Petrol rafinasyonu nasıl yapılır? Petrol ve petrol ürünlerinin fraksiyonel bileşimi

Yağ ve ürünlerinin bileşimi, damıtma ve rektifikasyon yoluyla kaynama noktalarına göre ayrıştırılarak belirlenir.

Yağ fraksiyonlarının çıktısı

Petrol, gaz kondensatları ve bunların fraksiyonları, hidrokarbon bileşiklerinin çok bileşenli bir karışımıdır. AT . Bu nedenle, bu karışımın bileşiminin, bileşimlerinde yer alan tüm bileşiklerin toplamı olarak belirlenmesi çok zor ve her zaman çözülemeyen bir iştir.

Rafineri maliyetlerinin yaklaşık %80'ini oluşturan ham petrol satın alma maliyeti, karlılığın belirlenmesinde en önemli faktördür. petrol şirketi. Ham petrolün kalitesi ve değeri, 360°C'ye kadar kaynayan hafif petrol ürünleri fraksiyonunun, 360-540°C fraksiyonunun ve alt ürünün (>540°C) içeriğini belirleyen ITC eğrisine bağlıdır ve kükürt, azot, metaller vb. gibi safsızlıkların içeriği.

Bununla birlikte, ITC eğrisi petrol fraksiyonlarının kimyasal bileşimini yansıtmaz ve bu da rafinerilerde petrol ürünlerinin dönüştürülmesi ve iyileştirilmesi için birimlerin verim ve ürün özelliklerini etkiler. Böylece, ITC eğrisi bilgisi ve kimyasal doğa Ham petrol fraksiyonları rafinerilerin ekonomik performansını iyileştirmek için son derece önemlidir. Ne yazık ki, bu bilgiyi elde etmek için büyük finansal ve zaman maliyetleri gerektiren laboratuvar analizleri gereklidir.

Ana hizipler

hidrokarbon gazı

Bu yağın bir parçası olan gaz esas olarak bütanlardan oluşur (ağırlıkça %73,9); gazların yağa dönüşmesi ağırlıkça %1,5'tir. Propan-bütan fraksiyonu, bireysel hidrokarbonlar, yakıt ve motor benzininin bir bileşenini üretmek için gaz fraksiyonlama tesisleri için bir hammadde olarak kullanılacaktır.

Kesir NK-62°С

NK-62°С fraksiyonu, oktan sayısını artırmak için katalitik izomerizasyon işlemi için bir hammadde olarak kullanılacaktır.

Fraksiyon 62-85°С

62-85°C'lik fraksiyona "benzen" adı verilir, ticari benzinin bir bileşeni olarak ve benzen üretimi için kullanılacaktır.

Kesir 85-120°С

120-180°C fraksiyonla karıştırılan 85-120°C fraksiyon, oktan sayısını artırmak için bir katalitik reformer için hammadde olarak kullanılacaktır. Hidro-arıtmaya önceden gönderildi.

Fraksiyon 120-180°С ve 180-230°С

120-180°C'lik kısım, bir jet yakıtı bileşeni olarak 180-230°C'lik kısım ile karışım halinde kullanılacaktır. Jet yakıtı parlama noktası için uygun değildir, bu nedenle hafif bileşenlerin bir kısmını çıkarmanız gerekir.

Yağ çıkarma yöntemleri

Petrol ürünlerinin bireysel bileşimi

Şu anda, petrol ürünlerinin bireysel bileşimi, gaz-sıvı kromatografi yöntemleriyle yalnızca tekli benzin fraksiyonları için oldukça güvenilir bir şekilde belirlenebilir. Bu nedenle, bireysel bir hidrokarbon bileşimi, tüketiciler için mevcut olmaması nedeniyle termofiziksel özelliklerin (TPP) hesaplanmasına yönelik tahmin yöntemlerinin temeli olarak kullanılamaz.

Aynı zamanda, fraksiyonel bileşim ve yapısal grup hidrokarbon bileşimi, yağın termal özelliklerini hesaplamak için yöntemlerin geliştirilmesinde daha verimli bir şekilde kullanılabilir.

Bu nedenle, distilasyon eğrilerinin yeniden hesaplanması ve ekstrapolasyonu için yöntemler ve fraksiyonların yapısal grup hidrokarbon bileşimini hesaplamak için yöntemler aşağıda ele alınmaktadır.

Petrol ve petrol ürünlerinin fraksiyonel bileşimi

Bu tip yağ ve ürünlerinin bileşimi, damıtma ve rektifikasyon yoluyla kaynama noktalarına göre ayrılarak belirlenir.

Belirli sıcaklık aralıklarında kaynayan münferit fraksiyonların toplam verimine (ağırlık veya hacim yüzdesi olarak), yağın, yağ ürününün veya karışımın fraksiyonel bileşimi denir. Daha fazlası için tam özellikler bağıl yoğunluk ve ortalama molar kütle her omuz askısı ve bir bütün olarak karışım. Buharlaşmanın sonuçlarına dayanarak, karışımın bileşimi hakkında oldukça eksiksiz bilgiler içeren bir ITC eğrisi oluşturulur.

ARN-2 cihazında GOST 11011-85'e göre düzeltme, kalıntının olası termal ayrışması nedeniyle 450-460 ° C'lik bir sıcaklıkla sınırlıdır. Bu tür bir yağ çalışmasının, 560-580 °C'lik bir kaynama noktasına kadar bir Manovyan şişesinde GrozNII yöntemine göre ARN-2 damıtma cihazında yapılması önerilir. Bu durumda, ITC eğrisinde bozulma olmaz.

kesirli kompozisyon, özellikle hafif ticari petrol ürünleri ve geniş fraksiyonlar, genellikle düzeltmeden çok daha basit olan GOST 2177-82'ye göre bir Engler cihazında damıtma ile belirlenir. Engler damıtma eğrisi, fraksiyonların karakteristik kaynama noktalarını güvenilir bir şekilde belirlemeyi mümkün kılar. Ancak faz dengesi hesaplanırken bir ITC eğrisine sahip olmak tercih edilir. Böyle bir eğri elde etmek için bir dizi ampirik prosedür önerilmiştir.

Örneğin, hafif petrol ürünleri için BashNIINP yöntemi bilinmektedir. Ticari bir petrol ürününün ITC'ye göre ve Engler'e göre damıtılması sırasında elde edilen sıcaklık farkının belirli bir noktada yağ ürününün kaynama noktasının hemen hemen sabit olduğu gerçeğinden yola çıkarak şunu yazabiliriz.

