Термическая переработка нефти – Технологии и товары

Термические процессы переработки нефти и нефтяных фракций связаны с расщеплением углеводородов под влиянием теплового воздействия, которое определяется температурой, давлением и продолжительностью пребывания сырья в зоне высокой температуры. В зависимости от исходного сырья и глубины разложения углеводородов термические процессы проводят при 450 – 720 С и давлении до 7 МПа. К ним относятся термический крекинг, рифор-минг, пиролиз и коксование. [2]

Термические процессы переработки нефти представляют собой химические процессы получения нефтепродуктов под действием высокой температуры. [3]

К термическим процессам переработки нефти относятся терми-ческий Крекинг, пиролиз и коксование. [4]

Наиболее жесткий из термических процессов переработки нефти – пиролиз нефтяного сырья. Высокотемпературный режим процесса при атмосферном давлении сырья в паровой фазе позволяет получить пиролизный газ с большим содержанием олефинов: этилена, пропилена, бутилена. Значение пиролиза нефтяного сырья за последние годы возросло в результате увеличения потребности в олефиновых углеводородах для промышленности органического синтеза. Поэтому внимание отечественной науки привлечено к созданию новых методов пиролиза, позволяющих перерабатывать тяжелые нефтепродукты и сырую нефть. В настоящее время внедрены термоконтактный пиролиз, в котором используется твердый теплоноситель ( шамот, кокс, кварцевый песок), и гомогенный пиролиз в токе водяного пара. [5]

Пиролиз – наиболее жесткий из термических процессов переработки нефти. Он проводится при температурах 750 – 900 С и предназначается для получения углеводородного газа с высоким содержанием алкенов – этилена, пропилена и бутиленов. Поскольку в современном нефтехимическом синтезе наибольшее применение из алкенов находит этилен, установки пиролиза зачастую называются этиленовыми. [6]

Пиролиз – наиболее жесткий из термических процессов переработки нефти. Он проводится пр температурах 750 – 900 С и предназначается в основном для получения высокоценных олефиновых углеводородов – сырья нефтехимического синтеза. [7]

В западноевропейских странах ( в первую очередь в ФРГ) расширяется строительство установок для осуществления термических процессов переработки нефти. Эта тенденция возникла в связи с необходимостью повысить выход из нефти дизельных и легких котельных топлив. [9]

Пиролиз осуществляется при давлении близком к атмосферному и температуре от 750 до 900 С и является наиболее старым из термических процессов переработки нефти. Первые пиролизные Заводы были построены в России еще в 70 – х годах прошлого века. [10]

Ненасыщенных углеводородных соединений, кроме цикланов и ароматических в нефтях мало, но они в больших количествах образуются при термических процессах переработки нефти. [11]

Такие соединения могут образовываться при термических процессах переработки нефти или выделенных из нее продуктов. Наиболее детально изучены фракции нефти, выкипающие до 300 – 350 С. [12]

По химическому составу углеводороды нефти относятся к следующим классам соединений: парафиновые, нафтеновые и ароматические. Ненасыщенных углеводородных соединений в нефтях мало, но они в большом количестве образуются при термических процессах переработки нефти. [13]

Природа возникновения практически всех отмеченных дефектов связана с локальным или общим перегревом печных труб, а также с образующимися в процессе эксплуатации отложениями кокса на внутренней поверхности. Данный процесс неизбежен и интенсивность его определяется составом сырья, давления, температуры и другими факторами. Особенно он характерен для печей установок термических процессов переработки нефти ( термический крекинг, коксование), в которых особую значимость приобретает состав сырья и высокие температуры. [14]

Понимание значения структурной составляющей исследования сложных нефтяных сред следует отнести, по-видимому, ко времени развития представления о коллоидной структуре нефти и нефтяного сырья во всей цепочке процессов добычи, транспорта и переработке нефти. Исходя из коллоидных свойств смолисто-асфальтеновой и смолисто-парафиновой части нефти и нефтяного сырья, объясняются, например, такие важные свойства как вязкость и реологические свойства. При этом исходят из положения, что коллоидные структуры подчиняются строгим закономерностям, в силу которых физико-механические свойства определяются формой, размером и концентрацией частиц, образующих ту или иную коллоидную систему. Эти же факторы в значительной степени определяют и проблему углубления переработки нефти и нефтяных остатков. Структуры коллоидной дисперсности удерживают в своей составе значительную часть легких фракций углеводородов нефтяного сырья, по некоторым оценкам до 50 % от доли коллоидов. Кроме этого в термических процессах переработки нефти при длительном нагревании уже при температурах 300 – 350 С изменения претерпевают не только смолы и асфальтены, но и высокомолекулярные углеводороды и доля смолисто-асфальтеновых части ( структурированная часть) составляет не менее 30 % от подвергшейся переработке сырой нефти. Те же характеристики коллоидов – форма, размеры и концентрация, как в составе исходного сырья так и в динамике технологического процесса, в совокупности с физико-химическими свойствами нефтяных остатков, в значительной степени влияют на эксплуатационные характеристики нефтяных битумов, пеков и коксов. [15]

Http://www. ngpedia. ru/id345923p1.html

К термическим процессам деструктивной переработки нефтяного сырья относятся термический крекинг и коксование—Невысокие эксплуатационные свойства как получаемых котельных топлив, так и бензинов термического крекинга и интенсивное развитие каталитических процессов способствовали тому, что новые установки термического крекинга почти не сооружаются, а многие из существующих реконструируются в установки прямой перегонки нефти. Термический крекинг как процесс получения бензина уже в 40-х

Годах начал интенсивно вытесняться каталитическим крекингом и риформингом. Основным видом термического крекинга остался Taк называемый висбрекинг, направленный на получение из тяжелых

Нефтяных остатков (гудронов, полугудронов) котельного топлива. При этом образуются также углеводородный газ и бензин. Более

Тяжелые фракции крекинга обычно оставляют в крекинг:остатке для обеспечения требуемой стандартом вязкости, хотя на некоторых установках предусмотрен отбор и дизельной фракции. Выход бензина в процессе невелик. Например, при висбрекинге гудрона

Выше 400 °С высокосернистой арланской нефти выход бензина вместе с «головкой» стабилизации составляет около 10%, газа —

2,3%. остальное — крекинг-остаток. Бензины висбрекинга обладают невысоким октановым числом — 65—66 (м. м.). Отрицательным их свойством является низкая химическая стабильность, обусловленная содержащимися в них непредельными, особенно диолефи-нами, склонными к реакциям полимеризации и окисления с образованием смол. Однако доля диолефинов в крекинг-бензинах невелика. Для повышения стабильности крекинг-бензинов применяют

Остатки термического крекинга. Позднее начали использовать тяжелые ароматизированные дистилляты, получаемые при каталитическом и термическом крекинге и состоящие в основном из полициклических ароматических углеводородов.

Рис. 27. Принципиальная схема блока висбрекинга комбинированной установки ГК-3/1:

1 — печь; 2 — испаритель; 3 — ректификационная колонна; 4 — газо сепаратор; 5 — отпарная колонна.

На рис. 28 представлена принципиальная схема установки замедленного коксования пропускной способностью 600 тыс. т в год, рассчитанная на переработку малосернистых остатков. На установке четыре коксовых камеры 1 и две трубчатых нагревательных печи 3 и 4. Исходное сырье поступает двумя параллельными потоками в трубы подовых и потолочных экранов печей и, нагретое до 350—380 °С, направляется в нижнюю часть ректификационной колонны 6. В этой секции колонны сырье встречается с потоком паров продуктов коксования из двух параллельно работающих ка-мер 1. В результате наиболее тяжелая часть паров конденсируется и смешивается с сырьем; в низу колонны образуется, таким образом, смесь сырья с рециркулятом, которая обычно называется вторичным сырьем. Если в сырье содержатся легкие фракции, то в результате контакта с парами из камер они испаряются и уходят в верхнюю часть колонны 6.

Http://zinref. ru/000_uchebniki/0000AZS/006_00_00_proizvodstvo_visokoktanovih_benzinov_gureev_1981/019.htm

Процесс термического крекинга тяжелых нефтяных остатков в последние годы в мировой нефтепереработке практически утратил свое "бензинопроизводящее" значение. В последнее время этот процесс используется для термоподготовки дистиллятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля( сырья для последующего получения технического углерода (сажи)).

В качестве сырья установки термического крекинга предпочтительно используют ароматизированные высококипящие дистилляты: тяжелые газойли каталитического крекинга, тяжелую смолу пиролиза и экстракты селективной очистки масел.

При термическом крекинге за счет преимущественного протекания реакций дегидроконденсации парафино-нафтеновых углеводородов оьбразуются арены. Образующиеся при крекинге, а также содержащиеся в исходном сырье арены, подвергаются дальнейшей ароматизации.

Основными целевыми продуктами термического крекинга дистиллятного сырья являются термогазойль (фракция 200-480 °С) и дистиллятный крекинг-остаток — сырье установок замедленного коксования — с целью получения высококачественного кокса, например игольчатой структуры. В процессе получают также газ и бензиновую фракцию.

Потребители сажевого сырья предъявляют повышенные требования к его ароматизованности и плотности. В термогазойле ограничиваются коксуемость, зольность и содержание смолисто-асфальтеновых веществ.

Термический крекинг дистиллятного сырья по технологическому оформлению установки практически мало чем отличаются от своих предшественников — установок двухпечного крекинга нефтяных остатков бензинового профиля. Это объясняется тем, что в связи с утратой бензинопроизводящего назначения крекинг-установок появилась возможность для использования их без существенной реконструкции по новому назначению.

Ранее было установлено, что при однократном крекинге не удается достичь требуемой глубины термолиза тяжелого сырья из-за опасности закоксовывания змеевиков печи и выносных реакционных аппаратов. Поэтому большим достижением в совершенствовании их технологии являлась разработка двухпечных систем термического крекинга, в которых в одной из печей проводят мягкий крекинг легко крекируемого исходного сырья, а во второй — жесткий крекинг более термостойких средних фракций термолиза.

На рис. 4 представлена принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья, которая используется для производства вакуумного термогазойля.

Исходное сырье после нагрева в теплообменниках подают в нижнюю секцию колонны К-3. Эта колонна разделена на две секции полуглухой тарелкой, которая позволяет перейти в верхнюю секцию только парам. Продукты конденсации паров крекинга в верхней секции накапливаются в аккумуляторе (кармане) внутри колонны. Потоки тяжелого сырья, отбираемые соответственно с низа колонны, а легкого сырья из аккумулятора К-3, подают в змеевики трубчатых печей. В печь П-1 подают тяжелое сырье, где оно нагревается до 500 о С, а легкое сырье направляют в печь П-2 где нагревают до температуры 550°С и далее два потока направляют для углубления крекинга в выносную реакционную камеру К-1.

Рисунок – 4 Принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья.

I – сырье, II – бензиновая фракция на стабилизацию, III – тяжелая бензиновая фракция из К-4, IV – вакуумный погон, V – термогазойль, VI – крекинг остаток, VII – газы на ГФУ, VIII – газы и водяной парк вакуум – системе, IX – водяной пар.

Из камеры К-1 продукты крекинга затем подают в испаритель высокого давления К-2, а крекинг-остаток и термогазойль через редукционный клапан направляют в испаритель низкого давления К-4. Газы и пары бензино-керосиновых фракций направляют в колонну К-3.

С верха К-3 и К-4 уходящие газы и пары бензиновой фракции охлаждают в конденсаторе-холодильнике и подают в газосепараторы С-1 и С-2. Газы подают на разделение на газофракционирующую установку (ГФУ), а основное количество бензиновой фракции отправляют на стабилизацию.

Крекинг-остаток, выводимый гудрона получено, % масс.: 5 – газ, 1.3 – головка стабилизации бензина, 20.1 – фракция стабильного бензина, 52.6 – термогазойль, 19.9 – крекинг остаток, 1.1 – потери.

