Aliejus yra mineralas, kuris yra netirpus vandenyje skystas skystis, kuris gali būti beveik bespalvis arba tamsiai rudas. Naftos rafinavimo savybės ir metodai priklauso nuo daugiausia jo sudėtyje esančių angliavandenilių procentinės dalies, kuri skirtinguose laukuose skiriasi.
Taigi Sosninskoye telkinyje (Sibiras) alkanai (parafino grupė) užima 52 procentus, cikloalkanai - apie 36%, aromatiniai angliavandeniliai - 12 procentų. Ir, pavyzdžiui, Romashkinskoye telkinyje (Tatarstanas) alkanų ir aromatinių anglių dalis yra didesnė - atitinkamai 55 ir 18 procentų, o cikloalkanų - 25 procentai. Be angliavandenilių, šioje žaliavoje gali būti sieros, azoto junginių, mineralinių priemaišų ir kt.
Nafta pirmą kartą buvo „rafinuota“ 1745 m. Rusijoje
Neapdorotas šis gamtos išteklius nėra naudojamas. Norint gauti techniškai vertingų produktų (tirpikliai, varikliniai degalai, komponentai chemijos gamybai), aliejus yra rafinuojamas pirminiais ar antriniais metodais. Bandymai konvertuoti šias žaliavas buvo dar XVIII a. Viduryje, kai, be gyventojų naudojamų žvakių ir degiklių, daugelio bažnyčių lempose buvo naudojamas „granatų aliejus“, kuris buvo augalinio aliejaus ir rafinuoto aliejaus mišinys.
Naftos perdirbimo galimybės
Rafinavimas dažnai nėra tiesiogiai susijęs su naftos perdirbimo procesais. Tai greičiau yra preliminarus etapas, kurį gali sudaryti:
- Cheminis valymas, kai aliejus yra veikiamas oleumo ir koncentruotos sieros rūgšties. Tai pašalina aromatinius ir nesočiuosius angliavandenilius.
- Adsorbcijos gydymas. Čia dervos ir rūgštys gali būti pašalintos iš naftos produktų, jas apdorojant karštu oru arba praleidžiant aliejų per adsorbentą.
- Katalizinis apdorojimas - lengvas hidrinimas azoto ir sieros junginiams pašalinti.
- Fizinis ir cheminis valymas. Šiuo atveju sudedamųjų dalių perteklius tirpikliais yra selektyviai išleidžiamas. Pavyzdžiui, azoto ir sieros junginiams pašalinti naudojami poliniai tirpikliai - fenolis, o nepoliniai tirpikliai - butanas ir propanas - išskiria degutą, aromatinius angliavandenilius ir kt.
Jokių cheminių pokyčių ...
Naftos perdirbimas pirminiais procesais nereiškia cheminių žaliavų virsmo. Čia mineralas yra tiesiog padalijamas į jo sudedamąsias dalis. Pirmasis naftos distiliavimo įrenginys buvo išrastas 1823 m. Rusijos imperijoje. Broliai Dubininai spėjo įstatyti katilą į šildymo krosnį, iš kurios vamzdis per šalto vandens statinę pateko į tuščią indą. Krosnies katile aliejus buvo pašildomas, praleidžiamas per „šaldytuvą“ ir nusodinamas.
Šiuolaikiniai žaliavų paruošimo metodai
Šiandien naftos perdirbimo kompleksuose naftos perdirbimo technologija prasideda papildomu gryninimu, kurio metu produktas dehidratuojamas ELOU įrenginiuose (elektriniuose druskos šalinimo įrenginiuose), išlaisvinamas nuo mechaninių priemaišų ir lengvųjų angliavandenių (C1 - C4). Tada žaliavos gali būti distiliuojamos atmosferoje arba vakuume. Pirmuoju atveju gamyklos įranga pagal veikimo principą primena tą, kuri buvo naudojama dar 1823 m.
