Tyhjiööljyn jalostus. Öljynjalostustavat. Öljynjalostusvaihtoehdot

21.04.2020

Öljynjalostus - monivaiheinen raakaöljyn fysikaalisen ja kemiallisen käsittelyn prosessi, jonka tuloksena tuotetaan öljytuotekompleksi. Öljynjalostus suoritetaan tislausmenetelmällä, toisin sanoen öljyn fysikaalisella erottelulla jakeiksi.

Öljynjalostuksessa on primaarisia ja sekundaarisia prosesseja. Ensisijaisia prosesseja ovat öljyn suora (atmosfääri-tyhjiö) tislaus, jonka aikana öljyn hiilivedyt eivät muutu kemiallisesti. Toissijaisten prosessien (krakkaus, reformointi) seurauksena hiilivetyjen rakenne muuttuu kemiallisten reaktioiden aikana.

Ensisijainen öljynjalostus. Suoratislaus eli öljyn erottaminen fraktioiksi perustuu eri molekyylipainoisten hiilivetyjen erilaisiin kiehumispisteisiin ja suoritetaan normaalissa ilmakehän paineessa ja lämpötiloissa aina 350 °C asti.

Öljyn tislaus suoritetaan ilmakehän tai ilmakehän tyhjiölaitteistoissa, jotka koostuvat putkimaisesta uunista, tislauskolonnista, lämmönvaihtimista ja muista laitteista.

Toissijainen öljynjalostus. Suoravirtaiset tuotteet eivät täytä nykyaikaisen teknologian vaatimuksia, joten niitä käsitellään edelleen. Suorakäyttöiset bensiinit sisältävät rikkiyhdisteitä, jotka heikentävät polttoaineiden ympäristötehokkuutta, aiheuttavat moottorin korroosiota ja myrkyttävät katalyyttejä, joten ne joutuvat vetykäsittelyyn.

Vesikäsittely on lämpökatalyyttinen prosessi, joka saa aikaan öljyn orgaanisten rikkiyhdisteiden hydrauksen rikkivedyksi, joka sitten otetaan talteen ja erotetaan. Halkeilu – raskaiden hiilivetyjen pilkkominen lisämäärän saamiseksi bensiiniä ja dieselpolttoaineita. On olemassa seuraavat halkeilutyypit:

- lämpö- valmistettu 500 - 750 °C:ssa ja paineessa 4 - 6 MPa, kun taas bensiinin saanto on 60 - 70 %.

- katalyyttinen- Valmistettu katalyyteillä.

Uudistaminen katalyyttinen - prosessi korkeaoktaanisten bensiinikomponenttien saamiseksi öljyn bensiini- ja teollisuusbensiinifraktioista.

Alkylointi– alkyyliyhdisteiden lisääminen hiilivetymolekyyleihin. Sitä käytetään korkeaoktaanisten bensiinikomponenttien valmistukseen.

Öljyn laadun luokittelu ja indikaattorit.

Öljyllä on useita luokituksia. GOST R:n mukaisesti öljy luokitellaan fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien, valmistusasteen, rikkivetypitoisuuden ja kevyiden merkaptaanien mukaan luokkiin, tyyppeihin, ryhmiin, tyyppeihin. Samalla öljyn luokittelun merkit ovat indikaattoreita, joiden mukaan öljy hyväksytään laadullisesti.

AT riippuen rikin massaosuudestaöljy on jaettu luokkiin 1-4:

1 luokka - alhainen rikkipitoisuus;

luokka 2 - rikkipitoinen;

Luokka 3 - korkea rikkipitoisuus;

Luokka 4 - erityisen korkea rikkipitoisuus.

Tekijä: tiheys ja vientiin toimitettaessa - lisäksi fraktioiden saannon ja parafiinin massaosuuden mukaanÖljy on jaettu viiteen tyyppiin:

0 tyyppi - lisävalo;

Tyyppi 1 - kevyt;

tyyppi 2 - keskikokoinen;

3 tyyppi - raskas;

Tyyppi 4 - bitumi.

Valmistusasteen mukaanÖljy jaetaan ryhmiin 1 - 3 sellaisten indikaattoreiden mukaan kuin vesipitoisuus, kloridisuolojen pitoisuus, tyydyttyneen höyryn paine, mekaanisten epäpuhtauksien massaosuus.

Rikkivedyn ja kevyiden merkaptaanien massaosuuden mukaanöljy on jaettu 2 tyyppiin.

Öljyn tavanomainen nimitys koostuu neljästä numerosta, jotka vastaavat öljyluokkaa, tyyppiä, ryhmää ja öljytyyppiä. Kun öljy toimitetaan vientiin, tyyppimerkintään lisätään indeksi "e".

Tekninen luokitusöljy on toiminut Venäjällä vuodesta 1967 ja määrää sen käytön tiettyjen öljytuotteiden raaka-aineena. Teknologisen luokituksen mukaan öljy jaetaan:

Luokat (1 - 3) - rikkipitoisuuden mukaan;

Tyypit (T1 - T3) - kevyiden fraktioiden tehon mukaan, tislattu 350 ° С asti;

Ryhmät (M1 - M4) - perusöljyjen mahdollisen pitoisuuden mukaan;

Alaryhmät (I1 - I2) - perusöljyjen viskositeettiindeksin mukaan;

Tyypit (P1 - P2) öljyn parafiinipitoisuuden mukaan.

Kemiallinen luokitus jakaa eri kenttien öljyt niiden hiilivetykoostumuksen mukaan kuuteen ryhmään:

Parafiini

Nafteeninen

aromaattinen

Parafiini-nafteeninen

Parafiini-nafteeni-aromaattinen

Nafteeni-aromaattinen

Öljytuotteet. Moottoribensiinin tyypit ja ominaisuudet

Öljynjalostusteollisuuden valikoimaan kuuluu yli 500 tyyppiä kaasumaisia, nestemäisiä ja kiinteitä öljytuotteita käyttötarkoituksensa mukaan. Öljytuotteet luokitellaan käyttötarkoituksensa mukaan seuraaviin ryhmiin: polttoaineet, öljyöljyt, parafiinit ja seresiinit, aromaattiset hiilivedyt, maaöljybitumi, maaöljykoksi ja muut öljytuotteet.

polttoainetta - palavat aineet lämpöenergian saamiseksi niitä polttamalla. Polttoaineen käytännön arvo määräytyy sen täydellisen palamisen aikana vapautuvan lämmön perusteella.

Moottoribensiinit.

Moottoribensiinit on tarkoitettu pakkosytytyksellä varustettuihin mäntälentokoneiden ja autojen polttomoottoreihin.

Nykyaikaisten auto- ja lentobensiinien on täytettävä seuraavat vaatimukset:

Heillä on hyvä haihtuvuus, jonka avulla voit saada homogeenisen ilma-polttoaineseoksen missä tahansa lämpötilassa;

Niillä on hiilivetyryhmäkoostumus, joka varmistaa vakaan, räjähdysvapaan palamisprosessin kaikissa moottorin toimintatiloissa; älä muuta sen koostumusta ja ominaisuuksia pitkäaikaisen varastoinnin aikana;

Ei saa vaikuttaa haitallisesti polttoainejärjestelmän osiin ja ympäristöön.

Autojen bensiinit käytetään bensiinikäyttöisissä polttomoottoreissa. Tärkeimmät bensiinin laadun indikaattorit ovat fraktiokoostumus ja oktaaniluku. Murto-osainen koostumus jolle on tunnusomaista alkuperäinen kiehumispiste, haihtumislämpötilat. Oktaaniluku on bensiinin laadun pääindikaattori, joka kuvaa sen räjähdyskestävyyttä. Räjähdys - polttoaineseoksen palaminen moottorin sylinterissä. Jos bensiinin merkki sisältää kirjainindeksin "I", tämä tarkoittaa, että tämän bensiinin oktaaniluku määritetään tutkimusmenetelmällä; jos vain kirjain "A" - moottori.

Lentokonebensiini. Lentobensiinit on suunniteltu käytettäväksi mäntälentokoneiden moottoreissa.

lentopolttoaineet Suunniteltu käytettäväksi nykyaikaisissa suihkukoneissa.

Diesel polttoaine suunniteltu maa- ja laivalaitteiden nopeille diesel- ja kaasuturbiinimoottoreille

Jalostusprosessit

Raakaöljyä tuotettiin ensimmäisen kerran merkittäviä määriä vuonna 1880, ja sen jälkeen sen tuotanto on kasvanut eksponentiaalisesti. Raakaöljy on sekoitus kemikaaleja, jotka sisältävät satoja komponentteja. Suurin osa öljystä on hiilivetyjä - alkaaneja, sykloalkaaneja, areeneja. Alkaanien (tyydyttyneiden hiilivetyjen) pitoisuus öljyissä voi olla 50-70 %. Sykloalkaanit voivat muodostaa 30-60 % raakaöljyn kokonaiskoostumuksesta, joista suurin osa on monosyklisiä. Yleisimmin löydettyjä ovat syklopentaani ja sykloheksaani. Tyydyttymättömiä hiilivetyjä (alkeeneja) ei yleensä ole öljyssä. Areenit (aromaattiset hiilivedyt) muodostavat pienemmän osan kokonaiskoostumuksesta kuin alkaanit ja sykloalkaanit. Alhaalla kiehuvissa öljyjakeissa vallitsee yksinkertaisin aromaattinen hiilivety, bentseeni ja sen johdannaiset.

