Öljyn ja öljytuotteiden jakokoostumus. Öljyn tislaus. Öljyn jakotislaus

14.06.2019

Öljynjalostus

1. Kierrätysvaihtoehdot

Öljynjalostussuunnan ja saatavien öljytuotteiden valikoiman valintaan vaikuttavat öljyn fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, jalostamon teknologian taso sekä tilojen todellinen markkinakelpoisten öljytuotteiden tarve. Öljynjalostukseen on kolme päävaihtoehtoa:

1) polttoaine;
2) polttoaine ja voiteluaine;
3) petrokemian.

Polttoainevaihtoehdon mukaanöljyä jalostetaan pääasiassa moottori- ja kattilapolttoaineiksi. Polttoaineen käsittelyvaihtoehdolle on ominaista pienin prosessiyksiköiden määrä ja pienet pääomasijoitukset. Polttoaineen käsittely on syvää ja matalaa. Öljyn syväprosessoinnissa pyritään saamaan mahdollisimman korkealaatuisia moottoribensiinejä, talvi- ja kesädieselpolttoaineita sekä lentokoneiden suihkumoottoreiden polttoaineita. Kattilapolttoaineen tuotto tässä versiossa on vähennetty minimiin. Siten tarjotaan tällainen prosessisarja kierrätys, jossa raskasöljyjakeista ja jäännöksestä - tervasta saadaan korkealaatuisia kevyitä moottoripolttoaineita. Tämän vaihtoehdon mukaan käytetään katalyyttisiä prosesseja - katalyyttistä krakkausta, katalyyttistä reformointia, vetykrakkausta ja vetykäsittelyä sekä lämpöprosesseja, kuten koksausta. Tehdaskaasujen käsittelyllä pyritään tässä tapauksessa lisäämään korkealaatuisten bensiinien saantoa. Matalassa öljynjalostuksessa saadaan aikaan korkea kattilapolttoaineen saanto.

Polttoöljykäsittelyvaihtoehdollaöljyt saadaan yhdessä polttoaineiden kanssa. Öljyjen valmistukseen valitaan yleensä öljyt, joissa on korkea potentiaalinen öljyfraktioiden pitoisuus. Tässä tapauksessa korkealaatuisten öljyjen tuottamiseen tarvitaan vähimmäismäärä prosessiyksiköitä. Öljystä eristetyt öljyfraktiot (yli 350 °C:ssa kiehuvat jakeet) puhdistetaan ensin selektiivisillä (selektiivisillä) liuottimilla: fenolilla tai furfuraalilla joidenkin hartsimaisten aineiden ja matala-indeksisten hiilivetyjen poistamiseksi, sitten vahanpoisto suoritetaan käyttämällä metyylietyyliketonin seoksia. tai asetonia tolueenin kanssa öljyn jähmepisteen alentamiseksi. Öljyjakeiden käsittely saatetaan päätökseen jälkikäsittelyllä valkaisusavilla. Viimeaikaiset öljyjen tuotantotekniikat käyttävät vetykäsittelyprosesseja selektiivisen jalostus- ja valkaisusavien sijaan. Tällä tavalla saadaan tisleöljyjä (kevyt ja keskikokoinen teollisuus, autoteollisuus jne.) Jäännösöljyt (lentokone, sylinteri) eristetään tervasta poistamalla asfaltti nestemäisellä propaanilla. Tämän seurauksena muodostuu deasfalttia ja asfalttia. Deasfaltti jalostetaan edelleen ja asfaltti jalostetaan bitumiksi tai koksiksi.

Petrokemian vaihtoehto öljynjalostukseen aiempiin vaihtoehtoihin verrattuna sillä on laaja valikoima petrokemian tuotteita ja tässä suhteessa eniten suuri numero teknologiset laitokset ja suuret pääomasijoitukset. Öljynjalostamot, joiden rakentaminen on tehty viime vuosikymmeninä, suuntautuivat petrokemian jalostukseen. Öljynjalostuksen petrokemiallinen versio on monimutkainen yhdistelmä yrityksiä, jotka korkealaatuisten moottoripolttoaineiden ja öljyjen tuotannon lisäksi eivät ainoastaan valmista raaka-aineita (olefiinit, aromaattiset, normaalit ja isoparafiinihiilivedyt jne.). Raskaaseen orgaaniseen synteesiin, mutta myös suorittaa monimutkaisia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja, jotka liittyvät laajamittaiseen typpilannoitteiden, synteettisen kumin, muovin, synteettisten kuitujen, pesuaineiden, rasvahappojen, fenolin, asetonin, alkoholien, esterien ja monien muiden kemikaalien tuotantoon. Tällä hetkellä öljystä saadaan tuhansia tuotteita. Pääryhmiä ovat nestemäiset polttoaineet, kaasumaiset polttoaineet, kiinteät polttoaineet (maaöljykoksi), voitelu- ja erikoisöljyt, parafiinit ja seresiinit, bitumit, aromaattiset yhdisteet, noki, asetyleeni, eteeni, maaöljyhapot ja niiden suolat, korkeammat alkoholit.

2. ÖLJYTISLAUS PRIMARY

ÖLJYTISLAUS PRIMARY, (rus. öljyn ensitislaus ; Englanti primäärinen öljynjalostus ; Saksan kieli prim?re Erd?ldestillation f ) - Öljyn erottaminen jakeiksi kiehumispisteen mukaan öljyn ensikäsittelyn aikana myöhempää käsittelyä tai kaupallista käyttöä varten. Se suoritetaan ilmakehän putkimaisilla ja ilmakehän tyhjiöputkimaisilla laitteilla, jotka on usein varustettu laitteilla öljyn suolanpoistoon ja bensiinin toissijaiseen tislaukseen.

Tuotteet P.N.P. ovat:

2) murto-osa 62-85? C - katalyyttisen reformoinnin raaka-aine, jonka perusteella bentseeniä tuotetaan;

3) murto-osa 85-105? C - katalyyttisten reformointiyksiköiden raaka-aine, jonka perusteella tolueenia tuotetaan;

4) murto-osa 105-140? C - katalyyttisen reformoinnin raaka-aine, jonka perusteella ksyleenit tuotetaan;

5) murto-osa 140-180? C - kaupallisen moottoribensiinin ja kerosiinin komponentti, raaka-aine kerosiinin katalyyttiseen reformointiin ja vetykäsittelyyn.

Taulukko - Öljyjen tuhoavan käsittelyn aikana saatujen seosten tyypilliset koostumukset (paino-%)

Komponentit	Käsittelymenetelmä
	Kaasuöljyn pyrolyysi	Tislefraktion pyrolyysi	Halkeilevat kaasut
	Kaasuöljyn pyrolyysi	Tislefraktion pyrolyysi	Lämpö	katalyyttinen
Vety	9,1	9,9	3,5	11,7
Typpi + hiilimonoksidi	-	-	-	15,3
Metaani	21,9	24,3	36,8	12,2
Etyleeni	24,4	22,9	6,7	4,0
Ethane	7,6	7,5	29,3	6,8
Propyleeni	15,2	13,6	6,5	16,0
Propaani	1,0	1,4	10	8,3
Butadieeni	2,0	2,6	-	-
Isobutyleeni	3,8	1,8	2,5	14,3
Butyleeni-2	1,0	1,7	-	-
Butaani	0,1	0,1	4,2	10,8
Pentaani ja enemmän	12,9	14,4	0,5	0,6

4. Öljyn tislaustuotteet. Tislausparametrit ja -tavat.

Useammin öljy tislataan seuraaviin jakeisiin: bensiini, joka kiehuu 170-200 o C:een asti; kerosiini, joka kiehuu 175-270 o C:ssa; kaasuöljy, joka kiehuu 270-350 asteessa? C ja loput polttoöljyä.

Öljyn tislauksen aikana saadaan myös suoravirtauskaasua, joka on öljyyn liuenneena jäävien kaasujen vaikea osa. Suoraan ajokaasun saanto on yleensä alhainen.

Käytössä on korkean suorituskyvyn jatkuvasti toimivia putkimaisia tislauslaitoksia, jotka eroavat toisistaan öljyä kuumennettavien uunien suunnittelussa tai muiden laitteistoon kuuluvien laitteiden suunnittelussa.

Useimmissa tapauksissa putkimainen jatkuvasti toimiva laitos koostuu putkimaisesta uunista, pumpusta, joka pumppaa öljyä putkiuunin läpi vähintään 1,0 MPa:n paineella, jakotislauskolonnista, johon tulistettu öljy tulee ja jossa se erotetaan tarvittaviin fraktioihin. , jotka on otettu kolonnista eri korkeuksille, lauhdutin, vedenlämmitin ja tulistin, joka toimii höyryn tulistukseen.