Ввиду того, что получаемый гудрон, особенно в процессе глубоковакуумной перегонки, непосредственно не может быть использован как котельное топливо из-за высокой вязкости. При получении из гудронов товарного котельного топлива требуется использовать большое количество дистиллятных разбавителей, что сводит практически на нет достигнутое вакуумной перегонкой углубление переработки нефти.

Одним из способов неглубокой переработки гудронов является висбрекинг, который позволяет существенно понизить вязкость. Использование висбрекинга позволяет сократить расход разбавителя на 20-25 % масс.

Чаще всего сырьем для висбрекинга является гудрон, но возможна и переработка тяжелых нефтей, мазутов, даже асфальтов процессов деасфальтизации. Висбрекинг проводят в менее жестких условиях, чем термокрекинг, ввиду того, что перерабатывают более тяжелое сырье, которое легче крекируется. При этом допускаемая глубина крекинга ограничивается началом коксообразования (температура 440-500°С, давление 1,4-3,5 МПа).

В нашей стране и за рубежом определились два основных направления в развитии висбрекинга. Это "печной" (или висбрекинг в печи с сокинг-секцией), в котором высокая температура (480-500 °С) сочетается с коротким временем пребывания (1,5-2 мин). Второе направление — висбрекинг с выносной реакционной камерой.

В висбрекинге с выносной реакционной камерой требуемая степень конверсии достигается при более мягком температурном режиме (430-450 °С) и длительном времени пребывания (10-15 мин). Этот висбрекинг более экономичен, так как при одной и той же степени конверсии тепловая нагрузка на печь ниже. При "печном" крекинге получается более стабильный крекинг-остаток с меньшим выходом газа и бензина, но зато с повышенным выходом газойлевых фракций.

На рис. 5 приведена принципиальная технологическая схема типовой установки печного висбрекинга производительностью 1 млн т гудрона.

Рисунок – 5 Принципиальная технологическая схема установки висбрекинга гудрона

I – сырье, II – бензин на стабилизацию, III – керосино – газойлевая фракция, IV – висбрекинг остаток, V – газы на ГФУ, VI – водяной пар.

Гудрон (или остаточное сырье) прокачивают через теплообменники, где нагревают за счет тепла отходящих продуктов до температуры 300°С и направляют в нагревательно-реакционные змеевики параллельно работающих печей. Продукты висбрекинга выводят из печей при температуре 500 °С и охлаждают подачей квенчинга (висбрекинг остатка) до температуры 430 °С и направляют в нижнюю секцию ректификационной колонны К-1. Парогазовую смесь отводят с верха этой колонны, которую после охлаждения и конденсации в конденсаторах-холодильниках подают в газосепаратор С-1, где разделяют на газ, воду и бензиновую фракцию. Часть бензина используют для орошения верха К-1. Основное количество направляют на стабилизацию.

Фракцию легкого газойля (200-350°С) из аккумулятора К-1 через отпарную колонну К-2 выводят и после охлаждения в холодильниках направляют на смешение с висбрекинг-остатком или выводят с установки. Определенная часть легкого газойля используют для создания промежуточного циркуляционного орошения колонны К-1.

Высококипящий остаток из К-1 поступает самотеком в колонну К-3. За счет снижения давления с 0,4 до 0,1-0,05 МПа и подачи водяного пара в переток из К-1 в К-3 происходит отпарка легких фракций.

С верха К-3 выводится парогазовая смесь, после охлаждения и конденсации поступает в газосепаратор С-2. Газы из него направляют к форсункам печей, а легкую флегму возвращают в колонну К-1.

Тяжелую флегму из аккумулятора К-3 выводят и смешивают с исходным гудроном, направляемым в печи. С низа К-3 выводят остаток висбрекинга и после охлаждения в теплообменниках и холодильниках откачивают с установки.

Чтобы избежать закоксовывание реакционных змеевиков печей в них предусматривают подачу турбулизатора — водяного пара на участке, где температура потока достигает выше 430°С.

В результате висбрекинга гудрона западносибирской нефти получается, % масс.: 3.7 – газ, 2.5 – голова стабилизации бензина, 12 – бензиновая фракция, 81.3 – висбрекинг остаток + фракция легкого газойля, 0.5 – потери.

Замедленное коксование наиболее широкое используется для переработки тяжелых нефтяных остатков с выработкой продуктов. При этом другие разновидности процессов коксования(периодическое коксование в кубах и коксование в псевдоожиженном слое) ограниченно применяют в промышленности..

Установка замедленного коксования используется для производства крупно-кускового нефтяного кокса. Нефтяной кокс в мире и в нашей стране являются сырьем дляпроизводства анодной массы и обожженных анодов для алюминиевой промышленности и графитированных электродов для электросталеплавления. Кроме того, нефтяной кокс применяют для изготовления конструкционных материалов, при производстве цветных металлов, кремния, абразивных материалов. Нефтяной кокс также используется в химической и электротехнической промышленности, в космонавтике, в ядерной энергетике и др.

На установке замедленного коксования помимо кокса получают газы, бензиновую фракцию и газойлевые дистилляты. Образующиеся газы коксования или направляют на ГФУ (для извлечения пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции) или используют в качестве технологического топлива. Бензиновые фракции имеют невысокие октановыми числа ( около 60 по моторному методу) и имеют низкую химическую стабильность (за счет непредельных соединений) и содержат до 0,5 % маc. серы. Поэтому получаемые бензиновые, а также дизельные фракции необходимо гидрооблагораживать для получения качественного топлива. Кроме того, коксовые дистилляты могут быть использованы как компоненты газотурбинного и судового топлив или в качестве сырья каталитического или гидрокрекинга, для производства малозольного электродного кокса, термогазойля.

В качестве сырья установок замедленного коксования используют остатки перегонки нефти (мазуты), гудроны, остатки деасфальтизации, экстракты очистки масел, остатки термокаталитических процессов, тяжелую смолу пиролиза, тяжелый газойль каталитического крекинга и др. За рубежом в качестве сырья для коксования используют каменноугольные пеки, сланцевую смолу, тяжелые нефти и др.

К нефтяным коксам в зависимости от назначения предъявляют различные требования. В готовом коксе обычно контролируют: содержание серы, золы, летучих, гранулометрический состав, пористость, истинную плотность, механическую прочность, микроструктуру и др.

Под термином "замедленное" понимают процесс коксования с особыми условиями работы реакционных змеевиков трубчатых печей и реакторов (камер) коксования. В процессе замедленного коксования сырье предварительно нагревают в печи до высокой температуры (470-510 °С), а затем подают в необогреваемые, изолированные снаружи коксовые камеры, где коксование происходит за счет тепла, приходящего с сырьем. Во избежание закоксовывания змеевиков сырье быстро прокачивается через печь.

Замедленного коксование является непрерывным процессом по подаче сырья на коксование и по выходу газообразных и дистиллятных продуктов, но периодическим по выгрузке кокса из камер. Обычно установки замедленного коксования имеют два отделения: нагревательно-реакционно-фракционирующее отделение, где осуществляется собственно технологический процесс коксования сырья и фракционирование его продуктов и отделение по механической обработке кокса, где осуществляется его выгрузка, сортировка и транспортировка.

На рис. 6 приведена принципиальная технологическая схема установки замедленного коксования. Сырье — гудрон или крекинг-остаток (или их смесь) нагревают в теплообменниках и конвекционных змеевиках печи и направляют на верхнюю каскадную тарелку колонны К-1. При этом часть сырья направляют на нижнюю каскадную тарелку для регулирования коэффициента рецикла, а под нижнюю каскадную тарелку этой колонны подают горячие газы и пары продуктов коксования из коксовых камер. В процессе контакта сырья с восходящим потоком газов и паров продуктов коксования сырье нагревается (до температуры 390-405 °С), при этом низкокипящие его фракции испаряются. Тяжелые фракции паров конденсируются и смешиваются с сырьем, образуя так называемое вторичное сырье.

С низа колонны К-1 печным насосом забирают вторичное сырье и направляют в реакционные змеевики печей (их две, работают параллельно). Вторичное сырье нагревается в печах до 490-510°С и поступает через четырехходовые краны двумя параллельными потоками в две работающие камеры. В это время две другие камеры находятся в цикле подготовки. Горячее сырье, входя в низ камер, постепенно заполняет их. Ввиду того, что объем камер большой, время пребывания сырья в них также значительно и там происходит глубокий крекинг сырья. При этом пары продуктов коксования непрерывно уходят из камер в колонну К-1. Утяжеленный жидкий остаток задерживается в камере. Жидкий остаток постепенно превращается в кокс.

Рисунок – 6 Принципиальная технологическая схема двухблочной установки замедленного коксования

I— сырье; II — стабильный бензин; III — легкий газойль; IV— тяжелый газойль; V — головка стабилизации; VI — сухой газ; VII — кокс; VIII – пары отпарки камер; IX — водяной пар

На установке замедленного коксования фракционирующая часть включает основную ректификационную колонну К-1, отпарные колонны К-2 и К-3, фракционирущий абсорбер К-4 для деэтанизации газов коксования и колонну стабилизации бензина К-5.

Важно отметить, что колонна К-1 разделена полуглухой тарелкой на две части: нижнюю, которая является как бы конденсатором смешения, и верхнюю, выполняющую функцию концентрационной секции ректификационных колонн. При этом в верхней части К-1 осуществляют разделение продуктов коксования на газ, бензин, легкий и тяжелые газойли. Температурный режим в колонне К-1 регулируется верхним острым и промежуточным циркуляционными орошениями. При этом легкий и тяжелый газойли выводят через отпарные колонны соответственно К-2 и К-3.

Образующиеся газы и нестабильный бензин из сепаратора С-1 направляют в фракционирующий абсорбер К-4. При этом в верхнюю часть К-4 подают охлажденный стабильный бензин, а в нижнюю часть подводят тепло посредством кипятильника с паровым пространством. Сухой газ выводят с верха К-4. При этом с снизу колонны К-4 выводится насыщенный нестабильный бензин, который подвергают стабилизации в колонне К-5, где от него отгоняют головку, состоящую из пропан-бутановой фракции. Из колонны К-5 выводят стабильный бензин, охлаждают и очищают от сернистых соединений щелочной промывкой и направляют с установки в другие цеха. При этом коксовые камеры работают по циклическому графику. В коксовых камерах последовательно чередуются циклы: коксование, охлаждение кокса, выгрузка его и разогрев камер. Как только коксовая камера заполнится примерно на 70-80 % по высоте, поток сырья с помощью переключающих кранов переводят в другую камеру. Затем заполненную коксом камеру продувают водяным паром для удаления жидких продуктов и нефтяных паров. Удаляемые из кокса продукты поступают вначале в колонну К-1. После того как температура кокса понизится до 400-405 °С, поток паров отключают от колонны и направляют в скруббер (на рисунке не показан). Кокс охлаждают до 200 о С водяным паром °С, после чего в камеру подают воду.

Охлажденный кокс выгружают камер гидравлическим методом. Для этого пласты кокса разрушают струей воды давлением 10-15 МПа. Над каждой камерой устанавливают буровые вышки высотой 40 м, предназначенные для подвешивания бурового оборудования. При этом на вышке закрепляют гидродолото, с помощью которого в слое кокса пробуривают центральное отверстие. Затем гидродолото заменяют гидрорезаком, снабженным соплами, из которых подают сильные струи воды, направляемые к стенкам камеры. Перемещаясь по камере гидрорезак, полностью удаляя со стенок кокс. Затем кокс поступает в отделение обработки и транспортировки, где его дробят, сортируют на три фракции и транспортируют на склады.

После выгрузки кокса камеру, спрессовывают и прогревают сначала острым водяным паром, затем горячими парами продуктов коксования из работающей камеры до температуры 360-370 °С. Затем камеру переключают на рабочий цикл коксования.

Изучив представленный материал, студент, будет знать теоретические основы термокаталитических процессов, их особенности и назначение. Кроме того, студент будет знать принципиальные технологические схемы термокаталитических производств: каталитического крекинга и риформинга.