Öljyn orgaaninen osa sisältää hiilivetyjen lisäksi hartsi- ja asfalttiaineita, jotka ovat suurimolekyylisiä hiilen, vedyn, rikin ja hapen yhdisteitä, rikkiyhdisteitä, nafteenihappoja, fenoleja, typpiyhdisteitä, kuten pyridiiniä, kinoliinia, erilaisia amiineja, jne. Kaikki nämä aineet ovat ei-toivottuja öljyn epäpuhtauksia. Niiden puhdistaminen vaatii erityisten asennusten rakentamista. Laitteiden korroosiota aiheuttavat rikkiyhdisteet ovat haitallisimpia sekä öljynjalostuksessa että öljytuotteiden käytössä. Öljyn mineraaliepäpuhtauksia ovat vesi, jota esiintyy pääsääntöisesti kahdessa muodossa - helposti erottuvana öljystä laskeutumisen aikana ja pysyvien emulsioiden muodossa. Vesi sisältää siihen liuenneita mineraalisuoloja - NaCI, CaCl 2, MgCl jne. Tuhkan osuus prosentin sadasosista ja tuhannesosista öljyssä. Lisäksi öljyssä on mekaanisia epäpuhtauksia - kiinteitä hiekan ja saven hiukkasia.

Tärkeimmät öljytuotteet

Prosessointiprosessissa olevasta öljystä polttoaineet (nestemäiset ja kaasumaiset), voiteluöljyt ja -rasvat, liuottimet, yksittäiset hiilivedyt - eteeni, propeeni, metaani, asetyleeni, bentseeni, tolueeni, ksyleeni jne., kiinteät ja puolikiinteät hiilivetyjen seokset (parafiini, vaseliini, ceresiini), maaöljybitumi ja -piki, noki (noki) jne.

Nestemäinen polttoaine jaettu moottoriin ja kattilaan. Moottoripolttoaine puolestaan jaetaan kaasuttimeen, suihkukoneeseen ja dieseliin. Kaasuttimen polttoaineeseen kuuluvat lento- ja autobensiinit sekä traktoripolttoaineet - teollisuusbensiinit ja kerosiinit. Lentokonemoottorien polttoaineena on koostumukseltaan erilaisia kerosiinifraktioita tai niiden seos bensiinijakeiden kanssa (suihkupolttoaineet). Dieselpolttoaine sisältää kaasuöljyjä, aurinkofraktioita, joita käytetään puristussytytteisissä mäntäpolttomoottoreissa. Kattilapolttoainetta poltetaan dieselvetureiden, höyrylaivojen, lämpövoimaloiden uuneissa, teollisuusuuneissa ja se jaetaan lämmitysöljyyn, avouunien MP-polttoaineeseen.

Vastaanottaja kaasumaista polttoainetta sisältää kotitalouspalveluihin käytettävät nesteytetyt hiilivetypolttokaasut. Nämä ovat propaanin ja butaanin seoksia eri suhteissa.

Voiteluöljyt, tarkoitettu nestevoiteluun erilaisissa koneissa ja mekanismeissa, sovelluksesta riippuen ne jaetaan teollisuus-, turbiini-, kompressori-, voimansiirto-, eristys-, moottori-. Erikoisöljyjä ei ole tarkoitettu voiteluun, vaan käytettäväksi työnesteinä jarruseoksissa, hydraulilaitteissa, höyrysuihkupumpuissa sekä muuntajissa, kondensaattoreissa, öljytäytteisissä sähkökaapeleissa sähköä eristävänä väliaineena. Näiden öljyjen nimet kuvastavat niiden käyttöaluetta, esimerkiksi muuntaja, kondensaattori jne.

Rasvat ovat saippuoilla, kiinteillä hiilivedyillä ja muilla sakeuttamisaineilla sakeutettuja maaöljyjä. Kaikki voiteluaineet on jaettu kahteen luokkaan: yleis- ja erikoisvoiteluaineet. Voiteluaineita on hyvin erilaisia, tuotteita on yli sata.

yksittäisiä hiilivetyjä, öljyn ja öljykaasujen käsittelyn tuloksena saatuja raaka-aineita käytetään polymeerien ja orgaanisten synteesituotteiden valmistuksessa. Näistä tärkeimmät ovat rajoittavat - metaani, etaani, propaani, butaani jne.; tyydyttymätön - eteeni, propeeni; aromaattinen - bentseeni, tolueeni, ksyleenit. Listattujen yksittäisten hiilivetyjen lisäksi öljynjalostustuotteet ovat tyydyttyneitä hiilivetyjä, joilla on suuri molekyylipaino (C 16 ja enemmän) - parafiineja, seresiinejä, joita käytetään hajuvesiteollisuudessa ja rasvojen sakeuttamisaineina.

Öljybitumi, Raskasöljyjäännöksistä hapettumalla saatuja niitä käytetään teiden rakentamiseen, kattomateriaaleihin, asfalttilakkojen ja painomusteiden valmistukseen jne.

Yksi öljynjalostuksen päätuotteista on moottorin polttoaine , joka sisältää lento- ja moottoribensiinit. Tärkeä bensiinin ominaisuus, joka kuvaa sen kykyä kestää esisytytystä palotilassa, on räjähdyskestävyys. Moottorin nakuttaminen tarkoittaa yleensä sitä, että räjähdysvaarallinen sytytys on tapahtunut ja energiaa on mennyt hukkaan.

Vuonna 1927 käyttöön otetun empiirisen asteikon mukaan erittäin helposti räjähtävän n-heptaanin oktaaniluku on nolla, ja isooktaanin, jolla on suuri iso-oktaani, se on 100. Jos esim. Testattu bensiini nakutuskestävyyden suhteen osoittautui testeissä vastaavaksi 80 % isooktaanin ja 20 % n-heptaanin seosta, jolloin sen oktaaniluku on 80. Asteikon käyttöönoton jälkeen on löydetty standardeja, jotka ovat parempia isooktaanin räjähdyskestävyys, ja nyt oktaaniluku on laajennettu 120:een.

Erilaisten hiilivetyjen oktaaniluvun määritys osoitti, että alkaanisarjassa oktaaniluku kasvaa niiden haarautuessa ja pienenee hiilivetyketjun pituuden kasvaessa. Alkeenien oktaaniluku on suurempi kuin vastaavien alkaanien ja kasvaa kaksoissidoksen siirtyessä kohti molekyylien keskustaa. Sykloalkaaneilla on korkeampi oktaaniluku kuin alkaaneilla. Aromaattisilla hiilivedyillä on korkeimmat oktaaniluvut; joten esimerkiksi n-propyylibentseenin oktaaniluku on 105, etyylibentseenin - 104, tolueenin - 107.

Öljyn suoratislausprosessissa saatu bensiini koostuu pääasiassa alkaaneista, joiden oktaaniluku on 50-70. Oktaaniluvun lisäämiseksi suoritetaan prosessointi, jonka seurauksena bensiinin hiilivedyt isomeroituvat muodostaen suotuisampia rakenteita, ja käytetään nakutuksenestoaineita - aineita, joita lisätään bensiineihin enintään 0,5 prosentin määrässä merkittävästi. lisäävät niiden nakutuskestävyyttä.

Ensimmäistä kertaa nakutuksenestoaineena alettiin käyttää tetraetyylilyijyä (TES) Pb(C 2 H 5) 4, jonka teollinen tuotanto aloitettiin vuonna 1923. Myös muita lyijyalkyylejä, esimerkiksi tetrametyylilyijyä, käytetään. Uusia lisäaineita ovat siirtymämetallikarbonyylit. Nakkumisenestoaineita, erityisesti TES:ää, käytetään seoksena etyylibromidin, dibromietaanin, dikloorietaanin, monokloorinaftaleenin (etyylinesteen) kanssa. Bensiinejä, joihin on lisätty etyylinestettä, kutsutaan lyijyksi. Etyylineste on erittäin myrkyllistä, ja sen ja lyijypitoisten bensiinien käsittelyssä on noudatettava erityisiä varotoimia.

Ensisijainen öljynjalostus

Öljyn valmistelu käsittelyä varten. Raakaöljy sisältää liuenneita kaasuja ns ohimennen, vesi, mineraalisuolat, erilaiset mekaaniset epäpuhtaudet. Öljyn valmistelu käsittelyä varten rajoittuu näiden sulkeumien erottamiseen siitä ja kemiallisesti aktiivisten epäpuhtauksien neutralointiin.

Liitännäiskaasujen erotus öljystä suoritetaan kaasunerottimessa vähentämällä kaasujen liukoisuutta paineen alenemisen vuoksi. Sitten kaasut lähetetään jatkokäsittelyyn kaasu- ja bensiinilaitokselle, jossa niistä uutetaan kaasubensiini, etaani, propaani ja butaani. Kaasujen lopullinen erotus öljystä tapahtuu stabilointilaitoksissa, joissa ne tislataan pois erityisissä tislauskolonneissa.

Erityisessä lämmittimessä kevyet bensiinifraktiot erotetaan öljystä, ja sitten, kun siihen on lisätty emulgointiaine, ne lähetetään laskeutussäiliöihin. Täällä öljy vapautuu hiekasta ja savesta ja dehydratoituu. Emulsioiden rikkomiseen ja veden poistamiseen käytetään erilaisia menetelmiä, mukaan lukien lämpökemiallinen painekäsittely. Parempi menetelmä emulsioiden rikkomiseen on sähkömenetelmä, jossa öljyä johdetaan korkeajännitteiseen vaihtovirtapiiriin (30-45 kV) kytkettyjen elektrodien välillä. Kun öljy kuivataan, myös huomattava osa suoloista poistetaan (suolanpoisto).

Öljyssä olevat kemiallisesti aktiiviset epäpuhtaudet rikin, rikkivedyn, suolojen, happojen muodossa neutraloidaan alkali- tai ammoniakkiliuoksilla. Tätä prosessia, jolla pyritään estämään laitteiden korroosio, kutsutaan ns öljyn alkalointi.

Lisäksi öljyn valmistukseen jalostukseen kuuluu öljyjen lajittelu ja sekoittaminen tasaisemman raaka-aineen saamiseksi.

Öljyn tislaus.Öljyn primääritislaus on ensimmäinen teknologinen öljynjalostusprosessi. Primääriprosessointiyksiköitä on saatavilla jokaiselta jalostamolta.

tislaus tai tislaus Tämä on prosessi, jossa keskenään liukenevien nesteiden seos erotetaan fraktioiksi, jotka eroavat kiehumispisteiltä sekä keskenään että alkuperäisen seoksen kanssa. Nykyaikaisissa laitoksissa öljyn tislaus suoritetaan kertahaihdutuksella. Yhdellä haihdutuksella matalalla kiehuvat jakeet, jotka siirtyvät höyryksi, jäävät laitteeseen ja vähentävät haihtuvien korkealla kiehuvien jakeiden osapainetta, mikä mahdollistaa tislauksen suorittamisen alemmissa lämpötiloissa.

Yhdellä haihduttamisella ja sitä seuraavalla höyryjen kondensaatiolla saadaan kaksi fraktiota: kevyt, joka sisältää enemmän matalalla kiehuvia komponentteja, ja raskas, jossa on pienempi määrä matalalla kiehuvia komponentteja kuin raaka-aineessa, eli tislauksen aikana. , yksi faasi on rikastettu matalalla kiehuvilla komponenteilla ja toinen korkealla kiehuvilla komponenteilla. Samanaikaisesti on mahdotonta saavuttaa vaadittua öljykomponenttien erotusta ja saada lopputuotteita, jotka kiehuvat tietyillä lämpötila-alueilla tislaamalla. Tässä suhteessa öljyhöyryt puhdistetaan yhden haihdutuksen jälkeen.

Öljyn primaaritislausyksiköissä leimahdus ja tislaus yleensä yhdistetään. Öljyn tislaukseen käytetään yksi- ja kaksivaiheisia putkimaisia laitteistoja. Prosessiin tarvittava lämpö saadaan putkiuuneissa.

Jalostamon yleisestä rakenteesta ja jalostukseen toimitetun öljyn ominaisuuksista riippuen tislaus suoritetaan joko ilmakehän putkimaisissa yksiköissä (AT) tai laitoksissa, jotka yhdistävät ilmakehän ja tyhjötislauksen - ilmakehän tyhjiöputkiyksiköt (AVT).

Eri koostumusten tisleitä otetaan kolonnin korkeudelta tiukasti määritellyillä lämpötila-alueilla. Joten 300-350 °C:ssa aurinkoöljy tiivistyy ja poistetaan, 200-300 °C:ssa - kerosiini, 160-200 °C:ssa - teollisuusbensiinifraktio. Kolonnin yläosasta poistetaan bensiinihöyryt, jotka jäähdytetään ja kondensoidaan lämmönvaihtimissa . Osa nestemäisestä bensiinistä syötetään kastelukolonniin . Sen alaosaan kerätään polttoöljyä, joka tislataan edelleen voiteluöljyjen saamiseksi siitä toisessa tislauskolonnissa. , työskentely tyhjiössä, jotta vältetään hiilivetyjen halkeaminen korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta. Tervaa käytetään raaka-aineena lämpökrakkauksessa, koksauksessa, bitumin ja korkeaviskoosisten öljyjen valmistuksessa.

Raakaöljyyhdisteet ovat monimutkaisia aineita, jotka koostuvat viidestä alkuaineesta - C, H, S, O ja N, ja näiden alkuaineiden pitoisuus vaihtelee välillä 82-87 % hiiltä, 11-15 % vetyä, 0,01-6 % rikkiä, 0-2 % happea ja 0,01-3 % typpeä.

Perinteinen kaivoraakaöljy on vihertävänruskea syttyvä öljyinen neste, jolla on pistävä haju. Kentoilla tuotettu öljy sisältää siihen liuenneiden kaasujen lisäksi tietyn määrän epäpuhtauksia - hiekka-, save-, suolakiteitä ja vettä. Kiinteiden hiukkasten ja veden pitoisuus vaikeuttaa sen kuljetusta putkien läpi ja prosessointia, aiheuttaa öljyputkien putkien sisäpintojen eroosion ja kerrostumien muodostumista lämmönvaihtimissa, uuneissa ja jääkaapeissa, mikä johtaa lämmönsiirtokertoimen laskuun, kasvaa öljyn tislausjäännösten (polttoöljyn ja tervan) tuhkapitoisuus edistää pysyvien emulsioiden muodostumista. Lisäksi öljyn tuotanto- ja kuljetusprosessissa tapahtuu merkittävää öljyn kevyiden komponenttien menetystä. Öljynjalostuksen kustannusten alentamiseksi, jotka aiheutuvat kevyiden komponenttien katoamisesta sekä öljyputkien ja prosessointilaitteiden liiallisesta kulumisesta, tuotetulle öljylle tehdään esikäsittely.

Kevyiden komponenttien häviön vähentämiseksi öljy stabiloidaan ja käytetään myös erityisiä hermeettisiä öljysäiliöitä. Pääasiallisesta vesimäärästä ja kiinteistä hiukkasista vapautuu öljyä laskeutumalla säiliöihin kylmässä tai kuumennettaessa. Lopuksi niistä kuivataan ja niistä poistetaan suola erityisissä asennuksissa. Vesi ja öljy muodostavat kuitenkin usein vaikeasti erotettavan emulsion, joka hidastaa tai jopa estää öljyn kuivumista. Öljyemulsioita on kahta tyyppiä:

öljy vedessä tai hydrofiilinen emulsio,

ja vesi öljyssä tai hydrofobinen emulsio.

Öljyemulsioiden hajottamiseen on kolme tapaa:

Mekaaninen:

laskeutuva - levitetään tuoreisiin, helposti rikkoutuviin emulsioihin. Veden ja öljyn erottuminen johtuu emulsion komponenttien tiheyseroista. Prosessia kiihdytetään kuumentamalla 120-160°C:een 8-15 ilmakehän paineessa 2-3 tunniksi, mikä estää veden haihtumisen.

sentrifugointi - öljyn mekaanisten epäpuhtauksien erottaminen keskipakovoimien vaikutuksesta. Sitä käytetään harvoin teollisuudessa, yleensä sarjassa sentrifugeja, joiden nopeus on 350 - 5000 rpm ja joiden kapasiteetti on 15-45 m3 / h.

Kemiallinen:

emulsioiden tuhoaminen saavutetaan käyttämällä pinta-aktiivisia aineita - emulgointiaineita. Tuhoaminen saavutetaan a) syrjäyttämällä aktiivinen emulgaattori aineella, jolla on korkeampi pinta-aktiivisuus, b) muodostumalla päinvastaisia emulsioita (maljakkoinversio) ja c) liukenemalla (tuhoamalla) adsorptiokalvo seurauksena sen kemiallisesta reaktiosta järjestelmään syötetyn demulgointiaineen kanssa. Kemiallista menetelmää käytetään useammin kuin mekaanista, yleensä yhdessä sähköisen menetelmän kanssa.

