Naftas un naftas produktu frakcionētais sastāvs. Eļļas destilācija. Eļļas frakcionēta destilācija

14.06.2019

Naftas rafinēšana

1. Pārstrādes iespējas

Naftas pārstrādes virziena izvēli un iegūto naftas produktu klāstu nosaka naftas fizikālās un ķīmiskās īpašības, pārstrādes rūpnīcas tehnoloģijas līmenis un saimniecību reālā nepieciešamība pēc tirgojamiem naftas produktiem. Ir trīs galvenās eļļas rafinēšanas iespējas:

1) degviela;
2) degviela un smērviela;
3) naftas ķīmija.

Pēc degvielas izvēles eļļu galvenokārt pārstrādā motoru un katlu degvielā. Degvielas apstrādes iespēja izceļas ar mazāko procesa vienību skaitu un zemiem kapitālieguldījumiem. Ir dziļa un sekla degvielas pārstrāde. Dziļajā naftas pārstrādē viņi cenšas iegūt pēc iespējas lielāku kvalitatīvu motorbenzīnu, ziemas un vasaras dīzeļdegvielu, kā arī lidmašīnu reaktīvo dzinēju degvielu. Katla degvielas jauda šajā variantā ir samazināta līdz minimumam. Tādējādi tiek nodrošināts šāds procesu kopums pārstrāde, kurā no smago eļļu frakcijām iegūst augstas kvalitātes vieglās motordegvielas un atlikumu - darvu. Saskaņā ar šo iespēju tiek izmantoti katalītiskie procesi - katalītiskā krekinga, katalītiskā riforminga, hidrokrekinga un hidroapstrādes, kā arī termiskie procesi, piemēram, koksēšana. Rūpnīcas gāzu pārstrāde šajā gadījumā ir vērsta uz augstas kvalitātes benzīna iznākuma palielināšanu. Ar seklu naftas rafinēšanu tiek nodrošināta augsta katlu kurināmā iznākums.

Ar mazuta apstrādes iespēju eļļas tiek iegūtas kopā ar degvielu. Eļļu ražošanai parasti izvēlas eļļas ar augstu potenciālu eļļas frakciju saturu. Šajā gadījumā augstas kvalitātes eļļu ražošanai ir nepieciešams minimālais apstrādes vienību skaits. Eļļas frakcijas (frakcijas, kas vārās virs 350 ° C), kas izolētas no eļļas, vispirms attīra ar selektīviem (selektīviem) šķīdinātājiem: fenolu vai furfurolu, lai atdalītu daļu no sveķainām vielām un zema indeksa ogļūdeņražiem, pēc tam veic atvaskošanu, izmantojot metiletilketona maisījumus. vai acetonu ar toluolu, lai pazeminātu eļļas sastingšanas temperatūru. Eļļas frakciju apstrāde tiek pabeigta ar pēcapstrādi ar balinošiem māliem. Jaunākās tehnoloģijas eļļu ražošanai izmanto hidroapstrādes procesus, nevis selektīvās rafinēšanas un balināšanas mālus. Tādā veidā tiek iegūtas destilāta eļļas (vieglās un vidējās rūpniecības, automobiļu u.c.) Atlikušās eļļas (aviācijas, cilindru) tiek izolētas no darvas, deasfaltējot ar šķidro propānu. Rezultātā veidojas deasfalts un asfalts. Deasfalts tiek tālāk apstrādāts, un asfalts tiek pārstrādāts bitumenā vai koksā.

Naftas rafinēšanas naftas ķīmijas iespēja salīdzinot ar iepriekšējām iespējām, tai ir liels naftas ķīmijas produktu sortiments un šajā ziņā visvairāk liels skaits tehnoloģiskās iekārtas un lieli kapitālieguldījumi. Naftas pārstrādes rūpnīcas, kuru celtniecība tika veikta pēdējās desmitgadēs, bija vērsta uz naftas ķīmijas pārstrādi. Naftas pārstrādes naftas ķīmijas versija ir sarežģīta uzņēmumu kombinācija, kas papildus augstas kvalitātes motordegvielu un eļļu ražošanai ne tikai sagatavo izejvielas (olefīnus, aromātiskos, parastos un izoparafīna ogļūdeņražus utt.). Smagai organiskajai sintēzei, bet arī veica sarežģītus fizikālus un ķīmiskus procesus, kas saistīti ar slāpekļa mēslošanas līdzekļu, sintētiskā kaučuka, plastmasas, sintētisko šķiedru, mazgāšanas līdzekļu, taukskābju, fenola, acetona, spirtu, esteru un daudzu citu ķīmisko vielu liela mēroga ražošanu. Pašlaik no naftas tiek iegūti tūkstošiem produktu. Galvenās grupas ir šķidrais kurināmais, gāzveida kurināmais, cietais kurināmais (naftas kokss), smēreļļas un speciālās eļļas, parafīni un cerezīni, bitumeni, aromātiskie savienojumi, sodrēji, acetilēns, etilēns, naftas skābes un to sāļi, augstākie spirti.

2. EĻĻAS PRIMĀRĀ DESTILĀCIJA

EĻĻAS PRIMĀRĀ DESTILĀCIJA, (rus. eļļas primārā destilācija ; Angļu primārā naftas rafinēšana ; vāciski prim?re Erd?ldestilation f ) - Eļļas sadalīšana frakcijās atbilstoši viršanas temperatūrai eļļas primārās pārstrādes laikā turpmākai apstrādei vai izmantošanai kā komerciāli produkti. To veic atmosfēras cauruļveida un atmosfēras-vakuuma cauruļveida iekārtās, kas bieži ir aprīkotas ar iekārtām eļļas atsāļošanai un benzīna sekundārajai destilācijai.

Produkti P.N.P. ir:

2) frakcija 62-85? C - katalītiskā riforminga izejviela, uz kuras pamata ražo benzolu;

3) frakcija 85-105? C - katalītiskā riforminga agregātu izejviela, uz kuras bāzes ražo toluolu;

4) frakcija 105-140? C - katalītiskā riforminga izejviela, uz kuras pamata ražo ksilolus;

5) frakcija 140-180? C - komerciālā motorbenzīna un petrolejas sastāvdaļa, petrolejas katalītiskā riforminga un hidroapstrādes izejviela.

Tabula — tipiski maisījumu sastāvi, kas iegūti destruktīvas eļļu apstrādes laikā (masas %)

Sastāvdaļas	Apstrādes metode
	Gāzeļļas pirolīze	Destilāta frakcijas pirolīze	Krekinga gāzes
	Gāzeļļas pirolīze	Destilāta frakcijas pirolīze	Termiskā	katalītisks
Ūdeņradis	9,1	9,9	3,5	11,7
Slāpeklis + oglekļa monoksīds	-	-	-	15,3
Metāns	21,9	24,3	36,8	12,2
Etilēns	24,4	22,9	6,7	4,0
Etāns	7,6	7,5	29,3	6,8
Propilēns	15,2	13,6	6,5	16,0
Propāns	1,0	1,4	10	8,3
Butadiēns	2,0	2,6	-	-
Izobutilēns	3,8	1,8	2,5	14,3
Butilēns-2	1,0	1,7	-	-
Butāns	0,1	0,1	4,2	10,8
Pentāns un augstāks	12,9	14,4	0,5	0,6

4. Naftas destilācijas produkti. Destilācijas parametri un režīmi.

Biežāk eļļa tiek destilēta šādās frakcijās: benzīns, kas vārās līdz 170-200 o C; petroleja, kas izvārās 175-270 o C temperatūrā; gāzeļļu, kas vārās prom uz 270-350? C un pārējais ir mazuts.