Http://allrefrs. ru/1-54923.html

Использование нефти решительно ориентировано на ее глубокую переработку с максимальным отбором высококачественных светлых нефтепродуктов и сырья для нефтехимического синтеза. Таким образом, практически отпадают схемы так называемой неглубокой переработки нефти с отбором 40-50 мае. % (считая на нефть) низкокачественного сернистого котельного топлива (крекинг-остаток или даже мазут).

Значительные изменения в баланс нефтей внесла эксплуатация нефтяных месторождений Западной Сибири.

Постепенное увеличение доли сернистых и высокосернистых нефтей вызвало интенсивное развитие гидрогенизационных процессов.

Повышение требований к качеству нефтепродуктов должно учитывать и экологические соображения: отказ от тетраэтилсвинца, стремление к безотходной технологии переработки сернистого сырья.

В то же время должен возрастать абсолютный объем переработки нефти, повышаться отбор светлых нефтепродуктов и их качество. Этого можно достигнуть только при широком использовании вторичных процессов. Естественно, что прямая перегонка дает только тот выход светлых нефтепродуктов, который обусловлен природными свойствами нефти. Применение термокаталитических процессов позволяет получать дополнительное количество светлых нефтепродуктов из тяжелых нефтяных фракций. Например, каталитический крекинг вакуумного газойля (фракция 350-500°С, составляющая 20-30 мае. % на нефть) может дать до 45-50 мае. % бензина, т. е. дополнительно 10-15% бензина в пересчете на нефть. Одновременно получается фракция легкого газойля, которую после соответствующего облагораживания можно использовать в качестве дизельного топлива. Не менее важной причиной, обусловливающей необходимость вторичных процессов, является то, что прямая перегонка нефтей (в основном парафинистых) не может дать бензин удовлетворительных качеств. Например, октановое число бензина н. к. -180 С из западносибирской нефти составляет около 63 по исследовательскому методу (и. м.). Процесс каталитического риформинга позволяет получать из таких низкооктановых фракций бензин с октановым числом 95-100 и. м. Октановое число бензинов определяют на специальных установках с одноцилиндровым двигателем в двух режимах: жестком, характеризующим работу двигателя с высокой нагрузкой (моторный метод), и менее жестком, характеризующим работу двигателя при средних нагрузках (исследовательский метод). Октановое число топлива, установленное исследовательском методом, несколько выше (на 10-12 единиц), чем установленное моторным методом. Эта разность характеризует чувствительность топлива к различным ре-жимам работы двигателя. В настоящее время бензины характеризуют октановым числом только по исследовательскому методу.

Четкая классификация вторичных процессов переработки нефтяного сырья затруднительна. Ниже приводится краткая характеристика вторичных процессов, частично сгруппированных по родственным признакам.

Термические процессы.К этим процессам, получившим широкое распространение, относятся:

– термический крекинг при повышенном давлении (2,0- 4,0 МПа) жидкого (в настоящее время в основном тяжелого) сырья с получением газа и жидких продуктов;

– коксование тяжелых остатков или высокоароматизированных тяжелых дистиллятов при невысоком давлении (до 0,5 МПа) с получением кокса, газа и жидких продуктов;

– пиролиз (высокотемпературный крекинг) жидкого или газообразного сырья при невысоком давлении (0,2-0,3 МПа) с получением газа, богатого непредельными углеводородами, и жидкого продукта.

Термические процессы характеризуется высокими температурами в зоне реакции – от 450 до 900°С. Под действием высокой температуры нефтяное сырье разлагается (собственно крекинг). Этот процесс сопровождается вторичными реакциями уплотнения вновь образовавшихся углеводородных молекул.

Термический крекинг под давлением применяли ранее для переработки различного сырья – тяжелого бензина, газойлей, мазутов – с целью получения автомобильного бензина. При переработке тяжелых нефтяных остатков (полугудроны, гудроны) целевым продуктом обычно является котельное топливо, получаемое за счет снижения вязкости исходного остатка. Такой процесс неглубокого разложения сырья носит название легкого крекинга, или Висбрекинга. Висбрекинг проводят при «2 МПа и 450-500°С.

Коксование нефтяных остатков проводят в направлении их «декарбонизации», когда асфальто-смолистые вещества, содержащиеся в исходном сырье, концентрируются в твердом продукте – коксе. В результате получаются более богатые водородом продукты – газойль, бензин и газ. Обычно целью процесса является получение кокса, но остальные продукты также находят применение.

Разновидность термического крекинга нефтяных остатков при невысоком давлении – деструктивная перегонка – направлена на получение максимального выхода соляровых фракций при минимальном количестве тяжелого жидкого остатка.

Пиролиз – наиболее жесткая форма термического крекинга. Сырье пиролиза весьма разнообразно. Температура процесса 700-900°С, давление близко к атмосферному. Цель процесса – получение газообразных непредельных углеводородов, в основном этилена и пропилена. В качестве побочных

Продуктов образуются ароматические углеводороды (бензол, толуол, нафталин).

– гидрогенизационные процессы (гидроочистка, гидрообессеривание, гидрокрекинг).

Основное назначение Каталитического крекинга – получение высококачественного бензина. Кроме того, получают газ, богатый бутан-бутиленовой фракцией (сырье для производства компонента высокооктановых бензинов), и газойлевые фракции. Катализаторы – алюмосиликаты, аморфные или более совершенные – имеющие кристаллическую структуру (цеолиты). По температурному режиму процесс аналогичен термическому крекингу (470-540°С), но скорость реакций на несколько порядков больше, а качество получаемого бензина гораздо выше.

Сущность Каталитического риформинга – ароматизация бензиновых фракций, протекающая в результате преобразования нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические. Продуктами являются высокооктановый ароматизированный бензин или (после соответствующих операций с целью их извлечения) индивидуальные ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы), которые используют в нефтехимической промышленности. Процесс осуществляют на алюмоплатиновых катализаторах (платформинг) при 480-540°С и 2-4 МПа. В более совершенной форме процесса используют платинорениевые и полиметаллические катализаторы при более низком давлении (0,7-1,5 МПа).

Каталитическая изомеризация легких бензиновых углеводородов (н-пентан и н-гексан) служит для повышения их октанового числа и использования в качестве компонентов высокооктановых бензинов. Подобно риформингу процесс осуществляют на алюмоплатиновых катализаторах под давлением водорода.

Гидрогенизационные процессы.В результате термокаталитических преобразований нефтяного сырья под давлением водорода можно получать продукты весьма благоприятного состава. В зависимости от глубины воздействия водорода и назначения различают три разновидности гидрогенизационных процессов.

Гидроочистку проводят с целью облагораживания бензинов, дизельных топлив, масел и других нефтепродуктов путем разрушения содержащихся в них сернистых соединений и удаления серы в виде сероводорода. Наиболее типичные катализаторы – алюмокобальт – и алюмоникель-молибденовые. Наряду с обессериванием происходит насыщение непредельных углеводородов, а при более глубокой форме процесса – гидрирование ароматических углеводородов до нафтеновых.

Целью Гидрообессеривания является снижение содержания серы в тяжелых остатках нефтей с целью использования этих остатков в качестве котельного топлива.

Гидрокрекинг – глубокое термокаталитическое превращение нефтяного сырья (в основном тяжелых сернистых дистиллятов) для получения бензина, реактивного и дизельного топлив.

Основные формы промышленных гидрогенизационных процессов характеризуются последовательным использованием катализаторов гидрообессеривания (А1-Со-Мо или Al-Ni-Mo) и катализаторов расщепления (Pt и Pd на носителе). Температуры лежат в пределах 350-500°С; давление в зависимости от глубины процесса меняется от 3 МПа (гидроочистка) до 15-20 МПа (гидрокрекинг).

Низкотемпературный каталитическийПроцесс ^каталитическое алкилирование изобутана олефинами на основе углеводородных газов.

Процесс ведут в присутствии серной кислоты или жидкого фтористого водорода, базируясь на изобутане и на бутиленах (или на пропилене), содержащихся в газах каталитического крекинга и термических процессов. Обе разновидности процесса проводят при низких температурах и давлениях (0-30°С и 0,4-0,5 МПа). Целевым продуктом является алкилат – высокооктановый компонент автомобильных и авиационных бензинов.

Http://megalektsii. ru/s73342t3.html

При атмосферной и вакуумной перегонке нефтепродукты получают физическим разделением на фракции, которые отличаются температурой кипения.

Термические процессы переработки нефти — это химические процессы получения нефтепродуктов.

Различают следующие основные разновидности термических процессов переработки нефти:

2) коксование или термический крекинг нефтяных остатков при низком давлении;

3) пиролиз или высокотемпературный термический крекинг под низким давлением жидкого и газообразного нефтяного сырья.

Эти разновидности термических процессов часто называют деструктивной переработкой нефти.

Термический крекинг под высоким давлением– это распад органических соединений нефти под влиянием высоких температур и давления (/ = 470–540° С; Р — 4,0– 6,0 МПа). Сырьем в этом случае являются низкооктановый бензин первичной перегонки, керосиновая и дизельная дистиллятные фракции, мазуты первичной перегонки, масляные гудроны и др. В результате крекинга получают крекинг-бензин, крекинг-керосин, товарный топочный мазут и крекинг-газ.

Коксование — это термический крекинг тяжелых нефтяных остатков, проводимый с целью получения нефтяного кокса (при давлении р = 0,1–0,4 МПа и / = 450–550° С) или увеличения выхода светлых нефтепродуктов.

Сырьем для коксования являются тяжелые нефтяные остатки: мазуты и гудроны первичной перегонки нефти, крекинг-остатки, асфальты установок очистки масляного производства, смолы пиролиза и др. От состава сырья, его качества и условий проведения процесса зависят выход и качество получаемых продуктов. В результате коксования получают товарный нефтяной кокс, газ, бензин и керосино-газойлевые фракции (дистилляты коксования). Наивысший выход кокса получают при условии содержания в исходном сырье наибольшего количества асфальто-смолистых соединений.

Различают следующие способы коксования: периодический, полунепрерывный и непрерывный.

Периодический способ коксования заключается в том, что процесс ведется в специальных аппаратах, называемых кубами.

Схема коксования приведена на рис. 129. Сырье загружается в куб и одновременно зажигается форсунка. После наполнения куба интенсивной шуровки при 380–400° С начинается выделение дистиллятов, количество которого увеличивается до определенной температуры, после чего подъем температуры замедляется. Затем температура в кубе поднимается до 450–500° С, причем скорость выделения отгона уменьшается. После прекращения выделения отгона образовавшийся

Рис. 129 Схема коксования в кубах: / — куб; 2 — разгрузочный люк; 3 — шламовая труба; 4 — конденсатор-холодильник; 5 — газоотделитель; 6 — приемник дистиллята коксования; 7 — бачок для хвостовых погонов; S — аварийный бачок

Кокс прокаливают, повышая температуру днища куба до 700– 720° С. Затем куб пропаривается и охлаждается водяным паром.

К недостаткам процесса коксования в кубах относятся: небольшая производительность, значительный расход топлива (до 8%) и металла (быстрый износ куба), трудоемкий и тяжелый способ выгрузки кокса. Кроме того, кубовые батареи громоздки и занимают большую площадь.

Полунепрерывный способ коксования иначе называют замедленным коксованием. Процесс этот проводится в специальных аппаратах, называемых коксовыми камерами, которые представляют собой пустотелые цилиндры, рассчитанные на невысокое давление (до 0,4 МПа). Сущность способа: сырье коксования нагревают в печи до 500° С и направляют в коксовую камеру. Здесь сырье находится длительное время и за счет тепла, полученного в печи, коксуется. Из верхней части коксовой камеры уходят легкие дистилляты, в нижней части образуется кокс. После того как камера заполнится на 30–90% коксом, сырье из печи направляется в другую камеру, а из первой выгружается кокс. Таким образом, при данном способе коксования происходит непрерывная подача сырья, выгрузка кокса — периодическая.