Sähköinen:

kun öljyemulsio joutuu vuorottelevaan sähkökenttään, vesihiukkaset, jotka reagoivat kenttään voimakkaammin kuin öljy, alkavat värähdellä törmääen toisiinsa, mikä johtaa niiden yhdistymiseen, laajentumiseen ja nopeampaan kerrostumiseen öljyn kanssa. Asennukset, joita kutsutaan sähköisiksi dehydraattoreiksi.

Tärkeä kohta on öljyn lajittelu- ja sekoitusprosessi. Fysikaalisia, kemiallisia ja kaupallisia ominaisuuksia vastaavia öljyjä sekoitetaan pelloilla ja lähetetään yhteiskäsittelyyn.

Öljynjalostukseen on kolme päävaihtoehtoa:

-polttoaine,
- polttoöljy,
- petrokemian.

Polttoainevaihtoehdon mukaan öljy jalostetaan pääasiassa moottori- ja kattilapolttoaineiksi. Polttoaineen käsittely on syvää ja matalaa. Öljyn syväprosessoinnissa pyritään saamaan mahdollisimman korkealaatuisia ja moottoribensiinejä, talvi- ja kesädieselpolttoaineita sekä lentopolttoaineita. Kattilan polttoaineen teho on tässä versiossa vähennetty minimiin. Näitä ovat katalyyttiset prosessit, kuten katalyyttinen krakkaus, katalyyttinen reformointi, vetykrakkaus ja vetykäsittely, sekä lämpöprosessit, kuten koksaus. Tehdaskaasujen käsittelyllä pyritään tässä tapauksessa lisäämään korkealaatuisten bensiinien saantoa. Matalassa öljynjalostuksessa saadaan aikaan korkea kattilapolttoaineen saanto.

Öljynjalostuksen polttoöljyversion mukaan polttoaineiden ohella saadaan voiteluöljyjä, tisleöljyjä (kevyt ja keskikokoinen teollisuus, auto jne.). Jäännösöljyt (lentokone, sylinteri) otetaan talteen tervasta poistamalla asfaltti nestemäisellä propaanilla. Tässä tapauksessa muodostuu deasfaltti ja asfaltti. Deasfaltti jalostetaan edelleen ja asfaltti jalostetaan bitumiksi tai koksiksi. Öljynjalostuksen petrokemiallinen versio - korkealaatuisten moottoripolttoaineiden ja öljyjen tuotannon lisäksi raaka-aineiden (olefiinit, aromaattiset, normaalit ja isoparafiiniset hiilivedyt jne.) valmistus raskaaseen orgaaniseen synteesiin suoritetaan monimutkaisia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja, jotka liittyvät typpilannoitteiden suurimääräiseen tuotantoon, synteettinen kumi, muovit, synteettiset kuidut, pesuaineet, rasvahapot, fenoli, asetoni, alkoholit, esterit ja monet muut kemikaalit. Pääasiallinen öljynjalostusmenetelmä on sen suora tislaus.

Tislaus - tislaus (pudotus) - öljyn erottaminen koostumukseltaan erilaisiksi jakeiksi (yksittäiset öljytuotteet) sen komponenttien kiehumispisteiden erojen perusteella. Öljytuotteiden tislaus, joiden kiehumispiste on jopa 370 °C, suoritetaan ilmakehän paineessa ja korkeammilla - tyhjiössä tai höyryllä (niiden hajoamisen estämiseksi).

Paineenalainen öljy syötetään pumpuilla putkimaiseen uuniin, jossa se kuumennetaan 330...350°C:een. Kuuma öljy tulee yhdessä höyryjen kanssa tislauskolonnin keskiosaan, jossa se haihtuu paineen alenemisen seurauksena ja haihtuneet hiilivedyt erotetaan öljyn nestemäisestä osasta - polttoöljystä. Hiilivetyhöyryt ryntäävät ylös kolonniin ja nestemäinen jäännös virtaa alas. Tislauskolonniin asennetaan levyt höyryn liikeradalle, jolle osa hiilivetyhöyryistä tiivistyy. Raskaammat hiilivedyt tiivistyvät ensimmäisille tarjottimille, kevyemmät hiilivedyt ehtivät nousta ylös kolonnista, ja useimmat kaasuihin sekoittuneet hiilivedyt kulkevat koko kolonnin läpi kondensoitumatta ja poistuvat kolonnin yläosasta höyryjen muodossa. Joten hiilivedyt erotetaan jakeiksi niiden kiehumispisteestä riippuen.

Öljyä tislaamalla saadaan kevytöljytuotteita: bensiini (kp 90-200°C), teollisuusbensiini (kp 150-230°C), kerosiini (kp 180-300°C), kevyt kaasuöljy - aurinkoöljy (kp. 230-350°C), raskasta kaasuöljyä (kp. 350-430°C), ja loppuosa on viskoosia mustaa nestemäistä polttoöljyä (kp. yli 430°C). Öljyä käsitellään edelleen. Se tislataan alennetussa paineessa (hajoamisen estämiseksi) ja voiteluöljyt otetaan talteen. Pikatislaus koostuu kahdesta tai useammasta yksittäisestä tislausprosessista, joissa käyttölämpötilaa nostetaan kussakin vaiheessa. Suoratislauksella saaduilla tuotteilla on korkea kemiallinen stabiilisuus, koska ne eivät sisällä tyydyttymättömiä hiilivetyjä. Krakkausprosessien käyttö öljynjalostukseen mahdollistaa bensiinijakeiden saannon lisäämisen.

Krakkaus on öljyn ja sen fraktioiden jalostusprosessi, joka perustuu monimutkaisten hiilivetyjen molekyylien hajoamiseen (halkeamiseen) korkeissa lämpötiloissa ja paineissa. Krakkaustyyppejä on seuraavat: terminen, katalyyttinen sekä vetykrakkaus ja katalyyttinen reformointi. Terminen krakkauksen avulla valmistetaan bensiiniä polttoöljystä, kerosiinista ja dieselpolttoaineesta. Terminen krakkauksen avulla saadun bensiinin oktaaniluku on riittämättömän korkea (66 ... 74) ja tyydyttymättömien hiilivetyjen pitoisuus on korkea (30 ... 40 %), eli sen kemiallinen stabiilisuus on huono ja sitä käytetään pääasiassa vain komponenttina kaupallisen bensiinin tuotanto.

Uusia lämpökrakkauksen asennuksia ei enää rakenneta, koska niiden avulla saadut bensiinit hapetetaan varastoinnin aikana hartsien muodostuessa, ja niihin on tarpeen lisätä erityisiä lisäaineita (inhibiittoreita), jotka vähentävät jyrkästi hartsin muodostumisnopeutta. Terminen krakkaus jaetaan höyryfaasiin ja nestefaasiin.

Höyryfaasikrakkaus - öljy kuumennetaan 520...550°C:een paineessa 2...6 atm. Tällä hetkellä sitä ei käytetä alhaisen tuottavuuden ja korkean (40 %) tyydyttymättömien hiilivetyjen pitoisuuden vuoksi lopputuotteessa, jotka hapettavat helposti ja muodostavat hartseja.

Nestefaasikrakkaus - öljyn lämmityslämpötila 480 ... 500 ° C paineessa 20 ... 50 atm. Tuottavuus kasvaa, tyydyttymättömien hiilivetyjen määrä (25…30 %) vähenee. Lämpökrakkausbensiinifraktioita käytetään kaupallisen moottoribensiinin komponenttina. Lämpökrakkauspolttoaineille on kuitenkin ominaista alhainen kemiallinen stabiilisuus, jota parannetaan lisäämällä polttoaineisiin erityisiä antioksidanttisia lisäaineita. Bensiinin saanto on 70 % öljystä, 30 % polttoöljystä.

Katalyyttinen krakkaus on prosessi bensiinin valmistamiseksi, joka perustuu hiilivetyjen halkeamiseen ja niiden rakenteen muuttamiseen korkean lämpötilan ja katalyytin vaikutuksesta. Hiilivetymolekyylien halkeaminen tapahtuu katalyyttien läsnä ollessa sekä lämpötilassa ja ilmakehän paineessa. Yksi katalyyteistä on erikoiskäsiteltyä savea. Tällaista krakkausta kutsutaan jauhemaiseksi katalysoiduksi krakkaukseksi. Katalyytti erotetaan sitten hiilivedyistä. Hiilivedyt kulkeutuvat rektifiointiin ja jääkaappiin ja katalyytti säiliöön, jossa sen ominaisuudet palautuvat. Katalyyttisen krakkauksen raaka-aineina käytetään kaasuöljyä ja öljyä suoraan tislaamalla saatuja aurinkofraktioita. Katalyyttiset krakkaustuotteet ovat olennaisia komponentteja A-72- ja A-76-bensiinien tuotannossa.

Hydrokrakkaus on öljytuotteiden jalostusprosessi, jossa yhdistyvät krakkaus ja raaka-aineiden (kaasuöljyt, öljyjäämät jne.) hydraus. Tämä on eräänlainen katalyyttinen krakkaus. Raskaiden raaka-aineiden hajoamisprosessi tapahtuu vedyn läsnä ollessa lämpötilassa 420...500°C ja paineessa 200 atm. Prosessi tapahtuu erityisessä reaktorissa katalyyttien lisäyksellä (W, Mo, Pt-oksidit). Hydrokrakkauksen seurauksena saadaan polttoainetta.

Reformointi - (englannin kielestä reforming - valmistaa, parantaa) teollinen prosessi bensiinin ja teollisuusbensiinin öljyjakeiden käsittelemiseksi korkealaatuisten bensiinien ja aromaattisten hiilivetyjen saamiseksi. Katalyyttisen reformoinnin raaka-aineena käytetään yleensä öljyn ensitislauksen bensiinijakeita, jotka kiehuvat jo 85 ... 180 °C:ssa. Reformointi suoritetaan vetyä sisältävässä kaasussa (70 ... 90 % vetyä) lämpötilassa 480 ... 540 ° C ja paineessa 2 ... 4 MPa molybdeeni- tai platinakatalyytin läsnä ollessa. Öljyn bensiinijakeiden ominaisuuksien parantamiseksi niille suoritetaan katalyyttinen reformointi, joka kuljetetaan ulos katalyyttien läsnä ollessa platinasta tai platinasta ja reniumista.Bensiinin katalyyttisen reformoinnin aikana aromaattiset hiilivedyt (bentseeni, tolueeni, ksyleeni jne.) parafiineista ja sykloparafiineista. Reformointia molybdeenikatalyyttiä kutsutaan hydroformingiksi ja platinaa käyttämällä katalyyttiä kutsutaan platformingiksi. Jälkimmäistä, joka on yksinkertaisempi ja turvallisempi prosessi, käytetään nykyään paljon useammin.

Pyrolyysi. Tämä on maaöljyhiilivetyjen lämpöhajoamista erityisissä laitteissa tai kaasugeneraattoreissa 650 °C:n lämpötilassa. Sitä käytetään aromaattisten hiilivetyjen ja kaasun vastaanottamiseen. Raaka-aineina voidaan käyttää sekä öljyä että polttoöljyä, mutta suurin aromaattisten hiilivetyjen saanto havaitaan kevyiden öljyfraktioiden pyrolyysissä. Saanto: 50 % kaasua, 45 % hartsia, 5 % nokea. Aromaattisia hiilivetyjä saadaan hartsista tislaamalla.

Raakaöljy on termi, jota käytetään viittaamaan raakaöljyyn - raaka-aineeseen, joka tulee maasta sellaisenaan. Raakaöljy on siis fossiilinen polttoaine, mikä tarkoittaa, että sitä tuotetaan luonnollisesti lahoavista kasveista ja eläimistä, jotka asuivat muinaisilla merillä miljoonia vuosia sitten - suurin osa öljyn yleisimmin esiintyvistä paikoista oli aikoinaan merten pohjaa. Raakaöljy on kentästä riippuen erilaista ja vaihtelee väriltään ja koostumukseltaan: kirkkaan mustasta (märkä asfaltti) ja erittäin viskoosi, hieman läpinäkyvä ja lähes kiinteä.

Öljyn tärkein arvo ja käyttötarkoitus on, että se on lähtökohta niin monelle eri aineelle, koska se sisältää hiilivetyjä. Hiilivedyt ovat molekyylejä, jotka ilmeisesti sisältävät vetyä ja hiiltä ja eroavat toisistaan vain siinä, että ne voivat olla eripituisia ja -rakenteisia - suorista ketjuista haarautuneisiin renkaisiin.

On kaksi asiaa, jotka tekevät hiilivedyistä mielenkiintoisia kemisteille:

Hiilivedyt sisältävät paljon potentiaalista energiaa. Suuri osa raakaöljystä johdetusta, kuten bensiini, diesel, parafiini jne. - tämä potentiaalinen energia on arvokasta.
Hiilivedyt voivat olla monissa eri muodoissa. Pienin hiilivety (atomien lukumäärän mukaan) on metaani (CH4), joka on ilmaa kevyempi kaasu. Pidemmät ketjut, joissa on vähintään 5 hiiliatomia, ovat useimmiten nesteitä. Ja erittäin pitkät ketjut ovat kovia, esimerkiksi vahaa tai hartsia. Hiilivetyketjujen "silloittamisen" kemiallisen rakenteen ansiosta saat kaiken synteettisestä kumista nailoniin ja muoviin. Hiilivetyketjut ovat todella monipuolisia!

Raakaöljyn hiilivetyjen pääluokkia ovat:

Parafiinit yleisellä kaavalla C n H 2n+2 (n on kokonaisluku, tavallisesti 1 - 20) suoraketjuisella tai haarautuneella rakenteella voi edustaa kaasuja tai nesteitä, jotka jo kiehuvat huoneenlämpötilassa, riippuen molekyyliesimerkeistä: metaani, etaani , propaani, butaani, isobutaani, pentaani, heksaani.
Aromaattiset yleisellä kaavalla: C 6 H 5 -Y (Y on suuri suora molekyyli, joka liittyy bentseenirenkaaseen) ovat rengasrakenteita, joissa on yksi tai useampi rengas, jotka sisältävät kuusi hiiliatomia ja vuorottelevat kaksoisyksittäiset sidokset hiiliatomien välillä. Eläviä esimerkkejä aromaattisista aineista ovat bentseeni ja naftaleeni.
Nafteeni tai sykloalkaanit yleisellä kaavalla C n H 2n (n on kokonaisluku, tyypillisesti 1 - 20) ovat rengasmaisia rakenteita, joissa on yksi tai useampi rengas, jotka sisältävät vain yksinkertaisia sidoksia hiiliatomien välillä. Nämä ovat yleensä nesteitä: sykloheksaani, metyylisyklopentaani ja muut.
Alkeenit yleisellä kaavalla C n H 2n (n on kokonaisluku, tavallisesti 1 - 20) ovat lineaarisia tai haaraketjuisia molekyylejä, jotka sisältävät yhden hiili-hiili-kaksoissidoksen, joka voi olla nestemäinen tai kaasu, esimerkiksi: eteeni, buteeni, isobuteeni.
Alkynes yleiskaavalla: C n H 2n-2 (n on kokonaisluku, tavallisesti 1 - 20) ovat lineaarisia tai haaraketjuisia molekyylejä, jotka sisältävät kaksi hiili-hiili-kaksoissidosta, jotka voivat olla nestemäisiä tai kaasumaisia, esimerkiksi: asetyleeni, butadieenit .

Nyt kun tiedämme öljyn rakenteen, katsotaan mitä voimme tehdä sillä.

Miten öljynjalostus toimii?

Öljynjalostusprosessi alkaa jakotislauskolonnilla.

Tyypillinen öljynjalostamo

Raakaöljyn suurin ongelma on, että se sisältää satoja erityyppisiä hiilivetyjä, jotka ovat kaikki sekoittuneet keskenään. Ja meidän tehtävämme on erottaa erityyppiset hiilivedyt saadaksemme jotain hyödyllistä. Onneksi on helppo tapa erottaa nämä asiat, ja sitä jalostaminen tekee.

Eri pituisilla hiilivetyketjuilla on asteittain korkeammat kiehumispisteet, joten ne voidaan erottaa yksinkertaisella tislauksella eri lämpötiloissa. Yksinkertaisesti sanottuna, kuumentamalla öljyä tiettyyn lämpötilaan, tietyt hiilivetyketjut alkavat kiehua, ja siten voimme erottaa "vehnän akanoista". Näin tapahtuu jalostamossa - prosessin yhdessä osassa öljy kuumennetaan ja eri ketjut keitetään pois kiehumispisteissään. Jokaisella eri ketjun pituudella on oma ainutlaatuinen ominaisuus, joka tekee siitä hyödyllisen omalla tavallaan.