Öljyn tislaus teollisuudessa tapahtuu jatkuvasti toimivissa putkimaisissa laitteissa. Niihin kuuluu putkiuuni, suuret tislauskolonnit rakennetaan kondensoimaan ja erottamaan höyryt, ja kokonaisia säiliöitä rakennetaan tislaustuotteiden vastaanottamiseksi.

Putkiuuni on huone, joka on vuorattu sisällä tulenkestävällä tiilellä. Uunin sisällä on monitaivutettu teräsputki. Uuneissa olevien putkien pituus on kilometri. Kun laitos on toiminnassa, öljyä pumpataan jatkuvasti näiden putkien läpi pumpun avulla. suuri nopeus- jopa kaksi metriä sekunnissa. Uunia lämmitetään polttoöljyllä, joka syötetään siihen suuttimien avulla ja palaa polttimessa. Putkessa öljy lämpenee nopeasti 350-370?. Tässä lämpötilassa enemmän haihtuvia aineitaöljy muuttuu höyryksi.

Koska öljy on sekoitus eri molekyylipainoisia hiilivetyjä, joilla on erilaiset kiehumispisteet, se erotetaan tislaamalla erillisiksi öljytuotteiksi. Öljyn tislauksen aikana saadaan kevytöljytuotteita: bensiini (t kip 90-200 ° C), teollisuusbensiini (t kip 150-230 ° C), kerosiini (t kip -300 ° C), kevyt kaasuöljy - aurinkoöljy (t kip 230-350 °C), raskasta kaasuöljyä (t paali 350-430 °C) ja loput viskoosia mustaa nestemäistä polttoöljyä (t paali yli 430 °C). Öljyä käsitellään edelleen. Se tislataan alennetussa paineessa (hajoamisen estämiseksi) ja öljyt otetaan talteen.

Pikatislauksessa öljy kuumennetaan lämmityskierukassa ennalta määrättyyn lämpötilaan. Lämpötilan noustessa muodostuu yhä enemmän höyryä, joka on tasapainossa nestefaasin kanssa, ja tietyssä lämpötilassa höyry-neste-seos poistuu lämmittimestä ja menee adiabaattiseen haihduttimeen. Jälkimmäinen on ontto sylinteri, jossa höyryfaasi erotetaan nesteestä. Höyry- ja nestefaasin lämpötila on tässä tapauksessa sama. Pikatislaus sisältää kaksi tai useampia yksittäistä tislausprosessia, joissa käyttölämpötila nousee kussakin vaiheessa.

Öljyn erottelun tarkkuus fraktioiksi tislauksen aikana kertahaihdutuksella on pienempi kuin moninkertaisella ja asteittaisella haihduttamisella. Mutta jos fraktioiden erottelun suurta tarkkuutta ei vaadita, yksi haihdutusmenetelmä on halvempi: suurimmassa sallitussa öljyn lämmityslämpötilassa 350-370? C (hiilivetyjen hajoaminen alkaa korkeammassa lämpötilassa) enemmän tuotteita menee höyryfaasiin verrattuna moninkertaiseen tai asteittaiseen haihdutukseen. Fraktioiden valinta öljystä, kiehuva yli 350-370? C, käytä tyhjiötä tai höyryä. Teollisuudessa tislausperiaatteen käyttö kertahaihdutuksella yhdessä höyry- ja nestefaasien rektifikaation kanssa mahdollistaa öljyn jakeiden erottamisen korkean määritelmän, prosessin jatkuvuuden ja taloudellisen polttoaineen kulutuksen raakaöljyn lämmittämiseen. materiaalia.

Ensitislauksen aikana öljyssä tapahtuu vain fysikaalisia muutoksia. Siitä tislataan pois kevyet fraktiot, jotka kiehuvat n matalat lämpötilat. Itse hiilivedyt pysyvät ennallaan. Bensiinin saanto on tässä tapauksessa vain 10-15%. Tämä määrä bensiiniä ei pysty tyydyttämään lento- ja tieliikenteen jatkuvasti kasvavaa kysyntää. Halkeilun aikana öljyssä tapahtuu kemiallisia muutoksia. Muutokset hiilivetyjen rakenteessa. Krakkauslaitosten laitteissa tapahtuu monimutkaisia kemiallisia reaktioita. Bensiinin saanto öljystä kasvaa merkittävästi (jopa 65-70 %) "jakomalla esimerkiksi polttoöljyn sisältämät pitkäketjuiset hiilivedyt suhteellisen pienemmän molekyylipainon omaaviksi hiilivedyiksi. Tätä prosessia kutsutaan krakkaukseksi. Crack - split).

Krakkauksen keksi venäläinen insinööri Shukhov vuonna 1891. Vuonna 1913 Shukhovin keksintöä alettiin käyttää Amerikassa. Krakkaus on hiilivetyjen halkaisuprosessi, jonka tuloksena muodostuu hiilivetyjä, joissa on pienempi määrä hiiliatomeja molekyylissä. Prosessi suoritetaan korkeammissa lämpötiloissa (jopa 600 °C) usein korkea verenpaine. Tällaisissa lämpötiloissa suuret hiilivetymolekyylit "murskaavat" pienemmiksi.

Krakkauslaitosten laitteet ovat periaatteessa samat kuin öljyn tislauksessa. Nämä ovat uuneja, pylväitä. Mutta käsittelytapa on erilainen. Myös raaka-aine on erilainen - polttoöljy.

Polttoöljy - primääritislauksen jäännös - on paksu ja suhteellisen raskas neste, sen ominaispaino on lähellä yksikköä. Tämä johtuu siitä, että polttoöljy koostuu monimutkaisista ja suurista hiilivetymolekyyleistä. Kun polttoöljyä käsitellään uudelleen krakkauslaitoksella, osa sen sisältämistä hiilivedyistä murskataan pienemmiksi (eli lyhyemmiksi molekyylipituiksi), joista koostuvat kevyet öljytuotteet - bensiini, kerosiini, ligroiini.

Tärkeä kohta on öljyn lajittelu- ja sekoitusprosessi.

Erilaiset öljyt ja niistä eristetyt vastaavat jakeet eroavat fysikaalis-kemiallisilta ja kaupallisilta ominaisuuksiltaan. Siten joidenkin öljyjen bensiinijakeille on ominaista korkea aromaattisten, nafteenisten tai isoparafiinisten hiilivetyjen pitoisuus, ja siksi niillä on korkea oktaaniluku, kun taas muiden öljyjen bensiinijakeet sisältävät merkittäviä määriä parafiinisia hiilivetyjä ja niillä on erittäin alhainen oktaaniluku. Tärkeä rooli öljyn teknologisessa jatkokäsittelyssä on öljyn happamuus, voitelevuus (öljyisyys), hartsimaisuus jne. Näin ollen on tarpeen seurata öljyn laatuominaisuuksia kuljetuksen, keräyksen ja varastoinnin aikana, jotta vältetään öljyn häviäminen. öljykomponenttien arvokkaat ominaisuudet. Öljyn erillinen keräys, varastointi ja pumppaus kentällä, jossa on paljon öljysäiliöitä, mutkistaa kuitenkin merkittävästi öljyteollisuutta ja vaatii suuria investointeja. Siksi fyysisiltä, kemiallisilta ja kaupallisilta ominaisuuksiltaan samanlaisia öljyjä sekoitetaan pelloilla ja lähetetään yhteiskäsittelyyn.

4.1. Öljyn tislaustuotteiden käyttö

Öljynjalostustuotteita käytetään eniten polttoaine- ja energiateollisuudessa. Esimerkiksi polttoöljyllä on lähes puolitoista kertaa suurempi palamislämpö verrattuna parhaaseen hiileen. Se vie vähän tilaa palaessaan eikä tuota kiinteitä jäämiä. Polttoöljyä käytetään lämpövoimalaitoksissa, tehtaissa, rautatie- ja vesiliikenteessä, se tuo valtavia säästöjä varoissa ja edistää teollisuuden ja liikenteen pääaloja nopeaa kehitystä.

Öljyn käytön energiasuunta on edelleen maailman tärkein. Öljyn osuus globaalista energiataseesta on yli 46 %.

Öljytuotteita on kuitenkin viime vuosina käytetty yhä enemmän kemianteollisuuden raaka-aineina. Noin 8 % öljystä kuluu nykyaikaisen kemian raaka-aineena. Esimerkiksi etyylialkoholia käytetään noin 50 teollisuudessa. Kemianteollisuudessa nokea käytetään uunien palonkestävissä vuorauksissa. Elintarviketeollisuudessa käytetään polyeteenipakkauksia, elintarvikehappoja, säilöntäaineita, parafiinia, valmistetaan proteiini-vitamiinitiivisteitä, joiden raaka-aineena ovat metyyli- ja etyylialkoholit sekä metaani. Lääke- ja hajuvesiteollisuudessa öljyjohdannaisista valmistetaan ammoniakkia, kloroformia, formaliinia, aspiriinia, vaseliinia jne. Naftosynteesijohdannaisia käytetään laajalti myös puunjalostus-, tekstiili-, nahka-, jalkine- ja rakennusteollisuudessa.