Непрерывный способ коксования заключается в следующем: нагретое сырье вступает в контакт с подвижным теплоносителем и коксуется на его поверхности. Образовавшийся кокс вместе с теплоносителем выводится из зоны реакции в регенератор, где часть кокса выжигается. За счет тепла выжигания теплоноситель (кокс) подогревается и возвращается в зону реакции. Кокс может быть крупногранулированным или порошкообразным. Если кокс порошкообразный, коксование происходит в кипящем слое теплоносителя. Здесь выход кокса происходит в меньших количествах.

Пиролиз — термический крекинг, проводимый при температуре 750–900° С и давлении, близком к атмосферному, с целью получения сырья для химической промышленности.

Сырье для пиролиза: легкие углеводороды, содержащиеся в газах (природных, нефтяных из стабилизационных установок), бензины первичной перегонки, лигроиновая фракция, керосины термического крекинга, керосино-газойлевая фракция в т. п.

Пиролизу может подвергаться жидкое и газообразное нефтяное сырье. При пиролизе газообразных углеводородов температура процесса выше, чем при пиролизе жидкого сырья. Выбор сырья определяется целевым продуктом пиролиза.

В результате пиролиза получают пиролизный газ и смолы (жидкие продукты). Состав газа зависит от условий пиролиза (температуры, времени контакта, качества сырья). Пиролиз может проводиться для получения этилена, пропилена, бутадиена или ацетилена. Этилен — ценное сырье для производства этилового спирта, каучука и других химических соединений.

Из смол при этом процессе получают бензол, толуол, ксилол, нафталин и другие ароматические углеводороды. Наибольший выход этилена имеем при пиролизе парафинистого сырья, наименьший — нафтенового, но при пиролизе нафтенового сырья получают максимальный выход ароматики.

Http://studwood. ru/1668421/tovarovedenie/termicheskie_protsessy_destruktivnoy_pererabotki_neftyanogo_syrya

Изучив представленный материал, студент, будет знать теоретические основы термических процессов, их особенности и назначение. Кроме того, студент будет знать принципиальные технологические схемы термических процессов: термического крекинга, висбрекинга и замедленного коксования.

К процессам термической деструкции относят термический крекинг, висбрекинг, коксование и пиролиз. Термические процессы в нефтепереработке применяются для углубления переработки нефти, понижения вязкости высококипящих фракций, получения непредельных соединений и кокса.

Термический крекинг – это высокотемпературная (при 500-550 О С) переработка углеводородов нефти для получения сырья сажевого производства, бензина, кокса и др.

Висбрекинг – это мягкий термический крекинг (450-500 О С) для получения котельного топлива путем снижения вязкости мазутов, гудронов и полугудронов.

Пиролиз – термическое разложение углеводородов под действием высоких температур 700-900 О С, чаще всего для получения газообразных непредельных соединений (этилена и пропилена).

Коксование – высокотемпературный процесс получения из остаточного сырья электродного иди топливного кокса (при температуре 490-500 О С).

При термической деструкции углеводородов (при Температуре 500-900 О С) происходит образование продуктов с меньшей молекулярной массой, одновременно имеют место реакции синтеза.

Реакции распада: крекинг, дегидрирование, деалкилирование, дециклизация.

Реакции распада сопровождаются поглощением энергии. Эти реакции Эндотермические. Реакции синтеза часто протекают с выделением энергии и их относят к Экзотермическим реакциям.

Так как реакции обеих групп протекают с изменением объема, то для них имеет большое значение изменение внешнего давления. Увеличение давления для реакций, идущих с уменьшением объема, приводит к смещению равновесия вправо (к продуктам реакции). Напротив, для реакций, идущих с увеличением объема, сдвиг вправо (в сторону образования продуктов реакции) происходит при понижении давления. Не смотря на то, что термическое разложение происходит с увеличением объема практически все процессы ведут при повышенном давлении( около или более 5МПа). Повышенное давление позволяет подавить реакции глубокого распада, приводящие к повышенному газообразованию, то есть получению нецелевого продукта.

Процесс термического крекинга тяжелых нефтяных остатков в последние годы в мировой нефтепереработке практически утратил свое “бензинопроизводящее” значение. В последнее время этот процесс используется для Термоподготовки дистиллятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля( сырья для последующего получения техничеСкого Углерода (сажи)).

В качестве сырья установки термического крекинга предпочтительно используют Ароматизированные высокОкипящие Дистилляты: тяжелые газойли каталитического крекинга, тяжелую смолу пиролиза и экстракты селективной очистки масел.

При термическом крекинге за счет преимущественного протекания реакций Дегидроконденсации парафино-нафтеновых углеводородов образуются Арены. Образующиеся при крекинге, а также содержащиеся в исходном сырье арены, подвергаются Дальнейшей ароматизации.

Основными целевыми продуктами термического крекинга дистиллятного сырья являются Термогазойль (фракция 200-480 °С) и Дистиллятный крекинг-остаток — сырье установок замедленного коксования — с целью получения высококачественного кокса, например игольчатой структуры. В процессе получают также газ и бензиновую фракцию.

Термический крекинг дистиллятного сырья по технологическому оформлению установки практически мало чем отличаются от своих предшественников — установок Двухпечного крекинга нефтяных остатков бензинового профиля. Это объясняется тем, что в связи с утратой бензинопроизводящего назначения крекинг-установок появилась возможность для использования их без существенной реконструкции по новому назначению.

Ранее было установлено, что при однократном крекинге не удается достичь требуемой глубины термолиза тяжелого сырья из-за опасности Закоксовывания змеевиков печи и выносных реакционных аппаратов. Поэтому большим достижением в совершенствовании их технологии являлась разработка двухпечных систем термического крекинга, в которых в одной из печей проводят мягкий крекинг легко крекируемого исходного сырья, а во второй — жесткий крекинг более термостойких средних фракций термолиза.

Исходное сырье после нагрева в теплообменниках подают в нижнюю секцию колонны К-3. Эта колонна разделена на две секции полу-глухой тарелкой, которая позволяет перейти в верхнюю секцию только парам. Продукты конденсации паров крекинга в верхней секции накапливаются в аккумуляторе (кармане) внутри колонны. Потоки тяжелого сырья, отбираемые соответственно с низа колонны, а легкого сырья из аккумулятора К-3, подают в змеевики трубчатых печей. В печь П-1 подают тяжелое сырье, где оно нагревается До 500 О С, а легкое сырье направляют в печь П-2 где нагревают До температуры 550 °С и далее два потока направляют для углубления крекинга в выносную Реакционную камеру К-1.

Рисунок – 4 Принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья.

I – сырье, II – бензиновая фракция на стабилизацию, III – тяжелая бензиновая фракция из К-4, IV – вакуумный погон, V – термогазойль, VI – крекинг остаток, VII – газы на ГФУ, VIII – газы и водяной парк вакуум – системе, IX – водяной пар.

Из камеры К-1 продукты крекинга затем подают в Испаритель высокого давления К-2, а крекинг-остаток и термогазойль через Редукционный клапан направляют в Испаритель низкого давления К-4. Газы и пары бензино-керосиновых фракций направляют в Колонну К-3.

Http://studfiles. net/preview/2798463/page:5/

Рисунок – 4 Принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья.

Рисунок – 5 Принципиальная технологическая схема установки висбрекинга гудрона

Http://studopedia. ru/2_106790_promishlennie-protsessi-termicheskoy-pererabotki-nefti-i-neftyanih-fraktsiy. html

Термический крекинг – это высокотемпературная (при 500-550оС) переработка углеводородов нефти для получения сырья сажевого производства, бензина, кокса и др.

Висбрекинг – это мягкий термический крекинг (450-500оС) для получения котельного топлива путем снижения вязкости мазутов, гудронов и полугудронов.

Пиролиз – термическое разложение углеводородов под действием высоких температур 700-900оС, чаще всего для получения газообразных непредельных соединений (этилена и пропилена).

Коксование – высокотемпературный процесс получения из остаточного сырья электродного иди топливного кокса (при температуре 490-500оС).

При термической деструкции углеводородов (при температуре 500-900оС) происходит образование продуктов с меньшей молекулярной массой, одновременно имеют место реакции синтеза.

Реакции распада: крекинг, дегидрирование, деалкилирование, дециклизация.

Реакции распада сопровождаются поглощением энергии. Эти реакции эндотермические. Реакции синтеза часто протекают с выделением энергии и их относят к экзотермическим реакциям.

Процесс термического крекинга тяжелых нефтяных остатков в последние годы в мировой нефтепереработке практически утратил свое “бензинопроизводящее” значение. В последнее время этот процесс используется для термоподготовки дистиллятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля( сырья для последующего получения технического углерода (сажи)).

При термическом крекинге за счет преимущественного протекания реакций дегидроконденсации парафино-нафтеновых углеводородов образуются арены. Образующиеся при крекинге, а также содержащиеся в исходном сырье арены, подвергаются дальнейшей ароматизации.

Исходное сырье после нагрева в теплообменниках подают в нижнюю секцию колонны К-3. Эта колонна разделена на две секции полу-глухой тарелкой, которая позволяет перейти в верхнюю секцию только парам. Продукты конденсации паров крекинга в верхней секции накапливаются в аккумуляторе (кармане) внутри колонны. Потоки тяжелого сырья, отбираемые соответственно с низа колонны, а легкого сырья из аккумулятора К-3, подают в змеевики трубчатых печей. В печь П-1 подают тяжелое сырье, где оно нагревается до 500оС, а легкое сырье направляют в печь П-2 где нагревают до температуры 550 °С и далее два потока направляют для углубления крекинга в выносную реакционную камеру К-1.

Рисунок – 4 Принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья.

К термическим процессам переработки нефти относятся терми-ческий Крекинг, пиролиз и коксование. [4]

Фракционная перегонка нефти. Сырая нефть после извлечения ее из недр специальными приемами очищается от растворенного в ней газа, воды, минеральных солей и различных механических примесей в виде песка и глины. Практически вся нефть подвергается перегонке на фракции. Фракционная перегонка основана на разнице в температуре кипения отдельных фракций углеводородов, близких по физическим свойствам. Принципиальная схема перегонки нефти на атмосферно-вакуумных установках (АВУ) показана на рис. 5.12. Нефть, нагретая топочными газами в печи 1 до температуры кипения (

350 °С) поступает в среднюю часть ректификационной колонны 2, работающей под атмосферным давлением. Низкокипящие фракции превращаются в пар и устремляются вверх, а высококипящий мазут стекает вниз колонны. Внутри колонны установлены тарелки – перфорированные листы с отверстиями для прохода пара и жидкости. На тарелках в результате противоточного движения фаз образуется пенный слой. В таком слое высококипящие углеводороды охлаждаются, конденсируются и остаются в жидкости, в то время как растворенные в жидкости низкокипящие углеводороды, нагреваясь, переходят в пар. Пары поднимаются на верхнюю тарелку, а жидкость перетекает на нижнюю. Там процесс конденсации и испарения снова повторяется. Современные колонны диаметром до 6 м и высотой до 50 м имеют до 80 тарелок и перерабатывают до 12 млн. т нефти в год. Достигаемая при этом степень разделения обеспечивает

14,5 % при температуре отбора до 170 °С, лигроина -7,5% (160 -200 °С), керосина-18% (200- 300 °С) и солярового масла 5% (300- 350 °С). Остаток (55 % от массы нефти) составляет мазут, который собирается в нижней части ректификационной колонны 2. При содержании в ней серы более 1% мазут используется как котельное топливо, и на этом перегонку прекращают. При меньшем содержании серы мазут либо разгоняют на масляные компоненты, либо подвергают крекингу для получения дополнительных количеств бензина, керосино-соляровой фракции и ценных углеводородных газов.