Ymmärtääksesi raakaöljyn monimuotoisuuden ja ymmärtääksesi miksi raakaöljyn jalostus on niin tärkeää sivilisaatiossamme, katso seuraava luettelo raakaöljystä johdetuista tuotteista:

Öljykaasut- käytetään lämmitykseen, ruoanlaittoon, muovien valmistukseen:

ne ovat pieniä alkaaneja (1-4 hiiltä)
tunnetaan laajalti sellaisilla nimillä kuin metaani, etaani, propaani, butaani
kiehumisalue - alle 40 celsiusastetta
usein paineistettuja kaasuja

Teollisuusbensiini tai teollisuusbensiini- välituote, jota jalostetaan edelleen bensiiniksi:

sisältää 5-9 hiilialkaania
kiehumisalue - 60 - 100 celsiusastetta

Bensiini- moottoripolttoaine:

aina nestemäinen tuote
on alkaanien ja sykloalkaanien seos (5 - 12 hiiliatomia)
kiehumisalue - 40 - 205 celsiusastetta

Kerosiini- polttoaine suihkumoottoreille ja traktoreille; lähtöaine muiden tuotteiden valmistukseen:

nestettä
alkaanien (10 - 18 hiiliatomia) ja aromaattisten hiilivetyjen seos
kiehumisalue - 175 - 325 celsiusastetta

Diesel tisle- käytetään dieselpolttoaineeseen ja polttoöljyyn; lähtöaine muiden tuotteiden valmistukseen:

nestettä
alkaanit, jotka sisältävät 12 tai enemmän hiiliatomia
kiehumisalue - 250 - 350 celsiusastetta

Voiteluöljyt- käytetään moottoriöljyn, rasvan ja muiden voiteluaineiden valmistukseen:

nestettä
pitkäketjuiset rakenteet (20-50 hiiliatomia) alkaanit, sykloalkaanit, aromaattiset
kiehumisalue - 300 - 370 celsiusastetta

polttoöljy- käytetään teollisuuden polttoaineena; lähtöaine muiden tuotteiden valmistukseen:

nestettä
pitkäketjuiset rakenteet (20-70 hiiliatomia) alkaanit, sykloalkaanit, aromaattiset
kiehumisalue - 370 - 600 celsiusastetta

Jalostettujen tuotteiden jäänteet- koksi, asfaltti, terva, parafiinit; lähtöaine muiden tuotteiden valmistukseen:

hiukkasia
useat rengasyhdisteet, joissa on 70 tai enemmän hiiliatomia
kiehumisalue vähintään 600 celsiusastetta.

Olet ehkä huomannut, että kaikkia näitä tuotteita on eri kokoisia ja kiehumisalueita. Kemistit ovat hyödyntäneet näitä ominaisuuksia öljynjalostuksessa. Otetaan nyt lisätietoa tämän jännittävän prosessin yksityiskohdista!

Yksityiskohtainen öljynjalostusprosessi

Kuten aiemmin mainittiin, raakaöljytynnyrissä on sekoitus kaikenlaisia hiilivetyjä. Öljynjalostus erottaa hyödylliset aineet tästä koko "monirotuisten edustajien yhtiöstä". Samaan aikaan tapahtuu seuraavat teollisuuskemiallisten prosessien ryhmät, jotka ovat periaatteessa jokaisessa öljynjalostamossa:

Vanhin ja yleisin tapa erottaa eri komponentit (kutsutaan fraktioiksi) öljystä on tehdä se käyttämällä eroja kiehumispisteissä. Tätä prosessia kutsutaan jakotislaus .
Uudet menetelmät kemiallisen käsittelyn käyttämiseksi joissakin fraktioissa käyttävät konversiomenetelmää. Esimerkiksi kemiallinen käsittely voi katkaista pitkät ketjut lyhyemmiksi. Näin jalostamo pystyy muuntamaan dieselin bensiiniksi esimerkiksi kysynnän mukaan.
Jalostamoiden on lisäksi jakotislausprosessin jälkeen puhdistettava fraktiot epäpuhtauksien poistamiseksi niistä.
Jalostamot yhdistävät erilaisia fraktioita (jalostettuja ja käsittelemättömiä) seoksiksi haluttujen tuotteiden valmistamiseksi. Esimerkiksi eri ketjujen eri sekoituksista voidaan saada eri oktaanilukuja omaavia bensiinejä.

Öljynjalostamon tuotteet lähetetään lyhytaikaiseen varastointiin erikoissäiliöissä, kunnes ne toimitetaan eri markkinoille: huoltoasemille, lentokentille ja kemiantehtaille. Öljypohjaisten tuotteiden luomisen lisäksi tehtaiden on huolehdittava myös väistämättömästä jätteestä ilman ja veden saastumisen minimoimiseksi.

Jakotislaus

Öljyn eri komponenteilla on eri kokoja, painoja ja kiehumispisteitä; Joten ensimmäinen askel on erottaa nämä komponentit. Koska niillä on erilaiset kiehumispisteet, ne voidaan erottaa helposti käyttämällä prosessia, jota kutsutaan jakotislaukseksi.

Jakotislausvaiheet ovat seuraavat:

Kuumennat kahden tai useamman aineen (nesteen), joilla on eri kiehumispisteet, seosta korkeaan lämpötilaan. Kuumennus tehdään yleensä korkeapainehöyryllä noin 600 celsiusasteen lämpötilaan asti.
Seos kiehuu muodostaen höyryä (kaasuja); suurin osa aineista kulkee höyryfaasissa.
Höyry tulee pitkän kolonnin pohjalle, joka on täytetty tarjottimilla tai lautasilla. Astioissa on monia reikiä tai kuplakorkkeja (samanlainen kuin muovipullon rei'itetty korkki), jotta höyry pääsee kulkemaan läpi. Ne lisäävät höyryn ja nesteen välistä kosketusaikaa kolonnissa ja auttavat keräämään nesteet, jotka muodostuvat kolonnin eri korkeuksille. Tässä sarakkeessa on lämpötilaero (erittäin kuuma alareunassa ja kylmempää ylöspäin).
Siten höyry nousee kolonnissa.
Kun höyry nousee kolonnissa olevien tarjottimien läpi, se jäähtyy.
Kun höyrymäinen aine saavuttaa korkeuden, jossa kolonnin lämpötila on sama kuin kyseisen aineen kiehumispiste, se tiivistyy muodostaen nestettä. Tässä tapauksessa aineet, joiden kiehumispiste on alhainen, kondensoituvat kolonnin korkeimpaan kohtaan ja korkeamman kiehumispisteen omaavat aineet kondensoituvat alemmas kolonnissa.
Tarjottimet keräävät erilaisia nestemäisiä fraktioita.
Kerätyt nestefraktiot voivat mennä lauhduttimiin, jotka jäähdyttävät niitä edelleen ja sitten varastosäiliöihin, tai ne voivat mennä muille alueille kemiallista jatkokäsittelyä varten.

Jakotislaus on hyödyllinen erotettaessa aineseoksia, joiden kiehumispisteet eroavat pienestä erosta, ja se on tärkein vaihe öljynjalostusprosessissa. Öljynjalostusprosessi alkaa jakotislauskolonnilla. Hyvin harvat komponentit lähtevät jakotislauskolonnista valmiina myytäväksi öljymarkkinoille. Monet niistä on prosessoitava kemiallisesti, jotta ne voidaan muuntaa muiksi jakeiksi. Esimerkiksi tislatusta raakaöljystä vain 40 % muuttuu bensiiniksi, mutta bensiini on kuitenkin yksi öljy-yhtiöiden päätuotteista. Sen sijaan, että öljy-yhtiöt tislattaisiin jatkuvasti suuria määriä raakaöljyä, ne käsittelevät kemiallisesti muita fraktioita tislauskolonnista saadakseen saman bensiinin; ja tämä käsittely lisää bensiinin saantoa jokaisesta raakaöljytynnyristä.

Kemiallinen muunnos

Voit muuntaa ryhmän toiseksi jollakin kolmesta menetelmästä:

Riko suuret hiilivedyt pienemmiksi (krakkaus)
Yhdistä pienet hiilivedyt tehdäksesi niistä suurempia (yhdistäminen)
Järjestä tai vaihda eri hiilivetyjen osia saadaksesi halutut hiilivedyt (hydroterminen muutos)

Halkeilu

Krakkaus ottaa suuria hiilivetyjä ja hajottaa ne pienemmiksi. Halkeiluja on useita tyyppejä:

Lämpö- Kuumennat suuria hiilivetyjä korkeissa lämpötiloissa (joskus myös korkeissa paineissa), kunnes ne hajoavat.
Steam- Korkeaa höyryn lämpötilaa (yli 800 celsiusastetta) käytetään etaanin, butaanin ja teollisuusbensiinin hajottamiseen eteeniksi ja bentseeniksi, joita käytetään kemikaalien valmistukseen.
Visbreaking- Tislauskolonnin jäännösaineet kuumennetaan lähes 500 celsiusasteeseen, jäähdytetään ja poltetaan nopeasti tislauskolonnissa. Tämä prosessi vähentää aineiden viskositeettia ja raskasöljyjen määrää niissä ja tuottaa hartseja.
Koksaus- tislauskolonnin jäännösaineet kuumennetaan yli 450 celsiusasteen lämpötilaan, minkä seurauksena jäljelle jää raskasta lähes puhdasta hiiltä (koksia); koksi puhdistetaan koksista ja myydään.
katalysointi- katalyyttiä käytetään nopeuttamaan krakkausreaktiota. Katalyytit sisältävät zeoliittia, alumiinihydrosilikaattia, bauksiittia ja alumiinisilikaattia. Katalyyttinen krakkaus on, kun kuuma katalyyttineste (538 celsiusastetta) hajottaa raskaan aineen dieselöljyiksi ja bensiiniksi.
Hydrokrakkaus- samanlainen kuin katalyyttinen krakkaus, mutta käyttää eri katalyyttiä, jolla on alhaisemmat lämpötilat, korkeammat paineet ja vety. Tämä mahdollistaa raskaan öljyn pilkkomisen bensiiniksi ja kerosiiniksi (lentopolttoaine).

