- Нафта та продукти її переробки
- Вторинна переробка нафти
- каталітичний крекінг
- Гідрокрекінг і гідроочищення
- Деасфальтизації і екстракція
- коксування
- ізомеризація
- Алкінірованіе
Як відбувається переробка нафти і нафтопродуктів?
При бурінні нафтових і газових свердловин на поверхню витягуються вуглеводні, які в даний час є найважливішими світовими енергоносіями. Нафтове родовище являє собою промисел, розташований в нафтоносної провінції.
Нафтовидобуток і нафтопереробка, а також видобуток природного газу, є найважливішими сучасними галузями світової промисловості. Продукти з нафти і газу, одержувані сучасною промисловістю - це палива різних видів, гас, масла, мазути, бітуми, парафіни, а також різні розчинники, мастила, сажа, сировина для хімічної промисловості та інші продукти нафтопереробки. Нафта і продукти, одержувані з цієї корисної копалини, є основними джерелами енергії в даний час.
Переробка нафтопродуктів є дуже складний процес. З 2016-му році обсяги світового видобутку цієї корисної копалини були величезні, і модернізація технологічних процесів його переробки актуальна, як ніколи. Після доставки на підприємства нафтопереробки, нафту, перед тим, як з неї отримають готові до використання продукти, проходить кілька етапів, а саме:
- підготовка до первинної переробки;
- первинна переробка нафти, в результаті якої отримують продукти перегонки нафти;
- вторинна переробка нафти і газу (продукт перегонки нафти покращує свої якості);
- очищення отриманих нафтопродуктів.
Отримання нафти і нафтопродуктів може здійснюватися самими різними методами. Далі ми розглянемо, як готують промислову нафту і способи її переробки.
Продукція нафтових свердловин, що видобувається при бурінні, містить масу домішок, до яких відносяться вода, солі, глина, частинки грунту пісок і ПНГ (попутний нафтовий газ). Чим довше експлуатується родовище, тим більше обводняется нафтової пласт, що збільшує вміст в видобувається сировина води та інших домішок. Все це ускладнює транспортування цих рідин по нафтопроводах і призводить до утворення в теплообмінниках і інших ємностях нафтових відкладень, що, в свою чергу, ускладнює нафтопереробку.
Промислова нафту відрізняється від промислової. Промислова продукція містить багато небажаних домішок, і щоб уникнути вищезгаданих складнощів, сировину піддають процесу комплексної переробки нафти і газу (очищення), на першому етапі - механічної, а після цього - тонкої. Крім того, на етапі підготовки промислова продукція поділяється в сепараторах на нафту і газ.
Велика кількість води і механічних домішок видаляється шляхом відстоювання на холоді в герметичних резервуарах. Щоб підвищити ефективність подальшої переробки, сиру нафту після цього за допомогою додаткової обробки зневоднюють і обессолівают на спеціальних електрообессолівающіх установок.
У багатьох випадках з нафти і води утворюються важко розчинні емульсії, які бувають двох видів:
- гидрофильная (нафта у воді);
- гидрофобная (вода в нафти).
Щоб зруйнувати такі емульсії, застосовують такі методи:
№ Корисна інформація 1 механічний 2 електричний 3 хімічно
До механічних способів відносяться відстоювання і центрифугування.
Оскільки нафта і вода мають різними показниками щільності, відстоювання під тиском від 8-ми до 15-ти атмосфер з нагріванням до 120-ти - 160-ти градусів легко розділяє нафту і воду протягом 2-3 годин. Випаровування води при цьому не допускається.
Емульсії також поділяють за допомогою відцентрових сил в спеціальних центрифугах, які обертаються зі швидкістю 3500-50000 об / хв.
Електричний метод передбачає використання електродегідратора, в якому електричне вплив об'єднує водяні частинки, внаслідок чого вони швидше відокремлюються від нафти.
Суть хімічного методу полягає в руйнуванні емульсії за допомогою застосування поверхнево-активних речовин, які називаються деемульгатора. Деемульгатори розчиняють адсорбционную плівку шляхом утворення емульсії протилежного типу. Такі методики, як правило, застосовуються в комплексі з електричними способами.
Дуже важливим аспектом цих процесів є якісна утилізація відходів, що утворюються, які здатні завдати колосальної шкоди екологічному стану навколишнього середовища, а, отже, і людині.
Нафта та продукти її переробки
Первинна переробка нафти
Сира нафта являє собою суміш різних вуглеводів (з різними молекулярними вагами і температурами кипіння) і сірчистих, кисневих і азотистих органічних сполук. Мета первинної нафтопереробки - розділити минулий попередню підготовку нафту і гази на окремі вуглеводневі фракції. Така перегонка дозволяє отримати цілий спектр нафтопродуктів і напівфабрикатів. Продукт перегонки нафти називається прямогонним.
Цей процес заснований на різниці температур кипіння різних груп вуглеводнів. В результаті сира нафта розділяється на різні світлі і темні фракції, які є прямогонного нафтопродуктами.
При первинній нафтопереробка використовують:
- одноразове випаровування;
- багаторазове випаровування;
- поступове випаровування.
У першому випадку сировину нагрівають до заданої температури, в результаті чого утворюються пари. Коли задана температура досягнута - суміш рідини і парів потрапляє в випарник, в якому рідина і пар поділяються.
Багаторазове випаровування - це низка одноразових випарів, з поступовим підвищенням температури нагріву. Суть поступового випаровування - незначне редагування стану сировини, що переробляється в процесі кожного одноразового випаровування.