Eļļas destilācijas laikā tiek iegūta arī tiešās plūsmas gāze, kas ir sarežģītā saistīto gāzu daļa, kas paliek eļļā izšķīdināta. Tiešās plūsmas gāzes izplūde parasti ir zema.

Tiek izmantotas augstas veiktspējas nepārtraukti strādājošas cauruļveida destilācijas iekārtas, kas atšķiras ar to krāšņu konstrukciju, kurās tiek uzkarsēta eļļa, vai ar citu iekārtu konstrukciju, kas ir daļa no iekārtas.

Vairumā gadījumu cauruļveida nepārtraukti strādājoša iekārta sastāv no cauruļveida krāsns, sūkņa, kas sūknē eļļu caur cauruļveida krāsni ar spiedienu 1,0 MPa vai vairāk, frakcionēšanas kolonnas, kurā nonāk pārkarsētā eļļa un kur tā tiek sadalīta vajadzīgajās frakcijās. , kas tiek ņemti no kolonnas dažādiem augstumiem, kondensators, ūdens sildītājs un pārkarsētājs, kas kalpo tvaika pārkarsēšanai.

Eļļas destilācija rūpniecībā tiek veikta uz nepārtraukti strādājošām cauruļveida iekārtām. Tajos ietilpst cauruļu krāsns, lielas destilācijas kolonnas ir uzbūvētas, lai kondensētu un atdalītu tvaikus, un veselas cisternu pilsētiņas ir uzbūvētas destilācijas produktu uzņemšanai.

Cauruļu krāsns ir telpa, kas iekšpusē ir izklāta ar ugunsizturīgiem ķieģeļiem. Krāsns iekšpusē ir izliekts tērauda cauruļvads. Cauruļu garums krāsnīs sasniedz kilometru. Kad iekārta darbojas, caur šīm caurulēm ar sūkņa palīdzību tiek nepārtraukti sūknēta eļļa. liels ātrums- līdz diviem metriem sekundē. Krāsni silda ar mazutu, kas tai tiek piegādāta ar sprauslu palīdzību un sadedzina lāpā. Cauruļvadā eļļa ātri uzsilst līdz 350-370?. Šajā temperatūrā vairāk gaistošas vielas eļļa tiek pārvērsta tvaikā.

Tā kā eļļa ir dažādu molekulmasu ogļūdeņražu maisījums ar dažādiem viršanas punktiem, to destilējot atdala atsevišķos naftas produktos. Naftas destilācijas laikā tiek iegūti vieglie naftas produkti: benzīns (t kip 90-200 ° C), ligroīns (t kip 150-230 ° C), petroleja (t kip -300 ° C), vieglā gāzeļļa - saules eļļa (t kip 230-350 ? C), smago gāzeļļu (t ķīpu 350-430 ? C), un pārējā daļā - viskozs melns šķidrums - mazuts (t ķīpa virs 430 ? C). Eļļa tiek pakļauta turpmākai apstrādei. To destilē pazeminātā spiedienā (lai novērstu sadalīšanos), un eļļas tiek reģenerētas.

Ātri destilējot, eļļu karsē sildītāja spolē iepriekš noteiktā temperatūrā. Temperatūrai paaugstinoties, veidojas arvien vairāk tvaiku, ir līdzsvarā ar šķidro fāzi, un noteiktā temperatūrā tvaika-šķidruma maisījums atstāj sildītāju un nonāk adiabātiskajā iztvaicētājā. Pēdējais ir dobs cilindrs, kurā tvaika fāze ir atdalīta no šķidruma. Tvaika un šķidruma fāzes temperatūra šajā gadījumā ir vienāda. Ātrdestilācija ietver divus vai vairākus atsevišķus destilācijas procesus ar darba temperatūras paaugstināšanos katrā posmā.

Eļļas sadalīšanas frakcijās precizitāte destilācijas laikā ar vienreizēju iztvaicēšanu ir zemāka, salīdzinot ar destilāciju ar daudzkārtēju un pakāpenisku iztvaicēšanu. Bet, ja nav nepieciešama augsta frakciju atdalīšanas precizitāte, tad vienreizējā iztvaicēšanas metode ir lētāka: pie maksimālās pieļaujamās eļļas sildīšanas temperatūras 350-370? C (ogļūdeņražu sadalīšanās sākas augstākā temperatūrā) vairāk produktu nonāk tvaika fāzē, salīdzinot ar daudzkārtēju vai pakāpenisku iztvaikošanu. Par frakciju atlasi no eļļas, vārīšanās virs 350-370? C, uzklājiet vakuumu vai tvaiku. Destilācijas ar vienreizēju iztvaicēšanu principa izmantošana rūpniecībā kombinācijā ar tvaiku un šķidro fāžu rektifikācija ļauj sasniegt augstu skaidrību eļļas sadalīšanā frakcijās, procesa nepārtrauktību un ekonomisku degvielas patēriņu izejvielu sildīšanai. .

Primārās destilācijas laikā eļļā notiek tikai fiziskas izmaiņas. No tā tiek destilētas vieglās frakcijas, vārot plkst zemas temperatūras. Ogļūdeņraži paši paliek nemainīgi. Benzīna iznākums šajā gadījumā ir tikai 10-15%. Šāds benzīna daudzums nevar apmierināt arvien pieaugošo pieprasījumu pēc tā no aviācijas un autotransporta. Krekinga laikā eļļā notiek ķīmiskas izmaiņas. Izmaiņas ogļūdeņražu struktūrā. Krekinga iekārtu aparātā notiek sarežģītas ķīmiskas reakcijas. Benzīna iznākumu no naftas ievērojami palielina (līdz 65-70%) "sadalot garās ķēdes ogļūdeņražus, kas atrodas, piemēram, mazutā, ogļūdeņražos ar relatīvi mazāku molekulmasu. Šo procesu sauc par krekingu (no Angļu valoda Kreka - split).

Krekingu izgudroja krievu inženieris Šuhovs 1891. gadā. 1913. gadā Šuhova izgudrojumu sāka izmantot Amerikā. Krekinga ir ogļūdeņražu šķelšanās process, kā rezultātā veidojas ogļūdeņraži ar mazāku oglekļa atomu skaitu molekulā Process tiek veikts augstākā temperatūrā (līdz 600 ° C) bieži plkst. augsts asinsspiediens. Šādās temperatūrās lielās ogļūdeņraža molekulas "sasmalcina" mazākās.

Krekinga rūpnīcu aprīkojums būtībā ir tāds pats kā eļļas destilācijai. Tās ir krāsnis, kolonnas. Bet apstrādes veids ir atšķirīgs. Arī izejviela ir cita – mazuts.

Mazuts – primārās destilācijas atlikums – ir biezs un samērā smags šķidrums, tā īpatnējais svars ir tuvu vienībai. Tas ir saistīts ar faktu, ka mazuts sastāv no sarežģītām un lielām ogļūdeņražu molekulām. Atkārtoti pārstrādājot mazutu krekinga rūpnīcā, daļa tajā esošo ogļūdeņražu tiek sasmalcināta mazākos (t.i., ar mazāku molekulu garumu), kas veido vieglos naftas produktus - benzīnu, petroleju, ligroīnu.

Svarīgs punkts ir eļļas šķirošanas un sajaukšanas process.

