Olje er et mineral, som er en uoppløselig fet væske i vann, som kan være nesten fargeløs eller mørkebrun. Egenskapene og metodene for oljeraffinering avhenger av prosentandelen hovedsakelig hydrokarboner i sammensetningen, som varierer i forskjellige felt.
Så i Sosninskoye-forekomsten (Sibir) okkuperer alkaner (parafingruppe) en andel på 52 prosent, cycloalkanes - omtrent 36%, aromatiske hydrokarboner - 12 prosent. Og for eksempel i Romashkinskoye-avsetningen (Tatarstan) er andelen alkaner og aromatiske karbonatomer høyere - henholdsvis 55 og 18 prosent, mens sykloalkaner har en andel på 25 prosent. I tillegg til hydrokarboner, kan dette råmaterialet omfatte svovel, nitrogenforbindelser, mineralforurensninger, etc.
Olje ble først "raffinert" i 1745 i Russland
I sin rå form brukes ikke denne naturressursen. For å oppnå teknisk verdifulle produkter (løsemidler, motorbrensel, komponenter til kjemisk produksjon) raffineres olje ved bruk av primære eller sekundære metoder. Forsøk på å konvertere disse råvarene ble gjort allerede på midten av det attende århundre, da, i tillegg til stearinlys og fakler som ble brukt av befolkningen, ble “garnolje” brukt i lampene i en rekke kirker, som var en blanding av vegetabilsk olje og raffinert olje.
Alternativer for oljeraffinering
Raffinering er ofte ikke direkte involvert i oljeraffineringsprosesser. Snarere er dette en foreløpig fase, som kan bestå av:
- Kjemisk rengjøring når olje blir utsatt for oleum og konsentrert svovelsyre. Dette fjerner aromatiske og umettede hydrokarboner.
- Adsorpsjonsbehandling. Her kan harpikser og syrer fjernes fra petroleumsprodukter ved behandling med varm luft eller ved å føre olje gjennom et adsorbent.
- Katalytisk behandling - mild hydrogenering for å fjerne nitrogen og svovelforbindelser.
- Fysisk og kjemisk rengjøring. I dette tilfellet frigjøres overflødige bestanddeler selektivt ved hjelp av løsningsmidler. For eksempel brukes det polare løsningsmidlet fenol for å fjerne nitrogen og svovelforbindelser, og ikke-polare løsningsmidler - butan og propan - avgir tjære, aromatiske hydrokarboner, etc.
Ingen kjemiske forandringer ...
Oljeraffinering gjennom primære prosesser innebærer ikke kjemiske transformasjoner av råstoffet. Her er mineralet ganske enkelt delt inn i dets bestanddeler. Det første oljedestillasjonsapparatet ble oppfunnet i 1823, i det russiske imperiet. Dubinin-brødrene gjettet på å legge kjelen i varmeovnen, hvorfra røret gikk gjennom et fat kaldt vann i en tom beholder. I ovnskjelen ble olje oppvarmet, ført gjennom et "kjøleskap" og presipitert.
Moderne metoder for tilberedning av råvarer
I dag, ved oljeraffineringsanlegg, begynner oljeraffineringsteknologien med ytterligere rensing, der produktet dehydreres på ELOU-enheter (elektrisk avsaltingsanlegg), frigjort fra mekaniske urenheter og lette karbohydrater (C1 - C4). Da kan råvarene gå til atmosfærisk destillasjon eller vakuumdestillasjon. I det første tilfellet ligner fabrikkutstyret etter prinsippet om drift det som ble brukt så langt tilbake som 1823.
Bare selve oljeraffineriet ser annerledes ut. Hos bedriften er det ovner, i størrelse som ligner hus uten vinduer, laget av de beste ildfaste mursteinene.Inne i dem er rør med flere kilometer, der oljen beveger seg med høy hastighet (2 meter per sekund) og varmes opp til 300-325 C med en flamme fra et stort dyse (ved høyere temperaturer, brytes hydrokarboner ganske enkelt ned). Destillasjonskolonner (opptil 40 meter høye) erstatter røret for kondensering og avkjøling av damper i dag, der dampene er separert og kondensert, og hele byer fra forskjellige tanker er bygget for å motta mottatte produkter.
Hva er materialbalanse?
Oljeraffinering i Russland gir forskjellige materialbalanser i den atmosfæriske destillasjonen av råvarer fra et bestemt felt. Dette betyr at ved utgangen kan man oppnå forskjellige proporsjoner for forskjellige fraksjoner - bensin, parafin, diesel, fyringsolje, tilhørende gass.
For for eksempel vest-sibirsk olje, er gassutbyttet og -tap henholdsvis en prosent, bensinfraksjoner (frigjort ved temperaturer fra ca. 62 til 180 C) okkuperer omtrent 19%, parafin - ca. 9,5%, dieselfraksjon - 19% , fyringsolje - nesten 50 prosent (tildelt ved temperaturer fra 240 til 350 grader). De resulterende materialene blir nesten alltid utsatt for ytterligere behandling, siden de ikke oppfyller driftskravene for de samme maskinmotorene.
Mindre avfallsproduksjon
Vakuumbehandling av olje er basert på prinsippet om kokende stoffer ved en lavere temperatur med en reduksjon i trykk. For eksempel koker noen hydrokarboner i olje bare ved 450 ° C (atmosfæretrykk), men de kan tvinges til å koke ved 325 ° C hvis trykket senkes. Vakuumbehandling av råvarer blir utført i roterende vakuumfordampere, som øker destillasjonshastigheten og gjør det mulig å få tak i ceresiner, parafiner, drivstoff, oljer fra fyringsolje, og bruker den tunge rest (tjære) videre til fremstilling av bitumen. Vakuumdestillasjon, sammenlignet med atmosfærisk prosessering, gir mindre avfall.
Gjenvinning lar deg få bensin av høy kvalitet
Den sekundære oljeraffineringsprosessen ble oppfunnet for å få mer motorbrensel fra samme råstoff på grunn av effekten på molekylene i petroleum-hydrokarboner, som skaffer formler som er mer egnet for oksidasjon. Gjenvinning inkluderer forskjellige typer såkalt "cracking", inkludert hydrokrakking, termiske og katalytiske alternativer. Denne prosessen ble også opprinnelig oppfunnet i Russland, i 1891, av en ingeniør V. Shukhov. Det er en deling av hydrokarboner i former med færre karbonatomer i ett molekyl.
Olje- og gassbehandling ved 600 grader Celsius
Prinsippet om drift av sprekkeranlegg er omtrent det samme som atmosfæretrykkinnstillingene til vakuumanlegg. Men her blir behandlingen av råvarer, som oftest er representert med fyringsolje, utført ved temperaturer nær 600 C. Under denne påvirkning brytes hydrokarboner som utgjør fyringsoljemassen opp i mindre, hvorav den samme parafin eller bensin består. Termisk sprekkdannelse er basert på høy temperaturbehandling og gir bensin med en stor mengde urenheter, katalytisk sprekker også på varmebehandling, men med tilsetning av katalysatorer (for eksempel spesielt leirstøv), som gjør det mulig å få mer bensin av god kvalitet.
Hydrokrakking: hovedtyper
Oljeproduksjon og raffinering i dag kan omfatte forskjellige typer hydrokrakking, som er en kombinasjon av vannbehandlingsprosesser, nedbrytning av store hydrokarbonmolekyler i mindre og metning av umettede hydrokarboner med hydrogen. Hydrokrakking er lett (trykk 5 MPa, temperatur ca 400 C, en reaktor brukes, det viser seg hovedsakelig diesel og materiale for katalytisk krakking) og hardt (trykk 10 MPa, temperatur er ca 400 C, flere reaktorer oppnås, diesel, bensin og parafin fraksjoner). Katalytisk hydrokrakking tillater produksjon av et antall oljer med høy viskositetskoeffisient og et lavt innhold av aromatiske og svovelformede hydrokarboner.
I tillegg kan oljeraffinering bruke følgende prosesser:
- Visbreaking.I dette tilfellet oppnås ved temperaturer opp til 500 ° C og trykk som varierer fra halv til 3 MPa, sekundære asfaltener, hydrokarbongasser og bensin fra råvarer ved å dele opp parafiner og naftener.
- Koksing av tunge oljerester er en dyp oljeraffinering når råvarer blir bearbeidet ved temperaturer nær 500 C under et trykk på 0,65 MPa for å produsere gassoljekomponenter og petroleumskoks. Stadiene i prosessen avsluttes med en "cola-kake", som er gitt (i omvendt rekkefølge) av fortetting, polykondensering, aromatisering, syklisering, dehydrogenering og sprekker. I tillegg er produktet også utsatt for tørking og kalsinering.
- Reformering. Denne metoden for prosessering av petroleumsprodukter ble oppfunnet i Russland i 1911, ingeniør N. Zelinsky. I dag brukes reformering av den katalytiske planen for å oppnå høykvalitets aromatiske hydrokarboner og bensiner, samt hydrogenholdig gass fra ligroin og bensinfraksjoner for etterfølgende prosessering i hydrokrakking.
- Isomerisering. Olje- og gassbehandling innebærer i dette tilfellet å skaffe en isomer fra en kjemisk forbindelse på grunn av endringer i karbonskjelettet til et stoff. Så fra høyeoktanoljekomponenter isoleres høyeoktankomponenter for å produsere salgbare bensiner.
- Alkylering. Denne prosessen er basert på inkorporering av alkylsubstituenter i et organisk molekyl. Dermed oppnås komponenter for høyeoktanbensiner fra umettede hydrokarbongasser.
Streber etter europeiske standarder
Teknologien for olje- og gassbehandling ved raffineriet forbedres stadig. Hos innenlandske bedrifter var det en økning i effektiviteten av prosessering av råvarer etter parametere: bearbeidingsdybden, en økning i utvalget av lette petroleumsprodukter, en reduksjon i uopprettelige tap, etc. Raffineriets planer for 10-20-årene av det tjueførste århundre inkluderer en ytterligere økning i behandlingsdybden (opptil 88 prosent) , forbedre kvaliteten på produktene til europeiske standarder, redusere den teknologiske påvirkningen på miljøet.