Dar yağ fraksiyonlarının (sözde bileşenler) fiziksel ve kimyasal özelliklerinin (PCS) karakterizasyonu

Çok bileşenli karışımların (MCM) damıtma işlemlerini hesaplarken, ayrılmış MCM'yi oluşturan tüm bileşenlerin fizikokimyasal ve termodinamik özelliklerini kullanmak gerekir. İncelenen durumda, ilk sürekli karışımın sahte bileşenlere ayrışması oldukça keyfi olduğundan, bireysel sahte bileşenlerin fizikokimyasal özelliklerini hesaplama prosedürü özellikle önemlidir.

Herhangi bir Kimyasal madde bir dizi karakteristik sabite sahiptir ve karakteristik sabitlerin değerleri, kimyasal yapı madde molekülleri. Bu hüküm, özellikle karakteristik sabitlerin değerleri deneysel olarak belirlenirse, sözde bileşenlere de genişletilebilir.

Bu arada şu yazıyı da okuyun: Ağır yağ işlemenin özellikleri

Aritmetik ortalama (kesir kaynama noktasının başlangıcı ve bitişi arasındaki) kaynama noktası, sözde bileşenin ana ve minimum gerekli özelliği olarak alınır.

Bununla birlikte, bu sıcaklık, yağların bileşim özelliklerini hesaba katmadığı için sözde bileşeni tam olarak karakterize etmez. çeşitli tipler(çeşitli mevduat). Sahte bileşenlerin FCS'sinin daha doğru bir değerlendirmesi için, fraksiyonların hidrokarbon bileşimi hakkında bilgi gereklidir.

Bu bilgi dolaylı olarak RI ve ITC eğrilerinde bulunur. Ayrıca, kütle korunumu yasasına göre, sözde karakteristik sabitlerin ortalama (ortalama integral) değerleri ve aynı tüketim kaynama aralıklarında karşılaştırılan eğrilerden izole edilen fraksiyonlar için olası hidrokarbon bileşimi (bunların haricinde) çakışmalıdır. kaynama sıcaklığı sınırları) .

Bu nedenle, motor yakıtlarının hidrokarbon bileşimini değerlendirmek için, deneysel belirleme için daha basit ve daha uygun olduğu için RI eğrisini kullanmak oldukça kabul edilebilir. Ancak ayırma işlemleri (öncelikle düzeltme) hesaplanırken yalnızca ITC eğrisinin kullanılması gerekir.

Hesaplamalar için, MCM'nin tüm bileşenlerinin (sözde bileşenleri) sözde karakteristik sabitleri olarak standart özellikler kullanılır (kaynama noktaları, faz geçiş sıcaklıkları, doymuş buhar basınçları, standart koşullar altında gaz ve sıvı fazların yoğunlukları, kırılma indisleri, viskozite, entalpi, vb.) .), kritik özelliklerin yanı sıra. Bu sabitler, bileşenin kimyasal kimliğini karakterize eder; maddenin "kimyasal pasaportunu" temsil eder. Karakteristik özellikler, bir maddenin belirli kimyasal parametrelerinin işlevleridir: bir maddenin molekülünün molar kütlesi ve yapısı:

(1.1)'den, tüm standart özelliklerin birbirine bağlı olduğu ortaya çıkar ve birbirleri aracılığıyla ifade edilebilir. Bu nedenle, herhangi bir hidrokarbonun (sözde bileşen) molar kütlesi, standart özelliklerinin bir fonksiyonu olarak ifade edilebilir: kaynama noktası, yoğunluk, kırılma indisi ve diğer özelliklerin yanı sıra bu özelliklerin bir kombinasyonu. Örnek olarak, hidrokarbonların moleküler ağırlığını hesaplamak için B.P. Voinov, Kreg ve Mamedov'un formüllerini verebiliriz:

Bu nedenle, sözde bileşenlerin TFS'sini hesaplamak için seçeneklerin sayısı oldukça fazladır ve bu da pratik kullanımlarını bir dereceye kadar karmaşıklaştırmaktadır.

Birkaç sözde bileşenden oluşan geniş petrol fraksiyonlarının FCS'sini hesaplamak için toplamsallık kuralı kullanılır, yani. her dar fraksiyonun daha geniş fraksiyonun özelliklerine katkısı, dar fraksiyonun daha geniş olandaki göreli konsantrasyonu ile belirlenir.

Bu arada şu yazıyı da okuyun: Tercüme kinematik viskozite dinamik hale

UMP'de, sürekli karışımlar için FCS hesaplama prosedürleri otomatikleştirilmiştir: kullanıcı, ITC eğrisinin kabul edilen sıcaklık dağılımına göre, sözde bileşenlere ayrı ayrı sözde bileşenlerin kaynama limitlerini ayarlar (bireysel dar fraksiyonlar), bundan sonra Kullanıcı tarafından bilinen karakteristik özelliklerini ayarlayarak, seçilen her sözde bileşen için belirtimi doldurur.

Asgari gerekli bilgi, daha önce de belirtildiği gibi verilmelidir. ortalama sıcaklık sözde bileşenin kaynama noktası ve kullanıcı tarafından bilinen özellikler (yoğunluk, kırılma indisi vb.) ek olarak ayarlanır. Bu bilgi ne kadar eksiksiz tanımlanırsa, her bir sözde bileşen o kadar doğru bir şekilde karakterize edilecek ve bu nedenle sonraki modelleme sonuçları daha doğru olacaktır. Şek. 1.7 karakteristik özelliklerin dağılım eğrilerini gösterir ( tevlenmek,p,n) düz çalışan hidro-işlenmiş benzin için.

Pirinç. 1.7. Kaynama sıcaklığı dağılım eğrileri ( tevlenmek), yoğunluk ( p) ve kırılma indisi ( n) düz akışlı hidro-işlenmiş benzin fraksiyonları

Bireysel bileşenlerin kaynama noktasındaki bir değişiklikle karakteristik özelliklerde oldukça yumuşak bir değişiklik için kabul edilen koşula göre (tek bileşenlerin sayısı çok büyüktür), tüm özelliklerin maddenin damıtma fraksiyonuna (veya damıtma sıcaklığında) da sürekli olmalıdır.

