поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
Основы переработки нефти
В промышленности используют, как правило, не саму нефть в том виде, в
каком ее добывают из скважин на нефтяных промыслах, а продукты ее
переработки - различные нефтепродукты, получаемые из нефти. Переработка
нефти - сложный процесс, в котором выделяют обычно две основные стадии -
первичную обработку и вторичную.
Первичная переработка нефти производится с целью разделения ее на
отдельные группы углеводородов или фракции, соответствующие по своему
составу определенным видам нефтепродуктов. Такое разделение нефти на
фракции основано на различии температур испарения различных
углеводородов или групп углеводородов и осуществляется путем перегонки
(испарения) из смеси компонента с более низкой температурой кипения.
Полученные пары после их сбора и охлаждения конденсируются, образуя так
называемый дистиллят.
С целью более полного разделения нефти на фракции с довольно узкими
пределами температур кипения осуществляют ее многократное испарение и
конденсацию. Такое разделение нефти на несколько фракций путем
многократного испарения и конденсации называется ректификацией и
осуществляется в специальных ректификационных колоннах, являющихся
основной частью установок по первичной переработке нефти (рис. 17).
Нефть поступает в трубчатую печь 1, где нагревается до температуры
350-360° С. При этом значительная часть углеводородов испаряется и эти
пары вместе с жидким тяжелым остатком поступают в ректификационную
колонну 2. Температура в нижней части колонны поддерживается на уровне
350° С, а выше она постепенно уменьшается до 100-180° С. Жидкая часть
нефти с температурой кипения выше 350° С составляет фракцию мазута и она
остается в нижней части колонны. Пары нефти поднимаются вверх по колонне
и по мере понижения температуры конденсируются соответствующие
углеводороды. Технологический процесс рассчитан таким образом, что в
самой верхней части колонны конденсируется бензиновая фракция, ниже -
керосиновая и еще ниже - фракция дизельного топлива. Фракции,
соответствующие бензину, керосину и дизельному топливу, отбираются из
колонны. Для улучшения процесса ректификации внутри колонны
располагаются тарелки, на которых и происходит процесс ректификации.
Часть отобранного бензина после холодильника 3 поступает в верхнюю часть
колонны в виде орошения. Тарелки устроены так (рис. 18), что на каждой
из них происходит контакт жидкости, стекающей вниз, с парами,
подымающимися вверх.
Рис. 17. Схема распределения нефти в
ректификационной колонне
При этом пары проходят через слой жидкости на тарелках,
для чего на них имеются специальные колпачки, благодаря этому улучшается
разделение фракций, так как многократно на каждой тарелке происходит
процесс конденсации паров при контакте с жидкостью и испарения части
жидкости при контакте с парами. Для подогрева колонны в нижнюю ее часть
подается водяной пар. Высота ректификационных колонн может достигать
нескольких десятков мет- ти в ректификационной колонне
ров, диаметр до 2-4 м, а число тарелок от 30-50 до 70-100, в зависимости
от мощности и назначения колонны.
Из отобранных фракций (дистиллятов) после их охлаждения, очистки и
добавки различных присадок получают товарные сорта бензинов, керосинов и
дизельных топлив. Мазут может использоваться как сырье для получения
смазочных масел, как исходный продукт для вторичных методов переработки
нефти и, при необходимости как жидкое топливо. Смазочные масла
выделяются из мазута в вакуумных ректификационных колоннах при давлении
8-18 кПа. Применение вакуума позволяет снизить температуру нагрева
мазута от 400-500 до 300-400 °С, при которой не происходит разложение
масляных фракций, так как под вакуумом жидкости кипят при более низкой
температуре.
Снижение температуры кипения масляных фракций и предохранение их от
разложения можно достичь пропусканием водяного пара через нагреваемый
мазут, поэтому на ректификационных масляных установках применяют
совместно снижение давления и ввод водяного
Рис. 18. Схема колпачковой тарелки: 1 -
пластина; 2 - сливной стакан; 3 - колпачок; 4 - патрубок для прохода
паров; 5 - кольцевое пространство; 6 - прорези в колпачке для прохода
паров; 7 - подпорная перегородка для создания уровня жидкости на
тарелке; 8 - стенка колонны
пара. После вакуумной перегонки мазута получают различные смазочные
масла и остаток, называемый гудроном, идущий на производство битумов.