Dažādas eļļas un no tām izdalītās atbilstošās frakcijas atšķiras pēc fizikāli ķīmiskajām un komerciālajām īpašībām. Tādējādi dažu eļļu benzīna frakcijām ir raksturīga augsta aromātisko, naftēnu vai izoparafīnu ogļūdeņražu koncentrācija, un tāpēc tām ir augsts oktānskaitlis, savukārt citu eļļu benzīna frakcijas satur ievērojamu daudzumu parafīnu ogļūdeņražu un tām ir ļoti zems oktānskaitlis. Svarīga loma turpmākajā eļļas tehnoloģiskajā apstrādē ir eļļas skābums, eļļošana (eļļainība), sveķainība utt. Līdz ar to ir nepieciešams uzraudzīt eļļas kvalitātes raksturlielumus transportēšanas, savākšanas un uzglabāšanas laikā, lai novērstu eļļas zudumu. eļļas komponentu vērtīgās īpašības. Taču atsevišķa naftas savākšana, uzglabāšana un sūknēšana laukā ar lielu skaitu naftas rezervuāru būtiski sarežģī naftas nozari un prasa lielas investīcijas. Tāpēc eļļas, kas līdzīgas fizikālajām, ķīmiskajām un komerciālajām īpašībām, tiek sajauktas laukos un nosūtītas kopīgai apstrādei.

4.1. Eļļas destilācijas produktu izmantošana

Naftas pārstrādes produktus visplašāk izmanto degvielas un enerģētikas rūpniecībā. Piemēram, mazutam ir gandrīz pusotru reizi lielāks sadegšanas siltums salīdzinājumā ar labākajām oglēm. Dedzinot tas aizņem maz vietas un nerada cietus atlikumus. Mazuts tiek izmantots termoelektrostacijās, rūpnīcās, dzelzceļa un ūdens transportā, tas dod milzīgus līdzekļu ietaupījumus un veicina galveno rūpniecības un transporta nozaru strauju attīstību.

Enerģētikas virziens naftas izmantošanā joprojām ir galvenais pasaulē. Naftas īpatsvars globālajā enerģijas bilancē ir vairāk nekā 46%.

Tomēr pēdējos gados naftas produkti arvien vairāk tiek izmantoti kā ķīmiskās rūpniecības izejvielas. Apmēram 8% eļļas tiek patērēti kā mūsdienu ķīmijas izejviela. Piemēram, etilspirtu izmanto aptuveni 50 nozarēs. Ķīmiskajā rūpniecībā sodrējus izmanto krāsnīs ugunsizturīgām oderēm. Pārtikas rūpniecībā izmanto polietilēna iepakojumu, pārtikas skābes, konservantus, parafīnu, ražo proteīnu-vitamīnu koncentrātus, kuru izejviela ir metil- un etilspirti un metāns. Farmācijas un parfimērijas rūpniecībā no naftas atvasinājumiem ražo amonjaku, hloroformu, formalīnu, aspirīnu, vazelīnu u.c.. Naftosintēzes atvasinājumus plaši izmanto arī kokapstrādes, tekstila, ādas, apavu un būvniecības nozarēs.

9. tēma "NAFTAS UN NAFTAS PRODUKTU RAFINĒŠANAS TEHNOLOĢIJAS PAMATI"

1. Eļļas izcelsme un sastāvs. Eļļas ieguve un sagatavošana pārstrādei.

3. Polimēru materiālu ražošanas un pārstrādes tehnoloģijas pamati.

4. Gumijas izstrādājumu ražošanas tehnoloģijas pamati.

Eļļas izcelsme un sastāvs. Eļļas ieguve un sagatavošana pārstrādei

No visa zināmas sugas degviela augstākā vērtība ir organiskā degviela, kuras sadegšana tiek iegūta siltumenerģija, un pārstrāde - izejvielas ķīmiskajai rūpniecībai.

Šobrīd visplašāk tiek izmantoti naftas pārstrādes produkti (naftas produkti). To ražošana tiek veikta arī mūsu valstī, tāpēc pievērsīsimies naftas pārstrādes tehnoloģijām tuvāk.

Eļļa ir šķidrais fosilais kurināmais. Tas parasti atrodas dziļumā 1,2 -2 km vai vairāk porainā vai saplīsušajā klintis ah (smiltis, smilšakmeņi, kaļķakmeņi). Eļļa ir eļļains šķidrums no gaiši brūnas līdz tumši brūnai krāsai ar specifisku smaržu, blīvums 0,65–1,05 g/cm 3 . Pēc sastāva eļļa ir sarežģīts ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt parafīnu un naftēnu, mazākā mērā aromātisks. Tā elementārais sastāvs (masas daļa,%): ogleklis (C) - 82-87, ūdeņradis (H) - 11-14, sērs (S) - OD-5,5.

Atkarībā no produktiem, kas iegūti no eļļas, tās pārstrādei ir trīs iespējas:

degviela , izmanto motoru un katlu degvielas ražošanai;

mazuts , kas ražo degvielu un smēreļļas;

naftas ķīmijas (komplekss), kura produkti ir ne tikai degviela un eļļas, bet arī ķīmiskās rūpniecības izejvielas (olefīni, aromātiskie un piesātinātie ogļūdeņraži u.c.).

Šķidrās degvielas, kas iegūtas no naftas, atkarībā no lietošanas veida iedala:

karburators(aviācijas un motorbenzīns) - iekšdedzes dzinējiem;

reaģējošs(petroleja) - strūklai un gāzes turbīnu dzinēji;

Diz egle(gāzeļļa, saules destilāts) - dīzeļdzinējiem .

katlu telpa(mazuts) - tvaika katlu, ģeneratoru, metalurģijas krāšņu krāsnīm. Vispārīgā gadījumā naftas pārstrāde naftas produktos ietver tās ražošanu, sagatavošanu un primārās un otrreizējās pārstrādes procesus.

Naftas ražošana ko veic, urbjot akas.

Apmācība Ekstrahē no eļļas zarnām, lai noņemtu no tās piemaisījumus (saistīto gāzi, veidošanās ūdeni ar minerālsāļiem, mehāniskus ieslēgumus) un stabilizēt sastāvu. Šīs darbības tiek veiktas gan tieši naftas laukos, gan naftas pārstrādes rūpnīcās.

Primārā naftas rafinēšana, ko veic ar fizikālām metodēm (galvenokārt tiešo destilāciju), sastāv no tā sadalīšanas atsevišķās frakcijās (destilātos), no kurām katra ir ogļūdeņražu maisījums.

Sekundārā naftas pārstrāde apzīmē dažādus primārās pārstrādes rezultātā iegūto naftas produktu pārstrādes procesus. Šos procesus pavada destruktīvas naftas produktos esošo ogļūdeņražu pārvērtības, un tie būtībā ir ķīmiski procesi.

Tiešā eļļas destilācija. Naftas produktu krekinga

Process tiešā destilācija pamatojoties uz vielu maisījuma iztvaikošanas un kondensācijas parādībām ar dažādas temperatūras vārot.

Maisījums sāk vārīties temperatūrā, kas vienāda ar vidējā temperatūra sastāvdaļu vārīšana. Šajā gadījumā pārsvarā vieglie komponenti ar zemu viršanas temperatūru (kuriem ir mazāks blīvums un vārās zemākā temperatūrā) pāriet tvaika fāzē, bet augstas viršanas temperatūras komponenti (kuriem ir lielāks blīvums un vārās augstākā temperatūrā) paliek šķidrā fāzē. Ja iegūto tvaika fāzi noņem un atdzesē, šķidrā fāze no tās kondensējas. Tajā nonāks galvenokārt augstas viršanas temperatūras (smagās) sastāvdaļas, bet vieglās paliks tvaika fāzē.

Tādējādi no sākotnējā maisījuma iegūst trīs frakcijas. Viens no tiem, kas viršanas laikā palika šķidrs, satur pārsvarā augstas viršanas temperatūras komponentus; otrā, kondensētā, sastāvs ir tuvu sākotnējā maisījuma sastāvam; trešais, tvaiks, satur galvenokārt sastāvdaļas ar zemu viršanas temperatūru.

