Переработка нефти

Нефтепродукты получают прямой перегонкой нефти (первич­ный процесс) и деструктивными методами ее переработки (вто­ричные процессы).

Прямая перегонка нефти. Первичный процесс пере­работки нефти заключается в разделении ее на отдельные части, кипящие в определенных интервалах температур (фракции). При этом никаких химических преобразований углеводородов не про­исходит. Полученные в результате перегонки отдельные фракции нефти называют дистиллятами.

Современная установка для прямой перегонки нефти, представ­ляющая собой комплекс сложных устройств, работает по непре­рывному циклу. Установка состоит из трубчатых печей, атмосфер­ной и вакуумной ректификационных колонн. Нефть, нагретая в теплообменниках н в трубчатой печи до температуры 330... 350 °С, поступает в ректификационную колонну — стальную башню высо­той 15... 30 м с поперечными перегородками — тарелками. Темпе­ратура по высоте колонны уменьшается от максимальной в зоне ввода разделяемою продукт до минимальной в верхней части ко­лонны. Нефтяные пары, поднимаясь вверх по колонне через отвер­стия в тарелках, охлаждаются и постепенно конденсируются на тарелках, образуя дистилляты разного состава. С тарелок средней части колонны отбирается дистиллят дизельного топлива со срав­нительно высокой температурой кипения, с верхних, более холод­ных тарелок,— дистиллят реактивного топлива с более низкой температурой кипения. Самые низкокипящие фракции нефти вы­ходят из колонны вверх по трубам и поступают в холодильные устройства; из них конденсируется бензиновый дистиллят и отде­ляются углеводородные газы. Для поддержания требуемого пере­пада температуры верхняя часть колонны охлаждается путем оро­шения (возвращения части бензина в жидком виде), а отдельные тарелки нижней и средней части подогреваются перегретым водя­ным паром. В атмосферной ректификационной колонне от нефти отделяют фракции с температурой кипения до 400 °С, используе­мые для изготовления топлив.

Принято фракцию нефти, выкипающую в диапазоне темпера­тур 30...205°С, называть бензиновой; 120...240°С—лигроиновой;

150...315 "С—керосиновой; 150... 360 °С — дизельной; 230... 360 °С — газойлевоп; 300... 400 °С — соляровой.

Остаток, не испарившийся в атмосферной ректификационной колонне (мазут), служит сырьем для получения топлив и смазоч­ных масел. Для разделения мазута на фракции необходимо пони­зить давление (создать вакуум). Мазут нагревают в трубчатой печи до температуры 425 °С и в вакуумной ректификационной ко­лонне при давлении 5300... 7300 Па разделяют на фракции. В за­висимости от температуры кипения различают легкие, средние и тяжелые масляные дистилляты. Масла, получаемые из масляных дистиллятов, называют дистиллятными.

В вакуумной колонне остается жидкий невыкипевший оста­ток — гудрон или полугудрон — смесь вязких углеводородов с асфальто-смолистыми веществами. Они используются для приго­товления масел для авиационных поршневых двигателей и транс­миссионных масел. Такие масла называются остаточными, они отличаются высокой смазывающей способностью.

Продукты, полученные при первичной переработке нефти, на­зывают прямогонными.

Деструктивные методы переработки нефти.

В нефти содержится около 50% фракций светлых нефтепродуктов (бензиновых, керосиновых, дизельного топлива). Прямой перегонкой можно получить столько продукта, сколько его содержится в природной нефти. Для того чтобы увеличить количество светлых нефтепродуктов, отбираемых от нефти и получить высококачественные продукты применяют вторичные процессы переработки нефти и низкокачественных нефтяных фракций.

При вторичной перера­ботке происходят глубокие химические преобразования углеводородов: разрыв (расщепление) молекул углеводородов, изомериза­ция и др. Вторичных процессов переработки много. Рассмотрим кратко основные из них.

Термический крекинг — это такой вид переработки нефти, при котором под действием температуры и давления происходит расщепление (крекинг) углеводородов и изменение их структуры. Например:

[500 ⁰С +5 Мпа] → С16Н34 → С8Н18 + С8Н16

Ткип=287⁰С Ткип=126 Ткип=123

Сырьем для термического крекинга служит мазут. Термический крекинг увеличивает выход бензина из нефти. Кроме бензина ри этом получается газ. являющийся ценным сырьем для нефтехимии. Бензин термического крекинга содержит большое количество непредельных углеводородов, что делает его нестабильным при хранении.

Каталитический крекинг отличается от термического тем, что этом процессе пары углеводородов расщепляются и изменяют структуру под действием температуры и катализатора (вещества, ускоряющего н направляющего ход реакции). Катализатор способствует образованию наиболее желательных углеводородов. Сырьем каталитического крекинга является, как правило, керосино-газойлевая фракция, иногда мазут. Основные продукты процесса:

газ, бензин, компоненты дизельного топлива. Продукты каталитического крекинга содержат небольшое количество непредельных углеводородов.

Каталитический риформинг — это процесс облагораживания (улучшения) низкокачественного бензина путем его переработки использованием катализаторов. Наиболее распространенным катализатором этого процесса является платиновый катализатор.

Продукты каталитического риформинга используются для полу­чения авиационных и автомобильных бензинов.

Гидрокрекинг - это такой процесс переработки нефти, при ко­тором под действием температуры и давления в присутствии водо­рода и катализатора происходит расщепление молекул углеводо­родов, а также изомеризация парафиновых углеводородов. Сырь­ем для процесса служат тяжелые низкокачественные фракции нефти. Основные продукты процесса: газ, высококачественные бен­зины, топлива для реактивных двигателей. Водород, присутствую­щий в процессе, насыщает непредельные углеводороды, переводя их в предельные, и разлагает сернистые соединения с образова­нием сероводорода.

Дата добавления: 2015-07-11