораторной практике для получения особо точного разделения большого количества фракций. Отличается от других методов перегонки нефти низкой производительностью.
Процесс первичной переработки нефти (прямой перегонки), с целью получения нефтяных фракций, различающихся по температуре кипения без термического распада, осуществляют в кубовых или трубчатых установках при атмосферном и повышенном давлении или в вакууме. Трубчатые установки отличаются низкой температурой перегонки сырья, меньше крекингом сырья, и большим КПД. Поэтому на современном этапе нефтепереработки трубчатые установки входят в состав всех нефтеперерабатывающих заводов и служат поставщиками как товарных нефтепродуктов, так и сырья для вторичных процессов (термического и каталитического крекинга, риформинга).
Перегонку нефти в промышленности производят на непрерывно действующих трубчатых установках. В их состав входит трубчатая печь, для конденсации и разделения паров сооружаются крупные ректификационные колонны, а для приема продуктов перегонки выстраиваются целые городки резервуаров.
Трубчатая печь представляет собой помещение, выложена внутри огнеупорным кирпичом. Внутри печи находится многократно изогнутый стальной трубопровод. Длина труб в печах достигает километра. Когда завод работает, по этим трубам непрерывно, с помощью насоса, подается нефть с большой скоростью – до двух метров в секунду. Печь обогревается мазутом, подаваемым в нее при помощи форсунок и сгорает в факеле. В трубопроводе нефть быстро нагревается до 350-370 ?. При такой температуре более летучие вещества нефти превращаются в пар.
Так как нефть – это смесь углеводородов различной молекулярной массы, имеющие разные температуры кипения, то перегонкой ее разделяют на отдельные нефтепродукты. При перегонке нефти получают светлые нефтепродукты: бензин (t кип 90-200 ? С), лигроин (t кип 150-230 ? С), керосин (t кип -300 ? С), легкий газойль – соляровое масло (t кип 230-350 ? С), тяжелый газойль (t кип 350-430 ? С), а в остатке – вязкую черную жидкость – мазут (t кип выше 430 ? С). Мазут подвергают дальнейшей переработке. Его перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить разложение) и выделяют масла.
При перегонке с однократным испарением нефть нагревают в змеевике какого-либо нагревателя заранее заданной температуры. По мере повышения температуры образуется все больше пары, находится в равновесии с жидкой фазой, и при заданной температуре парожидкостных смесь оставляет подогреватель и поступает в адиабатический испаритель. Последний представляет собой пустотелый цилиндр, в котором паровая фаза отделяется от жидкой. Температура паровой и жидкой фаз в этом случае одинакова. Перегонка с многократным испарением включает два или более однократных процессы перегонки с повышением рабочей температуры на каждом этапе.
Точность разделения нефти на фракции при перегонке с однократным испарением меньше по сравнению с перегонкой с многократным и постепенным испарением. Но если высокой точности разделения фракций не требуется, то метод однократного испарения дешевле: при максимально допустимой температуре нагрева нефти 350-370 ? С (при более высокой температуре начинается разложение углеводородов) больше продуктов переходит в паровую фазу по сравнению с многократным или постепенным испарением. Для отбора из нефти фракций, выкипающие выше 350-370 ? С, применяют вакуум или водяной пар. Использование в промышленности принципа перегонки с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз позволяет достигать высокой четкости разделения нефти на фракции, непрерывности процесса и экономичного расхода топлива на нагрев сырья.
При первичной перегонке происходят только физические изменения нефти. От нее отгоняются легкие фракции, кипящие при низких температурах. Сами углеводороды остаются при этом неизменными. Выход бензина, в этом случае, составляет всего 10-15%. Такое количество бензина не может удовлетворить все возрастающий спрос на него со стороны авиации и автомобильного транспорта. При крекинге имеют место химические изменения нефти. Изменяется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Выход бензина из нефти значительно увеличивается (до 65-70%) ‘путем расщепления углеводородов с длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с относительно меньшей молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack – расщеплять).
Крекинг изобрел русский инженер Шухов в 1891 г. В 1913 г. изобретение Шухова начали применять в Америке. Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле Процесс ведется при более высоких температурах (до 600 ? С) часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов “измельчаются” на меньшие.
Аппаратура крекинг-заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье тоже другая – мазут.
Мазут – остаток первичной перегонки – густая и относительно тяжелая жидкость, его удельный вес близок к единице. Обусловлено это тем, что мазут состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда на крекинг-заводе мазут снова подвергается переработке, часть составляющих его углеводородов дробится на меньшие (т. е. с меньшей длиной молекул), из которых как раз и состоят легкие нефтяные продукты – бензин, керосин, лигроин.
Различные нефти и выделенные из них соответствующие фракции отличаются физико-химическими и товарными свойствами. Так, бензиновые фракции некоторых нефтей характеризуются высокой концентрацией ароматических, нафтеновых или изопарафинов углеводородов и поэтому имеют высокие октановые числа, тогда как бензиновые фракции других нефтей содержат в значительных количествах парафиновые углеводороды и имеют очень низкие октановые числа. Важное значение в дальнейшей технологической переработке нефти имеет сирчистисть, маслянистость (мастильнисть), смолистость нефти и др.. Таким образом, существует необходимость отслеживания качественных характеристик нефти в процессе транспортировки, сбора и хранения с целью недопущения потери ценных свойств компонентов нефти. Однако раздельные сбор, хранение и перекачку нефти в пределах месторождения с большим числом нефтяных пластов существенно осложняет нефтепромысловое хозяйство и требует больших капиталовложений. Поэтому близкие по физико-химическим и товарным свойствам нефти на промыслах смешивают и направляют на совместную переработку.
Наибольшее применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти в полтора раза большей теплотой сгорания по сравнению с лучшим углем. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков. Мазут применяется на ТЭС, заводах, на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.
- Бензин применяется как топливо для двигателей внутреннего сгорания. В зависимости от назначения он подразделяется на два основных сорта: авиационный и автомобильный. Бензин используется также как растворитель масел, каучука, для очистки тканей от жирных пятен и т. п.
- Керосин применяется как горючее для реактивных и тракторных двигателей, а также для бытовых нужд, флотореагент подобное.
- Соляровое масло применяется как топливо для дизелей, масла – для смазки различных механизмов.
- После перегонки мазута остается нелетучая темная масса – гудрон, идущая на асфальтирование улиц.
- Лигроин служит топливом для дизельных двигателей, а также растворителем в лакокрасочной промышленности. Большие количества его перерабатывают в бензин.
- Парафин применяют для получения высших карбоновых кислот, для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для изготовления свечей, гуталина, в медицине, парфюмерии и т. д.
Энергетическое направление в использовании нефти до сих пор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансе составляет более 46%.
Однако в последние годы продукты переработки нефти все шире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% нефти потребляется как сырье для современной химии. Например, этиловый спирт применяется примерно в 50 отраслях производства. В химической промышленности применяются формальдегид, пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирт и т. д.
Продукты переработки нефти применяются и в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т. д. В машиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и части аппаратов из пластмасс, смазки и др.. Широкое применение нашел нефтяной кокс как анодная масса при електровиплавци. Прессованная сажа идет на огнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяются полиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин, производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем для которых служат метиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюмерной промышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт, хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др.. Производные нафтосинтезу находят широкое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительной промышленности.
Http://nado. znate. ru/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D0%BD%D0%BA%D0%B0%20%D0%BD%D0%B5%D1%84%D1%82%D0%B8
Нефть – это подлинная кладовая углеводородного сырья. Ее насыщенный химический состав позволяет выделять разнородные по структуре и качествам вещества. Какие же существуют продукты переработки нефти?
После первичной переработке нефти вырабатываются так называемые «исходные углеводороды». Они проходят последующую обработку и дают начало для многочисленных вторичных нефтепродуктов. Стадии переработки отличаются многоплановостью и разветвленностью, и позволяют достичь практически безотходного производства.
Из метана производится метанол (метиловый спирт), аммиак и метилхлорид. Метанол выполняет роль антифриза. Также из него выделяют формальдегид, который нашел широкое применение в химической, лакокрасочной, кожевенной отраслях, при изготовлении бытовой химии и лекарственных препаратов. Аммиак является продуцентом при выпуске азотных удобрений, мочевины и гидразина (ракетное топливо).
