Olie er et mineral, som er en uopløselig olieagtig væske i vand, der kan være næsten farveløs eller mørkebrun. Egenskaber og metoder til olieraffinering afhænger af procentdelen af overvejende kulbrinter i dens sammensætning, der varierer i forskellige felter.
Så i Sosninskoye-aflejringen (Sibirien) besætter alkaner (paraffingruppe) en andel på 52 procent, cycloalkaner - ca. 36%, aromatiske kulbrinter - 12 procent. Og for eksempel i Romashkinskoye-deponeringen (Tatarstan) er andelen af alkaner og aromatiske kulhydrater højere - henholdsvis 55 og 18 procent, mens cycloalkaner har en andel på 25 procent. Ud over kulbrinter kan dette råmateriale omfatte svovl, nitrogenforbindelser, mineralforureninger osv.
Olie blev først "raffineret" i 1745 i Rusland
I sin rå form bruges denne naturressource ikke. For at få teknisk værdifulde produkter (opløsningsmidler, motorbrændstoffer, komponenter til kemisk produktion) raffineres olie ved hjælp af primære eller sekundære metoder. Forsøg på at konvertere disse råmaterialer blev gjort allerede i midten af det attende århundrede, hvor udover stearinlys og fakler, der blev brugt af befolkningen, blev ”garneolie” brugt i lamperne i et antal kirker, der var en blanding af vegetabilsk olie og raffineret olie.
Muligheder for olieraffinering
Raffinering er ofte ikke direkte involveret i olieraffineringsprocesser. Det er snarere en indledende fase, der kan bestå af:
- Kemisk rengøring, når olie udsættes for oleum og koncentreret svovlsyre. Dette fjerner aromatiske og umættede kulbrinter.
- Adsorptionsbehandling. Her kan harpikser og syrer fjernes fra petroleumsprodukter ved behandling med varm luft eller ved at lede olie gennem et adsorbent.
- Katalytisk behandling - mild hydrogenering til fjernelse af nitrogen- og svovlforbindelser.
- Fysisk og kemisk rengøring. I dette tilfælde frigives overskydende bestanddele selektivt ved hjælp af opløsningsmidler. F.eks. Bruges det polære opløsningsmiddelphenol til at fjerne nitrogen- og svovlforbindelser og ikke-polære opløsningsmidler - butan og propan - udsender tjære, aromatiske kulbrinter osv.
Ingen kemiske ændringer ...
Olieraffinering gennem primære processer indebærer ikke kemiske transformationer af råmaterialet. Her er mineralet simpelthen opdelt i dets bestanddele. Den første oliedestillationsenhed blev opfundet i 1823, i det russiske imperium. Brødrene Dubinin gættede at lægge kedlen i varmeovnen, hvorfra røret gik gennem en tønde koldt vand i en tom beholder. I ovnskedlen blev olie opvarmet, ledt gennem et "køleskab" og præcipiteret.
Moderne metoder til fremstilling af råvarer
I dag i olieraffineringskomplekser begynder olieraffineringsteknologi med yderligere rensning, hvor produktet dehydratiseres på ELOU-enheder (elektriske afsaltningsanlæg), frigivet for mekaniske urenheder og lette kulhydrater (C1 - C4). Derefter kan råvarerne gå til atmosfærisk destillation eller vakuumdestillation. I det første tilfælde ligner fabriksudstyret efter driftsprincippet det, der blev brugt så langt tilbage som 1823.
Kun olieraffinaderiet i sig selv ser anderledes ud. Hos virksomheden er der komfurer i størrelse, der ligner huse uden vinduer, lavet af de bedste ildfaste mursten.Inde i dem er rør med flere kilometer, hvor olie bevæger sig i høj hastighed (2 meter i sekundet) og opvarmes til 300-325 C med en flamme fra et stort dyse (ved højere temperaturer nedbrydes kulbrinter simpelthen). Destillationssøjler (op til 40 meter høje) erstatter røret til kondensation og afkøling af dampe i dag, hvor damperne adskilles og kondenseres, og hele byer fra forskellige tanke er bygget for at modtage de modtagne produkter.
Hvad er materialebalance?
Olieraffinering i Rusland giver forskellige materialebalancer i den atmosfæriske destillation af råvarer fra et bestemt felt. Dette betyder, at udgangen ved forskellige output kan opnås for forskellige fraktioner - benzin, parafin, diesel, fyringsolie, tilknyttet gas.
For f.eks. Vest-sibirsk olie er gasudbyttet og -tabet henholdsvis en procent, benzinfraktioner (frigivet ved temperaturer fra ca. 62 til 180 ° C) optager ca. 19%, parafin - ca. 9,5%, dieselfraktion - 19% , fyringsolie - næsten 50 procent (tildelt ved temperaturer fra 240 til 350 grader). De resulterende materialer underkastes næsten altid yderligere behandling, da de ikke opfylder driftskravene for de samme maskine motorer.
Mindre affaldsproduktion
Vakuumbehandling af olie er baseret på princippet om kogende stoffer ved en lavere temperatur med et fald i trykket. For eksempel koges nogle carbonhydrider i olie kun ved 450 ° C (atmosfærisk tryk), men de kan tvinges til at koge ved 325 ° C, hvis trykket sænkes. Vakuumforarbejdning af råmaterialer udføres i roterende vakuumfordampere, som øger destillationshastigheden og gør det muligt at få ceresiner, paraffiner, brændstoffer, olier fra fyringsolie og bruger den tunge rest (tjære) yderligere til produktion af bitumen. Vakuumdestillation, sammenlignet med atmosfærisk forarbejdning, producerer mindre affald.
Genanvendelse giver dig mulighed for at få benzin i høj kvalitet
Den sekundære olieraffineringsproces blev opfundet for at få mere motorbrændstof fra det samme råmateriale på grund af virkningen på molekylerne af petroleumskulbrinter, der får formler, der er mere egnede til oxidation. Genanvendelse inkluderer forskellige typer af såkaldte "krakning", herunder hydrokrakning, termiske og katalytiske muligheder. Denne proces blev også oprindeligt opfundet i Rusland i 1891 af en ingeniør V. Shukhov. Det er en opdeling af kulbrinter i former med færre carbonatomer i et molekyle.
Olie- og gasforarbejdning ved 600 grader Celsius
Princippet for drift af krakningsanlæg er omtrent det samme som atmosfæriske trykindstillinger for vakuumanlæg. Men her udføres forarbejdningen af råmaterialer, som oftest er repræsenteret med fyringsolie, ved temperaturer tæt på 600 C. Under denne indflydelse bryder kulbrinterne, der udgør brændselsoljemassen, op i mindre, hvoraf den samme petroleum eller benzin består. Termisk krakning er baseret på høj temperaturbehandling og giver benzin med en stor mængde urenheder, katalytisk krakning også ved varmebehandling, men med tilsætning af katalysatorer (for eksempel specielt lerstøv), som gør det muligt at få mere benzin af god kvalitet.
Hydrokrakning: hovedtyper
Olieproduktion og raffinering i dag kan omfatte forskellige typer hydrokrakning, som er en kombination af hydrobehandlingsprocesser, nedbrydning af store carbonhydridmolekyler i mindre og mætning af umættede kulbrinter med brint. Hydrokrakning er let (tryk 5 MPa, temperatur ca. 400 C, en reaktor bruges, det viser sig hovedsageligt dieselbrændstof og materiale til katalytisk krakning) og hårdt (tryk 10 MPa, temperaturen er ca. 400 C, flere reaktorer opnås, diesel, benzin og parafin fraktioner). Katalytisk hydrokrakning muliggør produktion af et antal olier med høj viskositetskoefficienter og et lavt indhold af aromatiske og svovlformede kulbrinter.
Olieraffinering kan derudover bruge følgende processer:
- Visbreaking.I dette tilfælde opnås ved temperaturer op til 500 ° C og tryk i intervallet fra halv til tre MPa, sekundære asfaltener, carbonhydridgasser og benzin fra råmaterialer ved opdeling af paraffiner og naphthener.
- Koksning af tungolierester er en dyb olieraffinering, når råmaterialer forarbejdes ved temperaturer tæt på 500 C under et tryk på 0,65 MPa for at producere gasoliekomponenter og petroleumskoks. Processens stadier ender med en "kokskage", der er forudgående (i omvendt rækkefølge) af fortætning, polykondensering, aromatisering, cyklisering, dehydrogenering og krakning. Derudover underkastes produktet tørring og kalcinering.
- Reformering. Denne metode til forarbejdning af olieprodukter blev opfundet i Rusland i 1911, ingeniør N. Zelinsky. I dag anvendes reformering af den katalytiske plan til opnåelse af aromatiske kulbrinter og benzin i høj kvalitet samt brintholdig gas fra ligroin- og benzinfraktioner til efterfølgende behandling i hydrokrakning.
- Isomerisering. Olie- og gasbehandling involverer i dette tilfælde opnåelse af en isomer fra en kemisk forbindelse på grund af ændringer i et stofs kulstofskelettet. Så fra højoktanoliekomponenter isoleres komponenter med højoktanolie for at producere kommercielle benzin.
- Alkylering. Denne proces er baseret på inkorporering af alkylsubstituenter i et organisk molekyle. Således opnås komponenter til højoktan-benzin fra umættede carbonhydridgasser.
Stræben efter europæiske standarder
Teknologien til olie- og gasforarbejdning på raffinaderiet forbedres konstant. Hos indenlandske virksomheder blev en forøgelse af effektiviteten i forarbejdning af råvarer bemærket af parametre: dybden af forarbejdningen, en stigning i udvælgelsen af lette petroleumsprodukter, et fald i uigenkaldelige tab mv. Planterne for planterne i 10-20'erne af det 21. århundrede inkluderer en yderligere stigning i forarbejdningsdybden (op til 88 procent) , forbedring af produktkvaliteten til europæiske standarder, reducering af den teknologiske indvirkning på miljøet.