При необходимости получения из мазута смазочных масел его подвергают дальнейшей перегонке под вакуумом. Для этого подогретый до кипения в печи 3 мазут подается на разгонку в ректификационную колонну 4, находящуюся под разрежением 0,08 — 0,09 МПа. В результате образуется до 30% гудрона и смазочных масел: 10—12% веретенного, 5% машинного, 3% легкого и 7% тяжелого цилиндрового.

Улучшение технико-экономических показателей работы атмосферно-вакуумных установок достигается: 1) утилизацией теплоты отходящих продуктов (для этого нефть перед подачей в печь 1 предварительно подогревают до 170-175 °С в теплообменниках 5 теплом продуктов перегонки; последние при этом охлаждаются, что экономит не только тепловую энергию, но и воду на охлаждение в холодильниках 6); 2) использованием вакуума на второй стадии перегонки удается предотвратить термическое разложение тяжелых углеводородов и снизить температуру кипения мазута, а значит, и расход топлива на его нагревание. Кроме того, вакуум увеличивает скорость парообразования и конденсации, что значительно интенсифицирует процесс.

Однако подобная первичная переработка нефти дает лишь грубые фракции сравнительно невысокого выхода и низкого качества. Поэтому большинство из этих фракций подвергают дополнительной вторичной термической переработке. Особенность такой переработки заключается в том, что наряду с температурой, являющейся решающим фактором процесса, вспомогательную роль для уменьшения образования нежелательных побочных продуктов играют давление и время пребывания нефтяных фракций в высокотемпературной зоне. Пример тому — термический крекинг.

Термический крекинг мазута. Коксование мазута для уменьшения образования кокса ведут в две стадии. Вначале при 450 —470 °С и давлении 2,5 МПа получают бензин и среднекипящую фракцию. Для замедления побочных реакций ароматизации углеводородов с образованием кокса выход бензина доводят всего лишь до 10%. На второй стадии увеличивают давление до 4,5 МПа и при 500 —520 °С из среднекипящей фракции за счет более глубокого расщепления получают до 30 — 35 % бензина. Наряду с бензином получается до 55 % крекинг-остатка и до 10—15% газов.

Водород, метан, этан, пропан, бутан, этилен, пропилен и бутилен, содержащиеся в газовой смеси, после разделения используются для синтеза полимеров, различных органических соединений, качественного бензина либо высокооктановых добавок к нему. Крекинг-остаток может быть направлен на коксование для получения дополнительных количеств моторного топлива либо использован как местное топливо для сжигания в котельных. При необходимости получения из нефтяных фракций газов и жидких ароматических углеводородов применяют пиролиз.

Пиролиз нефтяных фракций происходит в паровой фазе при атмосферном давлении и повышенной до 670 — 720 °С температуре. В результате глубокого расщепления и вторичных реакций синтеза из керосина или легкого газойля получают до 50% газа, ароматические углеводороды и смолу.

Газы пиролиза отличаются от газов крекинга повышенным содержанием этилена, пропилена, бутадиена — исходного сырья для получения продуктов основного и тонкого органического синтезов (этилового и метилового спирта, уксусной кислоты, красителей, лекарств) и особенно для получения синтетических волокон, пластмасс, каучуков.

По сравнению с термическим крекингом, где сырье и конечные продукты находятся в основном в жидком виде, при пиролизе парообразное состояние нефтяных фракций ухудшает условия передачи теплоты в трубчатой печи от внутренних стенок парам, приводит к увеличению длины труб в печи, большому расходу теплоты на нагревание, росту материалоемкости основного оборудования.

В настоящее время термические методы переработки нефтяных фракций быстро вытесняются менее энергоемкими и более эффективными каталитическими процессами, осуществляемыми под значительно меньшим давлением.

Известно, что все углеводородные газы можно разбить на три группы: 1) природные газы, образующие самостоятельные месторождения, состоящие на 90% из метана; 2) попутные, сопровождающие добываемую нефть и содержащие метан, этан, пропан и бутан; 3) нефтегазы, образующиеся в результате различных процессов деструктивной переработки нефти: крекинга, пиролиза, риформинга, коксования, гидрокрекинга и т. д., содержащие до 6% водорода, метан, этан, пропан, бутан, а также непредельные углеводороды (этилен, пропилен, бутилен), составляющие до 40% от общего количества газов нефтепереработки. Все эти газы служат ценным топливом и богатым источником сырья ддя производства органических веществ, в том числе полимеров, лаков, красок, лекарственных веществ и т. д.

После очистки, осушки, разделения на компоненты абсорбцией, ректификацией, адсорбцией и хроматографией непредельные углеводороды идут на производство полимеров и другой продукции. На основе парафиновых и ароматических углеводородов производится каталитическое алкилирование олефинами, например, с целью получения высококачественных бензинов. Парафиновые углеводороды (метан, этан, пропан, бутан и др.) подвергаются разложению на различные углеводороды и водород при высокой температуре.

Как известно, термическая устойчивость простейших парафинов очень велика, например метан при температуре ниже 700 —800 °С практически не разлагается. По мере увеличения молекулярной массы термическая устойчивость парафинов растет. Академик Н. Н. Семенов убедительно показал, что при данной температуре имеется практически прямая зависимость между числом углеводородных атомов в молекуле и константой скорости крекинга углеводорода.

Термическая обработка метана, этана, бутана проводится при 1000 °С для получения непредельных углеводородов и водорода. Например, при крекинге метана образуется ацетилен и водород:

Пиролиз предельных углеводородов имеет несколько разновидностей: термический, термоокислительный, плазменный крекинг, электрокрекинг. Все эти производства связаны с высокими энергозатратами, но наиболее перспективными являются термоокислительный и плазменный методы. Пиролиз метана в настоящее время — весьма важный способ получения водорода и ацетилена. Кроме этого, метан используют для производства аммиака, альдегидов, кислот и других веществ. Подвергая метан конверсии парами воды при 800— 1000 °С в присут – ! ствии катализаторов, получают оксид и диоксид углерода, водород. Водород используют главным образом для производства аммиака

Конверсия метана при недостатке водяного пара и частичное окисление метана дают синтез-газ СО 4- 2Н2, который используется в качестве сырья дня получения метилового спирта. Частичное окисление метана при 1300—1500°С и небольшом давлении приводит к получению оксида углерода и водорода

Чрезвычайно перспективным в настоящее время является процесс прямого окисления метана в метанол и формальдегид при 440 °С в присутствии катализаторов

В последние годы разрабатывают новые термические методы переработки метана, например, для получения цианистого водорода

Дегидрирование бутана, пентана и других углеводородов для получения олефинов ведут при высокой температуре и в присутствии катализатора.

Одобрено научно-методическим советом специальностей 060502(5), 080502(н) – Экономика и управление на предприятии

2.2 Промышленные процессы термической переработки нефти и нефтяных фракций……………………………………

3.1 Теоретические основы термокаталитических процессов переработки нефти……………………………………..

В настоящее время основной задачей развитие нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности является углубление переработки нефти за счет внедрения современных процессов гидрокрекинга и каталитического крекинга. Изучение современных процессов нефтепереработки и нефтехимии является неотъемлемым условием подготовки экономистов-менеджеров по специальности 080502(н) – Экономика и управление на предприятии нефтяной и газовой промышленности.

Предметом изучения дисциплины являются: общие физико-химические закономерности химико-технологических процессов переработки нефти газа; технология производства в ключевых отраслях нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности.

Объектом изучения являются предприятия, входящие в подотрасли нефтегазодобывающей и нефтехимической и газовой промышленности.

Цель изучения дисциплины состоит в овладении принципами и закономерностями функционирования технологических процессов переработки нефти и газа, формировании технологического экологического мышления, фундаментальной информационной базы для решения конкретных производственных задач.

Исходя из общей направленности дисциплины, рассматривается следующее: подготовка нефти; атмосферная, вакуумная разгонка; термические, термокаталитические и гидрогенизационные превращения углеводородов нефти. Особое внимание уделяется изучению технологии производства нефтепродуктов: олефинов, бензинов, керосинов, дизельных топлив; газотурбинных, печных и котельных топлив, сжиженных газов, нефтяных масел, парафинов и церезинов, ароматических углеводородов, и др.

Технология производства увязывается с вопросами охраны окружающей среды.

– подготовка студента к выполнению курсового и дипломного проектов;

– формирование у студентов знаний по промышленной технологии переработки нефти и газа;

– формирование знаний по оптимизации и выбору технологических схем;

– овладение основами технохимических расчетов нефте – и газопереработки.

Термическая обработка нефтей проводится перед их перекачкой по трубопроводу для улучшения реологических свойств и заключается в нагреве нефти до определенной температуры с последующим ее охлаждением с постоянной скоростью до температуры перекачки в статических условиях. [1]

При термической обработке нефтей нагрев их до температуры 90 С способствует растворению содержащихся в них твердых парафинов. Дальнейшее охлаждение нефти по заданному режиму обеспечивает построение крупнокристаллической, не связанной пространственной сеткой структуры. Это приводит к понижению температуры застывания нефти и снижению ее вязкости при определенных температурах. [2]

Сущность метода термической обработки нефти заключается в высокотемпературном крекинге нефти ( 700 – 800) с малым временем пребывания ее в реакционной зоне. Теплоносителем служат движущиеся шары, выполненные из специального теплопроводного и теплостойкого материала. [3]

Крекинг и пиролиз-процессы термической обработки нефти и нефтепродуктов, при которых происходит расщепление молекул нефтепродукта с одновременной изомеризацией и уплотнением части продуктов расщепления. Если процесс проводится при температуре ниже 600 и целью его является увеличение выхода бензина, такой процесс называется крекингом. Если для ускорения процесса применяют катализатор, крекинг называется каталитическим. Если процесс идет при температурах выше 700 и проводится для получения ароматических соединений ( бензола, толуола и др.), он называется пиролизом нефтепродуктов. [4]

Крекинг и пиролиз-процессы термической обработки нефти и нефтепродуктов, в ходе которой происходит расщепление молекул их компонентов с одновременной изомеризацией и соединением ( уплотнением) части продуктов расщепления. Такой термический процесс, проводимый при температуре ниже 600 С с целью увеличения выхода бензина, называется крекингом ( стр. Если для ускорения крекинга применяют катализатор, то процесс называется каталитическим крекингом ( стр. Термический процесс, проводимый при температурах выше 700 С для получения ароматических соединений ( бензола, толуола и др.) и непредельных углеводородов, называется пиролизом ( стр. [5]

В работе [11] отмечается, что термическая обработка нефти входит составной частью в стоимость добычи и нередко экономия на реагентах может быть поглощена увеличением затрат на других операциях, С другой стороны, постоянное использование реагентов и хорошая эксплуатация оборудования позволяют существенно снизить затраты при добыче нефти. [7]

За последнее время стали широко применять способ получения гомологов бензола путем термической обработки нефти ( 300 – 700 С) в присутствии катализаторов – окисей металлов. Этот процесс называется ароматизацией нефти. Ароматизация нефти – это превращение предельных углеводородов в ароматические. [8]

За последнее время стали широко применять способ получения гомологов бензола путем термической обработки нефти ( 300 – 700 С) в присутствии катализаторов – окисей металлов. Этот процесс называют ароматизацией нефти. Ароматизация нефти – это превращение предельных углеводородов в ароматические. [9]

Наиболее интересным выводом из опытов, проведенных Leslie, представляется тот факт, что при термической обработке нефти нафтенового основания в условиях, при которых имеют место, главным образом, первичные химические превращения, без наличия значительных вторичных реакций, автор получил большое количество непредельных соединений. [10]

Основной причиной, обусловливающей меньшую степень парафинизащш лифтовых труб в скважинах, эксплуатируемых ЭЦН, следует считать термическую обработку нефти в насосе при температурах выше пластовой. [11]

При этом основными коррозионными агентами являются сероводород, хлористый водород и низкомолекулярные летучие кислоты. При термической обработке нефти эти компоненты образуются, соответственно, из термически нестабильных сернистых соединений, хлоридов щелочноземельных металлов, хлороргани-ческих соединений р нафтеновых кислот. [12]

Методы химической переработки перечислены ниже. Крекинг и пиролиз-процессы термической обработки нефти и нефтепродуктов, в ходе которой происходит расщепление молекул их компонентов с одновременной изомеризацией и соединением ( уплотнением) части продуктов расщепления. Такой термический процесс, проводимый при температуре ниже 600 С с целью увеличения выхода бензина, называется крекингом ( стр. Если для ускорения крекинга применяют катализатор, то процесс называется каталитическим крекингом ( стр. Термический процесс, проводимый при температурах выше 700 С для получения ароматических соединений ( бензола, толуола и др.) и непредельных углеводородов, называется пиролизом ( стр. [13]

Ниже приведены методики расчета теоретически необходимого расхода реагентов для борьбы с коррозией. В этих методиках наиболее полно отражены процессы, протекающие при термической обработке нефти. [14]

Название крекинг означает расщепление. Однако расщепление углеводородов является лишь основным, главенствующим направлением при термической обработке нефти. Ему сопутствуют процессы дегидрогенизации, а также вторичные реакции конденсации и полимеризации ненасыщенных углеводородов, образовавшихся при распаде исходного сырья, и другие превращения. [15]

Значительные изменения в баланс нефтей внесла эксплуатация нефтяных месторождений Западной Сибири.