Для этого гудрон окисляют воздухом при температуре 250- 300° С в
специальных аппаратах-кубах.
Основными видами etoplMHDO переработки нефти являются:
крекинг (термический и каталитический), позволяющий получать
дополнительное количества лёгких, главным образом бензиновых фракций;
риформинг, позволяющий улучшать антидетонационные свойства бензинов;
пиролиз, позволяющий получать ароматические углеводороды (бензол,
толуол), этилен и другие ценные углеводороды для нефтехимической
промышленности.
Термический крекинг - это процесс разложения высокомолекулярных
углеводородов на более легкие при температуре 450-550° С и давлении от 2
до 7 МПа. Крекингу обычно подвергается мазут или другие тяжелые нефтяные
остатки после прямой перегонки. При высокой температуре и больших
давлениях крекинга длинноцепочные молекулы исходного сырья рвутся и
образуются более легкие углеводороды, формирующие бензиновую фракцию.
Продукты крекинга разделяются в ректификационной колонне на газообразные
углеводороды, крекинг-бензин, крекинг-керосин.
Каталитический крекинг - процесс разложения высокомолекулярных
углеводородов при температурах 450-500° С и давлении 0,2 МПа в
присутствии катализаторов, т.е. веществ, ускоряющих реакцию крекинга и
позволяющих проводить ее при более низких давлениях (по сравнению с
термическим крекингом). В качестве катализаторов применяют обычно
алюмосиликатные соединения в виде пористых гранул или кристаллические
алюмосиликаты (цеолиты) с добавлением редкоземельных металлов. Основной
частью таких катализаторов является окись алюминия (от 10 до 49 %) и
окись кремния (от 50 до 85 %).
Разновидностью каталитического крекинга является гидрокрекинг,
осуществляемый в присутствии не только катализаторов, но и в среде
водорода при давлении 3-5 МПа и температуре от 260 до 450° С. При
каталитическом крекинге 40-50 % исходного сырья превращается в бензин и
другие легкие фракции. В качестве сырья при крекинге применяют не только
мазут, но и другие более легкие фракции. Так, при гидрокрекинге бензина
получают сжиженные газы (бутан, пропан). Гидрокрекинг также позволяет
удалять серу из остаточных продуктов переработки сернистой нефти и
получать при этом моторные топлива. Остаточным продуктом термического
крекинга является кокс. При каталитическом крекинге бензина получается
больше, чем при термическом.
Риформинг - это разновидность каталитического крекинга с применением
катализаторов из окиси молибдена или платины при температуре около 500°
С и давлении 2-4 МПа. Риформингу подвергают обычно низкооктановый бензин
прямой гонки (с октановым числом 60-70) и получают в результате
высокооктановый бензин. Октановое число - это условный показатель,
характеризующий антидетонационные свойства бензина, т.е. способность
бензина сгорать в камере сгорания двигателя без взрыва. Чем выше
октановое число, тем выше антидетонационные свойства бензина, что очень
важно для современных автомобильных двигателей с рысокой степенью сжатия
бензиновых паров в камере сгорания. При риформинге можно также получать
ароматические углеводороды - бензол и толуол. Общая схема установки
риформинга аналогична установке каталитического крекинга: имеется печь
для подогрева сырья, реактор (т.е. колонна), где производится реакция
каталитического риформинга, ректификационная колонна для разделения
продуктов риформинга.
Пиролиз - процесс получения ароматических углеводородов, а также этилена
из керосиновой или других фракций перегонки нефти или термического
крекинга. Пиролиз ведется при температурах 650- 700° С и атмосферном
давлении. Исходное сырье нагревают в специальных печах, а получающиеся
при этом пары быстро охлаждают и направляют в ректификационную колонну.
Из верхней части колонны получают газ пиролиза, из средней -
ароматические углеводороды, а в нижней части колонны остается смоляной
остаток.