Pateicoties vienreizējiem (destilācijas) vai vairākiem (rektifikācijas) vārīšanās un iegūto frakciju kondensācijas procesiem, ir iespējams panākt diezgan pilnīgu zemas un augstas viršanas temperatūras komponentu atdalīšanu.

Eļļas tiešās destilācijas tehnoloģiskais process sastāv no četrām galvenajām darbībām: maisījuma sildīšana, iztvaicēšana, kondensācija un iegūto frakciju dzesēšana.

Atkarībā no naftas rafinēšanas dziļuma destilācijas iekārtas iedala divos veidos:

Vienpakāpe, atmosfēras spiediens (AT);

Divpakāpju (atmosfēras vakuums) (AVT), kurā pirmais posms, kā likums, darbojas atmosfēras spiedienā, bet otrs ar spiedienu zem atmosfēras (5-8 kPa) -

Divpakāpju destilācijā eļļu vispirms atsāļo un dehidrē, pēc tam karsē pirmās pakāpes cauruļu krāsnī līdz temperatūrai 300–350 ° C (25–30 ° C augstāka par viršanas temperatūru). Eļļas sadalīšanu frakcijās veic destilācijas kolonnā, kas ir 25–55 m augsts un 5–7 m diametrā cilindrisks aparāts. apakšējā daļa kolonnas - Šeit eļļa vārās un tiek sadalīta divās fāzēs: tvaikā un šķidrumā. Šķidrie produkti plūst uz leju un tvaiki paceļas augšup pa kolonnu. Apūdeņošanas šķidrums (flegma) tiek ievadīts kolonnas augšējā daļā. No apakšas paceļošie tvaiki kolonnas augstumā atkārtoti saskaras ar plūstošo šķidro fāzi. Satiekoties ar augošajiem karstajiem tvaikiem, šķidrums, kas apūdeņo kolonnu, tiek uzkarsēts un daļēji iztvaiko. Tvaiki, izdalot siltumu, kondensējas, un kondensāts ieplūst kolonnas apakšējā daļā. Paaugstinoties tvaikiem, to temperatūra pazeminās, savukārt lejup plūstošā flegma arvien vairāk bagātinās ar smagajām frakcijām, un paceļošie tvaiki ir viegli. Kolonnas apakšā tiek savākts šķidrums, kas satur vissmagākās frakcijas (mazuts). Mazuts tiek novadīts no kolonnas apakšas un atdzesēts siltummaiņos, vienlaikus uzsildot kolonnā piegādāto eļļu.

Lai uzturētu viršanas procesu, destilācijas kolonnā tiek padots pārkarsēts tvaiks, kas aiznes sev līdzi agrāk neiztvaikojušo vieglo frakciju paliekas. Vieglākā benzīna frakcija 180 - 200 ° C temperatūrā tiek izņemta no kolonnas tvaiku veidā uz kondensatoru un atdalīta no ūdens separatorā. Daļa benzīna frakcijas tiek atgriezta atpakaļ atteces kolonnā.

Ar starpzonas kolonnas izvada tā sauktās vidējās frakcijas: petroleju, kas vārās 200 - 300 °C temperatūrā, un gāzeļļu (viršanas temperatūra 300 - 350 °C). Dažreiz tiek izņemtas arī citas frakcijas, piemēram, ligroīns (160-200 ° C), petrolejas-gāzeļļas frakcija (270-320 ° C).

Mazuts, kas iegūts pēc sākotnējās destilācijas (tās iznākums ir aptuveni 55% no sākotnējās eļļas) no pirmās destilācijas kolonnas tiek iesūknēts otrās pakāpes cauruļveida krāsnī, kur tiek uzkarsēts līdz 400 - 420 °C. No kurtuves mazuts nonāk otrajā destilācijas kolonnā, kas darbojas spiedienā, kas ir zemāks par atmosfēras spiedienu (atlikuma spiediens - 5 - 8 kPa). No šīs kolonnas apakšējās daļas tiek noņemta darva, un pa augstumu tiek ņemti eļļas destilāti.

Divpakāpju agregātu jauda ir 8-9 tūkstoši tonnu naftas dienā. Benzīna iznākums tiešās destilācijas laikā ir atkarīgs no eļļas frakcionētā sastāva un svārstās no 3 līdz 15%.

Naftas produktu krekinga tehnoloģijas pamati. Salīdzinoši zemā benzīna iznākums (līdz 15%) tiešās destilācijas laikā rada nepieciešamību pārstrādāt citas, mazāk vērtīgas frakcijas, kas iegūtas tiešā naftas destilācijā un satur smago ogļūdeņražu molekulas. Šo apstrādi sauc par plaisāšanu.

Krekinga(Angļu, plaisāt- sadalīšana, sadalīšana) - sastāvā iekļauto smago ogļūdeņražu garu molekulu, piemēram, mazuta, sadalīšana īsākās vieglās vieglās, zemas viršanas temperatūras produktu molekulās.

Galvenie krekinga procesa gaitu ietekmējošie faktori ir temperatūra un turēšanas laiks: jo augstāka temperatūra un ilgāks ilgums fragmenti, tēmas pilnīgāks iet process un lielāka krekinga produktu raža. Liela ietekme Katalizatori ietekmē plaisāšanas procesa gaitu un virzienu. Ar atbilstošu katalizatora izvēli ir iespējams veikt reakciju zemākā temperatūrā, nodrošinot nepieciešamie produkti un palielināt to produkciju.

Pamatojoties uz iepriekš minēto, ir divi krekinga veidi: termiskais un katalītiskais.

Termiskā plaisāšana vadīt plkst paaugstinātas temperatūras zem augsta spiediena (temperatūra 450–500 °C un spiediens 2–7 MPa). Termiskās krekinga galvenais mērķis ir iegūt vieglo degvielu no mazuta vai darvas.

Termiskā krekinga tiek veikta cauruļu krāsnīs, kurās tiek sadalīti smagie ogļūdeņraži.

Tālāk krekinga produktu un nereaģējušo izejvielu maisījums iziet cauri iztvaicētājam, kurā tiek atdalīts kreatāts, t.i. vielas, kas nav pakļautas plaisāšanai. Vieglie produkti nonāk destilācijas kolonnā, lai atdalītu un ražotu vieglās komerciālās frakcijas. Ar termisko krekingu, piemēram, mazutu, produktu aptuvenais sastāvs ir šāds: krekinga benzīns - 30-35%, krekinga gāzes - 10-15, krekinga atlikumi - 50-55%. Krekinga benzīnu izmanto kā automašīnu benzīnu sastāvdaļas, krekinga gāzes izmanto kā degvielu vai izejvielu organisko savienojumu sintēzei; krekinga atlikumu, kas ir sveķainu, asfaltenona vielu maisījums, izmanto kā katlu degvielu vai izejvielu bitumena ražošanai.

Termiskā krekinga var būt divu veidu: zemas temperatūras (visbreaking) un augstas temperatūras (pirolīze).

Zemas temperatūras krekinga tiek veikta 440-500 °C temperatūrā un 1,9-3 MPa spiedienā, savukārt procesa ilgums ir 90-200 s. To galvenokārt izmanto katlu kurināmā ražošanai no mazuta un darvas.