Самый востребованный из начальных нефтепродуктов — этилен. Он служит основой в синтезировании этилового спирта, этилхлорида, дихлорэтана, полиэтилена. Этиловый спирт обеспечивает создание уксусной кислоты и уксусного ангидрита. Их используют при выпуске ацетатного волокна и целлофана. Пропилен, необходим для извлечения изоприлового спирта. Его в последующем окисляют в ацетон.
Из бутилена вырабатывают бутадиен, необходимый для синтеза каучука.
Газолин и бензин (топливо для автотранспорта и авиации). Лигроин (горючее для тракторов). Керосин (для освещения, для бытовых нужд, топливо для самолетов). Дизельное топливо (горючее для автобусов, грузовых машин). Мазут (топливо для тепловых электростанций и кораблей). Вазелин (для производства косметики, лекарств, в качестве масла для церковных лампад). Гудрон (для асфальтирования, дорожного строительства). Парафин (для изготовления свечей и спичек).
Сжиженный бензин с температурой пламени до +1600 С известен под названием «напалм» и применялся в качестве боевого средства во время вьетнамской войны.
Получаемые из нефти продукты нашли широкое применение в повседневной жизни.
Так, пропиленгликоль служит основой для всевозможных косметических средств (помада, тушь и подводка для глаз), которыми пользуются современные женщины.
Синтетический материал полиэстер обладает завидными качествами – не мнется, устойчив к загрязнениям, долго изнашивается. Из него шьют разнообразные предметы одежды и аксессуары.
Любимая многими жевательная резинка имеет в своем составе наряду с натуральным латексом продукты нефтехимии – полиэтиленовые и парафиновые смолы.
Лекарственный препарат аспирин помогает избавиться от жара и болей. Базисом его производства выступают бензол и углеводород, производные нефтепереработки. Медицинский спирт также относится к числу синтетических продуктов на основе нефти.
Удобные красивые нейлоновые колготки вошли в моду в середине 20 века, когда путем химического синтеза был получен термопластик нейлон. В наши дни спектр его применения обширен – от моющих средств до парашютов.
Абсолютно уникальное изобретение было сделано в СССР в 60-х годах. Академик А. Несмеянов разработал технологию приготовления пищевого заменителя натуральной черной икры из осетровых рыб. Он предложил в качестве альтернативы белковую икру на основе так называемых «нефтяных дрожжей».
Перечень того, что добывают из нефти, постоянно пополняется. «Черное золото» прочно утвердилось в современной экономике и жизни миллионов людей.
Http://interesnie-fakti. net/chto-poluchayut-iz-nefti/
В промышленности нефть и нефтепродукты нашли своё широкое применение в силу своих особенностей, дающих возможность использовать их как различные виды топлива и химические вещества. Но для того, чтобы нефтепродукты использовались в качестве готового продукта, нужно осуществить ряд процессов по перегонке и переработке нефти и нефтепродуктов, в результате которых получаются различные виды углеводородов. Большое распространение из углеводородов получили бензин, керосин, дизельное топливо, мазут и прочие.
Переработка нефти и нефтепродуктов – это процесс комплексной обработки нефти, состоящий из нескольких стадий. Результатом нефтепереработки является получение целого комплекса продуктов, которые отличаются между собой по ряду критериев. При осуществлении переработки нефти применяют метод перегонки или разделение нефти на определённое количество фракций. Переработка нефти и нефтепродуктов бывает как первичной, так и вторичной. В процессе проведения первичной переработки нефти происходит её очистка от пластовой воды и содержащихся в нефти солей. В том случае, если провести комплексный процесс по удалению солей, которые содержатся в нефти, можно предотвратить или уменьшить коррозию трубопроводов и оборудования по перегонке нефти. Кроме того, вследствие процесса обессоливания нефти существенно повышается уровень её качества.
После процесса обессоливания происходит разделение нефти на ряд фракций в специальных ректификационных колоннах, которые бывают атмосферными или вакуумно –атмосферными. Эти фракции можно использовать в качестве готового продукта или же направлять в переработку.