Yhdistäminen

Joskus sinun on yhdistettävä pieniä hiilivetyjä tehdäksesi niistä suurempia - tätä prosessia kutsutaan yhdistämiseksi. Pääasiallinen yhdistämisprosessi on katalyyttinen reformointi ja tässä tapauksessa katalyyttiä (platinan ja platina-reniumin seos) käytetään yhdistämään kevyen teollisuusbensiinin paino aromaattisiksi yhdisteiksi, joita käytetään kemikaalien valmistuksessa ja bensiinin sekoittamisessa. Tämän reaktion merkittävä sivutuote on vetykaasu, joka sitten joko käytetään vetykrakkausin tai yksinkertaisesti myydään.

hydroterminen muutos

Joskus yhden fraktion molekyylien rakenteet järjestetään uudelleen tuottamaan toinen. Tyypillisesti tämä tehdään prosessin kautta, jota kutsutaan nimellä alkylointi. Alkyloinnissa pienimolekyyliset yhdisteet, kuten propeeni ja butyleeni, sekoitetaan katalyytin, kuten fluorivetyhapon tai rikkihapon (sivutuote monista öljytuotteista epäpuhtauksien poistamisesta) läsnä ollessa. Alkylointituotteet ovat korkeaoktaanisia hiilivetyjä, joita käytetään bensiiniseoksissa lisäämään oktaanilukua.

Öljytuotteiden loppukäsittely (puhdistus).

Tislatut ja kemiallisesti käsitellyt öljyjakeet käsitellään uudelleen poistamaan epäpuhtaudet - pääasiassa orgaaniset yhdisteet, jotka sisältävät rikkiä, typpeä, happea, vettä, liuenneita metalleja ja epäorgaanisia suoloja. Lopullinen käsittely suoritetaan yleensä seuraavilla tavoilla:

Rikkihappokolonni poistaa tyydyttymättömät hiilivedyt (kaksoishiili-hiilisidoksilla), typpiyhdisteet, hapen ja jäännöskiintoaineet (terva, asfaltti).
Absorptiokolonni täytetään kuivausaineella veden poistamiseksi.
Rikkivetypesurit poistavat rikin ja kaikki rikkiyhdisteet.

Kun fraktiot on käsitelty, ne jäähdytetään ja sekoitetaan sitten yhteen erilaisiksi tuotteiksi, kuten:

Erilaatuisia bensiiniä, lisäaineilla tai ilman.
Voiteluöljyt eri merkit ja tyypit (esim. 10W-40, 5W-30).
Kerosiini eri laatuja.
lentopetrolia.
Polttoöljy.
Muut eri laatuiset kemikaalit muovien ja muiden polymeerien valmistukseen.

Tällä hetkellä raakaöljystä voidaan saada erilaisia polttoaineita, öljyöljyjä, parafiineja, bitumia, kerosiinia, liuottimia, nokea, voiteluaineita ja muita raaka-aineita prosessoimalla saatuja öljytuotteita.

Tuotetut hiilivetyraaka-aineet ( öljy, siihen liittyvää öljykaasua ja maakaasu) kenttä käy läpi pitkän vaiheen ennen kuin tästä seoksesta eristetään tärkeitä ja arvokkaita komponentteja, joista myöhemmin saadaan käyttöön sopivia öljytuotteita.

Öljynjalostus erittäin monimutkainen teknologinen prosessi, joka alkaa öljytuotteiden kuljettamisesta jalostamoihin. Täällä öljy käy läpi useita vaiheita ennen kuin siitä tulee käyttövalmis tuote:

öljyn valmistus ensikäsittelyä varten
primäärinen öljynjalostus (suora tislaus)
öljyn kierrätys
öljytuotteiden jalostus

Öljyn valmistus ensikäsittelyä varten

Tuotettu mutta käsittelemätön öljy sisältää erilaisia epäpuhtauksia, kuten suolaa, vettä, hiekkaa, savea, maapartikkeleita, APG:hen liittyviä kaasuja. Pellon käyttöikä lisää öljysäiliön kastelua ja vastaavasti tuotetun öljyn vesi- ja muiden epäpuhtauksien määrää. Mekaanisten epäpuhtauksien ja veden läsnäolo häiritsee öljyn kuljetusta öljyputkien läpi sen jatkokäsittelyä varten, aiheuttaa kerrostumien muodostumista lämmönvaihtimissa ja muissa ja vaikeuttaa öljynjalostusprosessia.

Kaikki uutettu öljy käy läpi monimutkaisen puhdistuksen, ensin mekaanisen, sitten hienopuhdistuksen.

Tässä vaiheessa tapahtuu myös uutettujen raaka-aineiden erottelu öljyksi ja kaasuksi öljyksi ja kaasuksi.

Suljetuissa säiliöissä joko kylmänä tai lämmitettynä asettaminen auttaa poistamaan suuria määriä vettä ja kiintoaineita. Öljyn jatkokäsittelylaitosten korkean suorituskyvyn saavuttamiseksi öljylle suoritetaan lisäkuivaus ja suolanpoisto erityisissä sähköisissä suolanpoistolaitoksissa.

Usein vesi ja öljy muodostavat niukkaliukoisen emulsion, jossa yhden nesteen pienimmät pisarat jakautuvat suspendoituneessa tilassa toiseen.

Emulsioita on kahdenlaisia:

hydrofiilinen emulsio, so. öljy vedessä
hydrofobinen emulsio, so. vettä öljyssä

On olemassa useita tapoja rikkoa emulsioita:

mekaaninen
kemiallinen
sähköinen

mekaaninen menetelmä puolestaan jaetaan:

tukemalla
sentrifugointi

Emulsiokomponenttien tiheysero tekee veden ja öljyn erottamisen helpoksi laskeutumalla, kun nestettä kuumennetaan 120-160°C:een 8-15 ilmakehän paineessa 2-3 tunnin ajaksi. Tässä tapauksessa veden haihtumista ei sallita.

Emulsio voidaan erottaa myös keskipakovoimien vaikutuksesta sentrifugeissa saavuttaessaan 3500-50000 rpm.

Kemiallisella menetelmällä emulsio tuhoutuu käyttämällä emulgointiaineita, ts. pinta-aktiiviset aineet. Demulgointiaineilla on suurempi aktiivisuus verrattuna aktiiviseen emulgointiaineeseen, ne muodostavat päinvastaisen emulsion ja liuottavat adsorptiokalvon. Tätä menetelmää käytetään yhdessä sähkön kanssa.

Sähkökuivausasennuksissa sähköinen vaikutusöljyemulsiossa vesihiukkaset yhdistyvät ja tapahtuu nopeampi erottuminen öljyn kanssa.

Ensisijainen öljynjalostus

Uutettu öljy on seos nafteenisia, parafiinisia, aromaattisia hiilihydraatteja, joilla on eri molekyylipainot ja kiehumispisteet, sekä rikki-, happi- ja typpipitoisia orgaanisia yhdisteitä. Ensisijainen öljynjalostus koostuu valmistetun öljyn ja kaasujen erottamisesta hiilivetyjakeiksi ja -ryhmiksi. Tislauksen aikana saadaan laaja valikoima öljytuotteita ja puolivalmiita tuotteita.

Prosessin ydin perustuu tuotetun öljyn komponenttien kiehumispisteiden eron periaatteeseen. Tämän seurauksena raaka-aine hajoaa jakeiksi - polttoöljyksi (kevyt öljytuotteet) ja tervaksi (öljy).

Öljyn ensitislaus voidaan suorittaa:

flash haihtuminen
moninkertainen haihdutus
asteittainen haihtuminen

Yhdellä haihdutuksella öljy kuumennetaan lämmittimessä ennalta määrättyyn lämpötilaan. Kun se lämpenee, muodostuu höyryjä. Kun asetettu lämpötila saavutetaan, höyry-neste-seos menee höyrystimeen (sylinteriin, jossa höyry erotetaan nestefaasista).

Prosessi moninkertainen haihdutus edustaa sarjaa yksittäisiä haihdutuksia, joissa lämmityslämpötila nousee asteittain.

Tislaus asteittainen haihtuminen edustaa pientä muutosta öljyn tilassa jokaisella haihtumalla.

Tärkeimmät laitteet, joissa öljyä tislataan tai tislataan, ovat putkiuunit, tislauskolonnit ja lämmönvaihtimet.