Bu bilgilere dayanarak, tüm temel özellikler hesaplanabilir ( Tkr, Pkr, Zkr, entalpi özellikleri) hem bireysel sözde bileşenlerin hem de bir bütün olarak kesir için bu özelliklerin ortalama integral değerleri ve ayrıca varsayımsal sözde bileşenlerin olası brüt formülleri belirlenir.Aslında, aynı yaklaşım kullanılır. RI ve ITC eğrilerinin karşılıklı yeniden hesaplanmasında.

Aynı zamanda, eksik bilgilerin bile varlığı (yalnızca bireysel fraksiyonlar için bireysel özellikler, damıtık oranındaki sınırlı bir değişiklik aralığında bile) genelleme bilgisinin yeterliliğini önemli ölçüde artırabilir. Yani, Şekil 1'de gösterilen örnek için. 1.4, bir bütün olarak fraksiyon için yalnızca bir özelliği (akaryakıt yoğunluğu) hesaba katarak, son karakteristik formunu (ITC eğrisi) belirgin şekilde iyileştirir.

İLGİLENECEKSİNİZ:

Rusya'daki petrol rafinerileri Moskova'daki Gazprom Neft Rafinerisinde Euro+ Vakum Damıtma Kolonu Kuruldu Yağ çıkarma yöntemleri Petrol üretim maliyeti

Petrol arıtma endüstrisinin özü
Petrol arıtma işlemi 3 ana aşamaya ayrılabilir:
1. Ham petrolün kaynama noktası aralıklarında farklılık gösteren fraksiyonlara ayrılması (birincil işleme);
2. İçlerinde bulunan hidrokarbonların kimyasal dönüşümleri ile elde edilen fraksiyonların işlenmesi ve pazarlanabilir petrol ürünlerinin bileşenlerinin geliştirilmesi (geri dönüşüm);
3. Belirtilen kalite göstergelerine sahip ticari petrol ürünleri elde etmek için, gerekirse çeşitli katkı maddelerinin katılımıyla bileşenlerin karıştırılması (emtia üretimi).
Rafineri ürünleri motor ve kazan yakıtları, sıvılaştırılmış gazlar, Farklı çeşit petrokimya endüstrileri için hammaddelerin yanı sıra, işletmenin teknolojik şemasına bağlı olarak - yağlama, hidrolik ve diğer yağlar, bitüm, petrol koku, parafinler. Bir dizi teknolojik sürece dayanarak, rafineride 5 ila 40'tan fazla pazarlanabilir petrol ürünü pozisyonu elde edilebilir.
Petrol rafinerisi - sürekli üretim, üretimin çalışma süresi arasında elden geçirme modern fabrikalarda 3 yıla kadar. Rafinerinin fonksiyonel birimi teknolojik Kurulum- belirli bir teknolojik sürecin tam döngüsünü gerçekleştirmeye izin veren bir dizi ekipmana sahip bir üretim tesisi.
Bu makale kısaca ana teknolojik süreçler yakıt üretimi - motor ve kazan yakıtlarının yanı sıra kok kömürü elde etmek.

Petrol teslimi ve alımı
Rusya'da, işlenmek üzere tedarik edilen ham petrolün ana hacimleri, ana petrol boru hatları aracılığıyla üretim birliklerinden rafinerilere teslim edilmektedir. Az miktarda yağ ve gaz kondensatı şu şekilde sağlanır: demiryolu. Denize erişimi olan petrol ithal eden ülkelerde, liman rafinerilerine teslimat su taşımacılığı ile gerçekleştirilir.
Tesise kabul edilen hammaddeler uygun kaplara girer emtia tabanı(Şekil 1), rafinerinin tüm teknolojik birimlerine boru hatları ile bağlı. Alınan yağ miktarı, enstrümantal muhasebeye göre veya ham kaplardaki ölçümlere göre belirlenir.

İşleme için yağın hazırlanması (elektrikli tuzdan arındırma)
Ham petrol, proses ekipmanında ciddi korozyona neden olan tuzlar içerir. Bunları çıkarmak için, besleme tanklarından gelen yağ, içinde tuzların çözüldüğü su ile karıştırılır ve ELOU'ya girer - elektrikli tuzdan arındırma tesisi(İncir. 2). Tuzdan arındırma işlemi şurada gerçekleştirilir: elektrikli kurutucular- içine elektrotlar monte edilmiş silindirik cihazlar. Yüksek voltajlı bir akımın (25 kV veya daha fazla) etkisi altında, su ve yağ karışımı (emülsiyon) yok edilir, cihazın altında su toplanır ve dışarı pompalanır. Emülsiyonun daha etkili imhası için hammaddelere özel maddeler eklenir - emülsiyon gidericiler. Proses sıcaklığı - 100-120°C.

Birincil yağ arıtma
ELOU'dan gelen tuzdan arındırılmış yağ, Rus rafinerilerinde ABT olarak kısaltılan atmosferik vakum damıtma ünitesine verilir - atmosferik vakum tüpü. Bu isim, hammaddelerin fraksiyonlara ayrılmadan önce ısıtılmasının bobinlerde yapılmasından kaynaklanmaktadır. tüp fırınlar(Şekil 6) yakıtın yanma ısısı ve baca gazlarının ısısı nedeniyle.
AWT iki bloğa bölünmüştür - atmosferik ve vakumlu damıtma.

1. Atmosferik damıtma
Atmosferik damıtma (Şekil 3.4) seçim için tasarlanmıştır hafif yağ fraksiyonları- 360°C'ye kadar kaynayan benzin, kerosen ve dizel, potansiyel verimi yağ için %45-60'tır. Atmosferik damıtmanın geri kalanı akaryakıttır.
İşlem, fırında ısıtılan yağın ayrı fraksiyonlara ayrılmasından ibarettir. Damıtma sütunu- içinde bulunan silindirik bir dikey aparat kontak cihazları (plakalar) içinden buharın yukarı doğru hareket ettiği ve sıvının aşağı doğru hareket ettiği. Hemen hemen tüm petrol arıtma tesislerinde çeşitli ebat ve konfigürasyonlarda damıtma kolonları kullanılmaktadır, içlerindeki plaka sayısı 20 ile 60 arasında değişmektedir. Alt kısmı kolon ve kolonun üst kısmından ısı çıkarılması, bununla bağlantılı olarak aparattaki sıcaklık aşağıdan yukarıya doğru kademeli olarak azalır. Sonuç olarak, benzin fraksiyonu buharlar şeklinde kolonun tepesinden çıkarılır ve gazyağı ve dizel fraksiyonlarının buharları kolonun ilgili kısımlarında yoğunlaşır ve çıkarılır, akaryakıt sıvı kalır ve pompalanır. sütunun altından dışarı.

2. Vakum damıtma
Vakum damıtma (Şekil 3,5,6), akaryakıttan seçim için tasarlanmıştır. yağ distilatları akaryakıt profilinin rafinerilerinde veya geniş bir yağ fraksiyonunda (vakum gaz yağı) yakıt profilinin rafinerisinde. Vakum damıtmanın geri kalanı katrandır.
Yağ fraksiyonlarını vakum altında seçme ihtiyacı, 380 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda hidrokarbonların termal ayrışmasının başlamasından kaynaklanmaktadır. (çatlama), ve kaynayan vakumlu gaz yağının sonu - 520°C veya daha fazla. Bu nedenle, damıtma 40-60 mm Hg'lik bir artık basınçta gerçekleştirilir. Art., azaltmaya izin verir Maksimum sıcaklık 360-380°C'ye kadar aparatta.
Kolondaki vakum, uygun ekipman kullanılarak oluşturulur, ana cihazlar buhar veya sıvıdır. ejektörler(Şek. 7).

3. Benzinin stabilizasyonu ve ikincil damıtılması
Atmosferik ünitede elde edilen benzin fraksiyonu, kalite gerekliliklerini aşan bir hacimde gazlar (esas olarak propan ve bütan) içerir ve motor benzininin bir bileşeni olarak veya ticari düz çalışma benzin olarak kullanılamaz. Ayrıca benzinin oktan sayısını artırmaya yönelik rafineri süreçleri ve üretim aromatik hidrokarbonlar hammadde olarak dar benzin fraksiyonları kullanılır. Bu işlemin, sıvılaştırılmış gazların benzin fraksiyonundan damıtıldığı ve karşılık gelen sayıda 2-5 dar fraksiyona damıtıldığı petrol rafinerisinin teknolojik şemasına (Şekil 4) dahil edilmesinin nedeni budur. sütunlar.

Birincil yağ arıtma ürünleri soğutulur ısı eşanjörleri işlenmek üzere giren soğuk hammaddeye ısı verdikleri, proses yakıtından tasarruf sağladıkları için, su ve hava soğutucuları ve üretimden çıkarılır. Diğer rafineri ünitelerinde de benzer bir ısı değişim şeması kullanılmaktadır.

Modern birincil işleme tesisleri genellikle birleştirilir ve yukarıdaki işlemleri çeşitli konfigürasyonlarda içerebilir. Bu tür tesislerin kapasitesi yılda 3 ila 6 milyon ton ham petrol arasındadır.
Ünitelerden biri onarım için çıkarıldığında tesisin tamamen kapanmasını önlemek için tesislerde birkaç birincil işleme ünitesi inşa ediliyor.

Birincil petrol arıtma ürünleri

İsim	Kaynama aralıkları (birleştirmek)	nerede seçilir	nerede kullanılır (öncelik sırasına göre)
geri akış stabilizasyonu	propan, bütan, izobütan	Stabilizasyon bloğu	Gaz fraksiyonasyonu, pazarlanabilir ürünler, proses yakıtı
Kararlı düz çalışan benzin (nafta)		Benzinin ikincil damıtılması	Benzin karıştırma, ticari ürünler
Kararlı hafif benzin		Stabilizasyon bloğu	İzomerizasyon, benzin karıştırma, pazarlanabilir ürünler
benzen		Benzinin ikincil damıtılması	İlgili aromatik hidrokarbonların üretimi
toluen		Benzinin ikincil damıtılması
ksilen		Benzinin ikincil damıtılması
Katalitik Reform Hammaddesi		Benzinin ikincil damıtılması	katalitik reform
ağır benzin		Benzinin ikincil damıtılması	Gazyağı, kış dizel yakıtı, katalitik reforming
gazyağı bileşeni		atmosferik damıtma	Gazyağı, dizel yakıtların karıştırılması
Dizel		atmosferik damıtma	Hidro arıtma, dizel yakıtların, akaryakıtların karıştırılması
		Atmosferik damıtma (artık)	Vakum damıtma, hidrokraking, akaryakıt harmanlama
Vakum gaz yağı		Vakumla damıtma	Katalitik kırma, hidrokraking, pazarlanabilir ürünler, akaryakıt harmanlama.
		Vakum damıtma (artık)	Koklaştırma, hidrokraking, akaryakıtların karıştırılması.

*) - n.c. - kaynamanın başlangıcı
**) - k.k. - kaynama sonu

Çeşitli konfigürasyonlardaki birincil işleme tesislerinin fotoğrafları

Şek.5. Uhde projesi kapsamında Türkmenbaşı rafinerisinde yıllık 1,5 milyon ton kapasiteli vakumlu damıtma ünitesi.	Pirinç. 6. LUKOIL-PNOS rafinerisinde yıllık 1,6 milyon ton kapasiteli vakumlu damıtma ünitesi. Ön planda bir tüp fırın (sarı) var.	Şekil 7. Graham'dan vakum üreten ekipman. Kolonun tepesinden buharların girdiği 3 ejektör görülebilir.

Sergei Pronin

Ürün organik maddeler içerdiğinden yağ fraksiyonları laboratuvarda belirlenir. farklı basınç doymuş buharlar. Kaynama noktasından bu şekilde bahsetmek mümkün değildir, ancak başlangıç ​​noktası ve limit hesaplanır. Yağın belirli bir kaynama aralığı +28-540°C'dir. Yağın fraksiyonel bileşimini belirler. GOST 2177-99 standardı tarafından düzenlenir. Yoğuşmanın ortaya çıktığı sıcaklık, kaynama başlangıcı olarak alınır. Kaynamanın sonu, buharların buharlaşmasının durduğu an olarak kabul edilir. Laboratuar testleri, sabit okumaların kaydedildiği ve damıtma yoluyla bir kaynama noktası eğrisinin elde edildiği damıtma aparatı üzerinde gerçekleştirilir. Yağ ve petrol ürünlerinin +200°C'ye kadar fraksiyonlara ayrılması, atmosferik basınç. Daha yüksek sıcaklıklarda kalanlar, ayrışma meydana gelmemesi için vakum altında örneklenir.

Petrol ürünlerinin fraksiyonel bileşimini belirleme yöntemleri

Yağın damıtılması sırasında baz yağların tam içeriğini bulmak için ham madde bazının işlenme yönünü seçmek için yağın fraksiyonlanması gereklidir. Buna dayanarak, kesirlerin tüm özellikleri sınıflandırılır.

• Yöntem A - yağın ve bireysel sözde bileşenlerin fraksiyonel bileşimini belirlemek için otomatik cihazların kullanımı. Şişeler, tabanı ve duvarları aynı kalınlıkta olan ısıya dayanıklı camdan kullanılmaktadır.
• Yöntem B - dört yuvalı veya altı yuvalı bir cihaz kullanma. 250 cm3 kapasiteli yuvarlak tabanlı şişeler. Yöntem sadece koyu renkli yağ ürünlerinin damıtılması için kullanılır.

Yağ fraksiyonlarının türleri ve özellikleri

Yağın fraksiyonel bileşimi, Egler damıtmasına karşılık gelen Rus damıtma veya düzeltme standardına göre belirlenir. Karbonhidrat gazlarının karmaşık bileşiminin ara elementlere bölünmesine dayanır. Kaynayan yüksek sıcaklıklara göre 3 tip yağ rafinasyonu sınıflandırılır.

• Basit damıtma - buharlaşma sırasında buhar yoğunlaşır.
• Geri akış - sadece yüksek kaynama noktalı buharlar yoğuşma yayar ve geri akış şeklinde genel karışıma geri döner. Düşük kaynama noktalı buharlar tamamen buharlaşır.
• Rektifikasyon, düşük kaynama noktalı buharların maksimum konsantrasyonuna ve yoğunlaşmasına ulaşıldığında önceki iki işlem türünü birleştirme işlemidir.

Petrol ve petrol ürünlerinin fraksiyonel bileşimini ve özelliklerini belirleme sürecinde, aşağıdaki fraksiyon türlerine bölünme vardır:

• hafif (bu tip benzin ve petrolü içerir) - atmosfer basıncında 140 ° C'ye kadar sıcaklıklarda ortaya çıkarlar;
• 140-350°C sıcaklık aralığında atmosfer basıncında ortam (buna gazyağı, dizel, nafta dahildir);
• de vakum işleme ve 350 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, ağır (Vakum gaz yağı, katran) olarak adlandırılan fraksiyonlar elde edilir.

Kesirler ayrıca hafif (hafif ve orta içerir) ve koyu veya akaryakıt (bunlar ağır fraksiyonlardır) olarak ayrılır.

Yağ fraksiyonları tablosu

Ve şimdi ana yağ fraksiyonları türleri hakkında daha fazlası:

Petrol fraksiyonu

Eter veya Sherwood yağı, pentan ve heksandan oluşan renksiz bir sıvıdır. Düşük sıcaklıklarda hemen buharlaşır. Ekstraktlar, çakmaklar için yakıt, brülörler oluşturmak için bir çözücüdür. + 100°C'ye kadar sıcaklıklarda elde edilir.

benzin oranı

Petrolün benzin fraksiyonu, + 140°C'lik bir sıcaklıkta kaynayan karmaşık bir karbon bileşikleri şeması üzerine inşa edilmiştir. Ana uygulama, içten yanmalı motorlar için yakıt elde etmek ve petrokimyada hammadde olarak kullanılır. Benzin fraksiyonu parafinik maddelere dayanmaktadır: metilsiklopentan, sikloheksan, metilsikloheksan. Benzin sıvı alkanlar içerir. kompozisyon - doğal, ilişkili, gazlı. Ayrıca dallı ve dalsız olarak ayrılırlar. Kompozisyon, hammadde bileşenlerinin kalitatif oranına bağlıdır. Bu, iyi benzinin her tür yağdan elde edilmesinden çok uzak olduğunu göstermektedir. Türlerin değeri, bileşiklere ayrışma sürecinde, ham kütledeki payı feci şekilde küçük olan aromatik hidrokarbonların oluşmasıdır.

nafta fraksiyonu

Alt türler ağır elementler içerir. Aromatik hidrokarbonlarla doygunluk, diğer bileşiklerden daha fazladır. Ticari benzin, aydınlatma gazyağı, jet yakıtı, organik bir çözücü üretimi için bir bileşendir. Dolgu görevi görür Ev aletleri. Kimyasal bileşim: polisiklik, halkalı ve doymamış hidrokarbonlar. Kükürt varlığı farklıdır, yüzdesi toplam kütle bu, mevduata, oluşum düzeyine ve ham ürünün kalitesine bağlıdır.

gazyağı fraksiyonu

Petrolün gazyağı fraksiyonu öncelikle jet motorları için bir yakıttır. Boya ve vernik imalatında kullanılır ve duvar ve zemin boyamak için solvent olarak eklenir. Maddelerin sentez süreçlerinde hammadde görevi görür. Yüksek miktarda parafin içeren karbonhidrat bileşikleri. Düşük aromatik karbonhidrat içeriği vardır. Gazyağı fraksiyonu, + 220°C içinde atmosferik damıtma sırasında salınır.

dizel fraksiyonu

Alt türler, yüksek hızlı ulaşım modları için dizel yakıt üretiminde kullanılır ve ayrıca ikincil bir hammadde olarak kullanılır. İşleme sürecinde, boya ve vernik endüstrisinde ve alet yapımında, araçlar için kimyasalların imalatında kullanılan kerosen açığa çıkar. Naften hidrokarbon karışımlarının baskınlığı. -60°C'de katılaşmayan yakıt elde etmek için bileşim karbamid mumu giderme işlemine tabi tutulur. Bu, tüm bileşenlerin 1 saat karıştırılması ve ardından bir Buchner hunisinden süzülmesidir.

akaryakıt

Karışımın kalitatif bileşimi: reçine yağları, eser elementli organik bileşikler. Hidrokarbon bileşenleri: asfalten, karben, karboid. Vakum distilasyonu sırasında akaryakıttan katran, parafin, teknik yağlar üretilir. Ana uygulama, viskozite özellikleri nedeniyle kazanlar için sıvı yakıttır. Fırın fuel oil 3 ana tipe ayrılır: deniz, orta kazan ve ağır. İkincisi CHP'de kullanılıyor, orta görüş- kazan tesislerinde. Deniz - nakliye taşımacılığının ayrılmaz bir parçası.

Katran

Bileşenlerin kalitesi yüzde olarak şu şekilde belirlenir:

• Parafin, naften - %95.
• Asfalt - %3.
• Reçineler - %2.

Tüm ayırma ve damıtma işlemlerinin tamamlanması sonucunda vakum katranı elde edilir. Kaynama noktası + 500°С. Çıktı, viskoz bir siyah tutarlılıktır. Sıvı bileşim yol yapımında kullanılır. Çatı kaplama malzemeleri için bitüm ondan üretilir. Bir ürün - kok oluşturmak için katran gereklidir stratejik amaç. Bileşen, kazan yakıtı imalatında kullanılır. En büyük yüzdeyi içerir ağır metaller yağda bulunur.

Petrol ürünlerinin ham göstergeleri, tortunun derinliğine ve türüne bağlıdır. Bu, yağ fraksiyonları oluşturulurken ve bileşenlerin yüzde oranı elde edilirken dikkate alınır.

Doğrultma, buhar ve sıvı arasındaki ters akım kütlesi ve ısı alışverişi nedeniyle ikili veya çok bileşenli karışımların ayrılması işlemidir.

Yağın düzeltilmesi kaynama noktasında farklılık gösteren fraksiyonlar ayrılırken, ısıtıldığında fraksiyonlara ayrılmasından oluşur. Düşük kaynama noktalı fraksiyonlara hafif, yüksek kaynama noktalı fraksiyonlara ağır denir.

Yağın düzeltilmesi sonucunda benzin, gazyağı, dizel yakıt, yağlar ve diğer fraksiyonlar elde edilir.

Hafif petrol ürünleri - benzin, kerosen ve dizel yakıt, işlem atmosferik basınç altında gerçekleştiğinden ve yağ bir tüp fırında ısıtıldığından, atmosferik veya atmosferik borulu (AT) olarak adlandırılan tesislerde elde edilir. Bu tesislerde elde edilen kalıntı - fuel oil - damıtma sonucunda çeşitli derecelerde yağlama yağlarının elde edildiği bir vakum tesisine gönderilebilir.

Damıtma ile damıtma, kimyasal ve petrol ve gaz teknolojisinde, aygıtlarda - damıtma kolonlarında - buharların ve sıvıların tekrarlanan karşı akım temasıyla gerçekleştirilen en yaygın kütle aktarım işlemidir.

Yağın birincil damıtılması sırasında izole edilen ana fraksiyonlar:

21 . Metandan hidrojen üretimi.

Doğal gaz/metan buhar reformu

Buhar reformu- hafif hidrokarbonlardan (örneğin metan, propan-bütan fraksiyonu) buhar reformasyonu (hidrokarbonların buhar varlığında katalitik dönüşümü) ile saf hidrojen elde edilmesi.

CH 4 + H20 \u003d CO + 3H2 - buhar reforming reaksiyonu;

Hidrojen farklı saflıkta elde edilebilir: %95-98 veya ekstra saf. Daha sonraki kullanıma bağlı olarak, hidrojen farklı basınçlar altında elde edilir: 1.0 ila 4.2 MPa. Hammadde (doğal gaz veya hafif yağ fraksiyonları), bir konveksiyon fırını veya ısı eşanjöründe 350-400°C'ye kadar ısıtılır ve kükürt giderme aparatına girer. Fırından dönüştürülen gaz, gerekli parametrelerde buharın üretildiği geri kazanım fırınında soğutulur. CO'nun yüksek sıcaklık ve düşük sıcaklıkta dönüşüm aşamalarından sonra gaz, CO2'nin adsorpsiyonuna ve ardından artık oksitlerin metanasyonuna beslenir. Sonuç, %1-5 metan ve eser miktarda CO ve CO2 içeren %95-98.5 saflıkta hidrojendir.

Yüksek saflıkta hidrojen elde edilmesi gerektiğinde, üniteye dönüştürülmüş gazın adsorpsiyonla ayrılması için bir bölüm eklenir. Önceki şemanın aksine, burada CO dönüşümü tek aşamalıdır. H 2 , CO 2 , CH 4 , H 2 O içeren ve içermeyen gaz karışımı çok sayıda CO, suyu uzaklaştırmak için soğutulur ve zeolitlerle dolu adsorpsiyon aparatlarına gönderilir. Tüm safsızlıklar, ortam sıcaklığında tek aşamada adsorbe edilir. Sonuç, %99,99 saflıkta hidrojendir. Elde edilen hidrojenin basıncı 1.5-2.0 MPa'dır.

Petrol arıtma, katılım gerektiren oldukça karmaşık bir süreçtir. Ekstrakte edilen doğal hammaddelerden birçok ürün elde edilir - farklı şekiller yakıtlar, bitüm, gazyağı, çözücüler, yağlayıcılar, petrol yağları ve diğerleri. Petrol rafinerisi, hidrokarbonların tesise taşınmasıyla başlar. Üretim süreci Her biri teknolojik açıdan çok önemli olan birkaç aşamada gerçekleşir.

geri dönüşüm süreci

Petrol arıtma süreci, özel hazırlığıyla başlar. Bu, doğal hammaddelerde çok sayıda safsızlığın varlığından kaynaklanmaktadır. Bir petrol birikintisi kum, tuzlar, su, toprak ve gaz halindeki parçacıklar içerir. Su, çok sayıda ürünü çıkarmak ve enerji birikintilerinden tasarruf etmek için kullanılır. Bunun avantajları vardır, ancak ortaya çıkan malzemenin kalitesini önemli ölçüde azaltır.

Petrol ürünlerinin bileşimindeki safsızlıkların varlığı, bunların tesise taşınmasını imkansız hale getirir. Isı eşanjörlerinde ve diğer kaplarda, hizmet ömürlerini önemli ölçüde azaltan plak oluşumuna neden olurlar.

Bu nedenle, çıkarılan malzemeler karmaşık temizlemeye tabi tutulur - mekanik ve ince. Üretim sürecinin bu aşamasında ortaya çıkan hammadde yağ ve yağa ayrılır. Bu, özel yağ ayırıcıların yardımıyla olur.

Hammaddeyi saflaştırmak için esas olarak hermetik tanklara yerleşir. Ayırma işlemini etkinleştirmek için malzeme soğuğa veya Yüksek sıcaklık. Hammaddelerde bulunan tuzları uzaklaştırmak için elektrikli tuzdan arındırma tesisleri kullanılmaktadır.

Yağ ve suyu ayırma işlemi nasıl gerçekleşir?

Birincil saflaştırmadan sonra, az çözünür bir emülsiyon elde edilir. Bir sıvının parçacıklarının ikincisinde eşit olarak dağıldığı bir karışımdır. Bu temelde, 2 tip emülsiyon ayırt edilir:

• hidrofilik. Yağ parçacıklarının su içinde bulunduğu bir karışımdır;
• hidrofobik. Emülsiyon esas olarak su parçacıklarının bulunduğu yağdan oluşur.

Emülsiyonu kırma işlemi mekanik, elektriksel veya kimyasal yollarla. İlk yöntem, sıvının yerleşmesini içerir. Bu, belirli koşullar altında gerçekleşir - 120-160 dereceye kadar ısıtmak, basıncı 8-15 atmosfere çıkarmak. Karışımın tabakalaşması genellikle 2-3 saat içinde gerçekleşir.

Emülsiyon ayırma işleminin başarılı olabilmesi için suyun buharlaşmasını önlemek gerekir. Ayrıca saf yağın ekstraksiyonu, güçlü santrifüjler kullanılarak gerçekleştirilir. Dakikada 3.5-50 bin devire ulaştığında emülsiyon fraksiyonlara ayrılır.

Kimyasal bir yöntemin kullanımı, emülsiyon gidericiler adı verilen özel yüzey aktif maddelerin kullanımını içerir. Adsorpsiyon filminin çözülmesine yardımcı olurlar, bunun sonucunda yağ su parçacıklarından temizlenir. Kimyasal yöntem genellikle elektrik yöntemiyle birlikte kullanılır. Son temizleme yöntemi, emülsiyonun bir elektrik akımına maruz bırakılmasını içerir. Su parçacıklarının birlikteliğini kışkırtır. Sonuç olarak, karışımdan daha kolay çıkarılır ve en yüksek kalitede yağ elde edilir.

Birincil işleme

Petrolün çıkarılması ve işlenmesi birkaç aşamada gerçekleşir. Doğal hammaddelerden çeşitli ürünlerin üretiminin bir özelliği, yüksek kaliteli saflaştırmadan sonra bile ortaya çıkan ürünün amaçlanan amacı için kullanılamamasıdır.

Başlangıç ​​materyali, moleküler ağırlık ve kaynama noktasında önemli ölçüde farklılık gösteren çeşitli hidrokarbonların içeriği ile karakterize edilir. Naftenik, aromatik, parafinik nitelikte maddeler içerir. Ayrıca besleme stoğu, çıkarılması gereken organik tipte kükürt, azot ve oksijen bileşikleri içerir.

Herşey mevcut yollar petrol arıtma, onu gruplara ayırmayı amaçlamaktadır. Üretim sürecinde, geniş aralık farklı özelliklere sahip ürünler.

Doğal hammaddelerin birincil işlenmesi şu esaslara göre gerçekleştirilir: farklı sıcaklıklar kurucu parçalarının kaynaması. Bu sürecin uygulanması için, akaryakıttan katrana kadar çeşitli petrol ürünlerinin elde edilmesini mümkün kılan özel tesisler yer almaktadır.

Doğal hammaddeler bu şekilde işlenirse daha sonra kullanıma hazır bir malzeme elde etmek mümkün olmayacaktır. Birincil damıtma, yalnızca yağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirlemeyi amaçlar. Gerçekleştirildikten sonra, daha fazla işleme ihtiyacının belirlenmesi mümkündür. Ayrıca gerekli süreçleri gerçekleştirmek için dahil edilmesi gereken ekipman türünü de belirlerler.

Birincil yağ arıtma

Yağ damıtma yöntemleri

Aşağıdaki petrol arıtma (damıtma) yöntemleri vardır:

• tek buharlaşma;
• tekrarlanan buharlaşma;
• kademeli buharlaştırma ile damıtma.

Flaş yöntemi, belirli bir değerde yüksek bir sıcaklığın etkisi altında yağın işlenmesini içerir. Sonuç olarak, özel bir aparata giren buharlar oluşur. Evaporatör denir. AT bu cihaz silindirik çiftler sıvı fraksiyondan ayrılır.

Tekrarlanan buharlaştırma ile ham madde, belirli bir algoritmaya göre sıcaklığın birkaç kez arttırıldığı işleme tabi tutulur. Son damıtma yöntemi daha karmaşıktır. Kademeli buharlaşma ile yağın işlenmesi, ana çalışma parametrelerinde yumuşak bir değişiklik anlamına gelir.

Damıtma ekipmanı

Endüstriyel yağ arıtma, birkaç cihaz kullanılarak gerçekleştirilir.

Tüp fırınlar. Buna karşılık, onlar da birkaç türe ayrılır. Bunlar atmosferik, vakumlu, atmosferik vakumlu fırınlardır. Birinci tip ekipmanın yardımıyla, akaryakıt, benzin, gazyağı ve dizel fraksiyonlarının elde edilmesini mümkün kılan petrol ürünlerinin sığ işlenmesi gerçekleştirilir. Vakum fırınlarında daha fazla etkili çalışma hammaddeler ayrılır:

• katran;
• yağ parçacıkları;
• gaz yağı parçacıkları.

Ortaya çıkan ürünler kok, bitüm, yağlayıcıların üretimi için tamamen uygundur.

damıtma kolonları. Bu ekipmanı kullanarak ham petrolün işlenmesi süreci, onu bir bobin içinde 320 derecelik bir sıcaklığa ısıtmayı içerir. Bundan sonra karışım, damıtma kolonunun ara seviyelerine girer. Ortalama olarak, her biri belirli aralıklarla yerleştirilmiş ve sıvı banyosu ile donatılmış 30-60 kanala sahiptir. Bu nedenle buharlar, yoğuşma formları olarak damlacıklar şeklinde aşağı akar.

Isı eşanjörleri kullanılarak işleme de vardır.

geri dönüşüm

Yağın özellikleri belirlendikten sonra, belirli bir nihai ürün ihtiyacına bağlı olarak ikincil damıtma türü seçilir. Temel olarak, hammadde üzerinde termal-katalitik bir etkiden oluşur. Yağın derinlemesine işlenmesi birkaç yöntem kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Yakıt. Başvuru Bu method ikincil damıtma, bir dizi yüksek kaliteli ürün elde etmeyi mümkün kılar - motor benzini, dizel, jet ve kazan yakıtları. Geri dönüşüm çok fazla ekipman gerektirmez. Uygulama sonucunda Bu method bitmiş ürün, ağır hammadde ve tortu fraksiyonlarından elde edilir. Yakıt damıtma yöntemi şunları içerir:

• çatlama;
• reform;
• hidro-muamele;
• hidrokraking.

Akaryakıt. Bu damıtma yöntemi sonucunda sadece çeşitli yakıtlar değil, aynı zamanda asfalt, yağlama yağları da elde edilmektedir. Bu, asfalt giderme olan ekstraksiyon yöntemi kullanılarak yapılır.

Petrokimya. Bu yöntemin yüksek teknolojili ekipmanların katılımıyla uygulanması sonucunda çok sayıda ürün elde edilmektedir. Bu sadece yakıt, yağlar değil, aynı zamanda plastikler, kauçuk, gübreler, aseton, alkol ve çok daha fazlasıdır.

Çevremizdeki nesneler petrol ve gazdan nasıl elde edilir - erişilebilir ve anlaşılır

Bu yöntem en yaygın olarak kabul edilir. Yardımı ile ekşi veya ekşi yağın işlenmesi gerçekleştirilir. Hidro-muamele, ortaya çıkan yakıtların kalitesini önemli ölçüde iyileştirebilir. Onlardan çeşitli katkı maddeleri çıkarılır - kükürt, azot, oksijen bileşikleri. Malzeme, hidrojen ortamında özel katalizörler üzerinde işlenir. Aynı zamanda, ekipmandaki sıcaklık 300-400 dereceye ve basınç - 2-4 MPa'ya ulaşır.

Damıtmanın bir sonucu olarak, ham maddelerde bulunan organik bileşikler, aparatın içinde dolaşan hidrojen ile etkileşime girdiğinde ayrışır. Sonuç olarak, katalizörden uzaklaştırılan amonyak ve hidrojen sülfür oluşur. Hidro işlem, hammaddelerin %95-99'unun geri dönüştürülmesini mümkün kılar.

katalitik çatlama

Damıtma, 550 derecelik bir sıcaklıkta zeolit ​​içeren katalizörler kullanılarak gerçekleştirilir. Çatlama, hazırlanmış hammaddelerin işlenmesi için çok verimli bir yöntem olarak kabul edilir. Yardımı ile yüksek oktanlı motor benzini, akaryakıt fraksiyonlarından elde edilebilir. Bu durumda saf ürün verimi %40-60'tır. Sıvı gaz da elde edilir (orijinal hacmin %10-15'i).

katalitik reform

Yeniden biçimlendirme, 500 derecelik bir sıcaklıkta ve 1-4 MPa'lık bir basınçta bir alüminyum-platin katalizörü kullanılarak gerçekleştirilir. Aynı zamanda, ekipmanın içinde bir hidrojen ortamı mevcuttur. Bu yöntem, naftenik ve parafinik hidrokarbonları aromatiklere dönüştürmek için kullanılır. Bu, ürünlerin oktan sayısını önemli ölçüde artırmanıza olanak tanır. Katalitik reforming kullanıldığında, saf malzeme verimi, besleme stoğunun %73-90'ı kadardır.

hidrokraking

maruz kaldığında sıvı yakıt almanızı sağlar. yüksek basınç(280 atmosfer) ve sıcaklık (450 derece). Ayrıca, bu işlem güçlü katalizörler - molibden oksitler kullanılarak gerçekleşir.

Hidrokraking, diğer doğal hammadde işleme yöntemleriyle birleştirilirse, benzin ve jet yakıtı şeklindeki saf ürünlerin verimi %75-80'dir. Yüksek kaliteli katalizörler kullanıldığında, rejenerasyonları 2-3 yıl gerçekleştirilemeyebilir.

Ekstraksiyon ve asfalt giderme

Ekstraksiyon, hazırlanan hammaddelerin solventler kullanılarak istenen fraksiyonlara ayrılmasını içerir. Daha sonra deparafinizasyon işlemi gerçekleştirilir. Yağın akma noktasını önemli ölçüde azaltmanızı sağlar. Ayrıca ürünler için Yüksek kalite hidroişlemden geçirilir. Ekstraksiyon sonucunda damıtılmış dizel yakıt elde edilebilir. Ayrıca bu teknik kullanılarak hazırlanan hammaddelerden aromatik hidrokarbonlar elde edilmektedir.

Petrol hammaddesinin damıtılmasının son ürünlerinden reçineli-asfalten bileşikleri elde etmek için asfalt giderme gereklidir. Ortaya çıkan maddeler, diğer işleme yöntemleri için katalizör olarak bitüm üretimi için aktif olarak kullanılır.

Diğer işleme yöntemleri

Doğal hammaddelerin birincil damıtma işleminden sonra işlenmesi başka şekillerde de gerçekleştirilebilir.

Alkilasyon. Hazırlanan malzemelerin işlenmesinden sonra benzin için yüksek kaliteli bileşenler elde edilir. Yöntem, olefinik ve parafinik hidrokarbonların kimyasal etkileşimine dayanır ve yüksek kaynama noktalı bir parafinik hidrokarbon ile sonuçlanır.

izomerizasyon. Bu yöntemin kullanılması, düşük oktanlı parafinik hidrokarbonlardan daha yüksek oktan sayısına sahip bir maddenin elde edilmesini mümkün kılar.

polimerizasyon. Butilenlerin ve propilenin oligomerik bileşiklere dönüştürülmesini sağlar. Sonuç olarak, benzin üretimi ve çeşitli petrokimyasal işlemler için malzemeler elde edilir.

koklamak. Petrolün damıtılmasından sonra elde edilen ağır fraksiyonlardan petrol koku üretimi için kullanılır.

Petrol arıtma endüstrisi gelecek vaat eden ve gelişen bir endüstridir. Üretim süreci, yeni ekipman ve tekniklerin tanıtılmasıyla sürekli olarak iyileştirilmektedir.

Video: Petrol arıtma