Читайте также:
|
|
Нефть — маслянистая густая жидкость коричневого, черного
или зеленовато-бурого цвета с характерным, в отдельных случаях
неприятным резким запахом. Это важнейший природный источ-
ник разнообразных углеводородных соединений.
Плотность нефти зависит от фракционного состава и глубины
залегания. Различают легкие (плотность 800...850 кг/ма), средние
(850...900 кг/м3) и тяжелые (900.-Л 040 кг/м3) нефти.
Нефть является сложной смесью, состоящей из большого коли-
чества углеводородных соединений с различной молекулярной
массой, а следовательно, и с различными физическими и хими-
ческими свойствами. Эксплуатационные свойства получаемых
при переработке нефти топлив и масел зависят от ее химического
состава.
Нефть состоит из следующих элементов (% по массе): угле-
род (С) — 83...87, кислород (О) — 0,1...1,3, водород (H) — 11...14,
азот (N) — 0,03... 1,7, сера (S) — 0,01...5,5. Присутствуют в ней
и другие элементы, но в незначительных количествах. Элемент-
ный состав нефти разных месторождений различается несущест-
венно. Однако основные свойства нефти и продуктов ее перера-
ботки зависят от химических соединений, входящих в состав
нефтепродуктов, т.е. от группового состава нефти.
Нефть содержит следующие группы углеводородов: парафины
(алкановые углеводороды), нафтены (циклические углеводороды)
и арены (ароматические углеводороды), а также незначительное
количество кислородных, сернистых, азотистых и других соеди-
нений. Количественное содержание этих химических соединений
зависит от месторождений нефти и влияет на свойства и качество
получаемых топлив, масел и других нефтепродуктов.
Нефть до поступления на перегонную установку очищают от
газа и легких фракций бензина, воды, солей, основной массы
сернистых соединений и нафтеновых кислот.
При прямой перегонке из нефти путем испарения с после-
дующим разделением паров на фракции в ректификационных
колоннах выделяют ее составные части без структурного изме-
нения молекул. Разделение нефти на фракции основано на том,
что углеводороды, входящие в ее состав, кипят при различной
температуре. Процесс перегонки осуществляют на установках
непрерывного действия (рис. 1.1).
Нефть под давлением подается насосом I в трубчатую печь 2.
Проходя по змеевику, она нагревается до температуры 360... 380 °С.
Горячая нефть вместе с парами поступает в атмосферную ректи-
фикационную колонну 3, где она вследствие снижения давле-
ния испаряется.
Проходя через отверстие 4, пары углеводородов, соприкасаясь
с колпачками 5, частично конденсируются и стекают в металли-
ческие ректификационные тарелки 6. Более тяжелые углеводо-
роды с высокой температурой кипения конденсируются сразу
же на первых рядах тарелок. Легкие углеводороды поднимают-
ся выше по колонне, а самые легкие достигают верха колонны.
Таким образом, в ректификационной колонне углеводороды
нефти разделяются на фракции в зависимости от температуры
их кипения. Фракции отводят из ректификационной колонны
через сливные трубки 7.
Оставшийся после атмосфервой разгонки мазут насосом по-
дают в вакуумную трубчатую печь 8, где подогревают до темпера-
туры 400...430 °С и направляют в вакуумную ректификацион-
ную колонну 9, работающую под разрежением. Температура
кипения углеводородов при уменьшении давления снижается,
что позволяет испарить без разложения тяжелые углеводороды,
содержащиеся в мазуте.
Прямая перегонка при атмосферном давлении дает возмож-
ность получить из нефти следующие дистилляты: легкий бен-
зиновый (30...90 °С), бензиновый (40...200 °С), лигроиновый
(100...230 °С), керосиновый (140...300 °С). газойлевый (230...
350 °С). Эти дистилляты являются сырьем для производства то-
варных бензинов, реактивного и дизельного топлив.
При вакуумной перегонке получают соляровый, веретенный,
машинный и цилиндровый дистилляты.
Соляровый и веретенный дистилляты используют для изго-
товления маловязких масел типа приборного, трансформатор-
ного, веретенного и др.
Из машинного дистиллята (среднего) получают индустриаль-
ные, моторные, турбинные и другие масла.
Цилиндровый дистиллят (тяжелый) применяют для произ-
водства вязких моторных, трансмиссионных масел, масел для
компрессоров и др.
После вакуумной перегонки мазута оставшийся гудрон исполь-
зуют для дорожных покрытий или для изготовления высоковяз-
ких трансмиссионных масел.
При атмосферно-вакуумной перегонке получают 20...25 %
бензиновых фракций и 20...30 % более тяжелых топливных
фракций. Нефтепродукты, получаемые прямой перегонкой, обла-
дают высокой химической стабильностью из-за отсутствия не-
предельных углеводородов, а бензины — низкой детонационной
стойкостью.
Термический крекинг — процесс расщепления сложных уг-
леводородных молекул нефтепродуктов на менее сложные, входя-
щие в состав бензина и газа, при температуре 470...640 °С и дав-
лении 2...7 МПа. Исследования показали, что давление сущест-
венно не влияет на выход крекинг-продуктов. Оно способствует
сохранению нефтепродуктов при высоких температурах в жид-
кой фазе. Сырьем для крекинга может служить любой нефте-
продукт — от мазута до керосина. При термическом крекинге
происходит не только расщепление, но и реакции полимериза-
ции, поэтому крекинг-бензины химически нестойки из-за наличия
в них непредельных углеводородов и, следовательно, нестабиль-
ны при транспортировке и хранении. Детонационная стойкость
(октановое число) бензинов — 66...68 единиц по моторному ме-
тоду. Термический крекинг на современных заводах не приме-
няют, его вытесняет каталитический крекинг.
Каталитический крекинг — крекинг нефтепродуктов под
действием температуры и катализатора. Сырьем является га-
зойлевый или соляровый дистиллят атмосферно-вакуумной пе-
регонки. Процесс происходит при температуре 450...530 °С,
давлении 0,06...0,14 МПа в присутствии алюмосиликатных
катализаторов. Характерной особенностью каталитического
крекинга является превращение части образующихся непре-
дельных углеводородов в предельные с образованием изомерных
предельных углеводородов. Вследствие этого топлива содержат
незначительное количество непредельных углеводородов. В ре-
зультате каталитического крекинга выход продуктов при одно-
кратном пропуске сырья через установку составляет: автомобиль-
ный бензин — 40...50 % и более; газойлевые фракции, используе-
мые для дизельного топлива или же снова перерабатываемые
для увеличения выхода бензина, — 30...40 %; газ — 10...15 %.
Бензины каталитического крекинга обладают высокой дето-
национной стойкостью (октановое число — 80...86 единиц по
моторному методу), а также химической стабильностью.
Для «облагораживания» низкокачественного бензина исполь-
зуют каталитический риформинг я гидрокрекинг.
При каталитическом риформинге сырьем является бензи-
новый дистиллят атмосферно-вакуумной перегонки нефти. Про-
цесс происходит при температуре 480...540 °С, давлении 2...4 МПа,
в среде водородсодержащего газа и в присутствии катализатора
(молибденового или платинового). В результате получают до 80 %
риформинг-бевзина, обладающего высокой детонационной стой-
костью (октановое число - • около 95 единиц по исследователь-
скому методу) и хорошими эксплуатационными качествами.
Процесс каталитического риформинга используется также для
получения ароматических углеводородов — бензола, толуола,
ксилолов.
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 105 | Нарушение авторских прав