Նավթի վերամշակման գործընթացներ. Ինչպե՞ս է կատարվում նավթի վերամշակումը: Նավթի և գազի առաջնային վերամշակման արդյունաբերական գործընթացներ

Նավթի վերամշակումը բավականին բարդ գործընթաց է, որը պահանջում է ներգրավվածություն։ Արդյունահանվող բնական հումքից ստացվում են բազմաթիվ ապրանքներ՝ տարբեր տեսակի վառելիք, բիտում, կերոսին, լուծիչներ, քսանյութեր, նավթային յուղեր և այլն։ Նավթի վերամշակումը սկսվում է ածխաջրածինների փոխադրմամբ գործարան: Արտադրության գործընթացը տեղի է ունենում մի քանի փուլով, որոնցից յուրաքանչյուրը շատ կարևոր է տեխնոլոգիական տեսանկյունից։

Վերամշակման գործընթաց

Նավթի վերամշակման գործընթացը սկսվում է դրա մասնագիտացված պատրաստումից։ Դա պայմանավորված է բնական հումքի բազմաթիվ կեղտերի առկայությամբ: Նավթի հանքավայրը պարունակում է ավազ, աղեր, ջուր, հող և գազային մասնիկներ։ Ջուրն օգտագործվում է մեծ քանակությամբ ապրանքներ հանելու և էներգիայի պաշարները խնայելու համար։ Սա ունի իր առավելությունները, բայց զգալիորեն նվազեցնում է ստացված նյութի որակը:

Նավթամթերքի բաղադրության մեջ կեղտերի առկայությունը անհնարին է դարձնում դրանք գործարան տեղափոխելը։ Նրանք հրահրում են ջերմափոխանակիչների և այլ տարաների վրա թիթեղների ձևավորում, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է դրանց ծառայության ժամկետը:

Հետեւաբար, արդյունահանվող նյութերը ենթարկվում են բարդ մաքրման՝ մեխանիկական եւ նուրբ։ Արտադրական գործընթացի այս փուլում ստացված հումքը բաժանվում է նավթի և. Դա տեղի է ունենում հատուկ նավթի բաժանարարների օգնությամբ:

Հումքը մաքրելու համար այն հիմնականում նստեցնում են հերմետիկ տանկերում։ Տարանջատման գործընթացը ակտիվացնելու համար նյութը ենթարկվում է սառը կամ բարձր ջերմաստիճանի: Էլեկտրական աղազերծման կայանները օգտագործվում են հումքի մեջ պարունակվող աղերը հեռացնելու համար։

Ինչպե՞ս է տեղի ունենում նավթի և ջրի տարանջատման գործընթացը:

Առաջնային մաքրումից հետո ստացվում է քիչ լուծվող էմուլսիա։ Այն խառնուրդ է, որի մեջ մեկ հեղուկի մասնիկները հավասարաչափ բաշխված են երկրորդում։ Այս հիման վրա առանձնանում են էմուլսիաների 2 տեսակ.

• հիդրոֆիլ. Այն խառնուրդ է, որտեղ նավթի մասնիկները ջրի մեջ են.
• հիդրոֆոբ. Էմուլսիան հիմնականում բաղկացած է յուղից, որտեղ կան ջրի մասնիկներ։

Էմուլսիայի կոտրման գործընթացը կարող է տեղի ունենալ մեխանիկական, էլեկտրական կամ քիմիական եղանակով: Առաջին մեթոդը ներառում է հեղուկի նստեցումը: Դա տեղի է ունենում որոշակի պայմաններում՝ ջեռուցում մինչև 120-160 աստիճան ջերմաստիճան՝ բարձրացնելով ճնշումը մինչև 8-15 մթնոլորտ: Խառնուրդի շերտավորումը սովորաբար տեղի է ունենում 2-3 ժամվա ընթացքում։

Որպեսզի էմուլսիայի տարանջատման գործընթացը հաջող լինի, անհրաժեշտ է կանխել ջրի գոլորշիացումը։ Նաև մաքուր յուղի արդյունահանումն իրականացվում է հզոր ցենտրիֆուգների միջոցով։ Էմուլսիան բաժանվում է ֆրակցիաների, երբ հասնում է րոպեում 3,5-50 հազար պտույտի։

Քիմիական մեթոդի օգտագործումը ներառում է հատուկ մակերևութային ակտիվ նյութերի օգտագործում, որոնք կոչվում են demulsifiers: Դրանք օգնում են լուծարել կլանման թաղանթը, որի արդյունքում յուղը մաքրվում է ջրի մասնիկներից։ Քիմիական մեթոդը հաճախ օգտագործվում է էլեկտրական մեթոդի հետ միասին: Մաքրման վերջին մեթոդը ներառում է էմուլսիան էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ: Այն հրահրում է ջրի մասնիկների ասոցիացիան։ Արդյունքում այն ​​ավելի հեշտությամբ հեռացվում է խառնուրդից, ինչի արդյունքում ստացվում է ամենաբարձր որակի յուղ։

Առաջնային վերամշակում

Նավթի արդյունահանումը և վերամշակումը տեղի է ունենում մի քանի փուլով. Բնական հումքից տարբեր ապրանքների արտադրության առանձնահատկությունն այն է, որ նույնիսկ բարձրորակ մաքրումից հետո ստացված արտադրանքը չի կարող օգտագործվել իր նպատակային նպատակների համար:

Ելակետային նյութը բնութագրվում է տարբեր ածխաջրածինների պարունակությամբ, որոնք զգալիորեն տարբերվում են մոլեկուլային քաշով և եռման կետով։ Պարունակում է նաֆթենիկ, անուշաբույր, պարաֆինային բնույթի նյութեր։ Նաև հումքը պարունակում է օրգանական տիպի ծծմբի, ազոտի և թթվածնի միացություններ, որոնք նույնպես պետք է հեռացվեն:

Նավթի վերամշակման բոլոր գոյություն ունեցող մեթոդներն ուղղված են այն խմբերի բաժանելուն։ Արտադրության գործընթացում ստացվում է տարբեր բնութագրերով ապրանքների լայն տեսականի։

Բնական հումքի առաջնային մշակումն իրականացվում է դրա բաղկացուցիչ մասերի տարբեր եռման կետերի հիման վրա։ Այս գործընթացի իրականացման համար ներգրավված են մասնագիտացված կայանքներ, որոնք հնարավորություն են տալիս ձեռք բերել տարբեր նավթամթերքներ՝ մազութից մինչև խեժ։

Եթե ​​բնական հումքը այս կերպ վերամշակվի, ապա հնարավոր չի լինի ձեռք բերել հետագա օգտագործման համար պատրաստ նյութ։ Առաջնային թորումը ուղղված է միայն նավթի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների որոշմանը: Այն իրականացնելուց հետո հնարավոր է որոշել հետագա մշակման անհրաժեշտությունը։ Նրանք նաև սահմանում են սարքավորումների տեսակը, որը պետք է ներգրավվի անհրաժեշտ գործընթացները կատարելու համար:

Նավթի առաջնային վերամշակում

Նավթի թորման մեթոդներ

Կան նավթի վերամշակման (թորման) հետևյալ մեթոդները.

• մեկ գոլորշիացում;
• կրկնվող գոլորշիացում;
• թորում աստիճանական գոլորշիացումով.

Ֆլեշ մեթոդը ներառում է նավթի մշակումը տվյալ արժեքով բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ։ Արդյունքում առաջանում են գոլորշիներ, որոնք մտնում են հատուկ ապարատ։ Այն կոչվում է գոլորշիացնող: Այս գլանաձև սարքում գոլորշիները բաժանված են հեղուկ ֆրակցիայից:

Կրկնվող գոլորշիացմամբ հումքը ենթարկվում է վերամշակման, որի դեպքում ջերմաստիճանը մի քանի անգամ բարձրացվում է տվյալ ալգորիթմի համաձայն։ Թորման վերջին մեթոդն ավելի բարդ է։ Նավթի աստիճանական գոլորշիացումով վերամշակումը ենթադրում է հիմնական աշխատանքային պարամետրերի սահուն փոփոխություն:

Թորման սարքավորում

Արդյունաբերական նավթի վերամշակումն իրականացվում է մի քանի սարքերի միջոցով.

Խողովակային վառարաններ. Իր հերթին դրանք նույնպես բաժանվում են մի քանի տեսակների. Սրանք մթնոլորտային, վակուումային, մթնոլորտային-վակուումային վառարաններ են։ Առաջին տիպի սարքավորումների օգնությամբ իրականացվում է նավթամթերքի մակերեսային վերամշակում, ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ մազութի, բենզինի, կերոսինի և դիզելային ֆրակցիաներ։ Վակուումային վառարաններում ավելի արդյունավետ աշխատանքի արդյունքում հումքը բաժանվում է.

• խեժ;
• նավթի մասնիկներ;
• գազի նավթի մասնիկներ.

Ստացված արտադրանքը լիովին հարմար է կոքսի, բիտումի, քսանյութերի արտադրության համար։

թորման սյուներ. Այս սարքավորման օգտագործմամբ հում նավթի վերամշակման գործընթացը ներառում է այն կծիկի մեջ տաքացնելը մինչև 320 աստիճան ջերմաստիճան: Դրանից հետո խառնուրդը մտնում է թորման սյունակի միջանկյալ մակարդակները: Միջինում այն ​​ունի 30-60 սահանք, որոնցից յուրաքանչյուրը գտնվում է որոշակի ընդմիջումով և հագեցած է հեղուկ լոգարանով: Դրա շնորհիվ գոլորշիները կաթիլների տեսքով հոսում են ներքև՝ առաջանալով խտացում։

Գործում է նաև վերամշակում ջերմափոխանակիչներով։

Վերամշակում

Յուղի հատկությունները որոշելուց հետո, կախված որոշակի վերջնական արտադրանքի անհրաժեշտությունից, ընտրվում է երկրորդական թորման տեսակը: Հիմնականում այն ​​բաղկացած է ջերմային-կատալիտիկ ազդեցությունից հումքի վրա: Նավթի խորը վերամշակումը կարող է տեղի ունենալ մի քանի մեթոդներով.

Վառելիք. Երկրորդային թորման այս մեթոդի կիրառումը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել մի շարք բարձրորակ արտադրանք՝ շարժիչային բենզին, դիզել, ռեակտիվ և կաթսայի վառելիք: Վերամշակումը մեծ քանակությամբ սարքավորումներ չի պահանջում: Այս մեթոդի կիրառման արդյունքում հումքի և նստվածքի ծանր ֆրակցիաներից ստացվում է պատրաստի արտադրանք։ Վառելիքի թորման մեթոդը ներառում է.

• ճեղքվածք;
• բարեփոխում;
• հիդրոմշակում;
• հիդրոկրեկինգ.

Մազութ. Թորման այս մեթոդի արդյունքում ստացվում են ոչ միայն տարբեր վառելանյութեր, այլեւ ասֆալտ, քսայուղեր։ Դա արվում է արդյունահանման մեթոդով, ապաասֆալտապատմամբ։

նավթաքիմիական. Բարձր տեխնոլոգիական սարքավորումների ներգրավմամբ այս մեթոդի կիրառման արդյունքում մեծ քանակությամբ ապրանքներ են ստացվում։ Սա ոչ միայն վառելիք է, յուղեր, այլ նաև պլաստմասսա, ռետին, պարարտանյութ, ացետոն, ալկոհոլ և շատ ավելին:

Ինչպես են մեզ շրջապատող առարկաները ստանում նավթից և գազից՝ հասանելի և հասկանալի

Այս մեթոդը համարվում է ամենատարածվածը: Նրա օգնությամբ կատարվում է թթու կամ թթու յուղի մշակում։ Հիդրոմշակումը կարող է զգալիորեն բարելավել ստացված վառելիքի որակը: Դրանցից հանվում են տարբեր հավելումներ՝ ծծումբ, ազոտ, թթվածնային միացություններ։ Նյութը մշակվում է ջրածնային միջավայրում հատուկ կատալիզատորների վրա։ Միաժամանակ սարքավորումներում ջերմաստիճանը հասնում է 300-400 աստիճանի, իսկ ճնշումը՝ 2-4 ՄՊա։

Թորման արդյունքում հումքի մեջ պարունակվող օրգանական միացությունները քայքայվում են, երբ փոխազդում են ապարատի ներսում շրջանառվող ջրածնի հետ։ Արդյունքում առաջանում են ամոնիակ և ջրածնի սուլֆիդ, որոնք հեռացվում են կատալիզատորից։ Հիդրոմշակումը հնարավորություն է տալիս վերամշակել հումքի 95-99%-ը:

կատալիտիկ ճեղքվածք

Թորումն իրականացվում է ցեոլիտ պարունակող կատալիզատորների միջոցով 550 աստիճան ջերմաստիճանում։ Ճեղքելը համարվում է պատրաստված հումքի վերամշակման շատ արդյունավետ մեթոդ։ Նրա օգնությամբ մազութի ֆրակցիաներից կարելի է ձեռք բերել բարձր օկտանային շարժիչային բենզին։ Մաքուր արտադրանքի բերքատվությունն այս դեպքում կազմում է 40-60%։ Ստացվում է նաև հեղուկ գազ (նախնական ծավալի 10-15%-ը)։

կատալիտիկ բարեփոխում

Բարեփոխումն իրականացվում է ալյումին-պլատինե կատալիզատորի միջոցով 500 աստիճան ջերմաստիճանի և 1-4 ՄՊա ճնշման դեպքում: Միևնույն ժամանակ սարքավորման ներսում առկա է ջրածնային միջավայր։ Այս մեթոդը օգտագործվում է նաֆթենական և պարաֆինային ածխաջրածինները արոմատիկ նյութերի վերածելու համար: Սա թույլ է տալիս զգալիորեն ավելացնել արտադրանքի օկտանային թիվը: Կատալիտիկ ռեֆորմինգ օգտագործելիս մաքուր նյութի բերքատվությունը կազմում է հումքի 73-90%-ը:

Hydrocracking

Թույլ է տալիս ստանալ հեղուկ վառելիք, երբ ենթարկվում է բարձր ճնշման (280 մթնոլորտ) և ջերմաստիճանի (450 աստիճան): Նաև այս գործընթացը տեղի է ունենում ուժեղ կատալիզատորների՝ մոլիբդենի օքսիդների օգտագործմամբ:

Եթե ​​հիդրոկրեկինգը զուգակցվում է բնական հումքի վերամշակման այլ մեթոդների հետ, ապա բենզինի և ավիավառելիքի տեսքով մաքուր արտադրանքի բերքատվությունը կազմում է 75-80%: Բարձրորակ կատալիզատորներ օգտագործելիս դրանց ռեգեներացիան չի կարող իրականացվել 2-3 տարի։

Արդյունահանում և ասֆալտացում

Արդյունահանումը ներառում է պատրաստված հումքի տարանջատումը լուծիչների միջոցով ցանկալի ֆրակցիաների մեջ: Այնուհետև կատարվում է պարաֆինացում։ Այն թույլ է տալիս զգալիորեն նվազեցնել յուղի թափվելու կետը: Նաև բարձրորակ արտադրանք ստանալու համար այն ենթարկվում է հիդրոմշակման։ Արդյունահանման արդյունքում կարելի է ստանալ թորած դիզվառելիք։ Նաև, օգտագործելով այս տեխնիկան, պատրաստված հումքից արդյունահանվում են անուշաբույր ածխաջրածիններ:

Ապաասֆալտացումն անհրաժեշտ է նավթային հումքի թորման վերջնական արտադրանքներից խեժ-ասֆալտինային միացություններ ստանալու համար: Ստացված նյութերը ակտիվորեն օգտագործվում են բիտումի արտադրության համար, որպես կատալիզատորներ մշակման այլ մեթոդների համար։

Մշակման այլ մեթոդներ

Բնական հումքի վերամշակումը առաջնային թորումից հետո կարող է իրականացվել այլ եղանակներով։

Ալկիլացում.Պատրաստված նյութերը մշակելուց հետո ստացվում են բենզինի բարձրորակ բաղադրիչներ։ Մեթոդը հիմնված է օլեֆինային և պարաֆինային ածխաջրածինների քիմիական փոխազդեցության վրա, որի արդյունքում առաջանում է բարձր եռացող պարաֆինային ածխաջրածին:

Իզոմերացում. Այս մեթոդի կիրառումը հնարավորություն է տալիս ցածր օկտանային պարաֆինային ածխաջրածիններից ստանալ ավելի մեծ օկտանային թվով նյութ։

Պոլիմերացում. Թույլ է տալիս բուտիլենների և պրոպիլենի փոխակերպումը օլիգոմերային միացությունների: Արդյունքում նյութեր են ստացվում բենզինի արտադրության և նավթաքիմիական տարբեր գործընթացների համար։

Կոքսինգ. Օգտագործվում է նավթի թորումից հետո ստացված ծանր ֆրակցիաներից նավթային կոքսի արտադրության համար։

Նավթի վերամշակման արդյունաբերությունը հեռանկարային է և զարգացող: Արտադրության գործընթացը մշտապես բարելավվում է նոր սարքավորումների և տեխնիկայի ներդրման միջոցով:

Տեսանյութ. Նավթի վերամշակում

Նավթը բաժանվում է ֆրակցիաների՝ նավթամթերք ստանալու համար երկու փուլով, այսինքն՝ նավթի թորումն անցնում է առաջնային և երկրորդային վերամշակմամբ։

Առաջնային զտման գործընթաց

Թորման այս փուլում հում նավթը նախապես ջրազրկվում և աղազրկվում է՝ օգտագործելով հատուկ սարքավորում՝ աղերը և այլ կեղտերը առանձնացնելու համար, որոնք կարող են առաջացնել սարքավորումների կոռոզիա և նվազեցնել զտված արտադրանքի որակը: Դրանից հետո յուղը պարունակում է ընդամենը 3-4 մգ աղ մեկ լիտրում եւ ոչ ավելի, քան 0,1% ջուր։ Պատրաստված արտադրանքը պատրաստ է թորման։

Շնորհիվ այն բանի, որ հեղուկ ածխաջրածինները եռում են տարբեր ջերմաստիճաններում, այս հատկությունն օգտագործվում է յուղի թորման ժամանակ՝ եռման տարբեր փուլերում դրանից առանձին ֆրակցիաներ առանձնացնելու համար։ Առաջին նավթավերամշակման գործարաններում նավթի թորումը հնարավորություն է տվել մեկուսացնել հետևյալ ֆրակցիաները՝ կախված ջերմաստիճանից. եռում է 240-350°C ջերմաստիճանում): Նավթի թորումից մնում է մազութ։

Թորման գործընթացում նավթը բաժանվում է ֆրակցիաների (բաղադրիչների): Արդյունքում ձեռք են բերվում կոմերցիոն նավթամթերքներ կամ դրանց բաղադրիչներ։ Նավթի թորումը մասնագիտացված գործարաններում դրա վերամշակման սկզբնական փուլն է:

Տաքացնելիս առաջանում է գոլորշիների փուլ, որի բաղադրությունը տարբերվում է հեղուկից։ Նավթի թորման արդյունքում ստացված ֆրակցիաները սովորաբար մաքուր արտադրանք չեն, այլ ածխաջրածինների խառնուրդ։ Առանձին ածխաջրածինները կարող են մեկուսացվել միայն նավթային ֆրակցիաների կրկնակի թորման միջոցով:

Կատարվում է յուղի ուղղակի թորում

Մեկ գոլորշիացման մեթոդով (այսպես կոչված, հավասարակշռված թորում) կամ պարզ թորումով (կոտորակային թորում);

Ուղղման օգտագործմամբ և առանց դրա;

Գոլորշիացնող նյութի օգնությամբ;

Վակուումի և մթնոլորտային ճնշման տակ:

Հավասարակշռված թորումը յուղը բաժանում է ֆրակցիաների ավելի քիչ հստակ, քան պարզ թորումը: Միևնույն ժամանակ, առաջին դեպքում նույն ջերմաստիճանում ավելի շատ նավթ է անցնում գոլորշիների վիճակ, քան երկրորդում:

Նավթի կոտորակային թորումը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել տարբեր ապրանքներ դիզելային և ռեակտիվ շարժիչների համար, ինչպես նաև հումք (բենզոլ, քսիլեն, էթիլբենզոլ, էթիլեն, բութադիեն, պրոպիլեն), լուծիչներ և այլ ապրանքներ:

Զտման գործընթաց

Նավթի երկրորդական թորումն իրականացվում է այն արտադրանքների քիմիական կամ ջերմային կատալիտիկ տրոհման եղանակով, որոնք նրանից առանձնանում են նավթի առաջնային թորման արդյունքում։ Այս դեպքում ստացվում է ավելի մեծ քանակությամբ բենզինի ֆրակցիաներ, ինչպես նաև անուշաբույր ածխաջրածինների (տոլուոլ, բենզոլ և այլն) արտադրության հումք։ Cracking-ը նավթի վերամշակման ամենալայն կիրառվող երկրորդական տեխնոլոգիան է:

Cracking-ը նավթի և մեկուսացված ֆրակցիաների բարձր ջերմաստիճանի վերամշակման գործընթացն է՝ ստանալով (հիմնականում) ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող արտադրանքներ, որոնք ներառում են շարժիչային վառելիք, քսելու յուղեր և այլն, նավթաքիմիական և քիմիական արդյունաբերության հումք: Cracking-ը շարունակվում է C-C կապերի խզմամբ և կարբանիոնների կամ ազատ ռադիկալների ձևավորմամբ։ C–C կապերի խզումը կատարվում է միջանկյալ և սկզբնական նյութերի ջրազրկման, իզոմերացման, պոլիմերացման և խտացման հետ միաժամանակ։ Վերջին երկու գործընթացները ձևավորում են ճեղքման մնացորդ, այսինքն. 350°C-ից բարձր եռման կետով մասնաբաժինը և կոքսը։

Ճաքի մեթոդով նավթի թորումը արտոնագրվել է 1891 թվականին Վ.

Ճեղքումն իրականացվում է հումքի տաքացման կամ կատալիզատորների և բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության միջոցով:

Cracking-ը թույլ է տալիս մազութից ավելի օգտակար բաղադրիչներ հանել։

Վլադիմիր Խոմուտկո

Ընթերցանության ժամանակը` 7 րոպե

Ա Ա

Ինչպե՞ս է կատարվում նավթի վերամշակումը:

Նավթը ածխաջրածնային միացությունների բարդ խառնուրդ է։ Այն նման է բնորոշ հոտով յուղոտ մածուցիկ հեղուկի, որի գույնը հիմնականում տատանվում է մուգ շագանակագույնից մինչև սև, թեև կան նաև բաց, գրեթե թափանցիկ յուղեր։

Այս հեղուկն ունի թույլ լյումինեսցենտություն, նրա խտությունը ավելի քիչ է, քան ջրի խտությունը, որի մեջ այն գրեթե անլուծելի է։ Յուղի խտությունը կարող է տատանվել 0,65-0,70 գրամ մեկ խորանարդ սանտիմետրում (թեթև դասակարգումներ) մինչև 0,98-1,00 գրամ մեկ խորանարդ սանտիմետրի համար (ծանր դասարաններ):

Վակուումային թորման խնդիրը մազութից (եթե նավթավերամշակման գործարանը մասնագիտանում է յուղերի և քսանյութերի արտադրության մեջ) կամ նավթային ֆրակցիաների լայն տեսականիից, որը կոչվում է վակուումային գազի յուղ (եթե նավթավերամշակումը մասնագիտանում է վակուումային գազի յուղից) ընտրելն է. շարժիչային վառելիքի արտադրություն): Վակուումային թորումից հետո առաջանում է մնացորդ, որը կոչվում է խեժ։

Վակուումային պայմաններում մազութի նման մշակման անհրաժեշտությունը բացատրվում է նրանով, որ 380 աստիճանից ավելի ջերմաստիճանի դեպքում սկսվում է ճեղքման պրոցեսը (ածխաջրածինների ջերմային տարրալուծումը), իսկ վակուումային գազի նավթի եռման կետը ավելի քան 520 աստիճան է։ . Դրա պատճառով թորումը պետք է իրականացվի 40-60 միլիմետր սնդիկի մնացորդային ճնշման արժեքով, ինչը թույլ է տալիս նվազեցնել առավելագույն ջերմաստիճանի արժեքը տեղադրման մեջ մինչև 360 - 380 աստիճան:

Նման սյունակում վակուումային միջավայրը ստեղծվում է մասնագիտացված սարքավորումների միջոցով, որոնց հիմնական հիմնական տարրը կա՛մ հեղուկ, կա՛մ գոլորշու արտանետիչներն են:

Ուղղակի թորման միջոցով ստացված արտադրանք

Հում նավթի առաջնային թորման միջոցով ստացվում են հետևյալ մթերքները.

• ածխաջրածին գազ, որը հեռացվում է կայունացման գլխով. օգտագործվում է որպես կենցաղային վառելիք և հումք գազի ֆրակցիոն գործընթացների համար.
• բենզինի ֆրակցիաներ (եռման կետ - մինչև 180 աստիճան); օգտագործվում է որպես հումք երկրորդային թորման գործընթացների համար կատալիտիկ բարեփոխման և ճեղքման ագրեգատներում, պիրոլիզի և նավթի վերամշակման այլ տեսակների (ավելի ճիշտ՝ դրա ֆրակցիաների) համար՝ առևտրային շարժիչային բենզին ստանալու համար.
• կերոսինի ֆրակցիաներ (եռման կետը `120-ից 315 աստիճան); հիդրոմշակումից հետո դրանք օգտագործվում են որպես ռեակտիվ և տրակտորային վառելիք.
• մթնոլորտային գազի յուղ (դիզելային ֆրակցիաներ), որը եռում է 180-ից 350 աստիճանի սահմաններում. որից հետո, անցնելով համապատասխան վերամշակում և մաքրում, այն օգտագործվում է որպես վառելիք դիզելային տիպի շարժիչների համար.
• մազութ, որը եռում է 350 աստիճանից բարձր ջերմաստիճանում. օգտագործվում է որպես վառելիք կաթսաների համար և որպես հումք ջերմային կոտրիչ կայանների համար.
• վակուումային գազի յուղ 350-ից 500 աստիճան կամ ավելի եռման կետով; հումք է կատալիտիկ և հիդրոկրեկինգի, ինչպես նաև նավթամթերքների արտադրության համար.
• խեժ - եռման կետ - ավելի քան 500 աստիճան; որը հանդես է գալիս որպես հումք կոքսավորման և ջերմային կրեկինգի ագրեգատների համար՝ բիտում և տարբեր տեսակի նավթային յուղեր ստանալու համար։

Ուղղակի թորման տեխնոլոգիական սխեման (Գլագոլևայի և Կապուստինի խմբագրած դասագրքից)

Եկեք վերծանենք նշումը.

• K-1 - վերին սյունակ;
• K-2 - մթնոլորտային նավթի վերամշակման սյուն;
• K-3 - մերկացման սյունակ;
• K-4 - կայունացման տեղադրում;
• K-5 - վակուումային մշակման սյուն;

Վերամշակման գործարանում ստանալու պահից նավթը և դրանից ստացված նավթամթերքն անցնում են հետևյալ հիմնական փուլերը.

1. Յուղի պատրաստում վերամշակման համար.

2. Նավթի առաջնային վերամշակում.

3. Յուղի վերամշակում.

4. Նավթամթերքի մաքրում.

Այս փուլերի փոխկապակցվածությունն արտացոլող սխեման ներկայացված է նկ. 4.1.1.

Յուղի պատրաստում վերամշակման համարբաղկացած է դրա լրացուցիչ ջրազրկումից և աղազրկումից: Լրացուցիչ ուսուցման անհրաժեշտությունը պայմանավորված է նրանով, որ նավթավերամշակման գործարանների բարձր արդյունավետությունն ապահովելու համար նրանց անհրաժեշտ է

Բրինձ. 4.1.1. Ժամանակակից նավթավերամշակման գործարանի տեխնոլոգիական հոսքերը (պարզեցված գծապատկեր) I- նավթի բուժում
վերամշակման համար; II- նավթի առաջնային թորում; III- նավթի երկրորդային վերամշակում; IV- մաքրում
նավթամթերքներ

Գլուխ 4. Նավթի, գազի և ածխաջրածնային հումքի վերամշակումը 173

Մատուցեք հումքը 6 գ/լ-ից ոչ ավելի աղի պարունակությամբ և ջուր 0,2%: Հետեւաբար, նավթավերամշակման գործարան (զտագործարան) մտնող նավթը ենթարկվում է լրացուցիչ ջրազրկման և աղազրկման։

Ջրի և աղերի պարունակությունը անհրաժեշտ կատարողականին հասցնելն իրականացվում է էլեկտրական աղազերծման կայանների վրա (ELOU) հետևյալ կերպ. Յուղը մի քանի հոսքերով մղվում է ջեռուցիչների միջոցով, որտեղ այն տաքացվում է արտանետվող գոլորշու միջոցով: Դրանից հետո հոսքին ավելացվում է ապամուլգատոր, և նավթը մտնում է նստեցման բաքեր, որտեղից ջուր է բաժանվում։ Աղերը լվանալու համար յուղի մեջ ավելացնում են ալկալային ջուր: Դրա հիմնական քանակությունը այնուհետև առանձնացվում է առաջին փուլի էլեկտրական ջրազրկիչում: Յուղի վերջնական ջրազրկումն իրականացվում է երկրորդ փուլի էլեկտրական ջրազրկիչում։

Նավթի վերամշակումը սկսվում է դրա հետ թորում(նավթի առաջնային վերամշակում): Նավթը մեծ քանակությամբ փոխլուծվող ածխաջրածինների բարդ խառնուրդ է՝ տարբեր սկզբնական եռման կետերով։ Թորման ժամանակ, ջերմաստիճանը բարձրացնելով, ածխաջրածիններն ազատվում են յուղից՝ եռալով տարբեր ջերմաստիճանային միջակայքերում։

Այս կոտորակները ստանալու համար մի գործընթաց է կոչվում ուղղումև իրականացվել է թորման սյունակ.Թորման սյունը ուղղահայաց գլանաձև ապարատ է՝ 20...30 մ բարձրությամբ և 2...4 մ տրամագծով։Սյունակի ներսը մեծ թվով հորիզոնական սկավառակներով բաժանված է առանձին խցիկների, որոնք ունեն անցքեր։ որպեսզի նավթի գոլորշին անցնի դրանց միջով: Հեղուկը շարժվում է արտահոսքի խողովակներով:

Նախքան թորման սյունակ ներարկելը, նավթը տաքացվում է խողովակաձև վառարանում մինչև 350...360 °C ջերմաստիճան: Այս դեպքում թեթև ածխաջրածինները, բենզինը, կերոսինը և դիզելային ֆրակցիաները անցնում են գոլորշի վիճակի, իսկ 350 ° C-ից բարձր եռման կետով հեղուկ փուլը մազութ է։

Այս խառնուրդը թորման սյունակ մտնելուց հետո մազութը հոսում է ներքև, և գոլորշի վիճակում գտնվող ածխաջրածինները բարձրանում են: Բացի այդ, ածխաջրածինների գոլորշիները բարձրանում են, գոլորշիանալով մազութից, որը ջեռուցվում է սյունակի ստորին մասում մինչև 350 ° C:

Բարձրանալով՝ ածխաջրածինների գոլորշիները աստիճանաբար սառչում են՝ վերևից մատակարարվող հեղուկի (ոռոգման) հետ շփման պատճառով։ Հետեւաբար, նրանց ջերմաստիճանը սյունակի վերին մասում դառնում է հավասար

174 Մաս I. Նավթի և գազի բիզնեսի հիմունքները

Երբ նավթի գոլորշին սառչում է, համապատասխան ածխաջրածինները խտանում են: Տեխնոլոգիական գործընթացը նախագծված է այնպես, որ բենզինի բաժինը խտացված է սյունակի վերին մասում, կերոսինի բաժինը ավելի ցածր է, իսկ դիզելային վառելիքի մասնաբաժինը նույնիսկ ավելի ցածր: Չխտացրած գոլորշիներն ուղարկվում են գազի ֆրակցիոնացման, որտեղ դրանցից ստացվում է չոր գազ (մեթան, էթան), պրոպան, բութան և բենզինի բաժին։

Նշված ֆրակցիաները ստանալու համար նավթի թորումը (ըստ վառելիքի տարբերակի) իրականացվում է մթնոլորտային խողովակային կայանքներում (AT): Նավթի ավելի խորը վերամշակման համար օգտագործվում են մթնոլորտային-վակուումային խողովակային ագրեգատներ (AVT), որոնք, ի լրումն մթնոլորտային վակուումային միավորի, որտեղ նավթի ֆրակցիաները (թորվածքները) և վակուումային գազի նավթը առանձնացվում են մազութից՝ մնացորդում թողնելով խեժը։

Նավթի վերամշակման մեթոդներբաժանվում են երկու խմբի՝ ջերմային և կատալիտիկ։

Դեպի ջերմային մեթոդներներառում են ջերմային ճեղքումը, կոքսավորումը և պիրոլիզը:

Ջերմային ճեղքումը 470...540 °C ջերմաստիճանի և 4...6 ՄՊա ճնշման դեպքում բարձր մոլեկուլային ածխաջրածինների ավելի թեթևների տարրալուծման գործընթաց է։ Ջերմային ճեղքման համար հիմնական նյութը մազութն է և այլ ծանր նավթի մնացորդները: Բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում հումքի երկար շղթայական մոլեկուլները բաժանվում են։ Ռեակցիայի արտադրանքները բաժանվում են վառելիքի բաղադրիչներ, գազ և ճեղքված մնացորդ ստանալու համար:

Կոկինգը ջերմային ճեղքման ձև է, որն իրականացվում է 450...550 °C ջերմաստիճանի և 0,1...0,6 ՄՊա ճնշման պայմաններում։ Սա արտադրում է գազ, բենզին, կերոսին-գազի նավթի ֆրակցիաներ, ինչպես նաև կոքս։

Պիրոլիզը ջերմային ճեղքվածք է, որն իրականացվում է 750...900 °C ջերմաստիճանում և մթնոլորտին մոտ ճնշման տակ՝ նավթաքիմիական արդյունաբերության համար հումք ստանալու նպատակով։ Պիրոլիզի համար հումք են գազերում պարունակվող թեթև ածխաջրածինները, առաջնային թորման բենզինները, ջերմային ճեղքող կերոսինները, կերոսին-գազի նավթային բաժինը: Ռեակցիայի արգասիքները բաժանվում են առանձին չհագեցած ածխաջրածիններ (էթիլեն, պրոպիլեն և այլն) ստանալու համար։ Հեղուկ մնացորդից, որը կոչվում է պիրոլիզի խեժ, կարող են վերականգնվել անուշաբույր ածխաջրածինները:

Դեպի կատալիտիկ մեթոդներներառում են կատալիտիկ ճեղքում, բարեփոխում։

Կատալիզական ճեղքումը բարձր մոլեկուլային քաշով ածխաջրածինների քայքայման գործընթաց է 450...500 °C ջերմաստիճանում և ճնշման տակ։

Գլուխ 4. Նավթի, գազի և ածխաջրածնային հումքի վերամշակումը 175

0,2 ՄՊա կատալիզատորների առկայության դեպքում՝ նյութեր, որոնք արագացնում են ճաքի ռեակցիան և թույլ են տալիս այն իրականացնել ավելի ցածր ճնշումներով, քան ջերմային ճեղքման ժամանակ։

Որպես կատալիզատորներ հիմնականում օգտագործվում են ալյումինոսիլիկատներ և ցեոլիտներ։

Կատալիտիկ կրեկինգի համար հումք են հանդիսանում վակուումային գազի նավթը, ինչպես նաև մազութի և խեժերի ջերմային կրեկինգի և կոքսացման արտադրանքները։ Ստացված արտադրանքներն են գազը, բենզինը, կոքսը, թեթև և ծանր գազային յուղերը։

Բարեփոխումը կատալիտիկ գործընթաց է ցածր օկտանային բենզինի ֆրակցիաների մշակման համար, որն իրականացվում է մոտ 500 ° C ջերմաստիճանի և 2 ... 4 ՄՊա ճնշման դեպքում: Կառուցվածքային փոխակերպումների արդյունքում կատալիզատի բաղադրության մեջ ածխաջրածինների օկտանային թիվը կտրուկ աճում է։ Այս կատալիզատորը կոմերցիոն շարժիչային բենզինի հիմնական բարձր օկտանային բաղադրիչն է: Բացի այդ, կատալիզատորից կարող են մեկուսացվել անուշաբույր ածխաջրածինները (բենզոլ, տոլուոլ, էթիլբենզոլ, քսիլեններ):

Հիդրոգենացումնավթային ֆրակցիաների մշակման գործընթացներն են համակարգում դրսից ներմուծված ջրածնի առկայության դեպքում: Հիդրոգենացման գործընթացներն ընթանում են կատալիզատորների առկայության դեպքում 260...430 °C ջերմաստիճանում և 2...32 ՄՊա ճնշման դեպքում։

Հիդրոգենացման պրոցեսների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս խորացնել նավթի վերամշակումը, ապահովելով թեթև նավթամթերքի բերքատվության բարձրացում, ինչպես նաև հեռացնել ծծմբի, թթվածնի և ազոտի անցանկալի կեղտերը (հիդրոմշակում):

Նավթի առաջնային և երկրորդային վերամշակման ընթացքում ստացված ֆրակցիաները (թորվածքները) իրենց կազմով պարունակում են տարբեր կեղտեր։ Թորվածքներում պարունակվող կեղտերի բաղադրությունը և կոնցենտրացիան կախված են օգտագործվող հումքի տեսակից, դրա մշակման գործընթացից և տեղադրման տեխնոլոգիական եղանակից: Վնասակար կեղտերը հեռացնելու համար թորումները ենթարկվում են մաքրում.

Համար թեթեւ նավթամթերքների մաքրումկիրառվում են հետևյալ գործընթացները.

1) ալկալային մաքրում (լվացում);

2) թթու-բազային մաքրում.

3) էպիլյացիա;

4) հիդրոմշակում.

5) արգելակում.

Ալկալային մաքրումը ներառում է բենզինի, կերոսինի և դիզելային ֆրակցիաների մշակումը կաուստիկ կամ սոդայի մոխրի ջրային լուծույթներով: Միաժամանակ բենզինից հանվում է ջրածնի սուլֆիդը և ժամ

176 Մաս I. Նավթի և գազի բիզնեսի հիմունքները

Սովորաբար մերկապտանները՝ կերոսիններից և դիզելային վառելիքից՝ նաֆթենիկ թթուներից:

Թթու-բազային մաքրումն օգտագործվում է թորած նյութերից չհագեցած և արոմատիկ ածխաջրածինների, ինչպես նաև խեժերի հեռացման համար։ Այն բաղկացած է արտադրանքը նախ ծծմբաթթվով մշակելուց, այնուհետև ալկալիի ջրային լուծույթով չեզոքացնելուց։

Մոմազերծումն օգտագործվում է դիզելային վառելիքի հոսման կետն իջեցնելու համար և բաղկացած է թորումը կարբամիդի լուծույթով մշակելուց: Ռեակցիայի ընթացքում պարաֆինային ածխաջրածինները միզանյութի հետ կազմում են միացություն, որը սկզբում անջատվում է արտադրանքից, իսկ հետո տաքացնելիս քայքայվում է պարաֆինի և միզանյութի։

Hydrotreating-ը օգտագործվում է բենզինի, կերոսինի և դիզելային ֆրակցիաներից ծծմբի միացությունները հեռացնելու համար: Դրա համար ջրածինը ներմուծվում է համակարգ 350...430 °C ջերմաստիճանի և 3...7 ՄՊա ճնշման դեպքում կատալիզատորի առկայության դեպքում։ Այն տեղահանում է ծծումբը ջրածնի սուլֆիդի տեսքով:

Hydrotreating օգտագործվում է նաև երկրորդական արտադրանքները չհագեցած միացություններից մաքրելու համար:

Արգելակումը օգտագործվում է ջերմային ճեղքված բենզիններում չհագեցած ածխաջրածինների օքսիդացման և պոլիմերացման ռեակցիաները ճնշելու համար՝ ներմուծելով հատուկ հավելումներ։

Համար մաքրող քսայուղերօգտագործվում են հետևյալ գործընթացները.

1) ընտրովի մաքրում լուծիչներով.

2) էպիլյացիա;

3) հիդրոմշակում.

4) ապաասֆալտապատում.

5) ալկալային մաքրում.

Ընտրովի լուծիչներն այն նյութերն են, որոնք ունակ են որոշակի ջերմաստիճանում նավթամթերքից հանել միայն որոշ բաղադրիչներ՝ առանց այլ բաղադրիչների լուծարելու և դրանցում չլուծվելու։

Մաքրումն իրականացվում է արդյունահանման սյունակներում, որոնք ներսում կամ խոռոչ են, կամ տարբեր տեսակի փաթեթավորումներով կամ սկուտեղներով:

Յուղերը մաքրելու համար օգտագործվում են հետևյալ լուծիչները՝ ֆուրֆուրալ, ֆենոլ, պրոպան, ացետոն, բենզոլ, տոլուոլ և այլն։ Նրանց օգնությամբ յուղերից հանվում են խեժերը, ասֆալտինները, անուշաբույր ածխաջրածինները և պինդ պարաֆինային ածխաջրածինները։

Ընտրովի մաքրման արդյունքում ձևավորվում է երկու փուլ՝ յուղի օգտակար բաղադրիչներ (ռաֆինատ) և անցանկալի կեղտեր (քաղվածք)։

Մաքրումը ենթարկվում է պարաֆինային յուղից ստացված և պինդ ածխաջրածիններ պարունակող ընտրովի մաքրման ռաֆինատների:

Գլուխ 4. Նավթի, գազի և ածխաջրածնային հումքի վերամշակումը 177

Ծննդաբերություն. Եթե ​​դա չի արվում, ապա երբ ջերմաստիճանն իջնում ​​է, յուղերը կորցնում են իրենց շարժունակությունը և դառնում շահագործման համար ոչ պիտանի։

Մոմազերծումն իրականացվում է ֆիլտրման միջոցով՝ լուծիչով նոսրացված արտադրանքը նախապես սառեցնելուց հետո։

Հիդրոմշակման նպատակն է բարելավել յուղերի գույնը և կայունությունը, բարձրացնել դրանց մածուցիկության-ջերմաստիճանի հատկությունները և նվազեցնել կոքսի և ծծմբի պարունակությունը: Այս գործընթացի էությունը ջրածնի ազդեցությունն է նավթային ֆրակցիայի վրա կատալիզատորի առկայության դեպքում այնպիսի ջերմաստիճանում, որն առաջացնում է ծծմբի և այլ միացությունների տարրալուծում:

Դրանք ասֆալտ-խեժային նյութերից մաքրելու նպատակով իրականացվում է կիսակյուտր ապաասֆալտապատում։ Կիսաձյութը ապաասֆալտացված յուղի (նավթի ֆրակցիա) և ասֆալտի բաժանելու համար օգտագործվում է թեթև ածխաջրածիններով արդյունահանում (օրինակ՝ հեղուկացված պրոպան)։

Ալկալային մաքրումն օգտագործվում է նաֆթենական թթուները և մերկապտանները յուղերից հեռացնելու, ինչպես նաև ծծմբաթթուն և դրա ածխաջրածինների հետ փոխազդեցության արտադրանքները չեզոքացնելու համար, որոնք մնացել են դեզֆալտացումից հետո:

Հում նավթը տերմին է, որն օգտագործվում է հում նավթի համար՝ հումք, որը դուրս է գալիս գետնից այնպես, ինչպես կա: Այսպիսով, հում նավթը հանածո վառելիք է, ինչը նշանակում է, որ այն բնականորեն արտադրվում է միլիոնավոր տարիներ առաջ հնագույն ծովերում ապրող քայքայված բույսերից և կենդանիներից. այն վայրերի մեծ մասը, որտեղ նավթն առավել հաճախ է հայտնաբերվել, ժամանակին եղել են ծովերի հատակը: Հում նավթը, կախված դաշտից, տարբեր է և տարբերվում է գույնով և հետևողականությամբ՝ վառ սևից (խոնավ ասֆալտ) և շատ մածուցիկից մինչև մի փոքր թափանցիկ և գրեթե պինդ:

Նավթի հիմնական արժեքն ու օգտագործումը կայանում է նրանում, որ այն մեկնարկային կետ է շատ տարբեր նյութերի համար, քանի որ այն պարունակում է ածխաջրածիններ: Ածխաջրածինները մոլեկուլներ են, որոնք ակնհայտորեն պարունակում են ջրածին և ածխածին, և միմյանցից տարբերվում են միայն նրանով, որ դրանք կարող են լինել տարբեր երկարությունների և կառուցվածքների՝ ուղիղ շղթաներից մինչև օղակներով ճյուղավորված շղթաներ:

Երկու բան կա, որ ածխաջրածինները հետաքրքիր են դարձնում քիմիկոսների համար.

1. Ածխաջրածինները պարունակում են մեծ քանակությամբ պոտենցիալ էներգիա։ Այն, ինչ ստացվում է հում նավթից, օրինակ՝ բենզին, դիզել, պարաֆին և այլն: - Հենց այս պոտենցիալ էներգիան է արժեքավոր:
2. Ածխաջրածինները կարող են տարբեր ձևեր ունենալ: Ամենափոքր ածխաջրածինը (ըստ ատոմների քանակի) մեթանն է (CH4), որը օդից թեթև գազ է։ 5 կամ ավելի ածխածնի ատոմներով ավելի երկար շղթաները շատ դեպքերում հեղուկ են: Իսկ շատ երկար շղթաները կոշտ են, օրինակ՝ մոմ կամ խեժ։ Ածխաջրածնային շղթաների «խաչաձեւ կապի» քիմիական կառուցվածքով դուք կարող եք ստանալ ամեն ինչ՝ սինթետիկ կաուչուկից մինչև նեյլոն և պլաստիկ: Ածխաջրածնային շղթաներն իրականում շատ բազմակողմանի են:

Հում նավթի ածխաջրածինների հիմնական դասերը ներառում են.

• Պարաֆիններ C n H 2n+2 ընդհանուր բանաձևով (n-ը ամբողջ թիվ է, սովորաբար 1-ից մինչև 20) ուղիղ կամ ճյուղավորված շղթայական կառուցվածքով կարող են ներկայացնել գազեր կամ հեղուկներ, որոնք արդեն եռում են սենյակային ջերմաստիճանում՝ կախված մոլեկուլային օրինակներից՝ մեթան, էթան։ , պրոպան, բութան, իզոբութան, պենտան, հեքսան։
• Արոմատիկ նյութերընդհանուր բանաձևով. C 6 H 5 -Y (Y-ը մեծ ուղիղ մոլեկուլ է, որը միանում է բենզոլի օղակին) օղակային կառուցվածքներ են մեկ կամ մի քանի օղակներով, որոնք պարունակում են վեց ածխածնի ատոմ, ածխածնի ատոմների միջև փոփոխվող կրկնակի միայնակ կապերով: Արոմատիկ նյութերի վառ օրինակներ են բենզոլը և նաֆթալինը:
• Նաֆթեններկամ ցիկլոալկաններ C n H 2n ընդհանուր բանաձևով (n-ը ամբողջ թիվ է, սովորաբար 1-ից 20-ը) օղակաձև կառուցվածքներ են մեկ կամ մի քանի օղակներով, որոնք պարունակում են միայն պարզ կապեր ածխածնի ատոմների միջև: Դրանք, որպես կանոն, հեղուկներ են՝ ցիկլոհեքսան, մեթիլցիկլոպենտան և այլն։
• Ալկեններ C n H 2n ընդհանուր բանաձևով (n-ը ամբողջ թիվ է, սովորաբար 1-ից 20-ը) գծային կամ ճյուղավորված շղթայի մոլեկուլներ են, որոնք պարունակում են մեկ ածխածին-ածխածին կրկնակի կապ, որը կարող է լինել հեղուկ կամ գազ, օրինակ՝ էթիլեն, բութեն, իզոբուտեն:
• Ալկիններընդհանուր բանաձևով. C n H 2n-2 (n-ը ամբողջ թիվ է, սովորաբար 1-ից 20-ը) գծային կամ ճյուղավորված շղթայի մոլեկուլներ են, որոնք պարունակում են երկու ածխածին-ածխածին կրկնակի կապեր, որոնք կարող են լինել հեղուկ կամ գազ, օրինակ՝ ացետիլեն, բութադիեններ։ .

Այժմ, երբ մենք գիտենք նավթի կառուցվածքը, տեսնենք, թե ինչ կարող ենք անել դրա հետ:

Ինչպե՞ս է աշխատում նավթի վերամշակումը:

Նավթի վերամշակման գործընթացը սկսվում է կոտորակային թորման սյունակով:

Տիպիկ նավթավերամշակման գործարան

Հում նավթի հիմնական խնդիրն այն է, որ այն պարունակում է հարյուրավոր տարբեր տեսակի ածխաջրածիններ՝ բոլորը միասին խառնված: Իսկ մեր խնդիրն է առանձնացնել ածխաջրածինների տարբեր տեսակները՝ օգտակար բան ստանալու համար։ Բարեբախտաբար, այս բաները առանձնացնելու հեշտ միջոց կա, և դա այն է, ինչ անում է զտումը:

Տարբեր ածխաջրածնային շղթաների երկարություններ ունեն աստիճանաբար ավելի բարձր եռման կետեր, այնպես որ դրանք կարող են բաժանվել տարբեր ջերմաստիճաններում պարզ թորման միջոցով: Պարզ ասած՝ նավթը որոշակի ջերմաստիճանի տաքացնելով, ածխաջրածինների որոշակի շղթաներ սկսում են եռալ, և այդպիսով մենք կարող ենք առանձնացնել «ցորենը ցորենից»։ Սա այն է, ինչ տեղի է ունենում նավթավերամշակման գործարանում. գործընթացի մի հատվածում նավթը տաքացվում է, և տարբեր շղթաները եռում են իրենց համապատասխան եռման կետերում: Յուրաքանչյուր տարբեր շղթայի երկարություն ունի իր յուրահատուկ հատկությունը, որն այն օգտակար է դարձնում յուրովի:

Հում նավթի բազմազանությունը հասկանալու համար և հասկանալու համար, թե ինչու է հում նավթի վերամշակումն այդքան կարևոր մեր քաղաքակրթության մեջ, դիտեք հետևյալ ապրանքների ցանկը, որոնք ստացվում են հում նավթից.