Tislaustyypistä riippuen putkiuunit jaetaan ilmakehän uuneihin AT, tyhjiöuuneihin VT ja ilmakehän tyhjiöputkiuuneihin AVT. AT-yksiköissä suoritetaan matalaa käsittelyä ja saadaan bensiiniä, kerosiinia, dieselfraktioita ja polttoöljyä. VT-yksiköissä tehdään raaka-aineiden syväprosessointi ja saadaan kaasuöljyä ja öljyfraktioita, tervaa, jota käytetään myöhemmin voiteluöljyjen, koksin, bitumin jne. valmistukseen. VT-uuneissa yhdistetään kaksi öljyn tislausmenetelmää. .

Öljynjalostusprosessi haihdutusperiaatteella tapahtuu vuonna tislauskolonnit. Siellä syöttööljy tulee pumpun avulla lämmönvaihtimeen, lämpenee ja menee sitten putkimaiseen uuniin (polttolämmitin), jossa se lämmitetään ennalta määrättyyn lämpötilaan. Lisäksi höyry-neste-seoksen muodossa oleva öljy tulee tislauskolonnin haihdutusosaan. Tässä erotetaan höyryfaasi ja nestefaasi: höyry nousee kolonnista ylös, neste virtaa alas.

Yllä olevia öljynjalostusmenetelmiä ei voida käyttää yksittäisten erittäin puhtaiden hiilivetyjen eristämiseen öljyfraktioista, joista tulee myöhemmin petrokemian teollisuuden raaka-aineita bentseenin, tolueenin, ksyleenin jne. tuotannossa. Erittäin puhtaiden hiilivetyjen saamiseksi lisäainetta syötetään öljyn tislausyksiköihin erotettujen hiilivetyjen haihtuvuuseron lisäämiseksi.

Ensisijaisen öljynjalostuksen jälkeen saatuja komponentteja ei yleensä käytetä valmiina tuotteena. Ensitislausvaiheessa määritetään öljyn ominaisuudet ja ominaisuudet, joista riippuu jatkokäsittelyprosessin valinta lopputuotteen saamiseksi.

Öljyn primaarikäsittelyn tuloksena saadaan seuraavat pääöljytuotteet:

hiilivetykaasu (propaani, butaani)
bensiinijae (kiehumispiste jopa 200 astetta)
kerosiini (kiehumispiste 220-275 astetta)
kaasuöljy tai dieselpolttoaine (kiehumispiste 200-400 astetta)
voiteluöljyt (kiehumispiste yli 300 astetta) jäännös (polttoöljy)

Öljynjalostus

Öljyn fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista ja lopputuotteen tarpeesta riippuen valitaan toinen menetelmä raaka-aineiden tuhoavaan käsittelyyn. Öljyn toissijainen jalostus koostuu termistä ja katalyyttisestä vaikutuksesta suoraan tislaamalla saatuihin öljytuotteisiin. Vaikutus raaka-aineisiin eli öljyn sisältämiin hiilivetyihin muuttaa niiden luonnetta.

Öljynjalostusvaihtoehtoja on:

polttoainetta
polttoöljy
petrokemian

polttoaine tapa jalostuksesta valmistetaan korkealaatuisia moottoribensiinejä, talvi- ja kesädieselpolttoaineita, lentopolttoaineita ja kattilapolttoaineita. Tällä menetelmällä käytetään vähemmän prosessiyksiköitä. Polttoainemenetelmä on prosessi, jossa moottoripolttoaineita saadaan raskaan öljyn jakeista ja tähteistä. Tämän tyyppiseen käsittelyyn kuuluu katalyyttinen krakkaus, katalyyttinen reformointi, vetykrakkaus, vetykäsittely ja muut lämpöprosessit.

Polttoaineen ja öljyn käsittelyyn polttoaineiden ohella saadaan voiteluöljyjä ja asfalttia. Tämä tyyppi sisältää uutto- ja asfaltinpoistoprosessit.

Suurin valikoima öljytuotteita saadaan tuloksena petrokemian käsittely. Tässä suhteessa käytetään suurta määrää teknisiä asennuksia. Raaka-aineiden petrokemiallisen jalostuksen tuloksena syntyy polttoaineiden ja öljyjen lisäksi typpilannoitteita, synteettistä kumia, muoveja, synteettisiä kuituja, pesuaineita, rasvahappoja, fenolia, asetonia, alkoholia, eettereitä ja muita kemikaaleja.

katalyyttinen krakkaus

Katalyyttisessä krakkauksessa käytetään katalyyttiä nopeuttamaan kemiallisia prosesseja, mutta samalla muuttamatta näiden kemiallisten reaktioiden luonnetta. Krakkausprosessin ydin, ts. halkeamisreaktio koostuu höyrytilaan kuumennettujen öljyjen ajamisesta katalyytin läpi.

Uudistaminen

Reformointiprosessia käytetään pääasiassa korkeaoktaanisen bensiinin valmistukseen. Tämä käsittely voidaan altistaa vain parafiinifraktioille, jotka kiehuvat alueella 95-205 °C.

Uudistustyypit:

lämpöreformointi
katalyyttinen reformointi

Lämpöreformoinnissa primaarisen öljynjalostuksen fraktiot altistetaan vain korkealle lämpötilalle.

Katalyyttisessä reformoinnissa vaikutus alkujakeisiin tapahtuu sekä lämpötilalla että katalyyttien avulla.

Hydrokrakkaus ja vetykäsittely

Tämä käsittelymenetelmä koostuu bensiinijakeiden, suihku- ja dieselpolttoaineen, voiteluöljyjen ja nesteytettyjen kaasujen saamiseksi vedyn vaikutuksesta korkeassa kiehuviin öljyjakeisiin katalyytin vaikutuksesta. Vetykrakkauksen seurauksena myös alkuperäiset öljyjakeet vetykäsitellään.

Vetykäsittely tarkoittaa rikin ja muiden epäpuhtauksien poistamista raaka-aineesta. Tyypillisesti vetykäsittelyyksiköt yhdistetään katalyyttisiin reformointiyksiköihin, koska jälkimmäinen vapauttaa suuren määrän vetyä. Puhdistuksen seurauksena öljytuotteiden laatu paranee, laitteiden korroosio vähenee.

Poisto ja asfaltin poisto

Poistoprosessi Se koostuu kiinteiden tai nestemäisten aineiden seoksen erottamisesta liuottimien avulla. Uutettavat komponentit liukenevat hyvin käytettyyn liuottimeen. Seuraavaksi suoritetaan vahanpoisto öljyn jähmettymispisteen alentamiseksi. Lopputuotteen saaminen päättyy vetykäsittelyyn. Tätä käsittelymenetelmää käytetään tislatun dieselpolttoaineen valmistukseen ja aromaattisten hiilivetyjen uuttamiseen.

Asfaltinpoiston seurauksena öljytislauksen jäännöstuotteista saadaan terva-asfalteeniaineita. Myöhemmin asfaltoitua öljyä käytetään bitumin valmistukseen ja sitä käytetään raaka-aineena katalyyttiseen krakkaukseen ja hydrokrakkaukseen.

Koksaus

Maaöljykoksin ja kaasuöljyjakeiden saamiseksi öljytislauksen raskaista fraktioista, asfaltinpoistojäännöksistä, lämpö- ja katalyyttisestä krakkauksesta sekä bensiinin pyrolyysistä käytetään koksausprosessia. Tämän tyyppinen öljytuotteiden prosessointi koostuu peräkkäisistä reaktioista: krakkaus, dehydraus (vedyn vapautuminen raaka-aineista), syklisointi (syklisen rakenteen muodostuminen), aromatisointi (aromaattisten hiilivetyjen lisääntyminen öljyssä), polykondensaatio (sivuaineiden eristäminen) tuotteet, kuten vesi, alkoholi) ja tiivistäminen kiinteän "koksakakun" muodostamiseksi. Koksauksen aikana vapautuvat haihtuvat tuotteet alistetaan rektifikaatioprosessiin kohdefraktioiden saamiseksi ja niiden stabiloimiseksi.

Isomerointi

Isomerointiprosessi koostuu sen isomeerien muuntamisesta raaka-aineesta. Tällaiset muutokset johtavat korkean oktaaniluvun bensiinien tuotantoon.

Alkynointi

Lisäämällä alkyyniryhmiä yhdisteisiin korkeaoktaanisia bensiiniä saadaan hiilivetykaasuista.

On huomattava, että öljynjalostusprosessissa ja lopputuotteen saamiseksi käytetään koko öljyn ja kaasun sekä petrokemian tekniikoiden kompleksia. Uutetuista raaka-aineista saatavien valmiiden tuotteiden monimutkaisuus ja monimuotoisuus määräävät myös öljynjalostusprosessien monimuotoisuuden.