Tik pati naftos perdirbimo įmonė atrodo kitaip. Įmonėje yra viryklės, primenančios namus be langų, pagamintos iš geriausių ugniai atsparių plytų.Jų viduje yra kelių kilometrų ilgio vamzdžiai, kuriuose alyva juda dideliu greičiu (2 metrai per sekundę) ir kaitinama iki 300-325 C liepsna iš didelio purkštuko (aukštesnėje temperatūroje angliavandeniliai tiesiog suyra). Distiliavimo kolonos (iki 40 metrų aukščio) šiandien keičia vamzdį, skirtą garų kondensavimui ir aušinimui, kur garai yra atskirti ir kondensuoti, o gautiems produktams pastatyti ištisi miestai iš skirtingų talpyklų.
Kas yra medžiagų balansas?
Naftos perdirbimas Rusijoje suteikia skirtingą medžiagų balansą atmosferoje distiliuojant tam tikro lauko žaliavas. Tai reiškia, kad išėjimo metu gali būti gaunamos skirtingos proporcijos skirtingoms frakcijoms - benzinui, žibalui, dyzelinui, mazutui, susijusioms dujoms.
Pavyzdžiui, Vakarų Sibiro naftos degalų išeiga ir nuostoliai yra atitinkamai vienas procentas, benzino frakcijos (išsiskiriančios maždaug nuo 62 iki 180 C temperatūroje) užima apie 19%, žibalo - apie 9,5%, dyzelino - 19%. , mazutas - beveik 50 procentų (skiriama nuo 240 iki 350 laipsnių temperatūroje). Gautos medžiagos beveik visada papildomai apdoro jamos, nes jos neatitinka tų pačių mašinų variklių eksploatavimo reikalavimų.
Mažiau atliekų
Vakuuminis aliejaus perdirbimas pagrįstas medžiagų virimo žemesnėje temperatūroje, sumažėjus slėgiui, principu. Pvz., Kai kurie aliejuje esantys angliavandeniliai verda tik esant 450 ° C (atmosferos slėgiui), tačiau, jei slėgis sumažėja, jie gali būti verčiami virti 325 ° C temperatūroje. Vakuuminis žaliavų apdorojimas atliekamas rotaciniuose vakuuminiuose garintuvuose, kurie padidina distiliacijos greitį ir suteikia galimybę iš mazuto gauti ceresinų, parafinų, degalų, alyvų, o sunkiąsias liekanas (degutą) naudoti toliau bitumui gaminti. Distiliavimas vakuume, palyginti su atmosferos perdirbimu, sukelia mažiau atliekų.
Perdirbimas suteikia galimybę gauti aukštos kokybės benzino
Antrinis naftos perdirbimo procesas buvo išrastas siekiant gauti daugiau variklių degalų iš tų pačių žaliavų dėl poveikio naftos angliavandenilių molekulėms, kurios įgyja formules, tinkamesnes oksidacijai. Perdirbimas apima įvairius vadinamojo krekingo tipus, įskaitant hidrokrekingo, terminio ir katalizinio pasirinkimo būdus. Šis procesas taip pat iš pradžių buvo išrastas Rusijoje, 1891 m., Inžinieriaus V. Šukovo. Tai yra angliavandenilių padalijimas į formas, kuriose vienoje molekulėje yra mažiau anglies atomų.
Naftos ir dujų perdirbimas esant 600 laipsnių Celsijaus
Krekingo įrenginių veikimo principas yra beveik toks pat, kaip vakuuminių įrenginių atmosferos slėgio nustatymuose. Bet čia žaliavų, kurioms dažniausiai atstovaujama mazutas, perdirbimas atliekamas esant artimai 600 ° C temperatūrai. Esant tokiai įtakai, mazuto masę sudarantys angliavandeniliai suskaidomi į mažesnius, iš kurių susideda tas pats žibalo arba benzinas. Terminis krekingas grindžiamas apdorojimu aukštoje temperatūroje ir suteikia benzino su dideliu kiekiu priemaišų, katalizinį krekingą taip pat daro termiškai apdorojant, tačiau pridedant katalizatorių (pavyzdžiui, specialių molio dulkių), kuris leidžia gauti daugiau geros kokybės benzino.
Hidrokrekingas: pagrindiniai tipai
Naftos gavyba ir rafinavimas šiandien gali apimti įvairius hidrokrekingo būdus, tai hidrinio apdorojimo procesų derinys, didelių angliavandenilių molekulių suskaidymas į mažesnes ir nesočiųjų angliavandenilių prisotinimas vandeniliu. Hidrokrekingas yra lengvas (slėgis 5 MPa, temperatūra apie 400 C, naudojamas vienas reaktorius, pasirodo, daugiausia dyzelinis kuras ir medžiaga kataliziniam krekingui) ir kietas (slėgis 10 MPa, temperatūra apie 400 C, gaunami keli reaktoriai, dyzelinas, benzinas ir žibalas). frakcijos). Katalitinis hidrokrekingas leidžia gaminti daugybę alyvų, turinčių aukštus klampos koeficientus ir mažą aromatinių bei sieros angliavandenilių kiekį.
Naftos perdirbimas taip pat gali būti atliekamas šiais procesais:
- Visbreaking.Tokiu atveju, esant ne aukštesnei kaip 500 C temperatūrai ir nuo pusės iki trijų MPa slėgiui, antriniai asfaltenai, angliavandenilių dujos ir benzinas gaunami iš žaliavų dalijant parafinus ir naftenus.
- Sunkiųjų naftos likučių koksavimas yra gilus naftos perdirbimas, kai žaliavos yra apdorojamos artimoje 500 ° C temperatūroje, esant 0,65 MPa slėgiui, kad būtų gaunami gazolio komponentai ir naftos koksas. Proceso etapai baigiasi „kokso pyragu“, prieš kurį (atvirkštine tvarka) atliekamas tankinimas, polikondensacija, aromatinimas, ciklizavimas, dehidrogenavimas ir krekingas. Be to, produktas taip pat yra džiovinamas ir deginamas.
- Reformuoti. Šis naftos produktų perdirbimo būdas buvo išrastas Rusijoje 1911 m., Inžinierius N. Zelinsky. Šiandien katalizinio plano pertvarkymas naudojamas siekiant gauti aukštos kokybės aromatinius angliavandenilius ir benzinus, taip pat vandenilį turinčias dujas iš ligroino ir benzino frakcijas, kad vėliau būtų galima perdirbti hidrokrekinant.
- Izomerizacija. Naftos ir dujų perdirbimas šiuo atveju apima izomero iš cheminio junginio gavimą dėl medžiagos anglies skeleto pokyčių. Taigi iš aukšto oktaninio skaičiaus alyvos komponentai yra išskiriami, norint gaminti parduodamus benzinus.
- Alkilinimas. Šis procesas pagrįstas alkilo pakaitalų įtraukimu į organinę molekulę. Taigi aukšto oktaninio skaičiaus benzino komponentai gaunami iš nesočiųjų angliavandenilių dujų.
Siekimas Europos standartų
Naftos ir dujų perdirbimo naftos perdirbimo gamykloje technologija yra nuolat tobulinama. Taigi, vidaus įmonėse padidėjęs žaliavų perdirbimo efektyvumas buvo pastebėtas pagal parametrus: perdirbimo gylį, padidėjusį lengvųjų naftos produktų pasirinkimą, negrįžtamų nuostolių sumažėjimą ir kt. Dvidešimt pirmojo amžiaus 10–20-ųjų gamyklų planuose numatytas tolesnis perdirbimo gylio padidinimas (iki 88 procentų). , gaminių kokybės gerinimas pagal Europos standartus, mažinant technologinį poveikį aplinkai.