Aihe 9 "ÖLJYN JA ÖLJYTUOTTEIDEN JALOSTAMISTEKNOLOGIAN PERUSTEET"

1. Öljyn alkuperä ja koostumus. Öljyn uuttaminen ja valmistelu käsittelyä varten.

3. Polymeerimateriaalien tuotannon ja käsittelyn tekniikan perusteet.

4. Kumituotteiden valmistustekniikan perusteet.

Öljyn alkuperä ja koostumus. Öljyn uuttaminen ja valmistelu käsittelyä varten

Kaikista tunnetut lajit polttoainetta korkein arvo on orgaanista polttoainetta, jonka palaminen saadaan lämpöenergia ja jalostus - kemianteollisuuden raaka-aineet.

Tällä hetkellä eniten käytetään öljynjalostuksen tuotteita (öljytuotteita). Niiden tuotantoa tehdään myös maassamme, joten katsotaanpa tarkemmin öljynjalostustekniikoita.

Öljy on nestemäinen fossiilinen polttoaine. Se on yleensä syvällä 1,2 -2 km tai enemmän huokoisessa tai murtunut kiviä ah (hiekka, hiekkakivet, kalkkikivet). Öljy on öljymäistä nestettä vaaleanruskeasta tummanruskeaan ja jolla on erityinen haju, tiheys 0,65–1,05 g/cm 3 . Koostumuksen mukaan öljy on monimutkainen seos hiilivetyjä, pääasiassa parafiinisia ja nafteenisia, vähemmässä määrin - aromaattisia. Sen alkuainekoostumus (massaosuus, %): hiili (C) - 82-87, vety (H) - 11-14, rikki (S) - OD-5,5.

Öljystä saaduista tuotteista riippuen sen käsittelyyn on kolme vaihtoehtoa:

polttoainetta , käytetään moottori- ja kattilapolttoaineen valmistukseen;

polttoöljy , jotka tuottavat polttoaine- ja voiteluöljyjä;

petrokemian (kompleksi), jonka tuotteet eivät ole vain polttoaineita ja öljyjä, vaan myös kemianteollisuuden raaka-aineita (olefiinit, aromaattiset ja tyydyttyneet hiilivedyt jne.).

Öljystä saadut nestemäiset polttoaineet jaetaan käyttötarkoituksen mukaan:

kaasutin(lento- ja moottoribensiini) - polttomoottoreille;

reaktiivinen(kerosiini) - suihkulle ja kaasuturbiinimoottorit;

Diz kuusi(kaasuöljy, aurinkotisle) - dieselmoottoreille .

pannuhuone(polttoöljy) - höyrykattiloiden uuneihin, generaattorisarjoihin, metallurgisiin uuneihin. Yleisesti ottaen öljyn jalostus öljytuotteiksi sisältää sen tuotannon, valmistuksen sekä primääri- ja sekundäärikäsittelyprosessit.

Öljyn tuotanto tehdään poraamalla kaivoja.

Koulutusöljyn suolistosta uutetun öljyn poistamiseksi siitä epäpuhtaudet (liittynyt kaasu, muodostusvesi mineraalisuolan kanssa, mekaaniset sulkeumat) ja stabiloida koostumus. Nämä toiminnot suoritetaan sekä suoraan öljykentillä että öljynjalostamoilla.

Ensisijainen öljynjalostus, fysikaalisilla menetelmillä (pääasiassa suoratislauksella) suoritettuna, se erotetaan erillisiksi jakeiksi (tisleiksi), joista jokainen on hiilivetyjen seos.

Toissijainen öljynjalostus edustaa erilaisia prosesseja alkujalostuksen tuloksena saatujen öljytuotteiden käsittelemiseksi. Näihin prosesseihin liittyy öljytuotteiden sisältämien hiilivetyjen tuhoisia muutoksia, ja ne ovat pääasiassa kemiallisia prosesseja.

Öljyn suora tislaus. Öljytuotteiden krakkaus

Prosessi suora tislaus perustuu aineseoksen haihtumiseen ja kondensoitumiseen eri lämpötiloja kiehuvaa.

Seos alkaa kiehua lämpötilassa, joka on yhtä suuri kuin keskilämpötila aineosien keittäminen. Tässä tapauksessa pääasiassa kevyet matalalla kiehuvat komponentit (joilla on pienempi tiheys ja kiehuvat alhaisemmissa lämpötiloissa) siirtyvät höyryfaasiin, kun taas korkealla kiehuvat (joilla on suurempi tiheys ja kiehuvat korkeammissa lämpötiloissa) jäävät nestefaasiin. Jos muodostunut höyryfaasi poistetaan ja jäähdytetään, nestefaasi kondensoituu siitä. Pääosin korkealla kiehuvat (raskaat) komponentit siirtyvät siihen ja kevyet jäävät höyryfaasiin.

Näin ollen alkuperäisestä seoksesta saadaan kolme fraktiota. Yksi niistä, joka pysyi nestemäisenä kiehuessaan, sisältää pääasiassa korkealla kiehuvia komponentteja; toisen, kondensoidun, koostumus on lähellä alkuperäisen seoksen koostumusta; kolmas, höyryinen, sisältää pääasiassa matalalla kiehuvia komponentteja.

Yksittäisten (tislaus) tai useiden (rektifikaatio) kiehumis- ja kondensaatioprosessien ansiosta on mahdollista saavuttaa melko täydellinen alhaisen ja korkean kiehumisen komponenttien erottaminen.

Öljyn suoran tislauksen teknologinen prosessi koostuu neljästä päätoimenpiteestä: seoksen kuumennus, haihdutus, kondensaatio ja saatujen fraktioiden jäähdytys.

Öljynjalostuksen syvyydestä riippuen tislausyksiköt jaetaan kahteen tyyppiin:

Yksivaiheinen, ilmanpaine (AT);

Kaksivaiheinen (atmosfäärinen tyhjiö) (AVT), jossa ensimmäinen vaihe toimii pääsääntöisesti ilmakehän paineessa ja toinen ilmakehän paineessa (5-8 kPa) -

Kaksivaiheisessa tislauksessa öljystä poistetaan ensin suola ja dehydratoidaan, minkä jälkeen se kuumennetaan ensimmäisen vaiheen putkiuunissa lämpötilaan 300 - 350 ° C (25 - 30 ° C korkeampi kuin kiehumispiste). Öljyn erottelu fraktioiksi suoritetaan tislauskolonnissa, joka on 25–55 m korkea ja 5–7 m halkaisijaltaan sylinterimäinen laite. alempi osa pylväät - Tässä öljy kiehuu ja jakautuu kahteen faasiin: höyryyn ja nesteeseen. Nestemäiset tuotteet virtaavat alas ja höyryt nousevat kolonniin. Kasteluneste (flegma) syötetään kolonnin yläosaan. Alhaalta nousevat höyryt koskettavat toistuvasti kolonnin korkeutta pitkin virtaavaa nestefaasia. Kohdattaessa nousevien kuumien höyryjen kanssa kolonnia kasteleva neste lämpenee ja osittain haihtuu. Höyryt, jotka luovuttavat sille lämpöä, tiivistyvät ja kondensaatti virtaa kolonnin alaosaan. Höyryjen noustessa niiden lämpötila laskee, kun taas alas virtaava lima rikastuu yhä enemmän raskaiksi jakeiksi ja nousevat höyryt ovat kevyitä. Kolonnin pohjalle kerätään raskaimpia fraktioita sisältävä neste (polttoöljy). Polttoöljy tyhjennetään kolonnin pohjalta ja jäähdytetään lämmönvaihtimissa samalla kun lämmitetään kolonniin syötettyä öljyä.

Kiehumisprosessin ylläpitämiseksi tislauskolonniin syötetään tulistettua höyryä, joka kuljettaa mukanaan kevyiden fraktioiden jäännökset, jotka eivät ole haihtuneet aikaisemmin. Kevyin bensiinifraktio, jonka lämpötila on 180 - 200 ° C, poistetaan kolonnista höyryjen muodossa lauhduttimeen ja erotetaan vedestä erottimessa. Osa bensiinifraktiosta palautetaan palautusjäähdytyskolonniin.

FROM välivyöhykkeitä kolonneista poistuvat ns. keskijakeet: 200 - 300 °C:n lämpötilassa kiehuvaa kerosiinia ja kaasuöljyä (kiehumispiste 300 - 350 °C). Joskus poistetaan myös muita fraktioita, esimerkiksi teollisuusbensiini (160-200 °C), kerosiini-kaasuöljyfraktio (270-320 °C).

Ensimmäisestä tislauskolonnista ensimmäisen tislauksen jälkeen saatu polttoöljy (saanto noin 55 % alkuperäisestä öljystä) pumpataan toisen vaiheen putkiuuniin, jossa se kuumennetaan 400 - 420 °C:seen. Uunista polttoöljy tulee toiseen tislauskolonniin, joka toimii ilmakehän paineessa (jäännöspaine - 5 - 8 kPa). Terva poistetaan tämän kolonnin alaosasta ja öljytisleet otetaan korkeudelta.

Kaksivaiheisten yksiköiden kapasiteetti on 8-9 tuhatta tonnia öljyä päivässä. Bensiinin saanto suoran tislauksen aikana riippuu öljyn fraktiokoostumuksesta ja vaihtelee välillä 3-15%.

Öljytuotteiden krakkaustekniikan perusteet. Bensiinin suhteellisen alhainen saanto (jopa 15 %) suoratislauksen aikana edellyttää muiden, vähemmän arvokkaiden jakeiden käsittelyä, jotka saadaan suoraan öljyn tislauksesta ja jotka sisältävät raskaita hiilivetymolekyylejä. Tätä käsittelyä kutsutaan halkeiluksi.

Halkeilu(Englanti, halkeilla- split, split) - koostumukseen sisältyvien raskaiden hiilivetyjen pitkien molekyylien, kuten polttoöljyn, pilkkominen lyhyemmiksi kevyiksi molekyyleiksi kevyistä, matalalla kiehuvista tuotteista.

Pääasialliset krakkausprosessin kulkuun vaikuttavat tekijät ovat lämpötila ja pitoaika: mitä korkeampi lämpötila ja pidempi kesto otteita, aiheita täyteläisempää menee prosessia ja enemmän krakkaustuotteiden saantoa. Suuri vaikutus Katalyytit vaikuttavat krakkausprosessin kulkuun ja suuntaan. Sopivalla katalyytin valinnalla on mahdollista suorittaa reaktio alemmissa lämpötiloissa edellyttäen tarvittavat tuotteet ja lisäävät tuotantoaan.

Edellä olevan perusteella krakkausta on kahta tyyppiä: lämpö- ja katalyyttinen.

Terminen halkeilu johtaa klo kohonneet lämpötilat korkeassa paineessa (lämpötila 450-500 °C ja paine 2-7 MPa). Terminen krakkauksen päätarkoitus on saada kevyttä polttoainetta polttoöljystä tai tervasta.

Terminen krakkaus suoritetaan putkiuuneissa, joissa raskaita hiilivetyjä pilkotaan.

Seuraavaksi krakkaustuotteiden ja reagoimattoman raaka-aineen seos kulkee haihduttimen läpi, jossa kreataatti erotetaan, ts. aineet, jotka eivät halkeile. Kevyet tuotteet syötetään tislauskolonniin kevyiden kaupallisten fraktioiden erottamista ja tuotantoa varten. Termisellä krakkauksella, esimerkiksi polttoöljyllä, tuotteiden likimääräinen koostumus on seuraava: krakattu bensiini - 30-35%, krakatut kaasut - 10-15, krakattu jäännös - 50-55%. Krakattua bensiiniä käytetään autobensiinin komponentteina, krakattuja kaasuja käytetään polttoaineena tai raaka-aineena orgaanisten yhdisteiden synteesiin; murtunutta jäännöstä, joka on hartsimaisten asfaltenoniaineiden seos, käytetään kattilan polttoaineena tai raaka-aineena bitumin valmistuksessa.

Terminen krakkaus voi olla kahta tyyppiä: matalalämpötilainen (visbreaking) ja korkea lämpötila (pyrolyysi).

Matalan lämpötilan krakkaus suoritetaan lämpötilassa 440-500 °C ja paineessa 1,9-3 MPa, kun prosessin kesto on 90-200 s. Sitä käytetään pääasiassa kattilapolttoaineen valmistukseen polttoöljystä ja tervasta.

Korkean lämpötilan krakkaus etenee 530-600 °C:n lämpötilassa ja 0,12-0,6 MPa paineessa ja kestää 0,5-3 s. Sen päätarkoitus on tuottaa bensiiniä ja eteeniä. Propyleeni, aromaattiset hiilivedyt ja niiden johdannaiset muodostuvat sivutuotteina.

katalyyttinen krakkaus- öljytuotteiden käsittely katalyytin läsnä ollessa. AT viime aikoina tätä menetelmää käytetään yhä enemmän kevyiden öljytuotteiden, mukaan lukien bensiinin, saamiseksi. Sen etuja ovat:

Suuri prosessinopeus, 500-4000 kertaa suurempi kuin lämpökrakkausnopeus, minkä seurauksena miedommat prosessiolosuhteet ja pienempi energiankulutus;

Markkinoitavien tuotteiden, mukaan lukien bensiinin, tuoton lisääminen, joille on ominaista korkea oktaaniluku ja parempi varastointistabiilisuus;

Mahdollisuus suorittaa prosessi oikeaan suuntaan ja saada tietyn koostumuksen tuotteita;

korkea saanto kaasumaisia hiilivetyjä, jotka ovat orgaanisen synteesin raaka-aineita;

korkean rikkipitoisuuden omaavien raaka-aineiden käyttö johtuen rikkiyhdisteiden hydrauksesta ja niiden vapautumisesta kaasufaasiin ja myöhempään hävittämiseen.

Synteettisiä alumiinisilikaatteja käytetään katalyytteinä katalyyttisissä krakkausyksiköissä.

Katalyyttisen krakkauksen tuotteet reaktorista tulevat tislauskolonniin, jossa ne erotetaan kaasuiksi, bensiiniksi, kevyiksi ja raskaiksi katalyyttisiksi kaasuöljyiksi. Reagoimaton syöttö kolonnin pohjalta palautetaan reaktoriin.

Tuotteiden likimääräinen saanto katalyyttisen krakkauksen aikana on seuraava: krakattu bensiini - 35 - 40 %; krakattu kaasu - 15% kevyt krakattu kaasuöljy - 35 - 40%, raskas krakattu kaasuöljy - 5-8%.

Katalyyttisellä krakkausbensiinillä on hyvät suorituskykyominaisuudet. Katalyyttiset krakkauskaasut erottuvat korkeasta isobutaanin ja butyleenipitoisuudesta, joita käytetään synteettisten kumien valmistuksessa.

Eräänlainen katalyyttinen krakkaus on uudistaminen, reaktioiden kulku, jossa on suunnattu pääasiassa aromaattisten hiilivetyjen ja isomeerien muodostumiseen. Katalyytistä riippuen erotetaan seuraavat reformointityypit:

Platforming (platinapohjainen katalyytti);

Reformointi (reniumiin perustuva katalyytti).

Käytännössä yleisin on alustan käsittely, joka on katalyyttinen prosessi suorajakeisten teollisuusbensiinifraktioiden käsittelyyn vedyn läsnä ollessa. Jos tasoitus suoritetaan 480 - 510 °C:ssa ja paineessa 15-10 5 - 3 10 6 Pa, tuloksena muodostuu bentseeniä, tolueenia ja ksyleeniä. 5 10 6 Pa paineessa saadaan bensiiniä, jotka erottuvat korkeimmasta stabiilisuudesta ja alhaisesta rikkipitoisuudesta.

Nestemäisten tuotteiden lisäksi kaikki katalyyttiset reformointiprosessit tuottavat kaasuja, jotka sisältävät vetyä, metaania, propaania ja butaania. Orgaanisen ja epäorgaanisen synteesin raaka-aineina käytetään reformointikaasuja: metanolia ( etyylialkoholi), ammoniakki ja muut yhdisteet. Katalyyttisten reformointikaasujen saanto on 5-15 % raaka-aineiden massasta. Öljynjalostuksen viimeinen vaihe on öljytuotteiden jalostus , joka suoritetaan kemiallisin ja fysikaalis-kemiallisin menetelmin. Öljytuotteiden kemiallisia puhdistusmenetelmiä ovat puhdistus rikkihapolla ja vedyn avulla (vetykäsittely), fysikaaliset ja kemialliset menetelmät - adsorptio- ja absorptiopuhdistusmenetelmät.

Rikkihappokäsittely on, että tuote sekoitetaan pieneen määrään 90–93 % H 2 SO 4:a normaalilämpötilassa. Tuloksena kemialliset reaktiot saadaan puhdistettu tuote ja jäte, jota voidaan käyttää rikkihapon valmistukseen.

Vetykäsittely koostuu vedyn vuorovaikutuksesta puhdistettavan tuotteen kanssa alumiini-koboltti-molybdeeni-katalyyttien läsnä ollessa lämpötilassa 380-420 °C ja paineessa 35 10 5 - 4 10 6 Pa sekä rikkivedyn ja ammoniakin poistamisesta ja vettä.

klo adsorptiopuhdistusmenetelmä öljytuotteet käsitellään valkaisusavilla tai silikageelillä. Tällöin rikkipitoiset, happea sisältävät yhdisteet, hartsit ja helposti mineralisoituvat hiilivedyt adsorboituvat.

Absorptiopuhdistusmenetelmät koostuu öljytuotteiden haitallisten komponenttien valikoivasta (selektiivisestä) liuottamisesta. Selektiivisinä liuottimina käytetään yleensä nestemäistä rikkidioksidia, furfuraalia, nitrobentseeniä, dikloorietyylieetteriä jne.

Puhdistuksen jälkeen öljytuotteet eivät aina pysy stabiileina. Näissä tapauksissa niihin lisätään hyvin pieniä määriä antioksidantteja (inhibiittoreita), jotka hidastavat jyrkästi öljytuotteita muodostavien hartsimaisten aineiden hapettumisreaktioita. Fenoleja, aromaattisia amiineja ja muita yhdisteitä käytetään inhibiittoreina. Öljynjalostukselle on ominaista korkeat raaka-aineiden (50-75 % jalostettujen tuotteiden hinnasta), sähkö- ja lämpöenergian sekä käyttöomaisuuden kustannukset. Öljynjalostuksen kustannustaso riippuu merkittävästi öljyn koostumuksesta, joka määrää sen käsittelyn syvyyden, käsittelyn teknologisen järjestelmän, raaka-aineiden käsittelyasteen jne. Siten runsasrikkistä öljyä prosessoitaessa sen pumppaamiseen ja käsittelyyn liittyvät lisäpääoma- ja käyttökustannukset ovat noin 1,5 kertaa suuremmat kuin vähärikkisen öljyn käsittelyssä. Erittäin vahamainen viskoosi öljy puolestaan vaatii lisäkustannuksia vahanpoistosta, pumppauksesta ja varastoinnista.

Kunnan budjettikoulutuslaitos

"Yleinen koulu nro 3"

abstrakti

aiheesta: "Öljy"

Täydentäjä: Rybalkina Daria

10 B-luokan oppilas

Tarkastettu: Mukhamadieva A.Z.

Sterlitamak

Metamorfoosit

Tavallisesti kutsumalla öljyä "mustaksi kullaksi" emme aina ajattele, kuinka totta tämä jo kliseeksi tullut määritelmä on. Samaan aikaan öljy on todellakin tärkein mineraalivarasto. Tämä on todellinen luonnon ruokakomero, aikamme tärkein "strateginen neste" koko 1900-luvun ajan. usein riitelevät ja sovittavat kokonaisia valtioita. Mies tutustui häneen useita vuosituhansia sitten.

Muinaisten historioitsijoiden ja maantieteilijöiden - Herodotos, Plutarkhos, Strabon, Plinius Vanhin - kirjoituksista löytyy maininta ruskeasta tai tummanruskeasta öljymäisestä nesteestä, jolla on erityinen haju kiveistä.

Jo muinaisina aikoina ihmiset oppivat käyttämään "kiviöljyä" (latinaksi petroleum), kuten Agricola kutsui öljyä. Antiikin aikana yleisimmin käytetyt raskaat öljyt ovat kiinteitä tai viskoosisia aineita, joita kutsutaan nykyään asfalteiksi ja bitumeiksi.

Asfalttia on käytetty pitkään teiden päällystämiseen, vesialtaiden seinien ja laivojen pohjan pinnoittamiseen. Babylonialaiset sekoittivat sen hiekkaan ja kuitumateriaaleihin ja ottivat sen käyttöön rakennusten rakentamisessa.

Egyptissä ja Babylonissa nestemäistä öljyä käytettiin desinfiointivoiteena ja myös balsamointiaineena. Lähi-idän kansat käyttivät sitä lampuissa öljyn sijasta. Ja bysanttilaiset ampuivat vihollisen laivoja astioilla, jotka oli täytetty öljyn ja rikin seoksella, kuten sytyttävät ammukset. se mahtava ase meni historiaan nimellä "kreikkalainen tuli".

Kuitenkin vasta 1900-luvulla öljystä tuli pääraaka-aine polttoaineen ja monien orgaanisten yhdisteiden valmistuksessa.

Useiden bakteerien vaikutuksesta orgaaninen aine hajoaa ja vapautuu vetyä, mikä on välttämätöntä orgaanisen materiaalin muuntamiseksi öljyksi ...

Akateemikko N.D. Zelinsky, professori V.A. Sokolov ja monet muut tutkijat hyvin tärkeäöljyn muodostumisprosessissa annettiin radioaktiivisille elementeille. On todellakin todistettu, että orgaaniset aineet hajoavat nopeammin alfasäteiden vaikutuksesta ja tässä tapauksessa muodostuu metaania ja useita maaöljyhiilivetyjä.

Akateemikko N.D. Zelinsky ja hänen opiskelijansa havaitsivat, että katalyyteillä on tärkeä rooli öljyn muodostumisprosessissa.

Myöhemmissä töissä akateemikko Zelinsky osoitti, että palmitiini-, steariini- ja muut hapot, jotka ovat osa eläin- ja kasvijäämiä, muodostavat alumiinikloridille suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa (150-400 0) tuotteita, jotka kemiallisen koostumuksensa suhteen fysikaaliset ominaisuudet ja ulkomuoto samanlainen kuin öljy. Professori A.V. Frost havaitsi, että alumiinikloridin, luonnosta puuttuvan katalyytin, sijaan tavalliset savet, savimaiset kalkkikivet ja muut savimineraaleja sisältävät kivet ovat osansa öljynmuodostusprosessissa.

Öljynjalostus

Öljyn asteittaisella lämmityksellä on mahdollista eristää peräkkäin tuotteita, joiden kiehumispiste on korkeampi ja korkeampi. Tietyillä lämpötila-alueilla kiehuvat yhdisteet yhdistetään ryhmiin - fraktioihin.

Öljynjalostusta harjoitettiin jo keskiajalla Transkaukasiassa, Länsi-Ukrainassa ja Vähässä-Aasiassa. Ja edelläkävijöitä täällä olivat ilmeisesti muinaiset arabit, jotka käyttivät tällä tavalla saatuja öljytuotteita valaistus "öljynä". Hän rakensi maailman ensimmäisen tehdasöljynjalostamon 1700-luvun alussa, kun kotitalouksien kerosiinilamppuihin tarvittiin polttoainetta. Aluksi niihin vain kaadettiin öljyä, arvostetuimpia olivat ns. kevyet öljyt, jotka sisältävät pääasiassa matalan kiehumispisteen hiilivetyjä. Mutta ne eivät riittäneet, ja joka vuosi muiden öljytuotteiden, joilla on samanlaiset ominaisuudet, tarve kasvoi.

Vuonna 1823 Pohjois-Kaukasiaan, lähellä Mozdokin kaupunkia, rakennettiin teollisuuslaitos öljyn tislausta varten. Englannissa samanlaista prosessia alettiin hallita vasta vuodesta 1848 insinööri Jameson Youngin ehdottaman tekniikan avulla. Ja vuonna 1853 kanadalainen kemisti ja geologi Abraham Gesner sai patentin polttoaineen tuotantoon öljystä, jota hän kutsui kerosiiniksi.

Ensimmäisen yksityiskohtaisen tutkimuksen öljyn tislauksesta teki amerikkalainen kemisti Benjamin Sulliman, ja ensimmäinen teollisuuslaitos Yhdysvalloissa rakennettiin vuonna 1859 Titusvilleen (Pennsylvania).

Aluksi tällaisissa asennuksissa käytettiin tislauskuutiota ja 80-luvun puolivälissä. yhdeksästoista vuosisadalla se vaihdettiin altaaseen.. Jos altaaseen piti kaataa uusi annos öljyä tislausjakson päätyttyä, niin akut toimivat jatkuvasti, öljyn syöttö niihin oli jatkuvaa.

Ensimmäinen öljynjalostamo rakennettiin Venäjälle Ukhtan öljykentälle. Elizabeth Petrovnan hallituskaudella. Pietarissa ja Moskovassa kynttilöitä käytettiin valaistukseen ja pienissä kaupungeissa ja kylissä - soihtuja. Mutta silloinkin "sammumattomat" lamput paloivat monissa kirkoissa. Lamppuihin kaadettiin Garnoe-öljyä, joka ei ollut muuta kuin puhdistetun öljyn ja kasviöljyn seos.

Lamppujen myötä kerosiinin kysyntä kasvoi.

Ensimmäinen askel. Terminen halkeilu.

Bensiinillä toimivien polttomoottoreiden tultua markkinoille 1800-luvun lopulla alkoi todellinen öljybuumi. Nopeasti laajeneva auto- ja lentokonekanta vaati yhä enemmän polttoainetta, joka on matalalla kiehuvia kevyitä öljyn hiilivetyjä. Sillä välin bensiiniä saatiin sitten yksinkertaisesti tislaamalla raakaöljyä (se kutsuttiin sellaiseksi - suoravirtaus), ja se ei riittänyt, ja se oli heikkolaatuista.

Alkoi etsiä uusia prosesseja öljyn suoratislausfraktioiden muuntamiseksi bensiiniksi. Loppujen lopuksi tutkimukset ovat osoittaneet, että kun öljyä kuumennetaan 450 - 550 C:een useiden ilmakehän paineen alaisena, osa raskaista hiilivedyistä hajoaa ja muuttuu kevyemmiksi, yleensä määrittelemättömän rakenteen omaaviksi. tyydyttyneitä syklisiä hiilivetyjä, joilla on pitkä sivuketjut, menetä ne. Tämän seurauksena tislaustuote on laaja valikoima hiilivedyt, joista suurin osa on bensiinijae.

Vuonna 1913 amerikkalainen William Burton kehitti lämpökrakkauksen teknologian. Ensimmäisen tähän menetelmään perustuvan teollisuuslaitoksen loi Standard Oil -yhtiö vuonna 1916. Siten halvoista raskaista fraktioista tuli bensiinin lähde ja "mustan kullan" käytön tehokkuus kasvoi. Jos vuonna 1909 vain 11 litraa 100 litrasta puhdistettua öljyä saatiin l bensiiniä, sitten 1929 - jo 44 litraa.

Vaihe kaksi. katalyyttinen krakkaus.

Polttomoottoreiden parantaminen vaati bensiiniä, jolla olisi luotettava räjähdysvastus - se ei räjähtänyt, kun se puristettiin kammioon. Tällaiselle indikaattorille on tunnusomaista oktaaniluku: mitä suurempi se on, sitä parempi iskunkesto, lämpöhalkeilulla oktaaniluku: mitä suurempi se on, sitä parempi iskunkesto. Lämpösäröilyssä tuloksena olevan oktaaniluku bensiiniä oli vähän ja polttoaineen saanto jätti paljon toivomisen varaa.

Ratkaisu löydettiin sen jälkeen, kun ranskalainen - amerikkalainen insinööri ja kilpa-auton kuljettaja Eugène Goudry (1892 - 1962) löysi hiilivetyjen krakkausprosessin katalyytillä vuonna 1936. Tämä katalyytti osoittautui alumiinisilikaattiksi - yhdisteeksi, joka sisältää seoksen alumiini ja piioksidit.Käyttämällä sitä raskaiden kaasuöljyjen ja polttoöljyn prosessoinnissa on mahdollista nostaa bensiinin ja kevyiden kaasuöljyjen saanto jopa 80 %.

Huolimatta siitä, että sekä lämpö- että katalyyttisen krakkauksen perusta on monimutkaisten orgaanisten molekyylien tuhoaminen yksinkertaisemmiksi, tässä prosessissa tapahtuvat reaktiot ja tuloksena olevat tuotteet eroavat toisistaan merkittävästi. Katalyyttisen krakkauksen aikana suuret hiilivetymolekyylit hajoavat osiin paitsi lämpötilan, myös katalyytin vaikutuksesta, minkä ansiosta prosessi etenee alemmassa lämpötilassa (450 - 500 C). Tässä tapauksessa, toisin kuin lämpökrakkauksessa, muodostuu enemmän isomeerisiä haarautuneita hiilivetyjä, mikä tarkoittaa, että bensiinin oktaaniluku kasvaa; alisykliset hiilivedyt muunnetaan aromaattisiksi hiilivedyiksi (tapahtuu niin sanottu öljyn aromatisaatio). Katalyyttisellä krakkauksella tuotetun bensiinin laatu, mukaan lukien iskunkesto, paranee merkittävästi.

Ensimmäiset katalyyttiset krakkausyksiköt rakensivat Sun Oil ja Sokoni-Vkkum

30-luvun lopulla. Yhdysvalloissa ja toisen maailmansodan jälkeen - maassamme ja Euroopassa tästä prosessista on tullut yksi tärkeimmistä.

Aluksi tavalliset luonnonsavet toimivat krakkauskatalyytteinä, sitten ne korvattiin synteettisillä amorfisilla alumiinisilikaateilla, joita käytettiin 1970-luvun alkuun asti. Ja myöhemmin ne korvattiin katalyyteillä, jotka perustuivat zeoliitteihin - kiteisiin, ei amorfisiin silikaatteihin. Nykyään tunnetaan yli 100 muunnelmaa tällaisista teollisista katalyyteistä.

Vaihe kolme. Uudistaminen.

Laadukkaan liikenteen polttoaineen tarve on kannustanut toisen prosessin kehittämistä bensiinijakeiden "jakeemiseksi". Todettiin, että bensiinin oktaaniluku on sitä suurempi, mitä enemmän se sisältää aromaattisia hiilivetyjä.

Uuden ytimessä tekninen prosessi, josta on tullut voimakas harppaus eteenpäin, valheita löysi ja tutki 20-luvulla N.D. Zelinsky-reaktio tyydyttyneiden hiilivetyjen aromatisoimiseksi jalometalleihin perustuvien katalyyttien läsnä ollessa. Platinaryhmän metallit tekevät todellisia ihmeitä: niiden läsnäollessa tyydyttyneet hiilivedyt muuttuvat korkeissa lämpötiloissa isoalkeeneiksi ja syklisiksi alkaaneiksi (nafteeneiksi) ja viimeksi mainitut vastaaviksi aromaattisiksi yhdisteiksi.

Öljyjakeet määritetään laboratoriomenetelmällä, koska tuote sisältää orgaanisia aineita, joilla on erilaiset kyllästetyn höyryn paineet. Kiehumispisteestä sinänsä on mahdotonta puhua, mutta lähtöpiste ja raja lasketaan. Tietty öljyn kiehumisväli on +28-540°C. Se määrittää öljyn fraktiokoostumuksen. Sitä säätelee standardi GOST 2177-99. Lämpötilaa, jossa kondensaatti ilmestyy, pidetään kiehumisen alkamisajankohtana. Kiehumisen loppua pidetään hetkenä, jolloin höyryjen haihtuminen loppuu. Laboratoriokokeita suoritetaan tislauslaitteella, jossa tallennetaan vakaat lukemat ja tislaamalla johdetaan kiehumispisteiden käyrä. Öljyn ja öljytuotteiden erotus jakeiksi +200°C asti suoritetaan ilmakehän paineessa. Loput korkeammissa lämpötiloissa otetaan näytteitä tyhjiössä, jotta hajoamista ei tapahdu.

Menetelmät öljytuotteiden jakeisen koostumuksen määrittämiseksi

Öljyn fraktiointi on tarpeen raaka-ainepohjan käsittelysuunnan valitsemiseksi, perusöljyjen tarkan pitoisuuden selvittämiseksi öljytislauksen aikana. Tämän perusteella jakeiden kaikki ominaisuudet luokitellaan.

Menetelmä A - automaattisten laitteiden käyttö öljyn jakokoostumuksen ja yksittäisten pseudokomponenttien määrittämiseksi. Pulloja käytetään lämmönkestävästä lasista, jonka pohja ja seinämät ovat saman paksuisia.
Menetelmä B - käyttämällä neljän tai kuuden paikan laitetta. Pyöreäpohjaiset pullot, joiden tilavuus on 250 cm3. Menetelmää käytetään vain tummien öljytuotteiden tislaukseen.

Öljyfraktioiden tyypit ja ominaisuudet

Öljyn fraktiokoostumus määritetään venäläisen tislaus- tai rektifikaatiostandardin mukaan, joka vastaa Egler-tislausta. Se perustuu hiilihydraattikaasujen monimutkaisen koostumuksen jakamiseen välielementeiksi. Korkeiden kiehumislämpötilojen perusteella luokitellaan 3 öljynjalostustyyppiä.

Yksinkertainen tislaus - haihdutuksen aikana höyry tiivistyy.
Refluksointi - vain korkealla kiehuvat höyryt vapauttavat kondensaattia ja palaavat takaisin yleisseokseen palautusjäähdytyksen muodossa. Alhaalla kiehuvat höyryt haihtuvat kokonaan.
Rektifikaatio on prosessi, jossa yhdistetään kaksi edellistä käsittelytapaa, kun alhaalla kiehuvien höyryjen maksimipitoisuus ja kondensaatio saavutetaan.

Öljyn ja öljytuotteiden jakeiden koostumuksen sekä niiden ominaisuuksien määrittämisessä jaetaan seuraavan tyyppisiin fraktioihin:

kevyt (tämä tyyppi sisältää bensiinin ja öljyn) - ne tulevat ulos jopa 140 ° C:n lämpötiloissa ilmakehän paineessa;
väliaine (tämä sisältää: kerosiini, diesel, teollisuusbensiini) ilmakehän paineessa lämpötila-alueella 140-350 °C;
tyhjiökäsittelyn aikana ja yli 350 °C lämpötiloissa saadaan fraktioita, joita kutsutaan raskaiksi (tyhjiökaasuöljy, terva).

Jakeet jaetaan myös kevyisiin (tämä sisältää kevyet ja keskikokoiset) ja tummiin eli polttoöljyihin (nämä ovat raskaita fraktioita).

Öljyjakeiden taulukko

Ja nyt lisää öljyfraktioiden päätyypeistä:

Öljyfraktio

Eetteri- tai Sherwood-öljy on väritön neste, joka koostuu pentaanista ja heksaanista. Haihtuu välittömästi matalissa lämpötiloissa. Se on liuotin uutteiden luomiseen, polttoaine sytyttimille, polttimille. Sitä saadaan +100°C:n lämpötiloissa.

Bensiinifraktio

Öljyn bensiinijae perustuu monimutkaiseen hiiliyhdisteiden kaavioon, jotka kiehuvat pois +140 °C:n lämpötilassa. Pääsovelluksena käytetään polttomoottoreiden polttoainetta ja petrokemian raaka-aineena. Bensiinifraktio perustuu parafiiniaineisiin: metyylisyklopentaaniin, sykloheksaaniin, metyylisykloheksaaniin. Bensiini sisältää nestemäisiä alkaaneja koostumus - luonnollinen, assosioitunut, kaasumainen. Ne on myös jaettu haarautuneisiin ja haarautumattomiin. Koostumus riippuu raaka-aineen komponenttien laadullisesta suhteesta. Tämä viittaa siihen, että hyvää bensiiniä ei saada läheskään kaikista öljylajeista. Lajin arvo on, että hajoamisessa yhdisteiksi muodostuu aromaattisia hiilivetyjä, joiden osuus raakamassasta on katastrofaalisen pieni.

Teollisuusbensiinin fraktio

Alalaji sisältää raskaita elementtejä. Kylläisyys aromaattiset hiilivedyt enemmän kuin muut yhdisteet. Se on komponentti kaupallisen bensiinin, sytytyspetrolin, lentopetrolin, orgaaninen liuotin. Toimii kodinkoneiden täyteaineena. Kemiallinen koostumus: polysykliset, sykliset ja tyydyttymättömät hiilivedyt. Rikin läsnäolo vaihtelee, prosenttiosuus kokonaismassa joka riippuu talletuksesta, esiintymisasteesta ja raakatuotteen laadusta.

Kerosiinifraktio

Öljyn kerosiinifraktio on ensisijaisesti suihkumoottoreiden polttoaine. Sitä käytetään maalien ja lakkojen valmistuksessa ja sitä lisätään liuottimena seinien ja lattioiden maalauksiin. Toimii raaka-aineena aineiden synteesiprosesseissa. Hiilihydraattiyhdisteet, joissa on korkea parafiinipitoisuus. Aromaattisia hiilihydraatteja on vähän. Kerosiinifraktio vapautuu ilmatislauksessa +220°C:ssa.

Dieselfraktio

Alalajia käytetään nopeiden liikennemuotojen dieselpolttoaineen valmistuksessa, ja sitä käytetään myös toissijaisena raaka-aineena. Jalostusprosessissa vapautuu kerosiinia, jota käytetään maali- ja lakkateollisuudessa ja instrumenttien valmistuksessa, ajoneuvojen kemikaalien valmistuksessa. Nafteenihiilivetyjen seosten vallitsevuus. Polttoaineen saamiseksi, joka ei kiinteydy -60 °C:ssa, koostumukselle suoritetaan karbamidivahanpoisto. Tämä on kaikkien komponenttien sekoittamista 1 tunnin ajan ja sen jälkeen suodatusta Buchner-suppilon läpi.

polttoöljy

Seoksen laadullinen koostumus: hartsiöljyt, orgaaniset yhdisteet hivenaineilla. Hiilivetykomponentit: asfalteeni, karbeeni, karboidi. Tyhjiötislauksen aikana polttoöljystä valmistetaan tervaa, parafiinia, teknisiä öljyjä. Pääsovellus on nestemäinen polttoaine kattiloihin sen viskositeettiominaisuuksien vuoksi. Uunin polttoöljy on jaettu kolmeen päätyyppiin: laivaston, keskipitkän kattilan ja raskaan. Jälkimmäistä käytetään CHP:ssa, keskinäkymä-kattilalaitoksissa. Laivasto - olennainen osa laivaliikenteen työtä.

Terva

Komponenttien laatu prosentteina määritetään seuraavasti:

Parafiini, nafteeni - 95%.
Asfaltti - 3%.
Hartsit - 2%.

Tyhjiöterva saadaan kaikkien erotus- ja tislausprosessien päättymisen tuloksena. Kiehumispiste + 500°С. Lopputulos on viskoosin musta koostumus. Nestemäistä koostumusta käytetään tienrakennuksessa. Siitä valmistetaan kattomateriaalien bitumia. Tervaa tarvitaan koksin – strategisen tuotteen – luomiseen. Komponenttia käytetään kattilapolttoaineen valmistuksessa. Se sisältää suurimman osan öljyn sisältämistä raskasmetalleista.

Öljytuotteiden raakaindikaattorit riippuvat esiintymän syvyydestä ja tyypistä. Tämä otetaan huomioon muodostettaessa öljyjakeita ja saavutettaessa komponenttien prosenttiosuus.

Määritelmät

Fraktionaalinen koostumus. Kaikille yksittäisille aineille kiehumispiste tietyssä paineessa on fysikaalinen vakio. Koska öljy on seos suuresta määrästä orgaanisia aineita, joilla on eri paineet tyydyttyneitä höyryjä, silloin on mahdotonta puhua öljyn kiehumispisteestä.

Öljyn tai öljytuotteiden laboratoriotislausolosuhteissa asteittain nousevassa lämpötilassa yksittäiset komponentit tislataan pois niiden kiehumispisteiden noustessa tai, mikä on sama, tyydyttyneen höyryn paineen alenemisjärjestyksessä. Näin ollen öljylle ja sen tuotteille ei ole ominaista kiehumispisteet, vaan kiehumisen alun ja lopun lämpötilarajat sekä tietyillä lämpötila-alueilla tislattujen yksittäisten fraktioiden saanto. Tislaustulosten mukaan jakeellinen koostumus arvioidaan.

Ryhmä kutsutaan öljyn osuuden, joka kiehuu pois tietyllä lämpötila-alueella. Öljyt kiehuvat erittäin laajalla lämpötila-alueella, pääasiassa 28-520-540°C. Öljyn fraktiokoostumus määritetään standardimenetelmällä (GOST 2177-82) laboratoriotestien tulosten perusteella erotettaessa yhdisteitä kiehumispisteiden mukaan fraktioimalla (tislaamalla) öljyä, tislaamalla tai yhdisteiden seoksella AVT-yksiköissä (ilmakehän paine). -tyhjiöputkimainen).

Kiehumisen alku fraktiot ottavat huomioon kondensoituneiden höyryjen ensimmäisen pisaran laskevan lämpötilan.

Keittämisen loppu fraktiot ottavat huomioon lämpötilan, jossa fraktion haihtuminen pysähtyy.

Uusien öljyjen tutkimuksessa fraktiokoostumus määritetään tavallisilla tislauskolonneilla varustetuilla tislauslaitteilla. Tämä mahdollistaa merkittävästi parantaa tislauksen selkeyttä ja rakentaa fraktioinnin tulosten perusteella ns. todellisten kiehumispisteiden käyrä (ITC) koordinaatissa lämpötila - fraktioiden saanto, % (massa). Fraktioiden valinta 200°C asti suoritetaan ilmakehän paineessa ja loput lämpöhajoamisen välttämiseksi erilaisissa tyhjiöissä. Hyväksytyn menetelmän mukaan kiehumisen alusta 300°C:een 10-asteiset ja sitten 50-asteiset fraktiot otetaan jakeiksi, joiden kiehumispää on 475-550°C.

Öljyfraktiot

Kiehumislämpötila-alueista riippuen öljyjakeet (öljyn erotustuotteet) jaetaan:

hiilivetykaasu- poistetaan laitoksista kaasumaisessa ja nestemäisessä muodossa ("stabilointipää"), lähetetään jatkokäsittelyä varten kaasun jakotislauslaitoksiin, käytetään öljynjalostamoiden uuneissa polttoaineena;
bensiinijae- kiehuu pois 50-180°C:ssa, käytetään kaupallisen moottoribensiinin komponenttina, katalyyttisen reformointi- ja pyrolyysiyksiköiden raaka-aineena; alistetaan toissijaiselle tislaukselle kapeiden fraktioiden saamiseksi;
kerosiinifraktio- kiehuu välillä 140-220°С (180-240°С), käytetään polttoaineena suihku- ja traktorin kaasutinmoottoreissa, valaistukseen, vetykäsittelylaitosten raaka-aineena;
dieselfraktio (kevyt tai ilmakehän kaasuöljy, aurinkotisle)- kiehuu pois lämpötilassa 180-350°C (220-350°С, 240-350°С), käytetään dieselmoottoreiden polttoaineena ja vetykäsittelyyksiköiden raaka-aineena;
polttoöljy - ilmakehän tislauksen jäännös- kiehuu yli 350°C:ssa, käytetään kattilan polttoaineena tai vetykäsittely- ja lämpökrakkausyksiköiden raaka-aineena;
tyhjötisleet (tyhjiökaasuöljyt)- keitetään pois 350-500 °C:ssa, käytetään katalyyttisen krakkauksen ja vetykrakkauksen raaka-aineena;
muuntajatisle (kevyt öljyjae)- kiehuu pois lämpötilassa 300-400°C (350-420°С);
konetisle (keskimääräinen öljyjae)- kiehuu pois lämpötilassa 400-450°C (420-490°С);
sylinteritisle (raskas öljyfraktio)- kiehuu pois lämpötilassa 450-490 °C;
terva- öljyn ilmakehän tyhjötislauksen jäännös, joka kiehuu pois yli 500°C (490°C) lämpötiloissa, käytetään raaka-aineena lämpökrakkauksessa, koksauksessa, bitumin ja öljyn tuotantolaitoksissa.

Murtokoostumuksen määritys

Jakeellinen koostumus määritetään standardimenetelmällä GOST 2177-99:n mukaisesti (menetelmä on samanlainen kuin ulkomailla yleinen Engler-tislaus) sekä erilaisilla menetelmillä laboratoriokolonneilla. Muuntaaksesi standarditislauksella saadut kiehumispisteet ( T gost) todellisiin kiehumispisteisiin ( T itk) ehdotetaan kaavaa:

Aloituslämpötilat T nk ja loppu T kk ITC:n mukainen kiehuminen voidaan määrittää kaavojen avulla:

klo fraktiokoostumuksen määritysöljy tai öljytuote tislataan standardilaitteessa tietyissä olosuhteissa ja koordinaattijärjestelmään rakennetaan tislauskäyrä: abskissa-akseli on fraktioiden saanto (tislaus) % (tilavuus) tai % (paino) ja ordinaatta akseli on kiehumispiste °C.

Kun niin monimutkaista seosta, kuten öljyä, kuumennetaan, matalalla kiehuvat komponentit, joilla on korkea haihtuvuus, siirtyvät ensin höyryfaasiin. Korkealla kiehuvat komponentit lähtevät osittain mukanaan, mutta matalalla kiehuvan komponentin pitoisuus höyryssä on aina korkeampi kuin kiehuvassa nesteessä. Kun alhaalla kiehuvat komponentit tislataan pois, jäännös rikastuu korkealla kiehuvilla komponenteilla. Koska korkealla kiehuvien komponenttien höyrynpaine tietyssä lämpötilassa on ulkoisen paineen alapuolella, kiehuminen voi lopulta loppua. Nestemäistä jäännöstä kuumennetaan jatkuvasti, jotta se kiehuisi taukoamatta. Samaan aikaan höyryyn siirtyy yhä enemmän uusia komponentteja, joiden kiehumispisteet kasvavat. Lähtevät höyryt kondensoidaan, syntynyt lauhde poistetaan komponenttien kiehumispistealueiden mukaisesti erillisinä öljyjakeina.

Öljyn ja öljytuotteiden tislaus fraktioiksi erottamista varten voidaan suorittaa asteittain tai yhdellä haihdutuksella. Asteittain haihduttamalla tapahtuvan tislauksen aikana syntyneet höyryt poistetaan jatkuvasti tislauslaitteesta, ne tiivistetään ja jäähdytetään lauhdutin-jääkaapissa ja kerätään astiaan nestemäisten jakeiden muodossa.

Siinä tapauksessa, että kuumennusprosessin aikana muodostuneita höyryjä ei poisteta tislauslaitteesta ennen kuin on saavutettu määrätty lämpötila, jossa höyryfaasi erotetaan nestefaasista yhdessä vaiheessa, prosessia kutsutaan pikatislaamiseksi. Sen jälkeen rakennetaan RI-käyrä.

Öljytuotteiden selkeää erottelua kapeiksi jakeiksi on mahdotonta saavuttaa joko asteittaisella tai vielä enemmän yksittäisellä haihduttamisella, koska osa korkealla kiehuvista komponenteista siirtyy tisleeseen ja osa matalalla kiehuvista komponenteista jää tisleeseen. nestefaasi. Siksi käytetään tislausta palautusjäähdytyksellä tai rektifikaatiolla. Tätä varten öljyä tai öljytuotetta kuumennetaan pullossa; tislauksen aikana muodostuneet höyryt, joista lähes vailla korkealla kiehuvia komponentteja, jäähdytetään erityisessä laitteessa - palautusjäähdyttimessä ja siirtyvät nestemäiseen tilaan - limaa. Alas virtaava lima kohtaa äskettäin muodostuneet parit. Lämmönvaihdon seurauksena matalalla kiehuvat palautusjäähdytyskomponentit haihtuvat ja korkeassa lämpötilassa kiehuvat höyrykomponentit kondensoituvat. Tällaisella höyryjen kosketuksella saavutetaan selkeämpi erottuminen fraktioihin kuin ilman palautusjäähdytystä.

Vielä selkeämpi erottuminen tapahtuu tislauksen ja rektifioinnin aikana. Laitteisto tällaiseen tislaukseen koostuu tislauskolvista, tislauskolonnista, lauhdutin-jäähdyttimestä ja säiliöstä.

Rektifikaatio suoritetaan tislauskolonneissa. Oikaisun aikana tapahtuu kosketus nousevan höyryvirran ja alas virtaavan kondensaatin välillä - palautusvirtaus. Höyryillä on korkeampi lämpötila kuin liman, joten lämmönvaihto tapahtuu kosketuksessa. Tämän seurauksena liman matalalla kiehuvat komponentit siirtyvät höyryfaasiin ja korkealla kiehuvat komponentit tiivistyvät ja siirtyvät nestefaasiin. Tislausprosessin tehokkaan suorittamisen kannalta tarvitaan mahdollisimman läheinen kosketus höyry- ja nestefaasin välillä. Tämä saavutetaan kolonniin sijoitettujen erityisten kosketuslaitteiden avulla (suuttimet, levyt jne.). Seoksen komponenttien erottumisen selkeys riippuu pääasiassa kosketusvaiheiden lukumäärästä ja höyryjä kohti virtaavan refluksoinnin (kastelun) määrästä. Refluksoinnin muodostamiseksi kolonnin yläosaan sijoitetaan lauhdutin-jääkaappi. Selkeän oikaisun tulosten perusteella muodostetaan ITC-käyrä (todelliset kiehumispisteet).

Murtokoostumuksen määritysöljyjen ja öljyjakeiden käsittely suoritetaan laboratorio-olosuhteissa. Seuraavat tislaustyypit ovat yleisimmin käytössä laboratoriokäytännössä.

Tislaus asteittaisen haihdutuksen periaatteella: yksinkertainen öljyn ja öljytuotteiden tislaus, joka kiehuu 350 °C:seen:

ilmakehän paineessa;
yli 350°C:ssa kiehuvien öljytuotteiden yksinkertainen tislaus alennetussa paineessa (tyhjiössä);
tislaus palautusjäähdytyksellä;
tislaus selkeällä rektifikaatiolla.

Pikatislaus: Pikatislaus.

Molekyylitislaus makromolekyyliyhdisteille ja hartseille.

Simuloitu kilpailu.