Основне обладнання, за допомогою якого отримують продукт перегонки нафти при первинній переробці - це ректифікаційні колони, трубчасті печі і теплообмінники.
Така перегонка не дозволяє виділити з отриманих фракцій окремих високочистих вуглеводнів, які використовуються в якості сировини для отримання ксилолу, толуолу, бензолу і так далі. Чисті вуглеводні отримують шляхом введення в перегінні установки додаткових речовин, які збільшують різниці показників летючості поділюваних компонентів.
Продукт перегонки нафти, отриманий в результаті первинної переробки, як правило, не використовується в якості готового. Мета цього етапу - визначити основні характеристики і властивості конкретної нафти, на підставі яких вибирається вид процесу подальшої переробки, яка на виході і дає кінцевий продукт перегонки нафти.
Основними продуктами первинної переробки нафти є:
- газ (бутан, пропан);
- бензинові фракції;
- гасовий дистилят;
- дизельне паливо або газойль;
- мастила;
- залишок (мазут).
Вторинна переробка нафти
Як було сказано вище, фізико-хімічні характеристики нафти, а також потреба в конкретному кінцевому нафтопродукт, визначають спосіб подальшої переробки сучасними методами. Вторинна нафтопереробка - це термічне і каталітична дія на прямогонний продукт переробки нафти, яке змінює природу містяться в ньому вуглеводнів.
Основні способи переробки нафти на цій стадії діляться на:
- паливні;
- паливно-масляні;
- нафтохімічні.
Паливні методики, за допомогою яких переробляють продукти прямої перегонки, використовують для отримання автомобільних бензинів високої якості, дизельних палив (зимового і льотного типу), а також реактивних і котельних палив. Мета паливного методу - отримати з важких фракцій моторне паливо того чи іншого виду.
Основні методи переробки нафти на цьому етапі такі:
- термічний крекінг (без застосування каталізаторів);
- каталітичний крекінг (з використанням каталізаторів);
- гідрокрекінг;
- каталітичний риформінг;
- термічний риформінг;
- гідроочищення і так далі.
Паливно-масляна переробка дозволяє отримувати палива, мастила і асфальтові фракції. До неї відносяться Деасфальтизації і екстракція.
Найбільше число різноманітних готових нафтопродуктів дає нафтохімічна переробка.
Основними продуктами вторинної переробки нафти є:
- палива;
- масла;
- синтетичний каучук;
- азотні добрива;
- різні види пластмас;
- миючі засоби;
- синтетичні волокна;
- жирні кислоти;
- ефіри, спирти, ацетон, фенол і так далі.
каталітичний крекінг
Цей процес переробки нафти полягає в використання для прискорення хімічних реакцій каталізатора, але - без зміни суті таких реакцій. Крекінг-процес - це реакція розщеплення, яке відбувається при прогін нагрітого до стану пара сировини через вищезгаданий каталізатор.
Ці процес в основному використовується для отримання високооктанового бензину. Така промислова переробка нафти діє тільки на парафінові фракції, які киплять в температурному діапазоні від 95-ти до 205-ти градусів Цельсія.
Риформинг буває термічним і каталітичним.
У першому випадку фракції, отримані в результаті первинної нафтопереробки, піддають впливу високих температур без застосування каталізатора.
Каталітичний риформінг має на увазі вплив на сировину як високими температурами, так і каталізаторами.
Гідрокрекінг і гідроочищення
Дані методи застосовують для отримання бензинових фракцій, дизельного і реактивного палива, а також зріджених газів і мастил. Їх принцип - вплив воднем на фракції з високою температурою кипіння із застосуванням каталізатора. Процес гідрокрекінгу фракції також піддаються гідроочистки, суть якої - видалення сірки та інших домішок.
Установки гідроочищення, як правило, поєднуються з установками, в яких проходить каталітичний риформінг, оскільки внаслідок цього процесу відбувається виділення великої кількості водню. Результатом очищення є підвищення якості нафтопродуктів, внаслідок чого знижується вплив на обладнання корозії.
Деасфальтизації і екстракція
Деасфальтизації дозволяє отримати з нафтового залишку смолисті речовини для виготовлення асфальту. Також цей процес дозволяє отримати бітум, який використовують як сировину в таких процесах, як гідрокрекінг і каталітичний крекінг.
Екстракція - це поділ твердих або рідких нафтових компонентів за допомогою розчинників, після чого проводять депарафінізації, мета якої - зниження температури застигання одержуваних масел. В кінці продукт піддається гідроочистки. За допомогою екстракції отримують дизельне паливо і ароматичні вуглеводні.
коксування
Використовується для отримання газойльових компонентів і коксу з важких нафтових фракцій, із залишків процесу деасфальтизації, а також із залишків бензинового піролізу, каталітичного і термічного крекінгу. Суть процесу коксування - послідовні крекінгові реакції, дегидрирование, циклізація, ароматизація, поліконденсації і ущільнення. В результаті виходить суцільний "коксовий пиріг". Виділяються в ході цього процесу летючі продукти переробки нафти піддаються ректифікації, з метою отримання і стабілізації цільових фракцій.
ізомеризація
Ізомеризація - це перетворення вихідної сировини в його ізомери. Дозволяє отримувати високооктанові види бензинів.
Алкінірованіе
Використовується для отримання з вуглеводневих газів бензинів з високим октановим числом за допомогою введення в них алкинов.
Первинна переробка нафти