Вторичная переработка нефти и нефтепродуктов представляет собой процесс, в результате которого осуществляются химические молекулярные трансформации для увеличения содержания в молекулах нефти различных углеводородов.
К вторичной переработке относится метод крекинга, представляющий собой переработку нефти и различных фракций, получаемых из неё, в результате которого происходит разделение тяжёлых углеводородов и формирование процесса синтеза совершенно новых молекул. В результате процесса крекинга получают различные виды топлива, применяемые для двигателей внутреннего сгорания. Крекинг бывает термическим, каталитическим и гидрокрекингом.
В ходе осуществления термического крекинга происходит процесс расщепления тяжёлых углеводородов на более лёгкие. Широкое распространение получил вид крекинга, при котором на выходе получается автомобильный бензин. Данный вид крекинга осуществляется при температуре примерно пятьсот градусов по Цельсию при давлении около 5 МПа. Следует отметить, что в процентном соотношении получаемый бензин составляет от шестидесяти до семидесяти процентов к изначальной массе нефти.
Из тяжёлых нефтепродуктов посредством осуществления термического крекинга получается газойль, который широко применяется для производства автомобильного топлива и кокса. Выход готового продукта в данном случае невысокий – до двадцати процентов от перерабатываемой массы.
При проведении пиролиза или так называемого, высокотемпературного крекинга, при довольно высокой температуре и атмосферном давлении, из нефтяного сырья получают газ, который применяют при изготовлении бензола, нафталина и прочих химических веществ.
При применении каталитического крекинга имеется возможность получить бензин с высоким октановым числом, а также дизельное топливо. При данном процессе осуществляется разложение тяжёлых фракций нефти с помощью катализаторов этого процесса. Использование каталитического крекинга способствует росту качества бензина по сравнению с применением термического крекинга.
Переработка нефти и нефтепродуктов, имеющих тяжёлые фракции, в которых содержится значительное количество серы и смолы, а также их соединений, осуществляется с применением гидрокрекинга –процесса крекинга, в котором используется водород. Следует отметить, что в ходе данного процесса выход готового продукта может увеличиться до семидесяти процентов, что является довольно высоким показателем. Также в ходе данного процесса снижается содержание серы и её соединений в готовой продукте.
В том случае, когда необходимо осуществлять переработку нефтяных продуктов, включая газы и остатки процесса перегонки нефти, используют крекинг на водяном пару. В ходе данного процесса происходит образование большого количества олефинов.
Для того, чтобы получить высокооктановый бензин, осуществляют переработку фракций бензина, имеющих низкое октановое число, которые в свою очередь получаются при процессах крекинга и прямой переработки нефти и нефтепродуктов. Данный процесс получил название каталитического риформинга.
Существует также ряд методов осуществления переработки нефти (вторичной), в результате которых получают различные вещества. Так, например, при методе алкилирования происходит процесс получения изооктана и прочих видов топлива, имеющих высокое октановое число. Используя метод деструктивной гидрогенизации можно несколько увеличить процент выхода лёгких нефтепродуктов. При применении синтеза углеводородов из газа можно превращать углеводороды, которые находятся в газе крекинга, в жидкости.
Для того, чтобы получить готовый продукт, имеющий товарный вид, проводится очистка нефтепродуктов от различного рода вредных примесей. Этот процесс получил название компаундирование. В ходе данного процесса возможно введение в получаемый готовый продукт специальных добавок, которые способствуют росту его качества и улучшению многих свойств.
В ходе развития процессов переработки нефти и нефтепродуктов и получения углеводородов, которые нашли своё применение в качестве топлива для автомобильного, авиационного и других видов транспорта, происходил процесс роста и развития различных отраслей народного хозяйства. В настоящее время практически нет альтернативы по сфере применения бензину или дизельному топливу, которые составляют основу функционирования транспортной системы любой страны.
На основе вышеизложенного, следует отметить, что нефть и продукты её переработки в настоящее время играют огромную роль в экономическом развитии любого государства. И те страны, которые имеют на своей территории запасы нефти, имеют большое преимущество перед другими странами и львиную часть доходов их бюджетов составляют именно доходы, полученные от реализации на экспорт нефти и нефтепродуктов.
Http://www. taghimmash. ru/ru/articles/doc2.html