Augstas temperatūras krekinga process notiek 530–600 °C temperatūrā un 0,12–0,6 MPa spiedienā un ilgst 0,5–3 sekundes. Tās galvenais mērķis ir ražot benzīnu un etilēnu. Kā blakusprodukti veidojas propilēns, aromātiskie ogļūdeņraži un to atvasinājumi.

katalītiskā krekinga- naftas produktu apstrāde katalizatora klātbūtnē. AT pēdējie laikišo metodi arvien vairāk izmanto, lai iegūtu vieglos naftas produktus, tostarp benzīnu. Tās priekšrocības ietver:

Augsts procesa ātrums, 500–4000 reižu lielāks par termiskās krekinga ātrumu, kā rezultātā maigāki procesa apstākļi un mazāks enerģijas patēriņš;

Tirgojamu produktu, tostarp benzīna, ražas palielināšana, kam raksturīgs augsts oktānskaitlis un lielāka uzglabāšanas stabilitāte;

Iespēja vadīt procesu pareizajā virzienā un iegūt noteikta sastāva produktus;

augsta gāzveida ogļūdeņražu iznākums, kas ir organiskās sintēzes izejvielas;

izejvielu izmantošana ar augstu sēra saturu sēra savienojumu hidrogenēšanas dēļ un to izdalīšanās gāzes fāzē ar sekojošu apglabāšanu.

Sintētiskos alumīnija silikātus izmanto kā katalizatorus katalītiskā krekinga iekārtās.

Katalītiskā krekinga produkti no reaktora nonāk destilācijas kolonnā, kur tos sadala gāzēs, benzīnā, vieglajās un smagajās katalītiskajās gāzeļļās. Nereaģējušo barību no kolonnas apakšas atdod atpakaļ reaktorā.

Produktu aptuvenais iznākums katalītiskā krekinga laikā ir šāds: krekinga benzīns - 35 - 40%; krekinga gāze - 15% vieglā krekinga gāzeļļa - 35 - 40%, smagā krekinga gāzeļļa - 5-8%.

Katalītiskā krekinga benzīnu raksturo labas veiktspējas īpašības. Katalītiskā krekinga gāzes izceļas ar augstu izobutāna un butilēna saturu, ko izmanto sintētisko kaučuku ražošanā.

Katalītiskā krekinga veids ir reformēšana, reakciju gaita, kurā galvenokārt ir vērsta uz aromātisko ogļūdeņražu un izomēru veidošanos. Atkarībā no katalizatora izšķir šādus reformēšanas veidus:

Platformēšana (katalizators uz platīna bāzes);

Reformēšana (katalizators uz rēnija bāzes).

Praksē visizplatītākā ir platforma, kas ir katalītisks process tiešās destilācijas ligroīna frakciju apstrādei, ko veic ūdeņraža klātbūtnē. Ja platformu veic 480 - 510 °C temperatūrā un spiedienā no 15-10 5 līdz 3 10 6 Pa, tad rezultātā veidojas benzols, toluols un ksilols. Pie 5 10 6 Pa spiediena tiek iegūti benzīni, kas izceļas ar visaugstāko stabilitāti un zemu sēra saturu.

Papildus šķidrajiem produktiem visos katalītiskās riforminga procesos rodas gāzes, kas satur ūdeņradi, metānu, propānu un butānu. Kā izejvielas organiskajai un neorganiskajai sintēzei izmanto reformējošās gāzes: metanolu ( etilspirts), amonjaks un citi savienojumi. Katalītiskā riforminga gāzu iznākums ir 5-15% no izejvielu masas. Naftas rafinēšanas pēdējais posms ir naftas produktu rafinēšana , kas tiek veikta ar ķīmiskām un fizikāli ķīmiskām metodēm. Naftas produktu tīrīšanas ķīmiskās metodes ietver tīrīšanu ar sērskābi un ar ūdeņraža palīdzību (hidroapstrāde), fizikālās un ķīmiskās metodes - adsorbcijas un absorbcijas tīrīšanas metodes.

Sērskābes attīrīšana ir tas, ka produkts tiek sajaukts ar nelielu daudzumu 90–93% H 2 SO 4 normālā temperatūrā. Rezultātā ķīmiskās reakcijas tiek iegūts attīrīts produkts un atkritumi, kurus var izmantot sērskābes ražošanai.

Hidroapstrāde sastāv no ūdeņraža mijiedarbības ar attīrāmo produktu alumīnija-kobalta-molibdēna katalizatoru klātbūtnē 380–420 °C temperatūrā un spiedienā no 35 10 5 līdz 4 10 6 Pa un sērūdeņraža, amonjaka atdalīšanu. un ūdens.

Plkst adsorbcijas tīrīšanas metode naftas produktus apstrādā ar balinošiem māliem vai silikagelu. Šajā gadījumā tiek adsorbēti sēru saturoši, skābekli saturoši savienojumi, sveķi un viegli mineralizējami ogļūdeņraži.

Absorbcijas tīrīšanas metodes sastāv no naftas produktu kaitīgo komponentu selektīvas (selektīvas) šķīdināšanas. Kā selektīvus šķīdinātājus parasti izmanto šķidru sēra dioksīdu, furfurolu, nitrobenzolu, dihloretilēteri utt.

Pēc attīrīšanas naftas produkti ne vienmēr paliek stabili. Šādos gadījumos tiem tiek pievienoti ļoti mazi antioksidanti (inhibitori), kas krasi palēnina sveķaino vielu, kas veido naftas produktus, oksidācijas reakcijas. Fenolus, aromātiskos amīnus un citus savienojumus izmanto kā inhibitorus. Naftas pārstrādei raksturīgs augsts izmaksu līmenis izejvielām (50-75% no rafinēto produktu pašizmaksas), elektroenerģijas un siltumenerģijas, kā arī pamatlīdzekļiem. Naftas pārstrādes izmaksu līmenis būtiski ir atkarīgs no eļļas sastāva, kas nosaka tās pārstrādes dziļumu, pārstrādes tehnoloģisko shēmu, izejvielu sagatavošanas pakāpi pārstrādei utt. Tādējādi, pārstrādājot eļļu ar augstu sēra saturu, papildu kapitāla un ekspluatācijas izmaksas tās atsūknēšanai un attīrīšanai ir aptuveni 1,5 reizes lielākas nekā pārstrādājot eļļu ar zemu sēra saturu. Savukārt ļoti vaskaina viskoza eļļa prasa papildu izmaksas tās atvaskošanai, atsūknēšanai un uzglabāšanai.

Pašvaldības budžeta izglītības iestāde

"3. vidusskola"

abstrakts

par tēmu: "Nafta"

Pabeidza: Rybalkina Daria

10 B klases skolnieks

Pārbaudīja: Mukhamadieva A.Z.

Sterlitamak

Metamorfozes

Ierasti naftu dēvējot par "melno zeltu", ne vienmēr aizdomājamies par to, cik patiesa ir šī nu jau par klišeju kļuvusī definīcija. Tikmēr nafta patiešām ir vissvarīgākais derīgo izrakteņu resurss. Šis ir īsts dabas pieliekamais, mūsu dienu galvenais "stratēģiskais šķidrums" visā 20. gadsimtā. bieži strīdoties un samierinot veselas valstis. Cilvēka iepazīšanās ar viņu notika pirms vairākiem gadu tūkstošiem.

Minējumi par brūnu vai tumši brūnu eļļainu šķidrumu ar specifisku smaku, kas izplūst no akmeņiem, ir atrodami seno vēsturnieku un ģeogrāfu - Hērodota, Plutarha, Strabona, Plīnija Vecākā - rakstos.

Jau tajos senajos laikos cilvēki iemācījās lietot "akmens eļļu" (latīņu petroleum), kā Agricola sauca eļļu. Senatnē visplašāk lietotās tika atrastas smagās eļļas – cietas jeb viskozas vielas, kuras mūsdienās sauc par asfaltiem un bitumeniem.

Asfalts jau sen tiek izmantots ceļu bruģēšanai, ūdenstilpņu sienu un kuģu dibenu pārklāšanai. Babilonieši to sajauca ar smiltīm un šķiedrainiem materiāliem un izmantoja ēku celtniecībā.

Šķidrā eļļa Ēģiptē un Babilonā tika izmantota kā dezinfekcijas ziede un arī kā balzamēšanas līdzeklis. Tuvo Austrumu tautas to izmantoja lampās, nevis eļļā. Un bizantieši šāva uz ienaidnieka kuģiem ar katliem, kas bija piepildīti ar eļļas un sēra maisījumu, piemēram, aizdedzinošie lādiņi. Tas ir milzīgs ierocis iegāja vēsturē ar nosaukumu "grieķu uguns".

Taču tikai 20. gadsimtā nafta kļuva par galveno izejvielu degvielas un daudzu organisko savienojumu ražošanai.

Vairāku baktēriju ietekmē organiskās vielas sadalās un izdalās ūdeņradis, kas nepieciešams organisko vielu pārvēršanai eļļā ...

Akadēmiķis N.D. Zelinskis, profesors V.A. Sokolovs un vairāki citi pētnieki liela nozīme naftas veidošanās procesā tika dota radioaktīviem elementiem. Patiešām, ir pierādīts, ka organiskās vielas alfa staru iedarbībā sadalās ātrāk, un šajā gadījumā veidojas metāns un vairāki naftas ogļūdeņraži.

Akadēmiķis N.D. Zelinskis un viņa studenti atklāja, ka katalizatoriem ir liela nozīme eļļas veidošanās procesā.

Vēlākos darbos akadēmiķis Zelinskis pierādīja, ka palmitīnskābes, stearīnskābes, kas ir daļa no dzīvnieku un augu atliekām, saskaroties ar alumīnija hlorīdu salīdzinoši zemā temperatūrā (150-400 0), veido produktus ķīmiskā sastāva, fizikālo īpašību ziņā. un izskats līdzīgs eļļai. Profesors A.V. Frosts atklāja, ka dabā neesoša katalizatora alumīnija hlorīda vietā tā lomu eļļas veidošanās procesā spēlē parastie māli, mālaini kaļķakmeņi un citi ieži, kas satur mālu minerālus.

Naftas rafinēšana

Pakāpeniski karsējot eļļu, ir iespējams secīgi izolēt produktus, kuru viršanas temperatūra būs arvien augstāka. Savienojumi, kas vārās noteiktos temperatūras diapazonos, tiek apvienoti grupās - frakcijās.

Naftas rafinēšana jau tika praktizēta viduslaikos Aizkaukāzijā, Rietumukrainā un Mazāzijā. Un pionieri šeit, acīmredzot, bija senie arābi, kuri šādi iegūtos naftas produktus izmantoja kā apgaismes "eļļu". Pasaulē pirmo rūpnīcas naftas pārstrādes rūpnīcu viņš uzcēla 18.gadsimta sākumā, kad radās nepieciešamība pēc degvielas sadzīves petrolejas lampām. Sākumā tajās vienkārši ielēja eļļu.Visvairāk tika vērtētas tā sauktās vieglās eļļas, kas satur galvenokārt ogļūdeņražus ar zemu viršanas temperatūru. Taču ar tiem bija par maz, un ar katru gadu arvien saasinājās nepieciešamība pēc citiem naftas produktiem ar līdzīgām īpašībām.

1823. gadā Ziemeļkaukāzā, netālu no Mozdokas pilsētas, tika uzcelta rūpnieciskā rūpnīca eļļas destilācijai. Anglijā līdzīgu procesu sāka apgūt tikai no 1848. gada, izmantojot inženiera Džeimsona Jaga piedāvāto tehnoloģiju. Un 1853. gadā kanādiešu ķīmiķis un ģeologs Abraham Gesner saņēma patentu degvielas ražošanai no naftas, ko viņš sauca par petroleju.

Pirmo detalizēto eļļas destilācijas pētījumu veica amerikāņu ķīmiķis Bendžamins Salimans, un pirmā rūpnieciskā rūpnīca ASV tika uzcelta 1859. gadā Titusvilā (Pensilvānija).

Sākumā šādās iekārtās tika izmantots destilācijas kubs, bet 80. gadu vidū. deviņpadsmitais gadsimts to nomainīja tvertnes akumulatori.Ja pēc destilācijas cikla pabeigšanas tvertnē bija jāielej jauna eļļas porcija, tad baterijas darbojās nepārtraukti, eļļas padeve tām bija nemainīga.

Pirmā naftas pārstrādes rūpnīca tika uzcelta Krievijā Uhtas naftas laukā. Elizabetes Petrovnas valdīšanas laikā. Sanktpēterburgā un Maskavā tad apgaismošanai izmantoja sveces, bet mazpilsētās un ciemos - lāpas. Bet jau toreiz daudzās baznīcās dega "nedziestošās" lampas. Lampās tika ielejama Garnoe eļļa, kas bija nekas vairāk kā rafinētas eļļas maisījums ar augu eļļu.

Līdz ar lampu parādīšanos palielinājās pieprasījums pēc petrolejas.

Pirmais solis. Termiskā plaisāšana.

Līdz ar iekšdedzes dzinēju parādīšanos ar benzīnu 19. gadsimta beigās sākās īsts naftas bums. Strauji augošajai automašīnu un lidmašīnu flotei bija nepieciešams arvien vairāk degvielas, kas ir zemas viršanas temperatūras vieglie naftas ogļūdeņraži. Tikmēr benzīnu pēc tam ieguva ar vienkāršu jēlnaftas destilāciju (tā sauca - tiešās destilācijas), un ar to nepietika, turklāt tas bija zemas kvalitātes.

Sākās jaunu procesu meklēšana naftas tiešās destilācijas frakciju pārvēršanai benzīnā. Rezultātā pētījumi ir parādījuši, ka, karsējot eļļu līdz 450 - 550 C zem vairāku atmosfēru spiediena, daļa smago ogļūdeņražu sadalās, pārvēršoties vieglākos, parasti ar nenoteiktu struktūru.Tajā pašā laikā aromātiskie un piesātinātie cikliskie ogļūdeņraži ar gariem sānu ķēdes, pazaudē tos. Tā rezultātā destilācijas produkts ir plaša spektra ogļūdeņraži, no kuriem galvenā daļa ir benzīna frakcija.

1913. gadā amerikānis Viljams Bērtons izstrādāja termiskās krekinga tehnoloģiju. Pirmo rūpniecisko iekārtu, kas balstīta uz šo metodi, izveidoja Standard Oil 1916. gadā.Tādējādi lētas smagās frakcijas kļuva par benzīna avotu, un pieauga "melnā zelta" izmantošanas efektivitāte.Ja 1909.gadā tikai 11 no 100 litriem rafinētas eļļas tika iegūti l benzīna, tad 1929 - jau 44 litri.

Otrais solis. katalītiskā krekinga.

Iekšdedzes dzinēju uzlabošanai bija nepieciešams benzīns, kam būtu uzticama detonācijas pretestība – tas, saspiežot kamerā, neeksplodēja. Šo rādītāju raksturo oktānskaitlis: jo lielāks tas ir, jo labāka ir detonācijas pretestība, ar termisko plaisāšanu, oktānskaitlis: jo lielāks, jo labāka ir detonācijas pretestība. Termiskā krekinga gadījumā iegūtā benzīna oktānskaitlis bija zems, un degvielas iznākums atstāja daudz vēlamo.

Risinājums tika atrasts pēc tam, kad 1936. gadā franču - amerikāņu inženieris un sacīkšu autobraucējs Ežēns Godrijs (1892 - 1962) atklāja ogļūdeņražu krekinga procesu uz katalizatora. Šis katalizators izrādījās alumīnija silikāts - savienojums, kas satur maisījumu alumīnija un silīcija oksīdi.Izmantojot smago gāzeļļu un mazuta pārstrādē, iespējams palielināt benzīna un vieglo gāzeļļu iznākumu līdz pat 80%.

Neskatoties uz to, ka gan termiskā, gan katalītiskā krekinga pamatā ir sarežģītu organisko molekulu iznīcināšana līdz vienkāršākām, šajā procesā notiekošās reakcijas un iegūtie produkti būtiski atšķiras. Katalītiskā krekinga laikā lielas ogļūdeņraža molekulas ne tikai temperatūras, bet arī katalizatora ietekmē sadalās daļās, kā rezultātā process norit zemākā temperatūrā (450 - 500 C). Šajā gadījumā, atšķirībā no termiskās krekinga, veidojas vairāk izomēru sazarotu ogļūdeņražu, kas nozīmē, ka palielinās benzīna oktānskaitlis; alicikliskie ogļūdeņraži tiek pārvērsti aromātiskajos ogļūdeņražos (notiek tā sauktā eļļas aromatizācija). Katalītiskā krekinga rezultātā iegūtā benzīna kvalitāte, tostarp triecienizturība, ir ievērojami uzlabota.

Pirmās katalītiskā krekinga iekārtas uzbūvēja Sun Oil un Sokoni-Vkkum

Līdz 30. gadu beigām. ASV, un pēc Otrā pasaules kara - mūsu valstī un Eiropā šis process ir kļuvis par vienu no galvenajiem.

Sākumā parastie dabiskie māli kalpoja par krekinga katalizatoriem, pēc tam tos aizstāja ar sintētiskiem amorfiem aluminosilikātiem, kas tika izmantoti līdz 70. gadu sākumam. Un vēlāk tos aizstāja ar katalizatoriem, kuru pamatā bija ceolīti – kristāliski, nevis amorfi silikāti. Šobrīd ir zināmas vairāk nekā 100 šādu rūpniecisko katalizatoru modifikācijas.

Trešais solis. Reformēšana.

Nepieciešamība pēc kvalitatīvas degvielas transportam ir veicinājusi cita procesa attīstību benzīna frakciju "atjaunināšanai". Tika konstatēts, ka benzīna oktānskaitlis ir lielāks, jo vairāk tas satur aromātiskos ogļūdeņražus.

Jaunā centrā tehnoloģiskais process, kas ir kļuvis par spēcīgu lēcienu uz priekšu, melus 20. gados atklāja un pētīja N.D. Zelinska reakcija piesātināto ogļūdeņražu aromatizācijā katalizatoru klātbūtnē uz cēlmetālu bāzes. Platīna grupas metāli dara īstus brīnumus: to klātbūtnē piesātinātie ogļūdeņraži paaugstinātā temperatūrā pārvēršas izoalkānos un cikliskos alkānos (naftēni), bet pēdējie – attiecīgajos aromātiskajos savienojumos.

Eļļas frakcijas tiek noteiktas laboratoriski, jo produkts satur organiskas vielas ar dažādu piesātināto tvaiku spiedienu. 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 atmosfēras spiedienā. 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;
vakuumapstrādē 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 aromātiskie ogļūdeņraži vairāk nekā citi savienojumi. Tā ir sastāvdaļa komerciālā benzīna, apgaismes petrolejas, reaktīvo dzinēju degvielas, organiskais šķīdinātājs. Darbojas kā sadzīves tehnikas pildviela. Ķīmiskais sastāvs: policikliskie, cikliskie un nepiesātinātie ogļūdeņraži. Sēra klātbūtne atšķiras, procentuālais daudzums no kopējais svars 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 vajadzīga, lai izveidotu koksu – stratēģisku produktu. Komponentu izmanto katlu degvielas ražošanā. Tas satur lielāko smago metālu procentuālo daudzumu eļļā.

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

Definīcijas

Frakcionēts sastāvs. Visām atsevišķām vielām viršanas punkts noteiktā spiedienā ir fizikālā konstante. Tā kā eļļa ir daudzu organisku vielu maisījums, kam ir atšķirīgs spiediens piesātināti tvaiki, tad par eļļas viršanas temperatūru runāt nevar.

Naftas vai naftas produktu laboratoriskās destilācijas apstākļos pakāpeniski pieaugošā temperatūrā atsevišķi komponenti tiek destilēti viršanas temperatūras paaugstināšanas secībā vai, kas ir tas pats, lai samazinātu to piesātināto tvaiku spiedienu. Līdz ar to naftu un tās produktus raksturo nevis viršanas punkti, bet viršanas sākuma un beigu temperatūras robežas un atsevišķos temperatūras diapazonos destilēto frakciju iznākums. Saskaņā ar destilācijas rezultātiem tiek vērtēts frakcionētais sastāvs.

Frakcija sauc par eļļas īpatsvaru, kas izvārās noteiktā temperatūras diapazonā. Eļļas vārās ļoti plašā temperatūras diapazonā, galvenokārt no 28 līdz 520-540°C. Eļļas frakcionēto sastāvu nosaka ar standarta metodi (GOST 2177–82), pamatojoties uz laboratorijas testu rezultātiem, atdalot savienojumus pēc viršanas temperatūras, frakcionējot (destilējot) eļļu, destilējot vai savienojumu maisījumu AVT vienībās (atmosfēras mērvienībās). -vakuuma cauruļveida).

Vārīšanās sākums frakcijas ņem vērā pirmā kondensēto tvaiku piliena krišanas temperatūru.

Vāra beigas frakcijas ņem vērā temperatūru, pie kuras beidzas frakcijas iztvaikošana.

Jaunu eļļu izpētē frakcionēto sastāvu nosaka uz standarta destilācijas aparātiem, kas aprīkoti ar destilācijas kolonnām. Tas ļauj būtiski uzlabot destilācijas skaidrību un, pamatojoties uz frakcionēšanas rezultātiem, izveidot tā saukto patieso viršanas punktu līkni (ITC) temperatūras koordinātēs - frakciju iznākums, procentos (masas). Frakciju atlase līdz 200°C tiek veikta atmosfēras spiedienā, bet pārējās, lai izvairītos no termiskās sadalīšanās, dažādos vakuumos. Pēc pieņemtās metodes no vārīšanās sākuma līdz 300°C 10 grādu un pēc tam 50 grādu frakcijas tiek ņemtas līdz frakcijām ar vārīšanās galu 475-550°C.

Eļļas frakcijas

Atkarībā no viršanas temperatūras diapazoniem eļļas frakcijas (eļļas atdalīšanas produkti) iedala:

ogļūdeņraža gāze- tiek izņemts no iekārtām gāzveida un šķidrā veidā ("stabilizācijas galva"), nosūtīts tālākai pārstrādei uz gāzes frakcionēšanas iekārtām, izmantots kā degviela naftas pārstrādes krāsnīm;
benzīna frakcija- izvārās 50-180°C, tiek izmantota kā komerciālā motorbenzīna sastāvdaļa, katalītiskā riforminga un pirolīzes iekārtu izejviela; pakļauts otrreizējai destilācijai, lai iegūtu šauras frakcijas;
petrolejas frakcija- vārās 140-220°С (180-240°С) diapazonā, izmanto kā degvielu reaktīvo un traktoru karburatora dzinējiem, apgaismojumam, kā izejvielu hidroattīrīšanas iekārtām;
dīzeļdegvielas frakcija (vieglā vai atmosfēriskā gāzeļļa, saules destilāts)- izvārās 180-350°С (220-350°С, 240-350°С) robežās, izmanto kā degvielu dīzeļdzinējiem un izejvielu hidroattīrīšanas agregātiem;
mazuts - atmosfēras destilācijas atlikums- vārās virs 350°C, izmanto kā katlu kurināmo vai izejvielu hidroapstrādes un termiskā krekinga iekārtām;
vakuuma destilāti (vakuuma gāzeļļas)- vāra 350-500°C robežās, izmanto kā izejvielu katalītiskajam krekingam un hidrokrekingam;
transformatora destilāts (vieglās eļļas frakcija)- izvārās 300-400°С (350-420°С) robežās;
mašīnas destilāts (vidēja eļļas frakcija)- izvārās 400-450°С (420-490°С) robežās;
cilindru destilāts (smagās eļļas frakcija)- izvārās 450-490°С robežās;
darva- naftas atmosfēras vakuumdestilācijas atlikumus, kas izvārās temperatūrā virs 500°C (490°C), izmanto kā izejvielu termiskās krekinga, koksēšanas, bitumena un eļļas ražotnēs.

Frakcionālā sastāva noteikšana

Frakcionēto sastāvu nosaka ar standarta metodi saskaņā ar GOST 2177-99 (metode ir līdzīga ārzemēs izplatītajai Englera destilācijai), kā arī ar dažādām metodēm, izmantojot laboratorijas kolonnas. Lai pārvērstu viršanas punktus, kas iegūti ar standarta destilāciju ( T gost) līdz patiesajiem viršanas punktiem ( T itk) tiek piedāvāta formula:

Sākuma temperatūras T nk un beigas T kk vārīšanu saskaņā ar ITC var noteikt pēc formulām:

Plkst frakcionētā sastāva noteikšana naftu vai naftas produktu destilē standarta iekārtā noteiktos apstākļos un koordinātu sistēmā izveido destilācijas līkni: abscisu ass ir frakciju iznākums (destilācija) % (tilp.) vai % (masa) un ordināta. ass ir viršanas punkts ° C.

Sildot tik sarežģītu maisījumu kā eļļu, zemas viršanas temperatūras komponenti ar augstu gaistamību vispirms nonāk tvaika fāzē. Sastāvdaļas ar augstu viršanas temperatūru daļēji atstāj līdzi, tomēr zemas viršanas temperatūras komponenta koncentrācija tvaikos vienmēr ir augstāka nekā verdošā šķidrumā. Tā kā komponenti ar zemu viršanas temperatūru tiek destilēti, atlikums tiek bagātināts ar komponentiem ar augstu viršanas temperatūru. Tā kā komponentu ar augstu viršanas temperatūru tvaika spiediens noteiktā temperatūrā ir zemāks par ārējo spiedienu, vārīšanās galu galā var beigties. Lai vārīšanās notiktu nepārtraukti, šķidrais atlikums tiek nepārtraukti karsēts. Tajā pašā laikā tvaikos nonāk arvien vairāk jaunu komponentu ar arvien pieaugošu viršanas temperatūru. Izplūstošie tvaiki tiek kondensēti, iegūtais kondensāts tiek noņemts atbilstoši sastāvdaļu viršanas temperatūras diapazoniem atsevišķu eļļas frakciju veidā.

Naftas un naftas produktu destilāciju, lai sadalītu to frakcijās, var veikt pakāpeniski vai ar vienu iztvaicēšanu. Destilācijas laikā ar pakāpenisku iztvaicēšanu iegūtie tvaiki tiek nepārtraukti izņemti no destilācijas aparāta, tie tiek kondensēti un atdzesēti kondensatorā-ledusskapī un savākti uztvērējā šķidru frakciju veidā.

Gadījumā, ja karsēšanas procesā radušies tvaiki netiek izņemti no destilācijas aparāta, līdz tiek sasniegta noteiktā temperatūra, pie kuras vienā solī tvaika fāze tiek atdalīta no šķidrās fāzes, procesu sauc par ātrdestilāciju. Pēc tam tiek veidota RI līkne.

Nav iespējams panākt skaidru naftas produktu sadalīšanu šaurās frakcijās ne pakāpeniski, ne vēl jo vairāk ar vienu iztvaicēšanu, jo daži komponenti ar augstu viršanas temperatūru nonāk destilātā, bet daži komponenti ar zemu viršanas temperatūru paliek destilātā. šķidrā fāze. Tāpēc tiek izmantota destilācija ar atteci vai rektifikācija. Lai to izdarītu, eļļu vai naftas produktu silda kolbā; tvaiki, kas veidojas destilācijas laikā, gandrīz bez augstas viršanas temperatūras komponentiem, tiek atdzesēti īpašā aparātā - atteces dzesinātājā un nonāk šķidrā stāvoklī - flegmā. Flegma, plūstot uz leju, satiekas ar jaunizveidotiem pāriem. Siltuma apmaiņas rezultātā zemas viršanas temperatūras atteces komponenti iztvaiko, un tvaiku komponenti ar augstu viršanas temperatūru kondensējas. Ar šādu tvaiku saskari tiek panākta skaidrāka sadalīšana frakcijās nekā bez atteces.

Vēl skaidrāka atdalīšanās notiek destilācijas ar rektifikācijas laikā. Šādas destilācijas iekārta sastāv no destilācijas kolbas, destilācijas kolonnas, kondensatora-ledusskapja un uztvērēja.

Rektifikācija tiek veikta destilācijas kolonnās. Rektifikācijas laikā notiek kontakts starp augšupejošo tvaika plūsmu un kondensātu, kas plūst uz leju - atteci. Tvaikiem ir augstāka temperatūra nekā flegma, tāpēc saskarē notiek siltuma apmaiņa. Tā rezultātā komponenti ar zemu viršanas temperatūru no flegma nonāk tvaika fāzē, un komponenti ar augstu viršanas temperatūru kondensējas un nonāk šķidrā fāzē. Lai destilācijas process noritētu efektīvi, ir nepieciešams pēc iespējas ciešāks kontakts starp tvaiku un šķidruma fāzēm. Tas tiek panākts ar kolonnā ievietotu īpašu kontaktierīču palīdzību (sprauslas, plāksnes utt.). Maisījuma komponentu atdalīšanas skaidrība galvenokārt ir atkarīga no saskares posmu skaita un tvaiku virzienā plūstošā atteces (apūdeņošanas) daudzuma. Lai veidotu atteci, kolonnas augšējā daļā ievieto kondensatoru-ledusskapi. Pamatojoties uz skaidras iztaisnošanas rezultātiem, tiek veidota ITC līkne (īstie viršanas punkti).

Frakcionālā sastāva noteikšana eļļas un naftas frakcijas tiek veiktas laboratorijas apstākļos. Laboratorijas praksē visplašāk tiek izmantoti šādi destilācijas veidi.

Destilācija, pamatojoties uz pakāpeniskas iztvaicēšanas principu: vienkārša naftas un naftas produktu destilācija, kas vārās līdz 350 ° C:

pie atmosfēras spiediena;
vienkārša naftas produktu destilācija, kas vārās virs 350°C pazeminātā spiedienā (vakuumā);
destilācija ar atteci;
destilācija ar skaidru rektifikāciju.

Zibspuldzes destilācija: Zibspuldzes destilācija.

Molekulārā destilācija lielmolekulāriem savienojumiem un sveķiem.

Simulētas sacīkstes.