Установки гидроочистки обычно сочетаются с установками каталитического риформинга, поскольку в этом процессе выделяется большое количество водорода. В результате улучшается качество нефтепродуктов, что снижает воздействие коррозии на оборудование.
Как происходит переработка нефти и нефтепродуктов?
Когда бурятся нефтяные и газовые скважины, углеводороды, которые в настоящее время являются важнейшими источниками энергии в мире, выходят на поверхность. Нефтяное месторождение — это месторождение, расположенное в нефтяной провинции.
- Этап первый – подготовка к первичной перегонке
- Нефть и продукты её переработки
- Первичная переработка нефти
- Вторичная переработка нефти
- Каталитический крекинг
- Риформинг
- Гидрокрекинг и гидроочистка
- Деасфальтизация и экстракция
- Коксование
- Изомеризация
- Алкинирование
Добыча и переработка нефти и добыча природного газа являются важнейшими современными отраслями промышленности в мире. Продуктами, производимыми современной промышленностью из нефти и природного газа, являются топливо различных видов, парафины, нефтяные масла, мазут, витум, парафины, а также различные растворители, смазочные материалы, технический углерод, сырье для химической промышленности и другие продукты нефтепереработки. Нефть и продукты, получаемые из этих полезных ископаемых, являются самыми важными источниками энергии на сегодняшний день.
Переработка нефтепродуктов — чрезвычайно сложный процесс. В 2016 году мировое производство этого минерала было огромным, и модернизация процессов переработки важна как никогда. После доставки на нефтеперерабатывающие заводы нефть проходит несколько стадий, прежде чем превращается в готовый к использованию продукт, а именно.
- подготовка к первичной переработке;
- первичная переработка нефти, в результате которой получают продукты перегонки нефти;
- вторичная переработка нефти и газа (продукт перегонки нефти улучшает свои качества);
- очистка полученных нефтепродуктов.
Существуют различные методы добычи сырой нефти и нефтепродуктов. Ниже мы рассмотрим, как добывается сырая нефть и как она перерабатывается.
Первичная переработка нефти
Сырая нефть представляет собой смесь различных углеводов (с разным молекулярным весом и температурой кипения) и органических соединений серы, кислорода и азота. Целью первичной переработки является разделение предварительно очищенной нефти и газов на отдельные углеводородные фракции. В результате перегонки получается целый ряд нефтепродуктов и полуфабрикатов. Продукт перегонки нефти называется прямогонным.
Процесс основан на различных температурах кипения различных групп углеводородов. В этом процессе сырая нефть разделяется на различные светлые и темные фракции, которые непосредственно перерабатываются в нефтепродукты.
При первичной дистилляции используются следующие процессы:
- однократное испарение;
- многократное испарение;
- постепенное испарение.
В первом случае сырая нефть нагревается до определенной температуры, что приводит к образованию паров. При достижении заданной температуры смесь жидкости и пара поступает в испаритель, где жидкость и пар разделяются.
Многократное испарение — это последовательность отдельных испарений с постепенным повышением температуры нагрева. Суть ступенчатого выпаривания заключается в том, что состояние сырья незначительно изменяется при каждом отдельном выпаривании.
Дистилляционные колонны, трубчатые печи и теплообменники в основном используются для первичной дистилляции.
В этой дистилляции
Очищенный продукт, полученный в результате первичной переработки, обычно не используется в качестве конечного продукта. Целью данного этапа является определение основных характеристик и свойств конкретной нефти, на основании которых выбирается тип дальнейшего процесса переработки для получения конечного рафинированного нефтепродукта.
Основными продуктами первичной переработки нефти являются:
Как упоминалось ранее, физические и химические свойства нефти, а также потребность в конкретном конечном продукте определяют тип дальнейшей переработки современными процессами. Вторичная переработка — это термическая и каталитическая обработка простого нефтепродукта, которая изменяет природу содержащихся в нем углеводородов.
- газ (бутан, пропан);
- бензиновые фракции;
- керосиновый дистиллят;
- дизельное топливо или газойль;
- смазочные масла;
- остаток (мазут).
Вторичная переработка нефти
Основные методы переработки нефти на этой стадии следующие:
Топливные процессы, в которых продукты прямой перегонки подвергаются рафинации, используются для получения высококачественного бензина, дизельного топлива (зимнего и летучего), реактивного топлива и горелочных масел. Целью топливного процесса является получение топлива того или иного типа из тяжелых фракций.
- топливные;
- топливно-масляные;
- нефтехимические.
Нефть — это природная жидкая смесь различных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, которое часто встречается вместе с газообразными углеводородами (попутный газ, природный газ).
Методы переработки нефти
На заре нефтехимической промышленности сырая нефть перегонялась партиями в вертикальных цилиндрических аппаратах. Процессы дистилляции были неэффективны, поскольку отсутствовали корректирующие колонны, и чистое разделение продуктов дистилляции не достигалось.
Периодическая перегонка.
Развитие процесса периодической дистилляции привело к использованию общей дистилляционной колонны, из которой на разных уровнях получали дистилляты с разными температурами кипения. Эта система используется и сегодня. Поступающее масло нагревается в спирали до температуры около 320 °C, а нагретые продукты на промежуточных стадиях подаются в ректификационную колонну. Такая колонна может иметь от 30 до 60 разнесенных лотков и желобов, каждый из которых имеет ванну для жидкости. Поднимающиеся пары проходят через эту жидкость и смываются стекающим вниз конденсатом. При надлежащем контроле скорости продувки (т.е. количества дистиллята, закачиваемого обратно в колонну для преломления) можно получать бензин, парафин и легковоспламеняющиеся дистилляты в верхней части колонны в точно определенных интервалах кипения с последовательно уменьшающимися значениями. Для улучшения дальнейшего разделения остаток дистилляции из корректирующей колонны обычно подвергают вакуумной дистилляции.
Трубчатые перегонные аппараты.
Строительство дистилляционных колонн в нефтеперерабатывающей промышленности — это произведение искусства, в котором не упускается ни одна деталь.
Склонность более тяжелых фракций сырой нефти к дальнейшему разложению при нагревании выше определенной температуры привела к очень важному успеху в применении процесса крекинга. Разложение высококипящих нефтяных фракций разрывает углерод-углеродные связи, удаляет водород из молекул углеводородов и дает более широкий спектр продуктов по сравнению с составом исходной сырой нефти. Для дистиллятов, выкипающих при температуре от 290°C до 400°C, в результате крекинга образуются, например, газы, бензин и тяжелые смолоподобные остаточные продукты. Крекинг увеличивает выход бензина из сырой нефти за счет разрушения более тяжелых дистиллятов и остатков первичной перегонки. Выход кокса зависит от типа сырья для нефтепереработки и степени извлечения более тяжелых фракций. Обычно из сырья первичного крекинга извлекается около 15-25 % нафты и 35-50 % газойля (т.е. легкого мазута) вместе с крекинг-газами и коксом. Последний в основном используется в качестве топлива, за исключением некоторых видов кокса (один из которых является продуктом сгорания и используется для производства угольных электродов). Коксование остается популярным в основном как процесс подготовки сырья для каталитического крекинга.
Первоначально нефтеперерабатывающие заводы строились в районах добычи, но благодаря техническому прогрессу появилась возможность транспортировки нефти. Это послужило причиной разделения добычи и переработки. Нефтеперерабатывающие заводы строились вдоль нефтепроводов или в местах потребления.
Переработка нефти
Нефтеперерабатывающие заводы были разделены на категории в соответствии с их специализацией. Они производят совершенно другие элементы, получаемые при переработке нефти.
Заводы по переработке
Первая категория НПЗ пользуется популярностью, поскольку это топливо наиболее востребовано промышленностью и населением страны.
- Топливные заводы — производят бензин, дизельное топливо, керосин.
- Топливно-масляные — основу смазочных и соляровых масел.
- Топливно-нефтехимические — топливо, этилен, стирол.
- Комплексные производства — создают весь возможный ассортимент (от 5 до 40 видов продукции).
На каждом НПЗ происходит 3 основных этапа.
Процесс
Филиал
- Первичная переработка — сырье обессоливают, делят на фракцию с различными промежутками температур кипения (описание в таблице).
Заявка на производство Бензин Бензин, газолин Нафта Нафта (тракторное топливо) Парафин Рафинированный парафин (ракетное топливо, топливо для тракторов, реактивное топливо) Газовая нефть Дизельное топливо Печное топливо Печное топливо Печное топливо, смазочное масло, вазелин В результате переработки сырой нефти получаются продукты, которые служат основой для промышленности и бытовой техники. - Вторичная переработка — образование элементов товарных продуктов вследствие химических превращений углеводородов.
- Товарное производство (крекинг) — соединение полученных компонентов, иногда с добавлением различных присадок, для образования товаров нужного уровня качества.
Продукты
Результат перегонки и очистки мазута. Он используется в большинстве отраслей промышленности в качестве смазочного материала для транспортных средств и оборудования. Существуют специальные масла (для электрической изоляции в корпусах трансформаторов, масляные выключатели) и смазочные масла, которые делятся на 6 типов в зависимости от их назначения:
Нефтяные масла
Они составляют основу многих косметических продуктов, пластмасс, смазочных материалов, гидравлических жидкостей и охлаждающих жидкостей.
- Индустриальные — используются при смазывании подшипников, трущихся друг о друга деталей механизмов фабричного оборудования.
- Турбинные — ими смазывают, охлаждают подшипники паровых, газовых турбин, электрогенераторов.
- Компрессорные — применяются для воздушных, холодильных компрессоров.
- Приборные.
- Трансмиссионные — смазка коробок передач, рулевых, гидравлических механизмов.
- Моторные — применяются для различных двигателей (карбюраторных, дизельных или авиационных).
Он производится из тяжелых нефтяных фракций и технически представляет собой полутвердую или твердую битумную смесь. Он состоит из большого количества масел с высокой температурой плавления, твердого парафина и серы (менее 1%).
Асфальт
В зависимости от производственного процесса это может быть именно так:
Поскольку месторождений природного битума мало, началось производство искусственного битума на нефтяной основе. Он используется как основа для шпатлевки, клея или как материал для кровли и изоляции. Использование асфальта в качестве дорожного покрытия началось в 1930-х годах в США в связи с быстрым развитием автомобилестроения и непрактичностью и шумностью использования мощеных тротуаров.
- остаточный (производится концентрированием битума при помощи водяного пара);
- окисленный (концентрирование достигается воздухом).
Материал, изготовленный из полимеров. Ежегодно производится 200 миллионов тонн пластика. Его получают путем полимеризации, поликонденсации или полиаддикции низкомолекулярных веществ, выделенных из нефти.
Пластмасса
Многие люди не имеют представления о том, что большинство предметов повседневного пользования изготавливаются из нефтепродуктов. Пластик — второй по распространенности материал, используемый в повседневной жизни (контейнеры, посуда, мебель, кухонная утварь).
Это практичный материал для промышленных целей и для повседневной жизни. Вместе с пластиком он пользуется большим спросом у населения. Ежегодно производится большое количество пластиковой упаковки и пластиковых бутылок.
Полиэтилен
Прозрачная жидкость светло-желтого или коричневого цвета. Используется в качестве топлива для дизельных двигателей (железные дороги, наземный транспорт, грузовой транспорт, сельскохозяйственное оборудование) или для котлов. Существуют различные области применения в зависимости от цетанового числа:
Дизель
Иногда используется как пропитывающее средство для кожаных изделий, как компонент охлаждающих или закалочных жидкостей в металлообработке.
- солярка;
- летнее;
- зимнее;
- арктическое.
Нефтепродукты производятся на том или ином этапе переработки сырой нефти. Сбыт сырой нефти и продуктов нефтепереработки в настоящее время является одним из самых энергоемких секторов мировой экономики.
Переработка нефти
Цель нефтепереработки — очистить бензин, повысить октановое число, отделить фракции и переработать их дальше.
На первых этапах растворенные алканы отделяются от сырья путем дистилляции. Затем сырье повторно нагревается, и низкокипящие соединения сжижаются до газообразного состояния.
При повышении температуры соответственно перегоняются соединения с более высокой температурой кипения и переходом в газообразное состояние. Таким образом, собираются три различные фракции, которые далее разделяются и перерабатываются в зависимости от того, какие продукты будут получены.
Продукты, получаемые из масла, во многом зависят от профиля производства, на котором перерабатывается сырье. Производители топлива специализируются на бензине, дизельном топливе и парафине, но могут также заниматься побочными продуктами производственного процесса.
Перерабатывающие производства
Топливные или нефтеперерабатывающие заводы выделяют другие фракции, из которых можно получить смазочные масла и печное топливо. Топливная и нефтехимическая промышленность поставляет не только топливо, но и вещества, которые служат сырьем для химического производства — этилен, стирол.
Мазутная промышленность и нефтехимическая промышленность также являются универсальными и производят самый широкий ассортимент продукции, получаемой путем переработки природного сырья.
Тем не менее, именно мазутоперерабатывающие заводы пользуются наибольшим спросом. Нефтеперерабатывающих заводов больше, чем других, потому что топливо пользуется большим спросом у населения и промышленности.
Все больше и больше заправочных станций на
Основные нефтяные фракции
Наиболее распространены четыре типа дистилляции: равновесная дистилляция, коррекция, химическое испарение и разность давлений. Все они основаны на том, что разные куски масла варятся при разных температурах.
- Газолиновая фракция, содержащая алканы от пентана до декана. Дальнейшая обработка данной фракции позволяет получить бензин и газолин.
- Лигроиновая фракция, содержащая алканы, начиная от октана и выше. Выделенный лигроин используется в качестве топлива для тракторов.
- Керосиновая фракция, включающая алканы, начиная от додекана. Очищенный керосин используют как топливо для ракет, тракторов и реактивных самолетов.
- Газойль, выделенный при температуре до трехсот градусов Цельсия, является дизельным топливом.
- Мазут – остаточные смеси, полученные в результате перегонки. Его подразделяют на соляровое масло, смазочное масло и вазелин.
Простое испарение — это постепенное нагревание масла. Пары сбрасываются в отдельные резервуары и охлаждаются. В результате происходит разделение на легкую и тяжелую фракции. Исторически это один из первых методов рафинирования. Продукты не являются достаточно чистыми.
Первичная переработка
Коррекция осуществляется путем периодического нагрева и охлаждения сырья в специальных колоннах. В результате получаются четыре фракции с разной плотностью: Легкий бензин, тяжелый бензин, парафин и мазут.
Вакуумная дистилляция — это процесс извлечения масел из мазутной фракции. Он использует разницу в плотности, которая становится очевидной при низком атмосферном давлении. Производятся различные виды нефти и смолы.
- топливо;
- моторные и технические масла;
- сырье для нефтехимии.
Химическое выпаривание — это новый и дорогостоящий процесс. Используется испаритель, который разделяет сырье на фракции. В результате получаются более чистые соединения, чем при других методах рафинирования.
Способы перегонки нефти
На заводах оборудование соединяется в единый цикл — это делает переработку быстрее и дешевле. В наиболее распространенной системе на 2019 год единицы измерения объединены:
Все установки вместе образуют нефтеперерабатывающий комплекс. Работы продолжаются круглосуточно. Работа агрегатов занимает много времени, поэтому нет возможности остановить процесс, как только он начался, что приводит к большим финансовым потерям. Работникам НПЗ приходится работать в несколько смен каждый день, включая выходные дни.
Первичная продукция нефтеперерабатывающего завода недостаточно чиста для использования. Вторичная дистилляция позволяет более точно разделить фракции для получения высококачественных конечных продуктов с высокой степенью чистоты.
В этом процессе используется водород, высокие температуры (300-400˚) и высокое давление (2-4 МПа). Водород вступает в реакцию с соединениями серы и азота. В результате образуются аммиак и сероводород, которые затем удаляются. Топливо чище и качественнее. Этот процесс может использоваться самостоятельно или в сочетании с другими процессами. Он соответствует действующим экологическим стандартам.
В этом процессе катализаторы используются при более высокой температуре, чем при гидроочистке (550˚). В основном используется для производства высококачественного бензина (также из мазутных фракций). Он соответствует современным стандартам экологической безопасности. Экономическая эффективность. Наиболее часто встречается на современных нефтеперерабатывающих заводах.
Оборудование для перегонки
Сочетает высокую температуру (как при крекинге), водородную среду и использование катализаторов. В этом процессе некоторые углеводороды меняют свою химическую структуру с нафтеновой на ароматическую. Это улучшает качество бензина. Он используется для производства большого количества бензина
- электрообессоливающая установка (после того, как нефть очищена от воды и примесей);
- атмосферный блок;
- вакуумный блок;
- стабилизационный блок;
- вторичный ректификационный блок;
- защелачивающий блок.
Этим методом перерабатываются тяжелые фракции, такие как мазут и гудрон. Целью является производство высококачественных масел, которые сохраняют свои свойства даже при низких температурах. Сочетание с гидроочисткой позволяет получать высококачественные чистые масла, высокоочищенные дизельные топлива и соединения на основе ароматических углеводородов.
Вторичная переработка
Дегазация — это разделение легких и тяжелых мазутов. Легкие становятся сырьем для получения нефти, а тяжелые — битумом, битумом и катализаторами в последующих процессах нефтепереработки.
Гидроочистка
Для получения разделенного топлива используются и другие методы. Техники:
Каталитический крекинг
Не вся нефть перерабатывается в топливо, поскольку большая ее часть необходима для нефтехимической промышленности. Например, резина производится для самых разных целей, от автомобильных шин до тонких шлангов, пластмассы, пластики и т.д. (даже духи).
Каталитический риформинг
Добыча и переработка нефти остается важнейшим сектором мировой экономики. Истощение запасов углеводородов требует совершенствования переработки сырья. Процессы развиваются в направлении повышения эффективности и экологической безопасности.
Гидрокрекинг
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс Дзен и Вконтакте.
Экстракция и деасфальтизация
Другие методики
- Алкилирование – реакция с органическими соединениями. Получается высококачественный бензин.
- Изомеризация – изменение структуры веществ, входящих в состав нефти. Повышает октановое число бензина.
- Полимеризация – объединение простых углеводородов в сложные. Получается сырье для химической промышленности.
- Коксование – уплотнение тяжелых фракций. Нефтяной кокс используется для создания плотных соединений.