Термические процессы. К этим процессам, получившим широкое распространение, относятся:

Термический крекинг под давлением применяли ранее для переработки различного сырья – тяжелого бензина, газойлей, мазутов – с целью получения автомобильного бензина. При переработке тяжелых нефтяных остатков (полугудроны, гудроны) целевым продуктом обычно является котельное топливо, получаемое за счет снижения вязкости исходного остатка. Такой процесс неглубокого разложения сырья носит название легкого крекинга, или висбрекинга. Висбрекинг проводят при «2 МПа и 450-500°С.

Коксование нефтяных остатков проводят в направлении их «декарбонизации», когда асфальто-смолистые вещества, содержащиеся в исходном сырье, концентрируются в твердом продукте – коксе. В результате получаются более богатые водородом продукты – газойль, бензин и газ. Обычно целью процесса является получение кокса, но остальные продукты также находят применение.

Пиролиз – наиболее жесткая форма термического крекинга. Сырье пиролиза весьма разнообразно. Температура процесса 700-900°С, давление близко к атмосферному. Цель процесса – получение газообразных непредельных углеводородов, в основном этилена и пропилена. В качестве побочных

Продуктов образуются ароматические углеводороды (бензол, толуол, нафталин).

– гидрогенизационные процессы (гидроочистка, гидрообессеривание, гидрокрекинг).

Основное назначение каталитического крекинга – получение высококачественного бензина. Кроме того, получают газ, богатый бутан-бутиленовой фракцией (сырье для производства компонента высокооктановых бензинов), и газойлевые фракции. Катализаторы – алюмосиликаты, аморфные или более совершенные – имеющие кристаллическую структуру (цеолиты). По температурному режиму процесс аналогичен термическому крекингу (470-540°С), но скорость реакций на несколько порядков больше, а качество получаемого бензина гораздо выше.

Сущность каталитического риформинга – ароматизация бензиновых фракций, протекающая в результате преобразования нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические. Продуктами являются высокооктановый ароматизированный бензин или (после соответствующих операций с целью их извлечения) индивидуальные ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы), которые используют в нефтехимической промышленности. Процесс осуществляют на алюмоплатиновых катализаторах (платформинг) при 480-540°С и 2-4 МПа. В более совершенной форме процесса используют платинорениевые и полиметаллические катализаторы при более низком давлении (0,7-1,5 МПа).

Каталитическая изомеризация легких бензиновых углеводородов (н-пентан и н-гексан) служит для повышения их октанового числа и использования в качестве компонентов высокооктановых бензинов. Подобно риформингу процесс осуществляют на алюмоплатиновых катализаторах под давлением водорода.

Гидрогенизационные процессы. В результате термокаталитических преобразований нефтяного сырья под давлением водорода можно получать продукты весьма благоприятного состава. В зависимости от глубины воздействия водорода и назначения различают три разновидности гидрогенизационных процессов.

Гидроочистку проводят с целью облагораживания бензинов, дизельных топлив, масел и других нефтепродуктов путем разрушения содержащихся в них сернистых соединений и удаления серы в виде сероводорода. Наиболее типичные катализаторы – алюмокобальт – и алюмоникель-молибденовые. Наряду с обессериванием происходит насыщение непредельных углеводородов, а при более глубокой форме процесса – гидрирование ароматических углеводородов до нафтеновых.

Целью гидрообессеривания является снижение содержания серы в тяжелых остатках нефтей с целью использования этих остатков в качестве котельного топлива.

Гидрокрекинг – глубокое термокаталитическое превращение нефтяного сырья (в основном тяжелых сернистых дистиллятов) для получения бензина, реактивного и дизельного топлив.

Низкотемпературный каталитическийпроцесс ^каталитическое алкилирование изобутана олефинами на основе углеводородных газов.

Промышленные установки термической переработки ТНО существуют с 1912 г., когда были построены первые установки термического крекинга (ТК) для получения бензина. В США к 30-м годам мощности ТК достигли максимальных значений, затем из-за возросших требований к качеству автобензинов процесс ТК практически утратил свое значение и постепенно вытеснился каталитическими. В Европейских странах и (в СССР) развитие ТК задержалось приблизительно на 20 лет. В 60-х годах в этих странах произошло изменение целевого назначения процесса ТК – из бензинопроизводящего он превратился преимущественно в процесс термоподготовки сырья для установок коксования и производства термогазойля. Повышение спроса на котельное топливо, рост в нефтепереработке доли сернистых и высокосернистых нефтей и наметившаяся тенденция к углублению переработки нефти обусловили возрождение и ускоренное развитие процессов висбрекинга ТНО, что позволило высвободить дистиллятные фракции – разбавители гудрона и тем самым увеличить ресурсы сырья для каталитического крекинга. Висбрекинг позволяет использовать и такой альтернативный вариант, при котором проводятся гидрообессеривание глубо. овакуумного газойля с температурой конца кипения до 590 С, а утяжеленные гудроны подвергаются висбрекингу, после чего смешением остатка с гидрогенизатом представляется возможность для получения менее сернистого котельного топлива. Аналогичные тенденции в развитии термических процессов и изменения их целевого назначения произошли и в отечественной нефтепереработке. В настоящее время доля мощностей термического крекинга и висбрекинга в общем объеме переработки нефти составляет соответственно 3,6 и 0,6% (в США – 0,7 и 0,6% соответственно). Построенные в 30-х и 50-х годах установки ТК на ряде НПЗ переведены на переработку дистиллятного сырья с целью производства термогазойля, а на других – под висбрекинг. Однако из-за морального и физического износа часть установок ТК планируется вывести из эксплуатации. Предусматривается строительство новых и реконструкция ныне действующих установок ТК только в составе комплексов по производству, кокса игольчатой структуры в качестве блока термоподготовки дистиллятных видов сырья. Таким образом, мощности ТК, работающих на остаточном сырье, будут непрерывно сокращаться. Предусматривается несколько увеличить мощности висбрекинга за счет нового строительства и реконструкции ряда действующих установок ТК и АТ. [c.65]

Разработка новых и совершенствование существующих способов использования так называемых побочных продуктов существующих промышленных процессов термической переработки твердых топлив (коксование, полукоксование, газификация и т. д.). [c.8]

Термический пиролиз углеводородов был первым промышленным процессом деструктивной переработки нефти. Сначала пиролиз служил для получения светильного газа. В период первой мировой войны во многих странах обратили внимание на пиролиз керосина, как на дополнительный источник производства толуола. Получение ароматических углеводородов, главным образом толуола, посредством пиролиза осуществлялось вплоть до 40-х годов и постепенно с развитием процессов риформинга утратило свое значение. В настоящее время пиролиз газообразного и жидкого углеводородного сырья является основным крупномасштабным способом производства низших олефинов и вновь получает распространение как серьезный источник ароматических углеводородов. [c.181]

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ [c.305]

Около 30 лет назад при переработке нефти получалось большое количество газов, содержащих предельные и непредельные углеводороды, что послужило развитию процесса получения моторных топлив из этих газов. Первый промышленный процесс термической полимеризации под давлением начал работать в 1931 г. [168]. Предельные углеводороды, находившиеся в газе (сырье процесса), крекировались и дегидрировались в олефины, а затем полимеризовались в жидкое топливо совместно с олефи-нами исходного сырья. [c.56]

Учитывая направление на дальнейшее расширение ресурса моторных топлив за счет углубления переработки нефти, была изучена возможность рационального использования продуктов ее переработки на Уфанефтехим. Большой научный и практический интерес представляли исследования остаточных и дистиллятных продуктов промышленных процессов глубокой переработки нефти. В качестве базовых компонентов перспективных видов высоковязких судовых топлив были использованы тяжелые нефтяные остатки атмос-ферно-вакуумной перегонки нефти, висбрекинга и пропановой деасфальтизации гудрона сернистых и высокосернистых нефтей гудрон, крекинг-остаток и асфальт. Разбавителем и модификатором структуры нефтяных остатков служили средние и тяжелые дистилляты термодеструктивных процессов (каталитического и термического крекингов). Их качественная характеристика приведена в табл.3.6 и 3.7. [c.124]

Термический крекинг позволяет улучшить антидетонационные свойства автомобильных бензинов. На процессах термической переработки нефтяного сырья в настоящее время базируется развитие нефтехимической промышленности. [c.114]

Процесс пирогенетического распада нефтепродуктов является наиболее ранним промышленным процессом термической деструктивной переработки углеводородов. [c.369]

Указанное обстоятельство, а также химический состав смолы свидетельствуют о том, что процесс термической переработки сланца на опытном газогенераторе протекал в более мягких условиях, чем это имеет место на промышленных газогенератор рах. [c.104]

Высокоскоростные процессы термической переработки мелкозернистых бурых углей получают все более щирокое развитие. На нескольких опытно-промышленных установках отработан процесс полукоксования бурых углей в реакторах кипящего слоя с твердым теплоносителем. Тонкозернистый буроугольный полукокс, получаемый в этом процессе, предназначен для энерготехнологического использования (сжигание в ТЭЦ), для разнообразных металлургических процессов, а также для окускования со связующим и получения кускового бездымного топлива. [c.212]

Во второй части учебника рассмотрены основы химизма и кинетики термического, крекинга углеводородного сырья, промышленные процессы термического я каталитического крекинга, коксообразование, каталитический риформинг бензино-лигроиновых фракций нефти, переработка углеводородных газов. Описаны эксплуатация установок термического и каталитического крекинга, комплексные схемы переработки нефти на топливо и сырье для нефтехимического синтеза, комбинирование и укрупнение установок. [c.284]

Все искусственные горючие газы, полученные в результате термической переработки твердого топлива, содержат в том или ином количестве серусодержащие соединения. Первоисточником сернистых соединений в газе является сера исходного топлива. В процессе термической переработки топлива (полукоксования, коксования, газификации и др.) входящие в него вещества, содержащие серу, претерпевают изменения и в некоторой части переходят в газ в виде неорганических и органических соединений в зависимости от характера соединений серы в топливе и от способа переработки его. Например, при коксовании в газ переходит 25—40% серы, при газификации 65—90%. В газе сера содержится главным образом в виде неорганических соединений Нг8 (до 95%) и в небольшом количестве в виде органических сероуглерода ( Sa), сероокисиуглерода OS, меркаптанов (RSH), тиоэфиров R—S—R и др. Содержание сернистых соединений в газе зависит от количества серы в исходном топливе. Наличие сернистых соединений в газе во многих случаях нежелательно, а иногда и вовсе недопустимо. Бытовой газ может содержать лишь незначительное количество соединений, содержащих серу. Сероводород является сильным ядом предельно допустимая концентрация его в воздухе производственных помещений принята 0,01 мг л. При горении сернистые соединения образуют сернистый ангидрид, который также вызывает отравления организма. Сернистые соединения, содержащиеся в газе, который применяется в металлургической и стекольной промышленности, значительно снижают качество металла и стекла. Серусодержащие соединения, находящиеся в газе, корродируют аппаратуру. Особенно большие требования предъявляются к синтез-газу по содержанию сернистых соединений, так как они отравляют контактную массу, снижая тем самым ее активность. Поэтому в синтез-газе допускаются лишь следы сернистых соединений. При очистке газа от сероводорода можно получать товарную серу. [c.297]

Условия термической переработки углей могут изменяться в самых различных пределах. Широкое применение в промышленности находят два основных способа переработки коксование и полукоксование. Разница между полукоксованием и коксованием определяется конечной температурой процесса. Термическая переработка до 550—580° называется полукоксованием в отличие от процесса коксования, обычно заканчивающегося при 900—1050°. Полукоксование называется также низкотемпературным коксованием, а обычное коксование — высокотемпературным. [c.91]

В процессе термической переработки древесины получают в качестве побочного продукта метанол (метиловый или древесный спирт) СНзОН. Метанол является ценным сырьем для химической технологии,, и с развитием химической промышленности стали стремиться к увеличению его ресурсов. Теперь метанол получают в основном конверсией природного газа с образованием Нг и СО, на базе которых его синтезируют. [c.243]

По сравнению со схемой переработки сланцев, применяемой в настоящее время в сланцеперегонной промышленности, процесс термического растворения отличается высокой интенсивностью, большим выходом моторных топлив и химических продуктов и возможностью использования сланцевой мелочи для технологических целей. [c.267]

Имея в виду необходимость развития промышленных методов термической переработки пылевидных углей, горючих сланцев и торфа, мы предприняли лабораторное исследование процесса пиролиза пылевидных топлив в потоке пара в реакторе с внешним обогревом. [c.334]

В настоящее время экстракционный метод в промышленных масштабах применяют для извлечения фенолов и других веществ из сточных вод, образующихся в процессах термической переработки твердого топлива. [c.83]

Бензол каменноугольный и сланцевый (ГОСТ 8448—78) получают а процессе термической переработки каменных углей и сланцев. Используется в качестве сырья в производстве синтетических волокон, пластмасс, синтетических каучуков и т. д. Как промышленный растворитель чаще применяют бензол марки технический. [c.44]

В связи с быстрым развитием сначала автомобильной, а затем и авиационной промышленности резко повысился спрос на бензин. Удовлетворить возросшие потребности в бензине просто отбором содержащейся в перерабатываемых нефтях бензиновой фракции нефтяная промышленность не могла, несмотря на сильно возраставшее количество добываемой пефти. Освоение сначала процесса термического крекинга, а затем в 1930-х годах каталитического крекинга и вовлечение в переработку высокомолекулярных компонентов позволили значительно повысить выходы бензинов. За 30 лет (1900—1930 гг.) производство легких нефтепродуктов, главным образом бензина, было увеличено в 800 раз [8]. Увеличение выходов бензина достигалось за счет расщепления средних фракций нефти (200—350° С). К началу 30-х годов резко изменился профиль нефтеперерабатывающей промышленности. Она получила ярко выраженное топливное направление при ведущем положении бензинового производства. Нефтяные остатки составляли 52—53%, а выходы так называемых светлых нефтепродуктов не превышали 45—47%, причем не менее 7 из них приходилось на долю автомобильного и авиационного бензинов. [c.24]

В последние годы большое внимание уделяется 11,зучению термического разложения углей в условиях скоростного нагрева, часто обозначаемого как нагрев тепловым ударом [1,2]. Такой способ нагрева применяется в процессах энерготехнологического использования твердого топлива, при разработке способов получеш1я пз углей ацетилена и цианистого водорода, исследовании процессов горения и взрыва угольной пыли и в различных работах по изучению воздействия иа уголь плазмы, электрических разрядов и лазера. Уже одно это перечисление показывает, что нагрев тепловым ударом следует рассматривать как нагрев, сильно отличающийся по скорости от обычных скоростей нагрева, порядка 1—20 град мин, применяемых в большинстве промышленных процессов термической переработки твердых топлив. [c.140]

Каталитический крекинг на алюмосиликатных катализаторах является одним из промышленных процессов глубокой переработки нефти, поскольку основным сырьем являются вакуумные газойли с концом кипения 500 °С и выше. Используются также деасфальти-заты мазутов и гудронов, реже — непосредственно остаточное сырье. Компонентом сырья каталитического крекинга могут быть тяжелые фракции термического крекинга, в частности газойли коксования. [c.47]

Кроме широко распространенного жидкофазного крекинга в промышленности находят применение и другие процессы термической переработки жидких топлив. Одним из таких процессов является парофазный крекинг — пиролиз, в результате которого имеет место выход больших количеств углеводородных газов с теплотой сгорания 45,0—47,0 Мдж1м. [c.20]

Начиная с середины XIX столетия небольшие сланцеперерабатывающие заводы действовали во многих странах, в том числе в Англии (1862-1962 гг.), Франции (1830-1957 гг.), Германии (1885-1949 гг.), Швеции (1925-1966 гг.), Испании (1920-1966 гг.) и Австралии (1879-1952 гг.). Но после второй мировой войны, не вьщержав конкуренции со стороны нефтяной промышленности, они были закрыты. Ныне промышленная переработка сланца за рубежом существует только в Китайской Народ ной Республике. Однако исследовательские и опытные работы по технологии сланцепереработки продолжались. Эти работы активизировались в 1970-х гг. после резкого повышения цен на нефть на мировом рынке. Наибольшую активность проявляют фирмы США, где разработан и испытан на пилотных или полупромышленных установках ряд технологических процессов термической переработки горючих сланцев. Аналогичные работы проводятся также в Бразилии, ФРГ, Австралии и других странах. [c.461]

В отличие от процессов газификации и термической переработки деструктивная гидрогенизация является процессом прямого ожижения угля в синтетическое жидкое топливо и сырье для химической промышленности. В процессах термической переработки угля также получаются жидкие продукты, но их образуется значительно меньше, чем в условиях гидрогенизации,, и представлены они трудно перерабатываемыми смолами. Поскольку органическая масса угля является нерегулярным полимером в условиях высоких температур и давлений, она деполи-меризуется с образованием большого числа разнообразных по структуре и свойствам фрагментов, которые помимо превращения в целевые продукты могут стать источниками образования нежелательных побочных соединений. [c.188]

Для удовлетворения нужд недоменных потребителей кокса в СССР разрабатывается и подготавливается к промышленному внедрению ряд новых технологических процессов термической переработки угля, отличаюш ихся от периодического коксования высокой интенсификацией процесса, непрерывностью и возможностью использования дешевых энергетических углей взамен коксующихся. В 1971—1975 гг. проводится опытно-промышленная и промышленная проверка следующих способов термической переработки угля коксование рядовых углей в вертикальных камерных и шахтных печах, коксование рядовых углей в кольцевых печах, брикетирование и гранулирование углей с последующей термоокислительной обработкой или коксование брикетов и гранул, производство формованного металлургического кокса непрерывным способом, окислительный пиролиз углей газовым теплоносителем на основе технологии непрерывного коксования методом Института горючих ископаемых и термоконтактное коксование с твердым теплоносителем на основе технологии и аппаратуры метода Энергетического института и ВУХИНа. К наиболее высокоскоростным и интенсивным способам переработки угля относятся два последних направления. [c.8]

Одним из важнейших направлений развития современной нефтеперерабатывающей промышленности является глубокая переработка нефтяных остатков. До последнего времени для этого использовали почти исключительно термические (замедленное коксование, флексикокинг и др.) и гидрогениза-ционные процессы. Однако сегодня в качестве одного из наиболее эффективных способов превращения нефтяных остатков в светлые нефтепродукты рассматривают также процесс ККФ. [c.106]

Развитие химической промышленности началось с процесса термической переработки углей, а сушествуюшие в настоящее время процессы переработки твердых горючих ископаемых позволяют получать из них самые разнообразные продукты. В производстве синтетических и газообразных топлив из твердых горючих ископаемых используется ряд методов высокотемпературной переработки последних без доступа воздуха (пиролиз) или в присутствии окислителей (газификация). При этом получают жидкие фракции (смолы) и газовые смеси. Так, например, при нагревании каменного угля без доступа воздуха происходит более или менее глубокое его разложение с образованием летучих и нелетучих продуктов. Характер этого разложения зависит от природы и состава угля, температуры и условий переработки. Схематически процесс термической переработки угля по степени конверсии можно расположить в таком порядке подсушка полукоксование коксование безостаточная газификация. [c.40]

Влияние кислорода воздуха при термическом разложении горючего сланца представляет большой практический интерес. При любом промышленном агрегате термической переработки горючего сланца имеет место доступ воздуха, а следовательно и окислительное действие кислорода. В сланцевых шахтных генераторах, где проведение процесса возможно только с применением воздушного дутья, избыток кислорода должен оказать су-шественное влияние на процесс полукоксования. [c.3]

В материалах Международной конференции, организованной Национальным угольным управлением Англии под руководством Отдела исследования углей в Сток Очард, Чельтенхэм, Англия, июнь 1956 г., обобщен опыт разработки новых процессов термической переработки низкосортных видов топлива в некоторых наиболее развитых капиталистических странах, а также изложены основные направления исследавательоких и опытно-промышленных работ в этой области. Книга Новое в химической технологии угля внесет значительный вклад в ра. витие термической переработки топлива в нашей стране и поможет советским ученым и инженерам в решении крупнейшей народнохозяйственной проблемы значительного расширения сырьевой топливной базы для развития металлургии и энергетики в восточных районах СССР. [c.6]

Нефть является смесью, главным образом, различных углеводородов парафинового, нафтенового и ароматического рядов, к которым в небольшом количестве примешаны кислородные, азотистые и сернистые соединения. По своим физико-химическим свойствам входящие в состав сырой нефти углеводороды сильно отличаются друг от друга. Широкое развитие на протяжении последних десятилетий автотранспорта, авиации и других видов транспорта с двигателями внутреннего сгорания, применяющими жидкие топлива и в особенности наиболее легкие фракции нефти — бензины, привело к тому, что получение бензина обычными способами, например, прямой гонкой нефти, не в состоянии удовлетворить потребность в жидких моторных горючих. Это вызвало появление и быстрое распространение целого ряда новых технологических процессов, как крекинг и гидрогенизация нефтяных остатков. Параллельно с этим росли использование других видов сырья, гидрогенизация угля, пиролиз жидких продуктов переработки твердого топлива и полимеризация газов и др. Разработан и промышленно осуществлен также целый ряд синтетических способов получения углеводородов, по своему фракционному составу близких к бензинам. Из этих процессов следует отметить каталитический процесс получения синтетического бензина из водяного газа и т. д. Так как процессы термической переработки нефти и продуктов перегонки углей требуют высоких температур и, следовательно, значительной затраты тепла, то в последнее время (в период 1937—1938 гг.) осуществлен ряд процессов крекинга с использованием катализаторов, что дало возможность осуществлять эти процессы нри относительно невысоких температурах и при пони кенном или даже при атмосферном давлении. Наиболее удачным из этих процессов является разработанный в США метод каталитического крекинга X аудр и (Ноис1гу), протекающий при невысоких температурах и давлениях и даю-пщй при сравнительно небольших капитальных затратах прекрасное. моторное топливо. [c.581]

В промышленных условиях термическое хлорирование пентана проводят следующим образом на 15—20 частей пентана берут 1 часть хлора и смесь пропускают через трубчатую печь при температуре около 200° с продолжительностью пребывания в печи примерно 2,5 сек. Незначительное время превращения обусловливается исключительно высокой скоростью газа,, при которой достигается хорошая гомогенизация смеси. На практике струю хлора вдувают в поток пентана со скоростью 90 тыс. м час. Дальнейшая переработка производится нерегопкой, что в данном случае (при жидких продуктах реакции) осуществляется сравнительно просто. Непрореагировавший пентап возвращается в процесс. [c.115]

Переработка нефтяного шлама позволяет повысить коэффициент использования нефти. При газификации нефтяных шламов вода, равномерно распределенная в нефтепродуктах, служит активной химической средой при термической переработке шламов она взаимодействует с топливом более эффективно, чем пар, применяемый в таких процессах. Кроме того, в процессе газификации жидкого топлива значительно снижается сажеобразо-ваиие, Однако для промышленной реализации процесса газификации нефтяного шлама требуются большие капитальные затраты, что сдерживает его широкое применение. [c.119]

Каталитический крекинг впервые получил промышленное осуш ествление в 1936 г. С тех пор высокое аитидетонационное качество бензина каталитического крекинга по сравнению с бензином термического крекинга ири равном выходе привело к повсеместной замене термического крекинга каталитическим. Однако некоторое количество бензина термического крекинга еп1,е получают на старом оборудовании кроме того, процесс термического крекинга можно применить, чтобы улучшить плохо поддаюш ееся переработке рециркулирующее сырье каталитического крекинга [157]. [c.48]

До тех пор, пока наши представления о качестве бензина как моторного топлива принципиально ие изменятся, этот главный продукт нефтепереработки и будет определять ее направленность, так как двигатели внутреннего сгорания играют огромную роль в народном хозяйстве. Именно на базе бензинового производства появление любого каталитического процесса как еще одного источника бензина неизбежно будет сопоставляться с процессом деструктивного каталитического гидрирования, особенно если новый процесс связан с переработкой тяжелых нефтяных остатков или тяжелых нефтей либо, наконец, обогащенных углеродом продуктов той или иной формы термической переработки нефти. Процесс контактно-каталитического деструктивного гидрирования тяжелых нефтяных остатков в нефтеперерабатывающей промышленности США останется потенциальным конкурентом любому иному процессу до тех пор, пока в нефтепереработке не наступит сырьевой голод или пока в самой технологии процесса гидрирования не произойдут коренные технические изменения, сделающие этот процесс менее сложным, громоздким и энергоемким. При указанных условиях широкое внедрение гидрирования в нефтепереработку откроет следующий этап в ее развитии. Эта перспектива в конечном счете неизбежна, но широкое распространение процесса гидрирования не будет оригинально с точки зрения дальнейшего развития промышленного катализа на базе переработки нефти. Новая эра в данной области открывается в связи с пшроким внедрением контактно-каталитических нроцессов крекинга и риформинга в нефтеперерабатывающей промышленности. [c.39]

В нефтеперерабатывающей промышленности процессы первичной и вторичной переработки нефти, газа и газоконденсатов проводят в гетерогенных системах (слова греч. heteros — дру-гой+греч. genos — род, происхождение в целом означают неоднородный). Так, обезвоживание нефти осуществляется в элект-родегидраторах при капельном состоянии воды, ректификацию нефти проводят в гетерогенной системе пар—жидкость, термические процессы типа крекинга и висбрекинга нефтяных фракций проходят в гетерогенной системе пар—жидкость, каталитические процессы крекинга, риформинга, гидроочистки проводятся в присутствии твердых катализаторов в системе твердое тело—пар—жидкость. [c.155]

Из развитых промышленных стран наиболее крупные мощности имеют НПЗ в Западной Европе (Италия, Франция, ФРГ, Великобритания), а также в Японии. НПЗ развитых стран Западной Европы и Японии характеризуются меньшей, чем у США, глубиной переработки нефти этот показатель наименьший у Японии и Иташи (ниже 60%) и средний для НПЗ у Франции, Англии и ФРГ. Низкая глубина переработки нефти в Японии и Италии обусловлена отсутствием у них собственных ресурсов угля и природного газа. Выход моторных топлив низок на НПЗ Японии и Италии (53,7 и 50% соответственно) и достаточно высок ( 60-6б%) на НПЗ ФРГ, Франции и Англии. Наиболее высокий показатель после США и Канады по отбору бензина – на НПЗ Англии ( 25%). Этот показатель на НПЗ остальных стран составляет 12-22%. Соотношение бензин дизельное топливо на НПЗ Западной Европы в пользу дизельного топлива, поскольку в этих странах осуществляется интенсивная дизелизация автомобильного транспорта. В структуре производства нефтепродуктов на НПЗ двух стран – Японии и Италии – первое место занимает котельное топливо (35 и 37% соответственно). На НПЗ остальных развитых стран Западной Европы его производство довольно незначительное (17-20%). По насыщенности НПЗ вторичными процессами (прежде всего углубляющими переработку нефти) западноевропейские страны и Япония существенно уступают США (см. табл. 1.9). Доля углубляющих нефтепереработку процессов (термические, гидрокрекинг, каталитический крекинг и алкилирование) в США в 1985 г. составила 60,8%. Для увеличения выхода моторных топлив в Западной Европе реализуется программа широкого наращивания мощностей процессов глубокой переработки нефти, прежде всего установок каталитического крекинга, висбрекинга, гидрокрекинга и коксования. Поскольку в США действующих мощностей каталитичес – [c.23]

Http://interesnienovosti1.ru/neft/pererabotka-nefti-termicheskaya. html

К термическим процессам, использемым в нефтепереработке, обычно относят следующие: висбрекинг, термический крекинг, коксование и пиролиз. Процессы термической переработки тяжелого нефтяного сырья в промышленности применяются с 1912 г. Их первоначальным назначением было получение автомобильного бензина.

В США к 30-м годам мощности термического крекинга достигли максимальных значений, однако из-за возросших требований к качеству моторных топлив этот процесс постепенно вытеснился каталитическим крекингом и к 60-м годам фактически использовались только два термических процесса коксование и висбрекинг.

Процесс висбрекинга гудрона получил широкое развитие за рубежом в 80—90-е годы. Это связано с сокращением использования в качестве топлива прямогонных мазутов. При этом высвободившиеся ресурсы вакуумного дистиллята направляются на каталитический крекинг или гидрокрекинг, а вакуумный остаток (гудрон) является сырьем висбрекинга, который позволяет существенно снизить вязкость этого остатка. Возможен также вариант, сочетающий гидрогенизационное облагораживание вакуумного дистиллята и его последующее смешивание с продуктами висбрекинга гудрона, что позволяет получать котельное топливо с умеренным содержанием серы. В настоящем конспекте лекций из серии термических процессов будут рассмотрены только висбрекинг нефтяных остатков и пиролиз углеводородного сырья. Информацию об остальных термических процессах можно найти в учебниках, содержащихся в директории Сканированная литература.

Висбрекинг – наиболее мягкая форма термического крекинга, представляет собой процесс неглубокого разложения нефтяных остатков (мазутов и гудронов) в относительно мягких условиях (под давлением до 5 МПа и температуре 430-490°С) с целью снижения вязкости остатков для получения из них товарного котельного топлива. Процесс эндотермический, осуществляется в жидкой фазе. Возможности висбрекинга по увеличению выработки светлых нефтепродуктов ограничены требованиями к качеству получаемого остатка. Степень превращения сырья в этом процессе минимальная, отбор светлых нефтепродуктов из гудрона не превышает 5—20%, а из мазута — 16-22%. При этом получается более 75% условно непревращенного остатка — котельного топлива.

На современных нефтеперерабатывающих заводах висбрекинг позволяет:

Уменьшить количество прямогонных дистиллятов для разбавления тяжелых, высоковязких остатков (гудронов), используемых в качестве котельного топлива;

Расширить ресурсы сырья для каталитического крекинга и гидрокрекинга;

Выработать дополнительное количество легких и средних дистиллятов, используемых как компоненты моторных и печных топлив.

Http://www. tehnoinfa. ru/pererabotkaneftiigaza/1.html

Термические процессы переработки нефти – это химические процессы получения нефтепродуктов.

Различают следующие основные разновидности термических процессов переработки нефти:

2) коксование или термический крекинг нефтяных остатков при низком давлении;

3) пиролиз или высокотемпературный термический крекинг под низким давлением жидкого и газообразного нефтяного сырья,

Эти разновидности термических процессов часто называют деструктивной переработкой нефти.

Термический крекинг под высоким давлением – это распад органических соединений нефти под влиянием высоких температур и давления (t = 470 – 540° С; р – 4,0 – 6,0 МПа). Сырьем в этом случае являются низкооктановый бензин первичной перегонки, керосиновая и дизельная дистиллятные фракции, мазуты первичной перегонки, масляные гудроны и др. В результате крекинга получают крекинг-бензин, крекинг-керосин, товарный топочный мазут и крекинг-газ.

Коксование – это термический крекинг тяжелых нефтяных остатков, проводимый с целью получения нефтяного кокса (при давлении р = 0,1- 0,4 МПа и t = 450 – 550° С) или увеличения выхода светлых нефтепродуктов.

Различают следующие способы коксования: периодический, полунепрерывный и непрерывный.

Периодический способ коксования заключается в том, что процесс ведется в специальных аппаратах, называемых кубами. Схема коксования приведена на рис. 129. Сырье загружается в куб и одновременно зажигается форсунка. После наполнения куба интенсивной шуровки при 380-400° С начинается выделение дистиллятов, количество которого увеличивается до определенной температуры, после чего подъем температуры замедляется. Затем температура в кубе поднимается до 450-500° С, причем скорость выделения отгона уменьшается. После прекращения выделения отгона образовавшийся кокс прокаливают, повышая температуру днища куба до 700- 720° С. Затем куб пропаривается и охлаждается водяным паром.

К недостаткам процесса коксования в кубах относятся: небольшая производительность, значительный расход топлива (до 8 %) и металла (быстрый износ куба), трудоемкий и тяжелый способ выгрузки кокса. Кроме того, кубовые батареи громоздки и занимают большую площадь.

Полунепрерывный способ коксования иначе называют замедленным коксованием. Процесс этот проводится в специальных аппаратах, называемых коксовыми камерами, которые представляют собой пустотелые цилиндры, рассчитанные на невысокое давление (до 0,4 МПа). Сущность способа: сырье коксования нагревают в печи до 500° С и направляют в коксовую камеру. Здесь сырье находится длительное время и за счет тепла, полученного в печи, коксуется. Из верхней части коксовой камеры уходят легкие дистилляты, в нижней части образуется кокс. После того как камера заполнится на 30-90 % коксом, сырье из печи направляется в другую камеру, а из первой выгружается кокс. Таким образом, при данном способе коксования происходит непрерывная подача сырья, выгрузка кокса – периодическая.

Непрерывный способ коксования заключается в следующем: нагретое сырье вступает в контакт с подвижным теплоносителем и коксуется на его поверхности. Образовавшийся кокс вместе с теплоносителем выводится из зоны реакции в регенератор, где часть кокса выжигается. За счет тепла выжигания теплоноситель (кокс) подогревается и возвращается в зону реакции. Кокс может быть крупногранулированным или порошкообразным. Если кокс порошкообразный, коксование происходит в кипящем слое теплоносителя. Здесь выход кокса происходит в меньших количествах.

Пиролиз – термический крекинг, проводимый при температуре 750-900° С и давлении, близком к атмосферному, с целью получения сырья для химической промышленности.

В результате пиролиза получают пиролизный газ и смолы (жидкие продукты). Состав газа зависит от условий пиролиза (температуры, времени контакта, качества сырья). Пиролиз может проводиться для получения этилена, пропилена, бутадиена или ацетилена. Этилен – ценное сырье для производства этилового спирта, каучука и других химических соединений.

Из смол при этом процессе получают бензол, толуол, ксилол, нафталин и другие ароматические углеводороды. Наибольший выход этилена имеем при пиролизе парафинистогО сырья, наименьший — нафтенового, но при пиролизе нафтенового сырья получают максимальный выход ароматики.

Http://lektsiopedia. org/lek-19233.html

Поделиться ссылкой: