Kā notiek naftas rafinēšana? Naftas un naftas produktu frakcionētais sastāvs

14.06.2019

Eļļas un tās produktu sastāvu nosaka, atdalot pēc viršanas punktiem, destilējot un rektificējot.

Eļļas frakciju izvade

Nafta, gāzes kondensāti un to frakcijas ir daudzkomponentu ogļūdeņražu savienojumu maisījums. AT . Tāpēc šī maisījuma sastāva noteikšana kā visu to sastāvā iekļauto savienojumu kopums ir visgrūtākais un ne vienmēr atrisināms uzdevums.

Jēlnaftas iegādes izmaksas, kas veido aptuveni 80% no naftas pārstrādes rūpnīcu izmaksām, ir vissvarīgākais faktors rentabilitātes noteikšanā. naftas kompānija. Jēlnaftas kvalitāte un vērtība ir atkarīga no tās ITC līknes, kas nosaka vieglo naftas produktu frakcijas saturu, kas vārās līdz 360°C, frakciju 360-540°C un grunts produktu (>540°C), un piemaisījumu saturs, piemēram, sērs, slāpeklis, metāli utt.

Tomēr ITC līkne neatspoguļo naftas frakciju ķīmisko sastāvu, kas, savukārt, ietekmē naftas produktu pārstrādes un pārstrādes iekārtu iznākumu un produkta īpašības. Tādējādi zināšanas par ITC līkni un ķīmiskā daba jēlnaftas frakcijas ir ārkārtīgi svarīgas, lai uzlabotu naftas pārstrādes rūpnīcu ekonomiskos rādītājus. Diemžēl šīs informācijas iegūšanai ir nepieciešamas laboratoriskās analīzes, kas prasa lielas finanšu un laika izmaksas.

Galvenās frakcijas

ogļūdeņraža gāze

Gāze, kas ir daļa no šīs eļļas, sastāv galvenokārt no butāniem (73,9% mas.), gāzu iznākums eļļā ir 1,5% (masas). Propāna-butāna frakcija tiks izmantota kā izejviela gāzes frakcionēšanas iekārtām, lai ražotu atsevišķus ogļūdeņražus, degvielu un motorbenzīna komponentu.

Frakcija NK-62°С

Frakcija NK-62°С tiks izmantota kā izejviela katalītiskās izomerizācijas procesam, lai palielinātu oktānskaitli.

Frakcija 62-85°С

62-85°C frakciju sauc par "benzolu", tā tiks izmantota kā komerciālā benzīna sastāvdaļa un benzola ražošanai.

Frakcija 85-120°С

85-120°C frakcija, kas sajaukta ar 120-180°C frakciju, tiks izmantota kā izejviela katalītiskajam riformatoram, lai palielinātu oktānskaitli. Iepriekš nosūtīts uz hidroapstrādi.

Frakcija 120-180°С un 180-230°С

120-180°C frakcija tiks izmantota maisījumā ar 180-230°C frakciju kā reaktīvās degvielas sastāvdaļa. Reaktīvā degviela nav piemērota uzliesmošanas temperatūrai, tāpēc jums ir jānoņem daži gaismas komponenti.

Eļļas ieguves metodes

Naftas produktu individuālais sastāvs

Patlaban naftas produktu individuālo sastāvu diezgan droši var noteikt ar gāzu-šķidruma hromatogrāfijas metodēm tikai atsevišķām benzīna frakcijām. Tāpēc atsevišķu ogļūdeņražu sastāvu nevar izmantot par pamatu prognozēšanas metodēm termofizikālo īpašību (TPP) aprēķināšanai, jo tas nav pieejams patērētājiem.

Tajā pašā laikā frakcionēto sastāvu un strukturālo grupu ogļūdeņražu sastāvu var auglīgāk izmantot eļļas termisko īpašību aprēķināšanas metožu izstrādē.

Tāpēc turpmāk aplūkotas destilācijas līkņu pārrēķināšanas un ekstrapolācijas metodes un metodes frakciju strukturālās grupas ogļūdeņražu sastāva aprēķināšanai.

Naftas un naftas produktu frakcionētais sastāvs

Šāda veida eļļas un tās produktu sastāvu nosaka, atdalot pēc viršanas punktiem, destilējot un rektificējot.

Atsevišķu frakciju kopējo iznākumu (masas vai tilpuma procentos), kas izvārās noteiktos temperatūras diapazonos, sauc par eļļas, naftas produkta vai maisījuma frakciju sastāvu. Vairāk pilnīgas īpašības relatīvais blīvums un vidējais molārā masa katra plecu siksna un maisījums kopumā. Pamatojoties uz iztvaikošanas rezultātiem, tiek veidota ITC līkne, kas satur diezgan pilnīgu informāciju par maisījuma sastāvu.

Rektifikācija saskaņā ar GOST 11011-85 ARN-2 aparātā ir ierobežota ar temperatūru 450-460 ° C iespējamās atlikuma termiskās sadalīšanās dēļ. Šāda veida eļļu izpēti ieteicams veikt ARN-2 destilācijas iekārtā pēc GrozNII metodes Manovyan kolbā līdz viršanas temperatūrai 560-580 °C. Šajā gadījumā ITC līkne nav izkropļota.

Frakcionēts sastāvs, īpaši vieglos komerciālos naftas produktus un plašās frakcijas, bieži nosaka ar destilāciju Englera aparātā saskaņā ar GOST 2177-82, kas ir daudz vienkāršāk nekā rektifikācija. Englera destilācijas līkne ļauj droši noteikt frakcijām raksturīgos viršanas punktus. Tomēr, aprēķinot fāzes līdzsvaru, vēlams izmantot ITC līkni. Lai iegūtu šādu līkni, ir ierosinātas vairākas empīriskas procedūras.

Piemēram, vieglajiem naftas produktiem ir zināma BashNIINP metode. Pamatojoties uz to, ka temperatūras starpība, kas iegūta komerciāla naftas produkta destilācijas laikā saskaņā ar ITC un pēc Englera, noteiktā naftas produkta viršanas punkta punktā ir gandrīz nemainīga, var rakstīt.

Šauru eļļas frakciju (pseidokomponentu) fizikālo un ķīmisko īpašību (PCS) raksturojums

Aprēķinot daudzkomponentu maisījumu (MCM) destilācijas procesus, ir jāizmanto visu komponentu fizikāli ķīmiskās un termodinamiskās īpašības, kas veido atdalīto MCM. Tā kā izskatāmajā gadījumā sākotnējā nepārtrauktā maisījuma sadalīšana pseidokomponentos ir diezgan patvaļīga, atsevišķu pseidokomponentu fizikāli ķīmisko īpašību aprēķināšanas procedūrai ir īpaša nozīme.

Ir zināms, ka jebkura Ķīmiskā viela ir raksturīgo konstantu kopa, un raksturīgo konstantu vērtības ir atkarīgas no ķīmiskā struktūra vielu molekulas. Šo noteikumu var attiecināt arī uz pseidokomponentiem, īpaši, ja raksturīgo konstantu vērtības nosaka eksperimentāli.

Starp citu, izlasi arī šo rakstu: Smagās eļļas apstrādes iezīmes

Par galveno un minimālo nepieciešamo pseidokomponentes raksturlielumu uzskata vidējo aritmētisko (starp viršanas frakcijas sākumu un beigām) viršanas temperatūru.

Tomēr šī temperatūra pilnībā neraksturo pseidokomponentu, jo tajā nav ņemtas vērā eļļu sastāva īpašības. dažādi veidi(dažādi noguldījumi). Lai precīzāk novērtētu pseidokomponentu FCS, ir nepieciešama informācija par frakciju ogļūdeņražu sastāvu.

Šī informācija ir netieši ietverta RI un ITC līknēs. Turklāt saskaņā ar masas saglabāšanas likumu pseido-raksturīgo konstantu un iespējamā ogļūdeņražu sastāva vidējām (vidējām integrālajām) vērtībām frakcijām, kas izolētas no salīdzināmajām līknēm vienādos plūsmas ātruma viršanas diapazonos, ir jāsakrīt (izņemot to viršanas punkta temperatūras robežas).

Tāpēc, lai novērtētu motordegvielu ogļūdeņražu sastāvu, ir diezgan pieņemami izmantot RI līkni, jo tā ir vienkāršāka un ērtāka eksperimentālai noteikšanai. Tomēr, aprēķinot atdalīšanas procesus (galvenokārt rektifikāciju), ir jāizmanto tikai ITC līkne.

Aprēķiniem kā visu MCS komponentu (pseidokomponentu) pseidoraksturīgās konstantes tiek izmantotas standarta īpašības (viršanas temperatūra, fāzes pārejas temperatūra, piesātināta tvaika spiediens, gāzes un šķidruma fāžu blīvums standarta apstākļos, laušanas koeficienti, viskozitāte, entalpija utt. .), kā arī kritiskās īpašības. Šīs konstantes raksturo komponenta ķīmisko identitāti, t.i. pārstāv vielas "ķīmisko pasi". Raksturīgās īpašības ir specifisku vielas ķīmisko parametru funkcijas: vielas molekulas molārā masa un struktūra:

No (1.1) izriet, ka visas standarta īpašības izrādās savstarpēji saistītas un var tikt izteiktas viena caur otru. Tātad jebkura ogļūdeņraža (pseidokomponenta) molāro masu var izteikt kā funkciju no tā standarta īpašībām: viršanas temperatūras, blīvuma, laušanas koeficienta un citām īpašībām, kā arī šo īpašību kombinācijas. Kā piemēru mēs varam minēt B.P. Voinova, Krega un Mamedova formulas ogļūdeņražu molekulmasas aprēķināšanai:

Tāpēc pseidokomponentu TFS aprēķināšanas iespēju skaits izrādās diezgan liels, kas zināmā mērā apgrūtina to praktisko izmantošanu.

Lai aprēķinātu FCS plašām eļļas frakcijām, kas sastāv no vairākām pseidokomponentēm, tiek izmantots aditivitātes likums, t.i. katras šaurās frakcijas devumu plašākās frakcijas īpašībās nosaka šaurās frakcijas relatīvā koncentrācija plašākajā.

Starp citu, izlasi arī šo rakstu: Tulkošana kinemātiskā viskozitāte dinamiskā

UMP FCS aprēķināšanas procedūras nepārtrauktiem maisījumiem ir automatizētas: lietotājs saskaņā ar pieņemto ITC līknes temperatūras sadalījumu pseidokomponentos nosaka atsevišķu pseidokomponentu (atsevišķu šauru frakciju) viršanas robežas, pēc kurām. viņš aizpilda katras izvēlētās pseidokomponentes specifikāciju, uzstādot tās raksturīgās īpašības, kas zināmas lietotājam.

Kā jau minēts, ir jāsniedz minimālā nepieciešamā informācija vidējā temperatūra pseidokomponenta viršanas temperatūra un lietotājam zināmās īpašības (blīvums, laušanas koeficients u.c.) tiek iestatītas kā papildu. Jo pilnīgāk šī informācija tiks definēta, jo precīzāk tiks raksturots katrs pseidokomponents, un līdz ar to turpmākās modelēšanas rezultāti būs precīzāki. Piemēram, attēlā. 1.7 parāda raksturīgo īpašību sadalījuma līknes ( tTr,p,n) tiešās plūsmas benzīnam ar ūdeņradi.

Rīsi. 1.7. Vārīšanās temperatūras sadalījuma līknes ( tTr), blīvums ( lpp) un refrakcijas indekss ( n) tiešās destilācijas ar ūdeņradi apstrādāta benzīna frakcijas

Saskaņā ar pieņemto nosacījumu diezgan vienmērīgām raksturīgo īpašību izmaiņām, mainoties atsevišķu komponentu viršanas temperatūrai (atsevišķu komponentu skaits ir ļoti liels), visu īpašību atkarība no vielas destilācijas frakcijas (vai uz destilācijas temperatūru) arī jābūt nepārtrauktai.

Pamatojoties uz šo informāciju, var aprēķināt visas pamata īpašības ( Tkr, Pkr, Zkr, entalpijas raksturlielumi) gan atsevišķiem pseidokomponentiem, gan šo īpašību vidējās integrālvērtības frakcijai kopumā, kā arī hipotētisko pseidokomponentu iespējamās bruto formulas. Faktiski tiek izmantota tā pati pieeja. savstarpējā RI un ITC līkņu pārrēķinos.

Tajā pašā laikā pat nepilnīgas informācijas klātbūtne (atsevišķām frakcijām tikai atsevišķas īpašības, pat ierobežotā destilāta proporcijas izmaiņu diapazonā) var būtiski uzlabot vispārināmās informācijas atbilstību. Tātad attēlā parādītajam piemēram. 1.4, ņemot vērā tikai vienu īpašību frakcijai kopumā (degvielas blīvums), ievērojami uzlabo gala raksturlīknes formu (ITC līkni).

TEVI INTERESĒS:

Naftas pārstrādes rūpnīcas Krievijā Euro+ vakuumdestilācijas kolonna uzstādīta Gazprom Neft naftas pārstrādes rūpnīcā Maskavā Eļļas ieguves metodes Eļļas ražošanas izmaksas

Naftas pārstrādes nozares būtība
Eļļas rafinēšanas procesu var iedalīt 3 galvenajos posmos:
1. Jēlnaftas sadalīšana frakcijās, kas atšķiras viršanas temperatūras diapazonos (primārā apstrāde);
2. Iegūto frakciju apstrāde, ķīmiski pārveidojot tajos esošos ogļūdeņražus un tirgojamo naftas produktu komponentu izstrāde. (pārstrāde);
3. Komponentu sajaukšana, ja nepieciešams, izmantojot dažādas piedevas, lai iegūtu komerciālus naftas produktus ar noteiktiem kvalitātes rādītājiem. (preču ražošana).
Rafinēšanas rūpnīcas produkti ir motoru un katlu degviela, sašķidrinātās gāzes, Dažādi izejvielas naftas ķīmijas rūpniecībai, kā arī atkarībā no uzņēmuma tehnoloģiskās shēmas - eļļošanas, hidrauliskās un citas eļļas, bitumens, naftas kokss, parafīni. Pamatojoties uz tehnoloģisko procesu kopumu, naftas pārstrādes rūpnīcā var iegūt no 5 līdz vairāk nekā 40 tirgojamo naftas produktu pozīcijām.
Naftas pārstrāde - nepārtraukta ražošana, ražošanas darbības periods starp kapitālais remonts modernās rūpnīcās ir līdz 3 gadiem. Rafinēšanas rūpnīcas funkcionālā vienība ir tehnoloģiskā uzstādīšana- ražotne ar iekārtu komplektu, kas ļauj veikt pilnu konkrēta tehnoloģiskā procesa ciklu.
Šajā rakstā īsi aprakstīti galvenie tehnoloģiskie procesi kurināmā ražošana - motoru un katlu kurināmā, kā arī koksa iegūšana.

Eļļas piegāde un saņemšana
Krievijā galvenie pārstrādei piegādātās jēlnaftas apjomi tiek piegādāti pārstrādes rūpnīcām no ražošanas asociācijām pa maģistrālajiem naftas cauruļvadiem. Nelielos daudzumos eļļu, kā arī gāzes kondensātu piegādā dzelzceļš. Naftas importētājvalstīs ar piekļuvi jūrai piegāde uz ostas pārstrādes rūpnīcām tiek veikta ar ūdens transportu.
Ražotnē pieņemtās izejvielas nonāk atbilstošajos konteineros preču bāze(1. att.), kas savienots ar cauruļvadiem ar visām rafinēšanas rūpnīcas tehnoloģiskajām vienībām. Saņemtās eļļas daudzumu nosaka pēc instrumentālās uzskaites, vai ar mērījumiem neapstrādātos traukos.

Eļļas sagatavošana apstrādei (elektriskā atsāļošana)
Jēlnafta satur sāļus, kas izraisa nopietnu procesa iekārtu koroziju. Lai tos noņemtu, eļļa, kas nāk no padeves tvertnēm, tiek sajaukta ar ūdeni, kurā izšķīst sāļi, un nonāk ELOU - elektriskā atsāļošanas iekārta(2. att.). Atsāļošanas process tiek veikts elektriskie dehidratatori- cilindriskas ierīces ar iekšpusē uzstādītiem elektrodiem. Augstsprieguma strāvas (25 kV vai vairāk) ietekmē ūdens un eļļas maisījums (emulsija) tiek iznīcināts, ūdens tiek savākts aparāta apakšā un izsūknēts. Efektīvākai emulsijas iznīcināšanai izejvielās tiek ievadītas īpašas vielas - demulgatori. Procesa temperatūra - 100-120°C.

Primārā naftas rafinēšana
Atsālītā eļļa no ELOU tiek piegādāta atmosfēras vakuuma destilācijas iekārtai, kas Krievijas rafinēšanas rūpnīcās tiek saīsināta ar ABT - atmosfēras vakuuma caurule. Šis nosaukums ir saistīts ar faktu, ka izejvielu karsēšana pirms to sadalīšanas frakcijās tiek veikta ruļļos cauruļu krāsnis(6. att.) degvielas sadegšanas siltuma un dūmgāzu siltuma dēļ.
AWT ir sadalīts divos blokos - atmosfēras un vakuuma destilācija.

1. Atmosfēras destilācija
Atmosfēras destilācija (3.4. att.) paredzēta atlasei vieglās eļļas frakcijas- benzīns, petroleja un dīzeļdegviela, vārīšanās temperatūra līdz 360°C, kuras potenciālā iznākums eļļai ir 45-60%. Pārējā atmosfēras destilācijas daļa ir mazuts.
Process sastāv no krāsnī uzkarsētās eļļas sadalīšanas atsevišķās frakcijās destilācijas kolonna- cilindrisks vertikāls aparāts, kura iekšpusē atrodas kontaktierīces (plāksnes) caur kuru tvaiki virzās uz augšu un šķidrums uz leju. Gandrīz visās naftas pārstrādes rūpnīcās tiek izmantotas dažāda izmēra un konfigurācijas destilācijas kolonnas, plākšņu skaits tajās svārstās no 20 līdz 60. Siltuma padeve tiek nodrošināta plkst. apakšējā daļa kolonna un siltuma noņemšana no kolonnas augšējās daļas, saistībā ar kuru temperatūra aparātā pakāpeniski samazinās no apakšas uz augšu. Rezultātā benzīna frakcija tiek noņemta no kolonnas augšdaļas tvaiku veidā, un petrolejas un dīzeļdegvielas frakciju tvaiki kondensējas attiecīgajās kolonnas daļās un tiek noņemti, mazuts paliek šķidrs un tiek sūknēts. ārā no kolonnas apakšas.

2. Vakuuma destilācija
Vakuuma destilācija (3.,5.,6. att.) paredzēta atlasei no mazuta eļļas destilāti mazuta profila vai plašas eļļas frakcijas pārstrādes rūpnīcās (vakuuma gāzeļļa) degvielas profila pārstrādes rūpnīcā. Vakuuma destilācijas atlikusī daļa ir darva.
Nepieciešamība izvēlēties eļļas frakcijas vakuumā ir saistīta ar faktu, ka temperatūrā virs 380 ° C sākas ogļūdeņražu termiskā sadalīšanās. (plaisāšana), un vārīšanās beigas vakuuma gāzeļļai - 520°C vai vairāk. Tāpēc destilāciju veic ar atlikušo spiedienu 40-60 mm Hg. Art., kas ļauj samazināt maksimālā temperatūra aparātā līdz 360-380°C.
Vakuums kolonnā tiek izveidots, izmantojot atbilstošu aprīkojumu, galvenās ierīces ir tvaiks vai šķidrums ežektori(7. att.).

3. Benzīna stabilizācija un sekundārā destilācija
Atmosfēras blokā iegūtā benzīna frakcija satur gāzes (galvenokārt propānu un butānu) tādā apjomā, kas pārsniedz kvalitātes prasības, un to nevar izmantot ne kā dzinēju benzīna sastāvdaļu, ne kā komerciālu tiešās destilācijas benzīnu. Turklāt rafinēšanas procesu mērķis ir palielināt benzīna oktānskaitli un ražošanu aromātiskie ogļūdeņraži kā izejvielas tiek izmantotas šauras benzīna frakcijas. Šī iemesla dēļ naftas pārstrādes tehnoloģiskajā shēmā ir iekļauts šis process (4. att.), kurā no benzīna frakcijas tiek destilētas sašķidrinātās gāzes, kas tiek destilētas 2-5 šaurās frakcijās uz atbilstošā skaita kolonnas.

Naftas primārās pārstrādes produkti tiek atdzesēti siltummaiņi, kurā tie atdod siltumu pārstrādei nonākušajai aukstajai izejvielai, kā rezultātā tiek ietaupīta procesa degviela, ūdens un gaisa dzesētāji un tiek izņemti no ražošanas. Līdzīga siltuma apmaiņas shēma tiek izmantota arī citās pārstrādes rūpnīcās.

Mūsdienu primārās pārstrādes rūpnīcas bieži tiek kombinētas un var ietvert iepriekš minētos procesus dažādās konfigurācijās. Šādu iekārtu jauda ir no 3 līdz 6 miljoniem tonnu jēlnaftas gadā.
Ražotnēs tiek būvēti vairāki primārās apstrādes bloki, lai izvairītos no pilnīgas rūpnīcas apturēšanas, kad viena no iekārtām tiek izvesta uz remontu.

Naftas primārās pārstrādes produkti

Vārds	Vārīšanās intervāli (savienojums)	Kur ir atlasīts	Kur tiek izmantots (prioritātes secībā)
Refluksa stabilizācija	propāns, butāns, izobutāns	Stabilizācijas bloks	Gāzes frakcionēšana, tirgojamie produkti, procesa degviela
Stabils tiešās darbības benzīns (nafta)		Benzīna sekundārā destilācija	Benzīna sajaukšana, komercprodukti
Stabils vieglais benzīns		Stabilizācijas bloks	Izomerizācija, benzīna sajaukšana, tirgojamie produkti
benzols		Benzīna sekundārā destilācija	Atbilstošu aromātisko ogļūdeņražu ražošana
Toluols		Benzīna sekundārā destilācija
ksilola		Benzīna sekundārā destilācija
Katalītiskā reformēšanas izejviela		Benzīna sekundārā destilācija	katalītiskā reformēšana
smagais benzīns		Benzīna sekundārā destilācija	Petrolejas, ziemas dīzeļdegvielas piejaukšana, katalītiskais riformings
Petrolejas sastāvdaļa		atmosfēras destilācija	Petrolejas, dīzeļdegvielu jaukšana
Dīzelis		atmosfēras destilācija	Hidroattīrīšana, dīzeļdegvielu, mazutu sajaukšana
		Atmosfēras destilācija (atlikums)	Vakuuma destilācija, hidrokrekings, mazuta sajaukšana
Vakuuma gāzeļļa		vakuumdestilācija	Katalītiskā krekinga, hidrokrekinga, tirgojamie produkti, mazuta sajaukšana.
		Vakuuma destilācija (atlikums)	Koksēšana, hidrokrekings, mazutu sajaukšana.

*) - n.c. - vārīšanās sākums
**) - labi labi. - vārīšanās beigas

Dažādu konfigurāciju pirmapstrādes rūpnīcu fotogrāfijas


5. att. Vakuuma destilācijas iekārta ar jaudu 1,5 miljoni tonnu gadā Turkmenbaši pārstrādes rūpnīcā Uhdes projekta ietvaros.	Rīsi. 6. Vakuuma destilācijas iekārta ar jaudu 1,6 milj.t gadā naftas pārstrādes rūpnīcā LUKOIL-PNOS. Priekšplānā ir cauruļu krāsns (dzeltena).	7. att. Vakuuma ģenerēšanas iekārta no Graham. Ir redzami 3 ežektori, kuros no kolonnas augšas ieplūst tvaiki.

Sergejs Proņins

Eļļas frakcijas nosaka laboratorijā, jo produkts satur organiskas vielas, kurām ir atšķirīgs spiediens piesātināti tvaiki. Par viršanas temperatūru kā tādu runāt nevar, bet sākuma punkts un robeža ir aprēķināta. Noteikts eļļas vārīšanās intervāls ir +28-540°C. Tas nosaka eļļas frakcionēto sastāvu. To regulē GOST 2177-99 standarts. Temperatūra, kurā parādās kondensāts, tiek uzskatīta par vārīšanās sākumu. Vārīšanās beigas tiek uzskatītas par tvaiku iztvaikošanas pārtraukšanas brīdi. Laboratorijas testus veic ar destilācijas iekārtu, kurā reģistrē stabilus rādījumus un destilējot iegūst viršanas punktu līkni. Naftas un naftas produktu sadalīšana frakcijās līdz +200°C tiek veikta plkst atmosfēras spiediens. Pārējos augstākās temperatūrās paraugus ņem vakuumā, lai nenotiktu sadalīšanās.

Naftas produktu frakcionētā sastāva noteikšanas metodes

Eļļas frakcionēšana nepieciešama, lai izvēlētos izejvielu bāzes apstrādes virzienu, noskaidrotu precīzu bāzes eļļu saturu eļļas destilācijas laikā. Pamatojoties uz to, tiek klasificētas visas frakciju īpašības.

A metode - automātisko ierīču izmantošana eļļas un atsevišķu pseidokomponentu frakcionētā sastāva noteikšanai. Kolbas tiek izmantotas no karstumizturīga stikla, kura dibens un sienas ir vienāda biezuma.
B metode - izmantojot četru vai sešu slotu ierīci. Kolbas ar apaļu dibenu ar ietilpību 250 cm3. Metode tiek izmantota tikai tumšo naftas produktu destilēšanai.

Eļļas frakciju veidi un īpašības

Eļļas frakcionēto sastāvu nosaka pēc Krievijas destilācijas jeb rektifikācijas standarta, kas atbilst Eglera destilācijai. Tā pamatā ir ogļhidrātu gāzu kompleksā sastāva sadalīšana starpelementos. Pamatojoties uz viršanas augstām temperatūrām, tiek klasificēti 3 eļļas rafinēšanas veidi.

Vienkārša destilācija - iztvaikošanas laikā tvaiki kondensējas.
Reflukss - tikai augstas viršanas temperatūras tvaiki izdala kondensātu un atgriežas kopējā maisījumā atteces veidā. Tvaiki ar zemu viršanas temperatūru pilnībā iztvaiko.
Rektifikācija ir divu iepriekšējo apstrādes veidu apvienošanas process, kad tiek sasniegta zemas viršanas temperatūras tvaiku maksimālā koncentrācija un kondensācija.

Naftas un naftas produktu frakcionētā sastāva, kā arī to īpašību noteikšanas procesā tiek iedalīts šādos frakciju veidos:

viegls (šajā tipā ietilpst benzīns un nafta) - tie izplūst temperatūrā līdz 140 ° C atmosfēras spiedienā;
vidēja (tas ietver: petroleju, dīzeļdegvielu, ligroīnu) atmosfēras spiedienā 140-350°C temperatūras diapazonā;
plkst vakuuma apstrāde un temperatūrā virs 350 ° C, tiek iegūtas frakcijas, kuras sauc par smagajām (Vakuuma gāzeļļa, darva).

Frakcijas tiek iedalītas arī vieglajās (tas ietver vieglās un vidējās) un tumšās jeb mazutu (tās ir smagās frakcijas).

Eļļas frakciju tabula

Un tagad vairāk par galvenajiem eļļas frakciju veidiem:

Naftas frakcija

Ētera vai Šervudas eļļa ir bezkrāsains šķidrums, kas sastāv no pentāna un heksāna. Zemā temperatūrā nekavējoties iztvaiko. Tas ir šķīdinātājs ekstraktu veidošanai, degviela šķiltavām, degļiem. To iegūst temperatūrā līdz + 100°C.

Benzīna frakcija

Eļļas benzīna frakcija ir veidota uz sarežģītas oglekļa savienojumu shēmas, kas izvārās + 140°C temperatūrā. Galvenais pielietojums tiek izmantots, lai iegūtu degvielu iekšdedzes dzinējiem un kā izejvielu naftas ķīmijas produktos. Benzīna frakcijas pamatā ir parafīna vielas: metilciklopentāns, cikloheksāns, metilcikloheksāns. Benzīns satur šķidros alkānus sastāvs - dabīgs, saistīts, gāzveida. Tos iedala arī sazarotos un nesazarotos. Sastāvs ir atkarīgs no izejmateriāla sastāvdaļu kvalitatīvās attiecības. Tas liek domāt, ka labu benzīnu nebūt nevar iegūt no visu kategoriju eļļas. Sugas vērtība ir tāda, ka sadalīšanās procesā savienojumos veidojas aromātiskie ogļūdeņraži, kuru īpatsvars jēlmasā ir katastrofāli mazs.

Ligroīna frakcija

Pasuga ietver smagus elementus. Piesātinājums ar aromātiskajiem ogļūdeņražiem ir lielāks nekā citiem savienojumiem. Tā ir sastāvdaļa komerciālā benzīna, apgaismes petrolejas, reaktīvo dzinēju degvielas, organiskā šķīdinātāja ražošanai. Darbojas kā pildviela mājsaimniecības ierīces. Ķīmiskais sastāvs: policikliskie, cikliskie un nepiesātinātie ogļūdeņraži. Sēra klātbūtne atšķiras, procentuālais daudzums no kopējā masa kas ir atkarīgs no depozīta, sastopamības līmeņa un neapstrādātā produkta kvalitātes.

Petrolejas frakcija

Eļļas petrolejas frakcija galvenokārt ir reaktīvo dzinēju degviela. To izmanto krāsu un laku ražošanā un pievieno kā šķīdinātāju sienu un grīdu krāsošanai. Darbojas kā izejviela vielu sintēzes procesos. Ogļhidrātu savienojumi ar augstu parafīna saturu. Ir zems aromātisko ogļhidrātu saturs. Petrolejas frakcija izdalās atmosfēras destilācijas laikā + 220°C temperatūrā.

Dīzeļdegvielas frakcija

Pasuga tiek izmantota ātrgaitas transporta veidu dīzeļdegvielas ražošanā, kā arī tiek izmantota kā otrreizējā izejviela. Pārstrādes procesā izdalās petroleja, ko izmanto krāsu un laku rūpniecībā un instrumentu ražošanā, transportlīdzekļu ķīmisko vielu ražošanā. Naftēna ogļūdeņražu maisījumu pārsvars. Lai iegūtu degvielu, kas nesacietē pie -60°C, kompozīcija tiek attīrīta ar karbamīdu. Tas ir visu komponentu sajaukšana 1 stundu un sekojoša filtrēšana caur Buhnera piltuvi.

mazuts

Maisījuma kvalitatīvais sastāvs: sveķu eļļas, organiskie savienojumi ar mikroelementiem. Ogļūdeņražu sastāvdaļas: asfaltēns, karbēns, karboīds. Vakuuma destilācijas laikā no mazuta tiek ražota darva, parafīns, tehniskās eļļas. Galvenais pielietojums ir šķidrā kurināmā katliem tās viskozitātes raksturlielumu dēļ. Krāšņu mazutu iedala 3 galvenajos veidos: jūras, vidēja katla un smagajā. Pēdējo izmanto koģenerācijā, vidus skats- katlu iekārtās. Jūras spēki - kuģniecības transporta darba neatņemama sastāvdaļa.

Darva

Komponentu kvalitāti procentos nosaka šādi:

Parafīns, naftēns - 95%.
Asfalts - 3%.
Sveķi - 2%.

Vakuuma darva tiek iegūta visu atdalīšanas un destilācijas procesu pabeigšanas rezultātā. Vārīšanās temperatūra + 500°С. Iznākums ir viskoza melna konsistence. Šķidrais sastāvs tiek izmantots ceļu būvē. No tā tiek ražots bitumens jumta materiāliem. Darva ir nepieciešama, lai izveidotu koksu - produktu stratēģiskais mērķis. Komponentu izmanto katlu degvielas ražošanā. Tas satur lielāko procentuālo daļu smagie metāli kas atrodas eļļā.

Naftas produktu neapstrādātie rādītāji ir atkarīgi no atradnes dziļuma un veida. Tas tiek ņemts vērā, veidojot eļļas frakcijas un sasniedzot komponentu procentuālo attiecību.

Rektifikācija ir divkomponentu vai daudzkomponentu maisījumu atdalīšanas process, ko izraisa pretstrāvas masas un siltuma apmaiņa starp tvaiku un šķidrumu.

Eļļas rektifikācija sastāv no sadalīšanas frakcijās karsējot, savukārt frakcijas, kurām atšķiras viršanas temperatūra, tiek atdalītas. Frakcijas ar zemu viršanas temperatūru sauc par vieglām, un frakcijas ar augstu viršanas temperatūru sauc par smagajām.

Naftas rektifikācijas rezultātā tiek iegūts benzīns, petroleja, dīzeļdegviela, eļļas un citas frakcijas.

Vieglie naftas produkti - benzīns, petroleja un dīzeļdegviela tiek iegūti iekārtās, kuras sauc par atmosfēras vai atmosfēras cauruļveida (AT), jo process notiek atmosfēras spiedienā, un eļļu karsē cauruļu krāsnī. Šajās ražotnēs iegūto atlikumu - mazutu - var nosūtīt uz vakuuma ražotni, kur destilācijas rezultātā iegūst dažādu marku smēreļļas.

Destilācija ar destilāciju ir visizplatītākais masas pārneses process ķīmiskajā un naftas un gāzes tehnoloģijā, ko veic aparātos - destilācijas kolonnās - ar atkārtotu pretstrāvas tvaiku un šķidrumu saskari.

Galvenās eļļas primārās destilācijas laikā izdalītās frakcijas:

21 . Ūdeņraža ražošana no metāna.

Dabasgāzes/metāna tvaika reformēšana

Tvaika reformēšana- tīra ūdeņraža iegūšana no vieglajiem ogļūdeņražiem (piemēram, metāna, propāna-butāna frakcijas) ar tvaika riforminga metodi (ogļūdeņražu katalītiskā pārveide tvaika klātbūtnē).

CH 4 + H 2 O \u003d CO + 3H 2 - tvaika riforminga reakcija;

Ūdeņradi var iegūt ar dažādu tīrību: 95-98% vai īpaši tīru. Atkarībā no turpmākās izmantošanas ūdeņradi iegūst dažādos spiedienos: no 1,0 līdz 4,2 MPa. Izejviela (dabasgāzes vai vieglās eļļas frakcijas) tiek uzkarsēta līdz 350-400°C konvekcijas krāsnī vai siltummainī un nonāk atsērošanas aparātā. Pārveidotā gāze no kurtuves tiek atdzesēta reģenerācijas krāsnī, kur tiek ražots nepieciešamo parametru tvaiks. Pēc CO pārvēršanas augstā un zemā temperatūrā gāzi padod CO 2 adsorbcijai un pēc tam atlikušo oksīdu metanēšanai. Rezultāts ir ūdeņradis ar 95–98,5% tīrības pakāpi, kas satur 1–5% metāna un nelielas CO un CO 2 daļiņas.

Gadījumā, ja nepieciešams iegūt ļoti tīru ūdeņradi, iekārta tiek papildināta ar sekciju pārveidotās gāzes adsorbcijas separācijai. Atšķirībā no iepriekšējās shēmas, CO konversija šeit ir vienpakāpes. Gāzu maisījums, kas satur H 2 , CO 2 , CH 4 , H 2 O un ne liels skaits CO atdzesē, lai noņemtu ūdeni, un nosūta uz adsorbcijas aparātiem, kas piepildīti ar ceolītiem. Visi piemaisījumi tiek adsorbēti vienā posmā apkārtējās vides temperatūrā. Rezultāts ir ūdeņradis ar tīrību 99,99%. Iegūtā ūdeņraža spiediens ir 1,5-2,0 MPa.

Naftas pārstrāde ir diezgan sarežģīts process, kas prasa līdzdalību. Daudzi produkti tiek iegūti no iegūtām dabīgām izejvielām - dažādi veidi degviela, bitumens, petroleja, šķīdinātāji, smērvielas, naftas eļļas un citi. Naftas pārstrāde sākas ar ogļūdeņražu transportēšanu uz rūpnīcu. Ražošanas process notiek vairākos posmos, no kuriem katrs ir ļoti svarīgs no tehnoloģiskā viedokļa.

Pārstrādes process

Naftas rafinēšanas process sākas ar tās specializēto sagatavošanu. Tas ir saistīts ar daudzu piemaisījumu klātbūtni dabiskajās izejvielās. Naftas atradnēs ir smiltis, sāļi, ūdens, augsne un gāzveida daļiņas. Ūdens tiek izmantots, lai iegūtu lielu skaitu produktu un ietaupītu enerģijas nogulsnes. Tam ir savas priekšrocības, taču tas ievērojami samazina iegūtā materiāla kvalitāti.

Piemaisījumu klātbūtne naftas produktu sastāvā padara neiespējamu to transportēšanu uz rūpnīcu. Tie izraisa aplikuma veidošanos uz siltummaiņiem un citiem konteineriem, kas ievērojami samazina to kalpošanas laiku.

Tāpēc iegūtie materiāli tiek pakļauti sarežģītai tīrīšanai - mehāniskai un smalkai. Šajā ražošanas procesa posmā iegūtā izejviela tiek sadalīta eļļā un. Tas notiek ar īpašu eļļas separatoru palīdzību.

Izejvielu tīrīšanai to galvenokārt nosēdina hermētiskās tvertnēs. Lai aktivizētu atdalīšanas procesu, materiāls tiek pakļauts aukstumam vai paaugstināta temperatūra. Elektriskās atsāļošanas iekārtas tiek izmantotas izejvielās esošo sāļu atdalīšanai.

Kā notiek eļļas un ūdens atdalīšanas process?

Pēc primārās attīrīšanas iegūst slikti šķīstošu emulsiju. Tas ir maisījums, kurā viena šķidruma daļiņas ir vienmērīgi sadalītas otrajā. Pamatojoties uz to, izšķir 2 veidu emulsijas:

hidrofils. Tas ir maisījums, kur eļļas daļiņas atrodas ūdenī;
hidrofobs. Emulsija galvenokārt sastāv no eļļas, kur ir ūdens daļiņas.

Emulsijas sadalīšanas process var būt mehānisks, elektrisks vai ar ķīmiskiem līdzekļiem. Pirmā metode ietver šķidruma nostādināšanu. Tas notiek noteiktos apstākļos - karsējot līdz 120-160 grādu temperatūrai, palielinot spiedienu līdz 8-15 atmosfērām. Maisījuma stratifikācija parasti notiek 2-3 stundu laikā.

Lai emulsijas atdalīšanas process noritētu veiksmīgi, nepieciešams novērst ūdens iztvaikošanu. Arī tīras eļļas ekstrakcija tiek veikta, izmantojot jaudīgas centrifūgas. Emulsija tiek sadalīta frakcijās, sasniedzot 3,5-50 tūkstošus apgriezienu minūtē.

Ķīmiskās metodes izmantošana ietver īpašu virsmaktīvās vielas, ko sauc par demulgatoriem, izmantošanu. Tie palīdz izšķīdināt adsorbcijas plēvi, kā rezultātā eļļa tiek attīrīta no ūdens daļiņām. Ķīmisko metodi bieži izmanto kopā ar elektrisko metodi. Pēdējā tīrīšanas metode ietver emulsijas pakļaušanu elektriskās strāvas iedarbībai. Tas provocē ūdens daļiņu asociāciju. Rezultātā to ir vieglāk noņemt no maisījuma, iegūstot augstākās kvalitātes eļļu.

Primārā apstrāde

Eļļas ieguve un apstrāde notiek vairākos posmos. Dažādu produktu ražošanas no dabīgām izejvielām iezīme ir tāda, ka pat pēc kvalitatīvas attīrīšanas iegūto produktu nevar izmantot paredzētajam mērķim.

Izejmateriālu raksturo dažādu ogļūdeņražu saturs, kas būtiski atšķiras pēc molekulmasas un viršanas temperatūras. Tas satur naftēnu, aromātisku, parafīnu vielas. Tāpat izejviela satur organiskā tipa sēra, slāpekļa un skābekļa savienojumus, kas arī ir jānoņem.

Visi esošie veidi naftas pārstrāde ir vērsta uz to sadalīšanu grupās. Ražošanas procesa laikā, plaša spektra produkti ar dažādām īpašībām.

Dabisko izejvielu pirmapstrāde tiek veikta, pamatojoties uz dažādas temperatūras tā sastāvdaļu viršana. Šī procesa īstenošanai tiek piesaistītas specializētas iekārtas, kas ļauj iegūt dažādus naftas produktus - no mazuta līdz darvai.

Šādi apstrādājot dabiskās izejvielas, turpmākai lietošanai gatavu materiālu iegūt nebūs iespējams. Primārā destilācija ir paredzēta tikai eļļas fizikālo un ķīmisko īpašību noteikšanai. Pēc tās veikšanas ir iespējams noteikt turpmākās apstrādes nepieciešamību. Viņi arī nosaka aprīkojuma veidu, kas jāiesaista, lai veiktu nepieciešamos procesus.

Primārā naftas rafinēšana

Eļļas destilācijas metodes

Ir šādas eļļas rafinēšanas (destilācijas) metodes:

vienreizēja iztvaikošana;
atkārtota iztvaikošana;
destilācija ar pakāpenisku iztvaicēšanu.

Zibspuldzes metode ietver eļļas apstrādi augstas temperatūras ietekmē ar noteiktu vērtību. Rezultātā veidojas tvaiki, kas nonāk īpašā aparātā. To sauc par iztvaicētāju. AT šo ierīci cilindriskus pārus atdala no šķidrās frakcijas.

Atkārtoti iztvaicējot, izejmateriāls tiek pakļauts apstrādei, kurā temperatūru vairākas reizes palielina saskaņā ar doto algoritmu. Pēdējā destilācijas metode ir sarežģītāka. Eļļas apstrāde ar pakāpenisku iztvaikošanu nozīmē vienmērīgu galveno darbības parametru maiņu.

Destilācijas iekārtas

Rūpnieciskā eļļas rafinēšana tiek veikta, izmantojot vairākas ierīces.

Cauruļu krāsnis. Savukārt tos arī iedala vairākos veidos. Tās ir atmosfēras, vakuuma, atmosfēras-vakuuma krāsnis. Ar pirmā tipa iekārtu palīdzību tiek veikta sekla naftas produktu apstrāde, kas ļauj iegūt mazutu, benzīnu, petroleju un dīzeļdegvielas frakcijas. Vakuuma krāsnīs, kā rezultātā vairāk efektīvs darbs izejvielas ir sadalītas:

darva;
eļļas daļiņas;
gāzeļļas daļiņas.

Iegūtie produkti ir pilnībā piemēroti koksa, bitumena, smērvielu ražošanai.

destilācijas kolonnas. Jēlnaftas apstrādes process ar šīs iekārtas palīdzību ietver tās karsēšanu spolē līdz 320 grādu temperatūrai. Pēc tam maisījums nonāk destilācijas kolonnas starplīmeņos. Vidēji tajā ir 30–60 teknes, kas katra atrodas noteiktā intervālā un aprīkotas ar šķidruma vannu. Sakarā ar to tvaiki plūst uz leju pilienu veidā, veidojoties kondensācijai.

Ir arī apstrāde, izmantojot siltummaiņus.

Pārstrāde

Pēc eļļas īpašību noteikšanas atkarībā no nepieciešamības pēc konkrēta galaprodukta tiek izvēlēts otrreizējās destilācijas veids. Būtībā tas sastāv no termiski katalītiskas iedarbības uz izejvielu. Eļļas dziļa apstrāde var notikt, izmantojot vairākas metodes.

Degviela. Pieteikums šī metode sekundārā destilācija ļauj iegūt vairākus augstas kvalitātes produktus - motorbenzīnu, dīzeļdegvielu, reaktīvo dzinēju, katlu degvielu. Pārstrādei nav nepieciešams daudz aprīkojuma. Pieteikuma rezultātā šī metode gatavo produktu iegūst no izejvielu smagajām frakcijām un nogulsnēm. Degvielas destilācijas metode ietver:

plaisāšana;
reformēšana;
hidroapstrāde;
hidrokrekings.

Mazuts. Šīs destilācijas metodes rezultātā tiek iegūtas ne tikai dažādas degvielas, bet arī asfalts, smēreļļas. To veic, izmantojot ekstrakcijas metodi, deasfaltēšanu.

Naftas ķīmija. Šīs metodes izmantošanas rezultātā, izmantojot augsto tehnoloģiju aprīkojumu, tiek iegūts liels skaits produktu. Tas ir ne tikai degviela, eļļas, bet arī plastmasa, gumija, mēslojums, acetons, spirts un daudz kas cits.

Kā objektus mums apkārt iegūst no naftas un gāzes – pieejami un saprotami

Šī metode tiek uzskatīta par visizplatītāko. Ar tās palīdzību tiek veikta skābās vai skābās eļļas apstrāde. Hidroapstrāde var ievērojami uzlabot iegūtās degvielas kvalitāti. No tiem tiek noņemtas dažādas piedevas - sēra, slāpekļa, skābekļa savienojumi. Materiāls tiek apstrādāts uz īpašiem katalizatoriem ūdeņraža vidē. Tajā pašā laikā temperatūra iekārtā sasniedz 300-400 grādus, bet spiediens - 2-4 MPa.

Destilācijas rezultātā izejvielās esošie organiskie savienojumi sadalās, mijiedarbojoties ar aparātā cirkulējošo ūdeņradi. Rezultātā veidojas amonjaks un sērūdeņradis, kas tiek noņemti no katalizatora. Hidroapstrāde ļauj pārstrādāt 95-99% izejvielu.

katalītiskā krekinga

Destilāciju veic, izmantojot ceolītu saturošus katalizatorus 550 grādu temperatūrā. Krekinga tiek uzskatīta par ļoti efektīvu sagatavoto izejvielu apstrādes metodi. Ar tā palīdzību no mazuta frakcijām var iegūt motorbenzīnu ar augstu oktānskaitli. Tīra produkta iznākums šajā gadījumā ir 40-60%. Tiek iegūta arī šķidrā gāze (10-15% no sākotnējā tilpuma).

katalītiskā reformēšana

Reformēšana tiek veikta, izmantojot alumīnija-platīna katalizatoru 500 grādu temperatūrā un 1-4 MPa spiedienā. Tajā pašā laikā iekārtā ir ūdeņraža vide. Šo metodi izmanto, lai pārvērstu naftēnu un parafīnu ogļūdeņražus aromātiskos ogļūdeņražos. Tas ļauj ievērojami palielināt produktu oktānskaitli. Izmantojot katalītisko riformingu, tīra materiāla iznākums ir 73-90% no izejvielas.

Hidrokrekings

Ļauj iegūt šķidro degvielu, ja tiek pakļauta augstspiediena(280 atmosfēras) un temperatūra (450 grādi). Arī šis process notiek, izmantojot spēcīgus katalizatorus - molibdēna oksīdus.

Ja hidrokrekingu apvieno ar citām dabisko izejvielu apstrādes metodēm, tīru produktu iznākums benzīna un reaktīvo degvielas veidā ir 75-80%. Izmantojot augstas kvalitātes katalizatorus, to reģenerācija var netikt veikta 2-3 gadus.

Ekstrakcija un deasfaltēšana

Ekstrakcija ietver sagatavoto izejvielu atdalīšanu vēlamajās frakcijās, izmantojot šķīdinātājus. Pēc tam tiek veikta deparafinēšana. Tas ļauj ievērojami samazināt eļļas izliešanas temperatūru. Arī produktiem Augstas kvalitātes tas ir apstrādāts ar ūdeņradi. Ekstrakcijas rezultātā var iegūt destilētu dīzeļdegvielu. Tāpat, izmantojot šo paņēmienu, no sagatavotajām izejvielām tiek iegūti aromātiskie ogļūdeņraži.

Deasfaltēšana ir nepieciešama, lai no naftas izejvielu destilācijas galaproduktiem iegūtu sveķainos-asfaltēna savienojumus. Iegūtās vielas aktīvi izmanto bitumena ražošanai kā katalizatori citām apstrādes metodēm.

Citas apstrādes metodes

Dabisko izejvielu apstrādi pēc primārās destilācijas var veikt citos veidos.

Alkilēšana. Pēc sagatavoto materiālu apstrādes tiek iegūtas augstas kvalitātes benzīna sastāvdaļas. Metodes pamatā ir olefīnu un parafīnu ogļūdeņražu ķīmiskā mijiedarbība, kā rezultātā tiek iegūts parafīna ogļūdeņradis ar augstu viršanas temperatūru.

Izomerizācija. Šīs metodes izmantošana ļauj iegūt vielu ar lielāku oktānskaitli no parafīna ogļūdeņražiem ar zemu oktānskaitli.

Polimerizācija. Ļauj butilēnus un propilēnu pārvērst oligomēros savienojumos. Rezultātā tiek iegūti materiāli benzīna ražošanai un dažādiem naftas ķīmijas procesiem.

Koksēšana. To izmanto naftas koksa ražošanai no smagajām frakcijām, kas iegūtas pēc eļļas destilācijas.

Naftas pārstrādes nozare ir daudzsološa un attīstās. Ražošanas process tiek pastāvīgi uzlabots, ieviešot jaunas iekārtas un paņēmienus.