Kütuse tootmise peamised tehnoloogilised protsessid. Lühidalt täpsustamine

Õli on mineraal, mis on vees lahustumatu õline vedelik, mis võib olla kas peaaegu värvitu või tumepruun. Õli rafineerimise omadused ja meetodid sõltuvad selle koostises valdavalt süsivesinike protsentuaalsest suhtest, mis on erinevates valdkondades erinev.

Niisiis, Sosninskoje põllul (Siberis) on alkaanid (parafiinirühm) 52%, tsükloalkaanid - umbes 36%, aromaatsed süsivesinikud - 12%. Ja näiteks Romashkino väljal (Tatarstan) on alkaanide ja aromaatsete süsinike osakaal suurem - vastavalt 55 ja 18 protsenti, tsükloalkaanidel aga 25 protsenti. Lisaks süsivesinikele võib see lähteaine sisaldada väävlit, lämmastikuühendeid, mineraalseid lisandeid jne.

Esimest korda "rafineeriti" õli Venemaal 1745. aastal

Seda looduslikku fossiili ei kasutata toores vormis. Tehniliselt väärtuslike toodete (lahustid, mootorikütus, keemilise tootmise komponendid) saamiseks rafineeritakse õli esmaste või sekundaarsete meetoditega. Neid tooraineid püüti ümber kujundada juba XVIII sajandi keskel, kui lisaks elanike kasutatavatele küünaldele ja tõrvikutele kasutati mitmete kirikute lampides "põletavat õli", mis oli segu taimeõli ja rafineeritud õli.

Õli rafineerimise võimalused

Rafineerimine ei kuulu sageli otseselt nafta rafineerimise protsessi. Pigem on see esialgne etapp, mis võib koosneda:

Keemiline puhastus, kui õli puutub kokku oleumiga ja kontsentreeritud väävelhappega. See eemaldab aromaatsed ja küllastumata süsivesinikud.

Adsorptsiooni puhastamine. Siin saab vaiku ja happeid naftatoodetest eemaldada kuuma õhuga töötlemisel või õli adsorbenti läbides.

Katalüütiline puhastus - kerge hüdrogeenimine lämmastiku- ja väävliühendite eemaldamiseks.

Füüsiline ja keemiline puhastus. Sel juhul eraldatakse liigsed koostisosad valikuliselt lahustite abil. Näiteks kasutatakse polaarset lahustit fenooli lämmastiku- ja väävliühendite eemaldamiseks, samas kui mittepolaarsed lahustid - butaan ja propaan - eraldavad tõrva, aromaatseid süsivesinikke jne.

Ei mingeid keemilisi muutusi ...

Nafta rafineerimine esmaste protsesside abil ei hõlma lähteaine keemilist muundamist. Siin eraldatakse mineraal lihtsalt selle koostisosadeks. Esimene õli destilleerimisseade leiutati 1823. aastal Vene impeeriumis. Vennad Dubininid arvasid, et panevad katla kuumutatud ahju, kust toru läbis tünni külm vesi tühja anumasse. Ahjukatlas õli kuumutati, lasti läbi "külmkapi" ja settis.

Kaasaegsed tooraine valmistamise meetodid

Tänapäeval algab õli rafineerimiskompleksides õli rafineerimise tehnoloogia lisapuhastusega, mille käigus toode dehüdreeritakse ELOU -seadmetel (elektrilised soolatustamisettevõtted), vabastatakse mehaanilistest lisanditest ja kergetest süsivesikutest (C1 - C4). Seejärel võib tooraine destilleerida atmosfääris või vaakumdestillatsioonil. Esimesel juhul sarnaneb tehaseseade tööpõhimõtte kohaselt sellega, mida kasutati juba 1823. aastal.

Ainult õli rafineerimisüksus ise näeb välja teistsugune. Ettevõttel on aknata majade suurused ahjud, mis on valmistatud parimatest tulekindlatest tellistest. Nende sees on palju kilomeetreid torusid, milles õli liigub suurel kiirusel (2 meetrit sekundis) ja kuumutatakse suure otsiku leegiga temperatuurini 300-325 ° C (kõrgematel temperatuuridel süsivesinikud lihtsalt lagunevad). Aurude kondenseerumiseks ja jahutamiseks mõeldud toru asendatakse tänapäeval rektifikatsioonikolonnidega (kõrgus võib olla kuni 40 meetrit), kus aurud eraldatakse ja kondenseeritakse ning sellest tulenevate toodete vastuvõtmiseks ehitatakse terveid alevikke erinevatest veehoidlatest.

