Destylacja ropy naftowej. Destylacja frakcyjna

Olej jest minerałem o konsystencji oleistej cieczy. Ten materiał palny jest głównie czarny, ale zależy to od obszaru jego produkcji. Biorąc pod uwagę olej z chemicznego punktu widzenia, można powiedzieć, że ta substancja jest złożoną mieszaniną węglowodorów, która zawiera również takie zanieczyszczenia związków jak siarka, azot itp. Zapach płynu zależy od zawartości związków siarki i aromatycznych węglowodorów w jego składzie. Olej był wykorzystywany do różnych celów, ale dopiero w ubiegłym wieku zaczęto stosować bezpośrednią destylację ropy, która stała się głównym surowcem do produkcji paliwa i różnych związków organicznych.

Skład oleju

Karl Shorlemmer, słynny niemiecki chemik, zaczął po raz pierwszy badać ropę w XIX wieku. W trakcie swoich badań odkrył najprostsze węglowodory: butan (C4H10), heksan (C6H14) i pentan (C5H12). Jakiś czas później rosyjski naukowiec V.V. Markovnikov w procesie badań odkrył w oleju wystarczającą ilość cyklicznych nasyconych węglowodorów - cyklopentanu (C5H10) i cykloheksanu (C6H12).

Dziś ustalono, że odpowiednio produkty naftowe i olejowe składają się z ponad tysiąca różnych substancji, ale niektóre z nich są prezentowane w małych ilościach. Warto zauważyć, że ta substancja zawiera alicykliczny, nasycony, nienasycony i aromatyczne węglowodory o zróżnicowanej strukturze. Kompozycja oleju może również zawierać związki azotu, siarki i związki zawierające tlen (fenole i kwasy).

Destylacja olejów

Obecnie technologia rafinacja oleju obejmuje takie procesy: pojedynczą destylację ropy naftowej i ratyfikację mieszanin. Często stosuje się do tego nazwy zwyczajowe.

W procesie oddzielania oleju przez destylację i ratyfikację otrzymuje się frakcje i destylaty. Wrzącą w określonych temperaturach i są dość złożonymi mieszaninami. Jednocześnie, oddzielne frakcje oleju w niektórych przypadkach składają się z niewielkiej ilości składników, które różnią się znacząco temperaturą wrzenia. Z tego powodu mieszaniny można klasyfikować jako dyskretne, ciągłe i dyskretne - ciągłe.

Produkty ropopochodne

Produkty rafinowane to parafina, wazelina, cerezyna, różne oleje i inne substancje o wyraźnych właściwościach hydrofobowych. Dzięki tej funkcji są one wykorzystywane do wytwarzania środków czyszczących i kremów.

Tak zwana pierwotna destylacja ropy wynika z naturalnego ciśnienia wody gruntowej, która znajduje się pod zbiornikiem oleju. Pod ciśnieniem, olej zostanie podniesiony na powierzchnię z głębin. Możesz przyspieszyć procedurę za pomocą pomp. Ta procedura pozwala na ekstrakcję około 25-30% oleju. W przypadku produkcji wtórnej woda jest pompowana głównie do zbiornika oleju lub jest wtryskiwana dwutlenek węgla. W wyniku tych działań około 35% substancji może zostać wypchniętych na powierzchnię.

W procesie pierwotnej destylacji ropy naftowej i wtórnej obróbki termicznej uwalniane są produkty destylacji ropy naftowej, które zawierają siarkowodór. W dużej mierze zależy to od warunków wstępnego oddzielenia ropy naftowej, a także eksploatowanych złóż. Zawartość w składzie siarkowodoru oleju jest ważnym wskaźnikiem, który określa wiele czynników.

Metody rafinacji ropy naftowej. Destylacja frakcyjna

Główną metodą przetwarzania jest destylacja frakcyjna oleju. Procedura ta polega na rozdzielaniu substancji na frakcje, które różnią się składem. Destylacja opiera się na różnicach w temperaturze wrzenia składników oleju.

Frakcja jest częścią chemiczną substancji o takich samych właściwościach fizykochemicznych, która jest uwalniana podczas procesu destylacji.

Destylacja bezpośrednia to fizyczna metoda rafinacji oleju za pomocą atmosferycznego systemu próżniowego.

Zasada działania jednostki podciśnienia atmosferycznego

Olej jest podgrzewany w temperaturze 350 ° C w specjalnym piecu rurowym. W wyniku tej procedury powstaje mieszanina ciekłych pozostałości i par substancji, która wchodzi do kolumny destylacyjnej z wymiennikami ciepła.

Ponadto obserwuje się schemat destylacji oleju, który umożliwia rozdział pary olejowej na frakcje w kolumnie destylacyjnej, które stanowią różne produkty naftowe. W tym samym czasie ich temperatura wrzenia różni się o kilka stopni.

Ciężkie frakcje substancji wchodzą do urządzenia w fazie ciekłej. Są one oddzielone od pary w dolnej części i w postaci oleju opałowego są usuwane z niego.

Następujące metody stosuje się do destylacji oleju w celu wytworzenia paliwa, w zależności od składu chemicznego oleju. W pierwszym przypadku benzyny lotnicze są pobierane w zakresie temperatur wrzenia od 40 do 150 ° C, a także nafty do produkcji paliwa lotniczego - od 150 do 300 ° C. W drugim przypadku benzyny samochodowe produkowane są w temperaturze wrzenia od 40 do 200 ° C, a paliwa do silników wysokoprężnych - od 200 do 350 ° C.

Olej opałowy, który pozostaje po destylacji frakcji paliwa, służy do tworzenia benzyny i olejów do krakingu. Węglowodory o temperaturze wrzenia poniżej 40 ° C są wykorzystywane jako surowce do produkcji niektórych syntetycznych produktów, dodatków do niektórych benzyn, a także jako paliwo do samochodów.

Tak więc, destylacja próżniowa oleju umożliwia wytwarzanie takich destylatów: benzyny, nafty, oleju napędowego, ligroiny i oleju napędowego. Średnia wydajność frakcji benzynowych zależy od charakterystyki wydobytej substancji i waha się od 15 do 20%. Udział pozostałego paliwa wynosi do 30%. Benzyna ma wyższą gęstość niż benzyna i jest używana do produkcji benzyny o wysokiej liczbie oktanowej, a także oleju napędowego do samochodów. Olej gazowy jest półproduktem między olejami smarowymi i nafty. Powstaje w wyniku bezpośredniej destylacji oleju, po czym jest wykorzystywany jako surowiec do krakingu katalitycznego i paliwa do silników Diesla.

Produkty otrzymywane z bezpośredniej destylacji są wysoce stabilne chemicznie z uwagi na brak w ich składzie węglowodorów nienasyconych.

Pękanie

Zwiększenie wydajności frakcji benzynowych jest możliwe dzięki zastosowaniu procesów krakingu do rafinacji ropy naftowej. Pękanie jest procesem destylacji ropy naftowej i produktów ropopochodnych, która polega na rozszczepianiu cząsteczek złożonych węglowodorów pod wpływem wysokich ciśnień i temperatur. W 1875 r. Po raz pierwszy zaproponowano pękanie A.A. Lato, rosyjscy naukowcy, po czym został opracowany w 1891 roku przez VG Shukhov. Mimo to pierwszy zakład przemysłowy, który dostarczył bezpośrednią destylację, został zbudowany w Stanach Zjednoczonych.

Pękanie dzieli się na następujące typy: termiczne, katalityczne, hydrokrakingowe i reforming katalityczny. Kraking termiczny służy do produkcji benzyny, nafty i oleju napędowego. Na przykład w temperaturze do 500 ° C i przy ciśnieniu 5 MPa cetan węglowodorowy w składzie oleju napędowego i nafty rozkłada się na substancje będące częścią benzyny.

Kraking termiczny

Benzyna wytwarzana przez kraking termiczny ma niską liczbę oktanową i wysoką zawartość nienasyconych węglowodorów. Z tego możemy wywnioskować, że benzyna ma słabą stabilność chemiczną. Dlatego będzie on stosowany tylko jako składnik do tworzenia komercyjnej benzyny.

Do tej pory jednostki termicznego krakingu nie są budowane. Wynika to z faktu, że z ich pomocą produkty destylacji oleju, które otrzymują, są utleniane w warunkach przechowywania. Tworzą się w nich żywice, dlatego do substancji wprowadza się specjalne dodatki w celu zmniejszenia stopnia sklarowania.

Kraking katalityczny

Krakowanie katalityczne jest procesem destylacji ropy naftowej w celu wytworzenia benzyny, która opiera się na rozkładzie węglowodorów i zmianach ich struktury, co jest spowodowane katalizatorem i wysokimi temperaturami. Po raz pierwszy pękanie katalityczne przeprowadzono w 1919 r. W Rosji w fabryce.

W krakingu katalitycznym jako surowiec stosuje się frakcje oleju napędowego i oleju napędowego, które powstają w przypadku bezpośredniej destylacji ropy naftowej. Ogrzewa się je do temperatury około 500 ° C pod ciśnieniem 0,15 MPa stosując katalizator tlenek glinu i krzemionkę. Pozwala przyspieszyć proces rozdzielania cząsteczek surowców i przekształca produkty rozkładu w węglowodory aromatyczne. Bezpośrednia destylacja pozwala benzynie mieć więcej liczba oktanowa zamiast pękania termicznego. Produkty krakingu katalitycznego są obowiązkowymi składnikami paliwa klasy A-72 i A-76.

Hydrokraking

Hydrocracking jest procedurą rafinacji, która ma zastosowanie do ropy naftowej i produktów ropopochodnych. Polega na pękaniu i uwodornianiu surowców. Przeprowadza się go w warunkach temperatury około 400 ° C i ciśnienia wodoru do 20 MPa. Stosuje się specjalne katalizatory molibdenowe. W tym przypadku liczba oktanowa frakcji benzynowych będzie jeszcze większa. Proces ten jest również w stanie zwiększyć wydajność lekkich produktów naftowych, takich jak benzyna i olej napędowy, benzyna.

Katalityczne reformowanie

Surowcami do reformingu katalitycznego są frakcje benzyny otrzymane w temperaturze nieprzekraczającej 180 ° C w procesie wstępnej destylacji ropy naftowej. Ta procedura jest przeprowadzana w warunkach gazu zawierającego wodę. Temperatura wynosi około 500 ° C, a ciśnienie 4 MPa. Stosuje się także katalizator platynowy lub molibdenowy.

Hydroformowanie nazywa się reformowaniem za pomocą katalizatora molibdenowego, a platformowanie to procedura wykorzystująca katalizator platynowy. Prostszą i bezpieczniejszą metodą jest platformowanie, więc jest ono używane znacznie częściej. Aby uzyskać wysokooktanowy składnik benzyny silnikowej, stosuje się reforming katalityczny.

Pierwsze oleje smarujące

W 1876, V.I. Rogozin zbudował pierwszą na świecie fabrykę do produkcji oleju opałowego i olejów w pobliżu Niżnego Nowogrodu. Biorąc pod uwagę metodę produkcji, oleje można oddzielać oleje resztkowe i destylowane. W pierwszym przypadku olej opałowy ogrzewa się do temperatury około 400 ° C w kolumnie próżniowej. Tylko 50% olejów destylacyjnych opuszcza olej opałowy, a pozostała część składa się ze smoły.

Oleje resztkowe są uszlachetnionymi smołami. Do ich formowania, półstała lub olej opałowy jest uzupełniany skroplonym propanem, w niskich temperaturach około 50 ° C. Destylacja bezpośrednia pozwala na transmisję i oleje lotnicze. Smary, które będą otrzymywane z oleju opałowego, zawierają węglowodory. Oprócz nich są związki siarki, kwasy naftenowe, a także substancje smolisto-asfaltowe, więc należy je oczyścić.

Rafinacja ropy naftowej w Rosji

Przemysł rafinacji ropy to przemysł Rosyjski przemysł naftowy. Obecnie w kraju działa ponad trzydzieści dużych przedsiębiorstw rafinacji ropy naftowej. Wytwarzają duże ilości benzyny silnikowej, oleju napędowego i oleju opałowego. Przeważająca liczba przedsiębiorstw rozpoczęła swoje istnienie w ciągu ostatnich dwóch dekad. Jednak niektóre z nich zajmują wiodącą pozycję na rynku.

W większości przypadków używa się frakcjonowanej destylacji oleju, co ma największe znaczenie w nowoczesnych warunkach. Przedsiębiorstwa produkują produkty wysokiej jakości, które cieszą się dużym zainteresowaniem nie tylko na rynku krajowym, ale również na rynku globalnym.