Նավթային գազեր- օգտագործվում է ջեռուցման, ճաշ պատրաստելու, պլաստմասսա պատրաստելու համար.

• դրանք փոքր ալկաններ են (1-ից 4 ածխածին)
• լայնորեն հայտնի է այնպիսի անուններով, ինչպիսիք են մեթան, էթան, պրոպան, բութան
• եռման միջակայքը - 40 աստիճանից ցածր
• հաճախ ճնշված գազեր

Նաֆթակամ նաֆթա- միջանկյալ արտադրանք, որը հետագայում կվերամշակվի՝ հետագայում բենզին դառնալու համար.

• պարունակում է 5-ից 9 ածխածնային ալկաններ
• եռման միջակայքը `60-ից 100 աստիճան Celsius

Բենզին- շարժիչային վառելիք.

• միշտ հեղուկ արտադրանք
• ալկանների և ցիկլոալկանների խառնուրդ է (5-ից մինչև 12 ածխածնի ատոմ)
• եռման միջակայքը `40-ից 205 աստիճան Celsius

Կերոզին- վառելիք ռեակտիվ շարժիչների և տրակտորների համար. ելանյութ այլ ապրանքների արտադրության համար.

• հեղուկ
• ալկանների խառնուրդ (10-ից 18 ածխածնի ատոմ) և անուշաբույր ածխաջրածիններ
• եռման միջակայք - 175-ից 325 աստիճան Celsius

Դիզելային թորվածք- օգտագործվում է դիզելային վառելիքի և մազութի համար. ելանյութ այլ ապրանքների արտադրության համար.

• հեղուկ
• 12 կամ ավելի ածխածնի ատոմ պարունակող ալկաններ
• եռման միջակայք - 250-ից 350 աստիճան Celsius

Քսայուղեր- օգտագործվում են շարժիչային յուղերի, ճարպերի, այլ քսանյութերի արտադրության համար.

• հեղուկ
• երկար շղթայական կառուցվածքներ (20-ից 50 ածխածնի ատոմ) ալկաններ, ցիկլոալկաններ, արոմատիկ նյութեր
• եռման միջակայք - 300-ից 370 աստիճան Celsius

մազութ- օգտագործվում է արդյունաբերական վառելիքի համար; ելանյութ այլ ապրանքների արտադրության համար.

• հեղուկ
• երկար շղթայական կառուցվածքներ (20-ից 70 ածխածնի ատոմ) ալկաններ, ցիկլոալկաններ, արոմատիկ նյութեր.
• եռման միջակայքը - 370-ից 600 աստիճան Celsius

Վերամշակված արտադրանքի մնացորդներ- կոքս, ասֆալտ, խեժ, պարաֆիններ; ելանյութ այլ ապրանքների արտադրության համար.

• մասնիկները
• 70 կամ ավելի ածխածնի ատոմներով բազմաթիվ օղակների միացություններ
• եռման միջակայքը ոչ պակաս, քան 600 աստիճան Ցելսիուս:

Դուք կարող եք նկատել, որ այս բոլոր ապրանքները գալիս են տարբեր չափերի և եռացող միջակայքերի: Քիմիկոսներն օգտվել են այս հատկություններից նավթի վերամշակման համար: Եկեք հիմա ավելի մանրամասն իմանանք այս հետաքրքիր գործընթացի մանրամասները:

Նավթի վերամշակման մանրամասն գործընթաց

Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, մեկ բարել հում նավթի մեջ կա բոլոր տեսակի ածխաջրածինների խառնուրդ: Նավթի վերամշակումն առանձնացնում է օգտակար նյութերը այս ամբողջ «բազմազգային ներկայացուցիչների ընկերությունից»։ Միևնույն ժամանակ տեղի են ունենում արդյունաբերական քիմիական գործընթացների հետևյալ խմբերը, որոնք, սկզբունքորեն, գտնվում են յուրաքանչյուր նավթավերամշակման գործարանում.

• Տարբեր բաղադրիչները (կոչվում են ֆրակցիաներ) նավթից առանձնացնելու ամենահին և ամենատարածված ձևը դա անելն է՝ օգտագործելով եռման կետի տարբերությունները: Այս գործընթացը կոչվում է կոտորակային թորում .
• Որոշ ֆրակցիաներում քիմիական մշակման կիրառման նոր մեթոդները օգտագործում են փոխակերպման մեթոդը։ Քիմիական վերամշակումը, օրինակ, կարող է երկար շղթաները կոտրել ավելի կարճների: Սա թույլ է տալիս նավթավերամշակման գործարանին, օրինակ, պահանջարկից կախված դիզելային վառելիքը վերածել բենզինի:
• Մաքրման գործարանները, ի լրումն, ֆրակցիոն թորման գործընթացից հետո, պետք է մաքրեն ֆրակցիաները՝ դրանցից կեղտերը հեռացնելու համար:
• Մաքրման գործարանները միավորում են տարբեր ֆրակցիաներ (վերամշակված և չմշակված) խառնուրդների մեջ, որպեսզի ստացվեն ցանկալի արտադրանք: Օրինակ, տարբեր շղթաներից տարբեր խառնուրդներ կարող են ստեղծել բենզիններ տարբեր օկտանային գնահատականներով:

Նավթավերամշակման արտադրանքը կարճաժամկետ պահեստավորման է ուղարկվում հատուկ տանկերում, մինչև դրանք մատակարարվեն տարբեր շուկաներ՝ գազալցակայաններ, օդանավակայաններ և քիմիական գործարաններ։ Նավթի վրա հիմնված արտադրանք ստեղծելուց բացի, գործարանները պետք է հոգ տանեն նաև անխուսափելի թափոնների մասին՝ օդի և ջրի աղտոտվածությունը նվազագույնի հասցնելու համար:

Կոտորակային թորում

Յուղի տարբեր բաղադրիչներ ունեն տարբեր չափեր, կշիռներ և եռման կետեր. Այսպիսով, առաջին քայլը այս բաղադրիչներն առանձնացնելն է: Քանի որ դրանք ունեն տարբեր եռման կետեր, դրանք կարելի է հեշտությամբ բաժանել՝ օգտագործելով մի գործընթաց, որը կոչվում է կոտորակային թորում:

Կոտորակային թորման փուլերը հետևյալն են.

• Երկու կամ ավելի նյութերի (հեղուկների) խառնուրդը տարբեր եռման կետով տաքացնում եք բարձր ջերմաստիճանի։ Ջեռուցումը սովորաբար կատարվում է բարձր ճնշման գոլորշու միջոցով մինչև մոտ 600 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճան:
• Խառնուրդը եռում է՝ առաջացնելով գոլորշի (գազեր); նյութերի մեծ մասն անցնում է գոլորշիների փուլում:
• Գոլորշին մտնում է երկար սյունակի հատակը, որը լցված է սկուտեղներով կամ թիթեղներով։ Սկուտեղներն ունեն բազմաթիվ անցքեր կամ պղպջակների գլխարկներ (նման է պլաստիկ շշի վրա ծակած գլխարկին), որպեսզի գոլորշին անցնի: Նրանք մեծացնում են սյունակում գոլորշու և հեղուկի միջև շփման ժամանակը և օգնում հավաքել հեղուկներ, որոնք ձևավորվում են սյունակի տարբեր բարձրությունների վրա: Այս սյունակում կա ջերմաստիճանի տարբերություն (ներքևում շատ տաք է, իսկ վերևում՝ ավելի ցուրտ):
• Այսպիսով, գոլորշին բարձրանում է սյունակում:
• Երբ գոլորշին բարձրանում է սյունակի սկուտեղների միջով, այն սառչում է:
• Երբ գոլորշի նյութը հասնում է մի բարձրության, որտեղ ջերմաստիճանը սյունակում հավասար է այդ նյութի եռման կետին, այն խտանում է՝ առաջացնելով հեղուկ: Այս դեպքում ամենացածր եռման կետ ունեցող նյութերը կխտանան սյունակի ամենաբարձր կետում, իսկ ավելի բարձր եռման կետ ունեցող նյութերը՝ ավելի ցածր սյունակում:
• Սկուտեղները հավաքում են տարբեր հեղուկ ֆրակցիաներ:
• Հավաքված հեղուկ ֆրակցիաները կարող են գնալ կոնդենսատորներ, որոնք դրանք ավելի սառեցնում են, այնուհետև տեղափոխվում պահեստային տանկեր, կամ կարող են գնալ այլ տարածքներ հետագա քիմիական մշակման համար:

Կոտորակային թորումը օգտակար է եռման կետերի նեղ տարբերություններով նյութերի խառնուրդն առանձնացնելու համար և նավթի վերամշակման գործընթացի ամենակարևոր քայլն է: Նավթի վերամշակման գործընթացը սկսվում է կոտորակային թորման սյունակով: Բաղադրիչներից շատ քչերը կթողնեն կոտորակային թորման սյունը, որը պատրաստ կլինի վաճառվել նավթի շուկայում: Դրանցից շատերը պետք է քիմիապես վերամշակվեն, որպեսզի փոխարկվեն այլ ֆրակցիաների։ Օրինակ՝ թորած հումքի միայն 40%-ն է դառնալու բենզին, սակայն բենզինը նավթային ընկերությունների արտադրած հիմնական ապրանքներից է։ Մեծ քանակությամբ հում նավթը անընդհատ թորելու փոխարեն, նավթային ընկերությունները քիմիապես մշակում են թորման սյունակից այլ հատումներ՝ նույն բենզինը ստանալու համար. և այս վերամշակումը մեծացնում է բենզինի եկամտաբերությունը յուրաքանչյուր բարել հում նավթից:

Քիմիական փոխակերպում

Դուք կարող եք մի խմբակցություն փոխարկել մյուսին, օգտագործելով երեք մեթոդներից մեկը.

1. Խոշոր ածխաջրածինները բաժանել փոքրերի (ճեղքվածք)
2. Միավորել փոքր ածխաջրածինները՝ դրանք ավելի մեծ դարձնելու համար (միավորում)
3. Վերադասավորել կամ փոխարինել ածխաջրածինների տարբեր մասերը՝ ցանկալի ածխաջրածիններ ստանալու համար (ջրաջերմային փոփոխություն)

Cracking

Cracking-ը վերցնում է մեծ ածխաջրածիններ և դրանք բաժանում փոքրերի: Ճեղքման մի քանի տեսակներ կան.

• Ջերմային- Դուք տաքացնում եք խոշոր ածխաջրածինները բարձր ջերմաստիճաններում (երբեմն նաև բարձր ճնշման դեպքում), մինչև դրանք բաժանվեն:
• Գոլորշի- բարձր գոլորշու ջերմաստիճանը (ավելի քան 800 աստիճան Ցելսիուս) օգտագործվում է էթանը, բութանը և նաֆտան կոտրելու համար էթիլենի և բենզոլի, որոնք օգտագործվում են քիմիական նյութեր արտադրելու համար:
• Visbreaking- Թորման սյունակից մնացորդային նյութերը տաքացվում են մինչև 500 աստիճան Ցելսիուս, սառչում և արագ այրվում թորման սյունակում: Այս գործընթացը նվազեցնում է նյութերի մածուցիկությունը և դրանցում առկա ծանր յուղերի քանակը և արտադրում խեժեր:
• Կոքսինգ- թորման սյունից մնացորդային նյութերը տաքացվում են մինչև 450 աստիճան Ցելսիուսից բարձր ջերմաստիճան, ինչի արդյունքում մնում է ծանր գրեթե մաքուր ածխածին (կոքս); կոքսը մաքրվում է կոքսից և վաճառվում։
• կատալիզացիա- կատալիզատոր օգտագործվում է ճեղքման ռեակցիան արագացնելու համար: Կատալիզատորները ներառում են ցեոլիտ, ալյումինի հիդրոսիլիկատ, բոքսիտ և ալյումինոսիլիկատ: Կատալիտիկ ճեղքումն այն է, երբ տաք կատալիզատորի հեղուկը (538 աստիճան Ցելսիուս) քայքայում է ծանր նյութը դիզելային յուղերի և բենզինի:
• Hydrocracking- նման է կատալիտիկ ճեղքմանը, բայց օգտագործում է այլ կատալիզատոր՝ ավելի ցածր ջերմաստիճաններով, ավելի բարձր ճնշումներով և ջրածնով: Սա թույլ է տալիս ծանր նավթը բաժանել բենզինի և կերոսինի (ռեակտիվ վառելիք):

Միավորում

Երբեմն անհրաժեշտ է միավորել փոքր ածխաջրածինները, որպեսզի դրանք ավելի մեծ լինեն, - այս գործընթացը կոչվում է միավորում: Միաձուլման հիմնական գործընթացն է կատալիտիկ բարեփոխումև այս դեպքում կատալիզատորը (պլատինի և պլատինի-ռենիումի խառնուրդ) օգտագործվում է նաֆթայի ցածր քաշը անուշաբույր միացությունների մեջ միավորելու համար, որոնք օգտագործվում են քիմիական նյութերի պատրաստման և բենզինի խառնուրդի մեջ: Այս ռեակցիայի զգալի կողմնակի արտադրանքը ջրածնի գազն է, որն այնուհետև օգտագործվում է հիդրոկրեկինգի համար, կամ պարզապես վաճառվում է:

հիդրոթերմալ փոփոխություն

Երբեմն մեկ ֆրակցիայի մոլեկուլների կառուցվածքները վերադասավորվում են՝ մյուս մասն առաջացնելու համար: Սովորաբար, դա արվում է գործընթացի միջոցով, որը կոչվում է ալկիլացում. Ալկիլացման ժամանակ ցածր մոլեկուլային քաշի միացությունները, ինչպիսիք են պրոպիլենը և բուտիլենը, խառնվում են կատալիզատորի առկայության դեպքում, ինչպիսին է ֆտորֆտորաթթուն կամ ծծմբաթթուն (նավթամթերքներից շատերի կեղտերի հեռացման կողմնակի արտադրանք): Ալկիլացման արտադրանքները բարձր օկտանային ածխաջրածիններ են, որոնք օգտագործվում են բենզինի խառնուրդներում՝ օկտանային թիվը մեծացնելու համար:

Նավթամթերքի վերջնական վերամշակում (մաքրում).

Թորված և քիմիապես մշակված յուղի ֆրակցիաները նորից վերամշակվում են՝ հեռացնելու կեղտերը՝ հիմնականում ծծումբ, ազոտ, թթվածին, ջուր, լուծված մետաղներ և անօրգանական աղեր պարունակող օրգանական միացություններ: Վերջնական մշակումը սովորաբար կատարվում է հետևյալ եղանակներով.

• Ծծմբաթթվի սյունը հեռացնում է չհագեցած ածխաջրածինները (ածխածին-ածխածնային կրկնակի կապերով), ազոտի միացությունները, թթվածինը և մնացորդային պինդ նյութերը (խեժ, ասֆալտ):
• Կլանման սյունը լցվում է չորացնող նյութով՝ ջուրը հեռացնելու համար:
• Ջրածնի սուլֆիդային մաքրիչները հեռացնում են ծծումբը և ծծմբի բոլոր միացությունները:

Ֆրակցիաները մշակելուց հետո դրանք սառչում են, այնուհետև խառնվում իրար՝ պատրաստելու տարբեր ապրանքներ, ինչպիսիք են.

• Բենզին տարբեր տեսակի, հավելումներով կամ առանց հավելումների։
• Տարբեր ապրանքանիշերի և տեսակների քսայուղեր (օրինակ՝ 10W-40, 5W-30):
• Կերոզին տարբեր տեսակի.
• ինքնաթիռի վառելիք.
• Մազութ.
• Պլաստմասսաների և այլ պոլիմերների արտադրության համար տարբեր տեսակի այլ քիմիական նյութեր: