Переработка нефти

Простые способы переработки нефти знали еще древние римляне. Процесс подробно описал ученый и врач Кассий Феликс. Первый в мире НПЗ построен российским промышленником Федором Прядуновым, в далеком 1745 году. Со временем, нефтеперегонные технологии совершенствовались, по мере возрастания требований к качеству технического топлива.

переработка нефти на НПЗ

Зачем нужна переработка нефти

Нефтепереработка — это производство различных сортов горюче-смазочных материалов и сырья для химической промышленности. «Каменное масло» испокон веков использовали для освещения, а также в медицине и военно-морском флоте (греческий огонь). Но нефтяные светильники чадили и распространяли неприятные запахи. Качественное горючее для ламп добывали путем прямой перегонки (ректификации) нефти.

 

 

На открытом воздухе нефтяное вещество густеет и затвердевает, становясь битумом и асфальтом. Эти материалы применяли в строительстве, гончарном ремесле, а также для изготовления скульптур и украшений.

цель переработки нефти

Из черного золота выделяют парафин, синтетические жирные кислоты и растворители. Без продуктов переработки нефти невозможно производство резины, бытовой химии, синтетического каучука, кормового белка и пластмассы. Нефть применяют при изготовлении косметики и в фармакологии.

На долю нефтепродуктов приходится 30% общего энергопотребления. Добыча и переработка нефти — это первичный сектор мировой экономики, без которого невозможно существование современной цивилизации.

Подготовка нефти к переработке

Добытое из недр земли черное золото имеет ряд примесей, которые необходимо удалить до начала первичной переработки. При плохой очистке нефти-сырца, сторонние компоненты пагубным образом воздействуют на технологическое оборудование, что приводит к его преждевременному износу и существенно понижают качество готовой продукции.

Перечень ненужных добавок, содержащихся в сырой нефти.

  • Попутные газы (5%-6%). Газ из сырой нефти отделяют в специальных сепараторах, постепенно снижая давление и отделяя конденсат на промежуточных накопителях. Такая технология позволяет уменьшить объем растворенного газа, но полностью отделить его на этапе очистки невозможно.
  • Неорганические соединения (1%-2%). Повышенная концентрация минеральных солей понижает рентабельность переработки. По существующим нормам сырец должен содержать не больше 50мг/л, при поступлении на нефтеперерабатывающий завод и 5мг/л для начала процесса дистилляции.
  • Примеси грунта и ПАВ. Для большей эффективности добычи черного золота нефтяники используют поверхностно-активные вещества. Вместе с частицами грунтовых пород они образуют эмульсии требующие разрушения.
  • Подземные воды (20%-30%).

Процент воды в сырце возрастает прямо пропорционально времени эксплуатации месторождения. При наступлении стадии падающей добычи обводненность возрастает до 90% массы извлекаемой жидкости, что приводит к серьезному увеличению стоимости переработки «каменного масла».

Если нефть содержит в своем составе минеральные соли, она смешивается с водой в дисперсную систему. В таком виде каждая из взаимно нерастворимых жидкостей присутствует в другой мелкими каплями, образуя эмульсионный раствор.

Существуют эмульсии двух видов: вода в нефти и нефть в воде (гидрофобная и гидрофильная). Для их разрушения применяются механические, химические и электрические методы, в зависимости от стойкости образовавшейся смеси.

 

 

Подготовительная стадия обезвоживания состоит из прогонки через сепаратор, отстаивания. Параллельно осуществляется первичное обессоливание и стабилизация продукта.

Механическая очистка состоит из отстаивания нагретой нефти в резервуаре под давлением 8-15 атмосфер и прогонки по центрифуге. Химический метод совмещают с электрическим в установке ЭЛОУ (электродигидратор), которая может быть включена в технологическую линию или работать в автономном режиме.

способы переработки черного золота

Первичная переработка

На этом этапе очисткт нефти получают нефтепродукты:

  • бензин;
  • дизельное топливо;
  • керосин;
  • углеводородный газ (бутан, пропан);
  • смазочные масла.

Расщепление нефти на нафтеновые, парафиновые и ароматические вещества, а также окончательное удаление посторонних примесей выполняется путем термической обработки на специальном оборудовании. Из-за разности температур кипения происходит деление нефти на фракции

Методом дистилляции нефти нельзя получить готовую продукцию. Первичная переработка дает возможность выяснить физико-химические параметры конкретной партии полезного ископаемого и определить последующий алгоритм работы.

На первой стадии переработки нефть, нагреваясь в печи, поступает в ректификационный колонный аппарат, сделанный в виде цилиндра с промежуточными уровнями внутри. Каждая ступень снабжена специальными тарелками и дополнительными приспособлениями для подвода сырья, охладителя и отбора компонентов. Первыми преобразуются в конденсат пары солярки, затем керосина и наконец, самые легкие бензиновые фракции улавливаются в верхней части колонны.

В вакуумных установках из мазута получают гудрон, масляные и газойлевые вещества. Для начала процесса необходима температура свыше 380 ºС, вакуумная переработка дает возможность понизить температурный порог.

После окончания первичной переработки продукция отстаивается в теплообменниках, полученную тепловую энергию применяют для подогрева новой партии сырья.

Вторичная переработка

На втором этапе происходит переработка нефтяных полуфабрикатов в готовую продукцию. В зависимости от качества органического сырья и потребности в конечных нефтепродуктах, определяются технологические решения.

Различают способы переработки:

  1. топливный (это каталитический крекинг, каталитический реформинг, гидрокрекинг, гидроочистка);
  2. топливно-масляный (экстракция и деасфальтизация). На выходе получают: асфальт и смазки;
  3. нефтехимический. Как результат поучают: азотные удобрения, синтетический каучук, пластмассы, синтетические волокна, моющие средства, жирные кислоты, фенол, ацетон.

Переработка в топливо самый простой вариант. Высококачественный бензин, реактивное и солярку вырабатывают, совмещая термический крекинг с применением специальных катализаторов, дополнительно используется риформинг, гидроочистка, изомерация и алкирование.

Крекингом в нефтепереработке называется процесс расщепления углеводов под воздействием высокой температуры (500-550ºС) и давления (до 5 МПа).

Глубокая переработка нефти происходит путем каталического крекинга, при этом процессе нагретые до парообразного состояния нефтепродукты проходят сквозь слой катализатора. Каталический крекинг выполняется в специальных реакторах. Самыми высокотехнологичными на сегодня являются лифт-установки (Г-43-107).

Риформингом называется ароматизация продуктов переработки нефти каталитическими веществами. Готовое вещество(риформат) применяется в изготовлении бензина и ароматизаторов (бензол, деметилбензол, толуол).

Гидроочистка — это переработка нефтепродуктов при помощи водорода, под высоким давлением и температурой. Необходима для понижения концентрации сернистых смесей и смол. Является самым распространенным способом очистки.

Гидрокрекинг применяется к нефтепродуктам среднего уровня выхода при вакуумной перегонке. Происходит путем распада молекулярной структуры углеводорода в большом количестве водородосодержащих газов при нагревании под давлением. Предназначен для получения дизельного топлива и сырья для изготовления катализаторов.

Изомеризация возможна исключительно для легких фракций нефтепродуктов. Происходит с помощью катализаторов, изготовленных на оксидах металлов. При изомеризации полностью меняется углеродная структура вещества, преобразуя соединение в изомер. Цель изомеризации получение высокооктановых сортов бензина из дешевого сырья.

Еще один вариант переработки—алкирование, выполняется для получения автобензина из углеводородных газов бутан-бутиленовой фракции. Углеводороды выделяются во время каталитического крекинга. При контакте с плавиковой и фторидной кислотами, вещества преобразовываются в высокооктановое горючее.

Из гудронов, оставшихся после вакуумной перегонки, делают котельное топливо применяя висбрекинг. Это специфический вариант термического крекинга, применяемый специально для остатков нефтепереработки. Дополнительно из крекинговых отходов можно выделить тяжелые газгойлевые фракции, из которых при помощи гидроочистки изготавливают солярку для тихоходных дизелей.

Вещества, оставшиеся после термического и каталического крекинга, служат материалом для нефтяного кокса, необходимого при производстве электродов. Коксование, как и висбрекинг являются разновидностями термокрекинга.

Нефтеперерабатывающая промышленность пребывает на пике технологического развития. Но увы, запасы нефти скоро закончатся и человечеству уже сегодня необходимо искать другие источники энергии.

Оцените статью:
Рейтинг: 0/5 - 0 голосов

Ещё статьи по теме:

  • Алюминий: цена за кг

    Динамика цен на алюминий за последние года. Текущая стоимость за 1 кг лома ...

  • Твёрдый сплав ВК8

    По ГОСТу этот сплав представляет собой смесь зёрен карбида вольфрама и кобальта....

  • Иридий: цена за 1 грамм в рублях

    Один из редких металлов на планете, и в рейтинге драгоценных металлов идёт в списке рядом с золотом и платиной....