Dầu là một khoáng chất, là một chất lỏng nhờn không hòa tan trong nước, có thể gần như không màu hoặc nâu sẫm. Các tính chất và phương pháp tinh chế dầu phụ thuộc vào tỷ lệ phần trăm hydrocarbon chủ yếu trong thành phần của nó, khác nhau trong các lĩnh vực khác nhau.
Vì vậy, trong tiền gửi Sosninskoye (Siberia), ankan (nhóm parafin) chiếm tỷ lệ 52%, cycloalkanes - khoảng 36%, hydrocarbon thơm - 12%. Và, ví dụ, trong tiền gửi Romashkinskoye (Tatarstan), tỷ lệ ankan và cacbon thơm cao hơn - lần lượt là 55 và 18%, trong khi xycloalkan có tỷ lệ 25%. Ngoài hydrocarbon, nguyên liệu thô này có thể bao gồm lưu huỳnh, hợp chất nitơ, tạp chất khoáng, v.v.
Dầu được "tinh chế" lần đầu tiên vào năm 1745 tại Nga
Ở dạng thô, tài nguyên thiên nhiên này không được sử dụng. Để có được các sản phẩm có giá trị về mặt kỹ thuật (dung môi, nhiên liệu động cơ, các thành phần cho sản xuất hóa chất), dầu được tinh chế bằng phương pháp sơ cấp hoặc thứ cấp. Nỗ lực chuyển đổi các nguyên liệu thô này đã được thực hiện sớm nhất là vào giữa thế kỷ thứ mười tám, khi, ngoài nến và ngọn đuốc được sử dụng bởi người dân, dầu garne còn được sử dụng trong đèn của một số nhà thờ, là hỗn hợp của dầu thực vật và dầu tinh chế.
Tùy chọn lọc dầu
Tinh chế thường không liên quan trực tiếp đến các quá trình lọc dầu. Thay vào đó, đây là giai đoạn sơ bộ, có thể bao gồm:
- Làm sạch bằng hóa chất khi dầu tiếp xúc với dầu hào và axit sunfuric đậm đặc. Điều này loại bỏ hydrocarbon thơm và không bão hòa.
- Điều trị hấp phụ. Ở đây, nhựa và axit có thể được loại bỏ khỏi các sản phẩm dầu mỏ bằng cách xử lý bằng không khí nóng hoặc bằng cách cho dầu đi qua chất hấp phụ.
- Xử lý xúc tác - hydro hóa nhẹ để loại bỏ các hợp chất nitơ và lưu huỳnh.
- Làm sạch vật lý và hóa học. Trong trường hợp này, các thành phần dư thừa được giải phóng có chọn lọc bằng các dung môi. Ví dụ, phenol dung môi phân cực được sử dụng để loại bỏ các hợp chất nitơ và lưu huỳnh, trong khi các dung môi không phân cực - butan và propan - phát ra tar, hydrocarbon thơm, v.v.
Không có thay đổi hóa học ...
Lọc dầu thông qua các quá trình chính không ngụ ý biến đổi hóa học của nguyên liệu. Ở đây, khoáng sản chỉ đơn giản được chia thành các thành phần cấu thành của nó. Thiết bị chưng cất dầu đầu tiên được phát minh vào năm 1823, tại Đế quốc Nga. Anh em Dubinin đoán đặt nồi hơi vào lò sưởi, từ đó đường ống đi qua một thùng nước lạnh vào một thùng chứa rỗng. Trong lò hơi, dầu được đun nóng, được đưa qua tủ lạnh của Google và kết tủa.
Phương pháp chuẩn bị hiện đại
Ngày nay, tại các tổ hợp lọc dầu, công nghệ lọc dầu bắt đầu bằng quá trình tinh chế bổ sung, trong đó sản phẩm được khử nước trên các thiết bị ELOU (nhà máy khử muối điện), được giải phóng khỏi tạp chất cơ học và carbohydrate nhẹ (C1 - C4). Sau đó các nguyên liệu thô có thể đi đến chưng cất khí quyển hoặc chưng cất chân không. Trong trường hợp đầu tiên, thiết bị của nhà máy theo nguyên tắc hoạt động giống như được sử dụng từ đầu năm 1823.
Chỉ có các nhà máy lọc dầu chính nó trông khác nhau. Tại doanh nghiệp có bếp lò, có kích thước giống như những ngôi nhà không có cửa sổ, từ những viên gạch chịu lửa tốt nhất.Bên trong chúng là những ống nhiều km, trong đó dầu di chuyển với tốc độ cao (2 mét mỗi giây) và được làm nóng đến 300-325 C với ngọn lửa từ một vòi phun lớn (ở nhiệt độ cao hơn, hydrocarbon chỉ bị phân hủy). Các cột chưng cất (cao đến 40 mét) đang thay thế đường ống để ngưng tụ và làm mát hơi nước ngày nay, nơi các hơi được tách ra và ngưng tụ, và toàn bộ thị trấn từ các bể khác nhau được xây dựng để nhận sản phẩm nhận được.
Cân bằng vật chất là gì?
Lọc dầu ở Nga mang lại sự cân bằng vật chất khác nhau trong quá trình chưng cất khí quyển của các nguyên liệu thô từ một lĩnh vực cụ thể. Điều này có nghĩa là ở đầu ra, các tỷ lệ khác nhau có thể thu được cho các phân số khác nhau - xăng, dầu hỏa, dầu diesel, dầu nhiên liệu, khí liên quan.
Ví dụ, đối với dầu Tây Siberia, sản lượng và tổn thất khí lần lượt là một phần trăm, các phân số xăng (được giải phóng ở nhiệt độ từ khoảng 62 đến 180 C) chiếm khoảng 19%, dầu hỏa - khoảng 9,5%, phần diesel - 19% , dầu nhiên liệu - gần 50 phần trăm (phân bổ ở nhiệt độ từ 240 đến 350 độ). Các vật liệu kết quả hầu như luôn luôn được xử lý bổ sung, vì chúng không đáp ứng các yêu cầu vận hành cho cùng một động cơ máy.
Sản xuất ít chất thải
Xử lý chân không dầu dựa trên nguyên tắc đun sôi các chất ở nhiệt độ thấp hơn với áp suất giảm. Ví dụ, một số hydrocacbon trong dầu chỉ sôi ở 450 ° C (áp suất khí quyển), nhưng chúng có thể bị buộc phải đun sôi ở nhiệt độ 325 ° C nếu áp suất giảm. Việc xử lý chân không các nguyên liệu thô được thực hiện trong các thiết bị bay hơi chân không quay, làm tăng tốc độ chưng cất và có thể thu được ceresin, parafin, nhiên liệu, dầu từ dầu nhiên liệu và sử dụng cặn nặng (tar) để sản xuất bitum. Chưng cất chân không, so với xử lý khí quyển, tạo ra chất thải ít hơn.
Tái chế cho phép bạn có được khí gas chất lượng cao
Quá trình tinh chế dầu thứ cấp được phát minh để lấy thêm nhiên liệu động cơ từ cùng một nguyên liệu do ảnh hưởng đến các phân tử hydrocarbon dầu mỏ, thu được các công thức phù hợp hơn cho quá trình oxy hóa. Tái chế bao gồm nhiều loại khác nhau của cái gọi là "bẻ khóa", bao gồm các tùy chọn hydrocracking, nhiệt và xúc tác. Quá trình này ban đầu được phát minh ở Nga, vào năm 1891, bởi một kỹ sư V. Shukhov. Nó là sự phân tách hydrocarbon thành các dạng có ít nguyên tử carbon hơn trong một phân tử.
Chế biến dầu khí ở 600 độ C
Nguyên lý hoạt động của các nhà máy nứt gần giống như cài đặt áp suất khí quyển của các nhà máy chân không. Nhưng ở đây, việc xử lý nguyên liệu thô, thường được biểu thị bằng dầu nhiên liệu, được thực hiện ở nhiệt độ gần 600 C. Dưới ảnh hưởng này, các hydrocacbon tạo thành khối dầu nhiên liệu vỡ thành các hạt nhỏ hơn, trong đó có cùng dầu hỏa hoặc xăng. Rạn nứt nhiệt dựa trên xử lý nhiệt độ cao và cung cấp cho xăng một lượng lớn tạp chất, cracking xúc tác cũng xử lý nhiệt, nhưng với việc bổ sung các chất xúc tác (ví dụ, bụi đất sét đặc biệt), cho phép thu được nhiều xăng có chất lượng tốt.
Hydrocracking: các loại chính
Sản xuất và tinh chế dầu ngày nay có thể bao gồm nhiều loại hydrocracking khác nhau, là sự kết hợp của các quá trình hydrotreatment, phân hủy các phân tử hydrocarbon lớn thành các loại nhỏ hơn và bão hòa hydrocarbon không bão hòa với hydro. Hydrocracking rất dễ dàng (áp suất 5 MPa, nhiệt độ khoảng 400 C, sử dụng một lò phản ứng, hóa ra chủ yếu là nhiên liệu diesel và vật liệu để phá vỡ xúc tác) và cứng (áp suất 10 MPa, nhiệt độ khoảng 400 C, thu được nhiều lò phản ứng, diesel, xăng và dầu hỏa phân số). Hydrocracking xúc tác cho phép sản xuất một số loại dầu có hệ số độ nhớt cao và hàm lượng hydrocarbon thơm và lưu huỳnh thấp.
Ngoài ra, quá trình lọc dầu có thể sử dụng các quy trình sau:
- Bẻ khóa.Trong trường hợp này, ở nhiệt độ lên tới 500 C và áp suất từ một nửa đến ba MPa, asphalten thứ cấp, khí hydrocarbon và xăng được lấy từ nguyên liệu thô bằng cách tách parafin và naphten.
- Than cốc của cặn dầu nặng là quá trình tinh chế dầu sâu khi nguyên liệu thô được xử lý ở nhiệt độ gần 500 C dưới áp suất 0,65 MPa để sản xuất các thành phần dầu khí và than cốc. Các giai đoạn của quá trình kết thúc với một chiếc bánh coke trực tuyến, được đi trước (theo thứ tự ngược lại) bằng cách làm đậm đặc, polycondensation, aromatization, cyclization, dehydrogenation và crack. Ngoài ra, sản phẩm cũng phải được sấy khô và nung.
- Cải cách. Phương pháp chế biến các sản phẩm dầu mỏ này được phát minh ở Nga vào năm 1911, kỹ sư N. Zelinsky. Ngày nay, cải cách kế hoạch xúc tác được sử dụng để thu được hydrocarbon thơm và gasolines chất lượng cao, cũng như khí chứa hydro từ ligroin và các phân đoạn xăng để xử lý tiếp theo trong quá trình hydrocracking.
- Đồng phân hóa. Xử lý dầu khí trong trường hợp này liên quan đến việc thu được đồng phân từ hợp chất hóa học do thay đổi bộ xương carbon của một chất. Vì vậy, từ các thành phần dầu có chỉ số octan cao, các thành phần có chỉ số octan cao được phân lập để sản xuất gasolines bán trên thị trường.
- Kiềm hóa. Quá trình này dựa trên sự kết hợp của các nhóm thế alkyl vào một phân tử hữu cơ. Do đó, các thành phần cho khí gas có chỉ số octan cao được lấy từ các khí hydrocarbon không bão hòa.
Phấn đấu đạt tiêu chuẩn châu Âu
Công nghệ lọc dầu khí tại nhà máy lọc dầu không ngừng được cải tiến. Vì vậy, tại các doanh nghiệp trong nước, sự gia tăng hiệu quả xử lý nguyên liệu thô đã được ghi nhận bằng các thông số: độ sâu của chế biến, sự gia tăng lựa chọn các sản phẩm dầu mỏ nhẹ, giảm tổn thất không thể khắc phục và các kế hoạch khác của các nhà máy trong 10-20 của thế kỷ XXI bao gồm tăng thêm độ sâu , nâng cao chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn châu Âu, giảm tác động công nghệ đến môi trường.