Mis on materjali tasakaal?

Nafta rafineerimine Venemaal annab konkreetse valdkonna toorainete atmosfäärilise destilleerimise ajal erineva materjali tasakaalu. See tähendab, et erinevate fraktsioonide - bensiini, petrooleumi, diislikütuse, kütteõli, seotud gaasi - väljund võib olla erinevas proportsioonis.

Näiteks Lääne -Siberi nafta puhul on gaasi tootlus ja kaod vastavalt üks protsent, bensiinifraktsioonid (eralduvad temperatuuril umbes 62–180 ° C) moodustavad umbes 19%, petrooleum - umbes 9,5%, diislikütus - 19%, kütus õli - peaaegu 50 protsenti (vabaneb temperatuuril 240 kuni 350 kraadi). Saadud materjale töödeldakse peaaegu alati täiendavalt, kuna need ei vasta samade masinate mootorite kasutamisnõuetele.

Tootmine vähemate jäätmetega

Õli vaakumtöötlus põhineb põhimõttel, et aineid keedetakse madalamal temperatuuril koos rõhu langusega. Näiteks mõned õlis olevad süsivesinikud keedavad ainult temperatuuril 450 ° C (atmosfäärirõhk), kuid rõhu alandamisel saab need keema panna 325 ° C juures. Tooraine vaakumtöötlus toimub pöörlevates vaakum aurustites, mis suurendavad destilleerimiskiirust ja võimaldavad kütteõlist tseresiine, parafiini, kütust, õlisid saada ja raskeid jääke (tõrva) edasi bituumeni tootmiseks kasutada. Vaakumdestilleerimisel tekib vähem jäätmeid kui atmosfääris destilleerimisel.

Ringlussevõtt võimaldab teil saada kvaliteetset bensiini

Nafta teisese rafineerimise protsess leiutati selleks, et saada samast lähteainest rohkem mootorikütust, toimides nafta süsivesinike molekulidele, mis omandavad oksüdeerimiseks sobivamad valemid. Taaskasutus hõlmab erinevat tüüpi niinimetatud "krakkimist", sealhulgas hüdrokrakkimist, termilisi ja katalüütilisi võimalusi. Ka selle protsessi leiutas Venemaal, 1891. aastal, insener V. Šuhhov. See on süsivesinike lõhustamine vormideks, milles on vähem süsinikuaatomit molekuli kohta.

Nafta ja gaasi rafineerimine 600 kraadi juures

Krakkimisseadmete tööpõhimõte on ligikaudu sama kui paigaldiste puhul. atmosfääri rõhk vaakumi tootmine. Kuid siin toimub toorainete töötlemine, mida kõige sagedamini esindab kütteõli, temperatuuril umbes 600 ° C. Selle mõju all lagunevad kütteõli massi moodustavad süsivesinikud väiksemateks, millest sama petrooleum või bensiin. Termiline krakkimine põhineb töötlemisel kõrgel temperatuuril ja toodab suure hulga lisanditega bensiini, katalüütilist krakkimist ka termilisel töötlemisel, kuid sellele on lisatud katalüsaatoreid (näiteks spetsiaalne savitolm), mis võimaldab saada rohkem head bensiini kvaliteet.

Hüdrokrakkimine: põhitüübid

Õli tootmine ja rafineerimine võib tänapäeval hõlmata erinevat tüüpi hüdrokrakkimist, mis on kombinatsioon vesiniku töötlemisprotsessidest, suurte süsivesinikmolekulide jagamisest väiksemateks ja küllastumata süsivesinike vesinikuga küllastamisest. Hüdrokrakkimine võib olla kerge (rõhk 5 MPa, temperatuur umbes 400 ° C, kasutatakse ühte reaktorit, peamiselt diislikütust ja katalüütilise krakkimise materjali) ja raske (rõhk 10 MPa, temperatuur umbes 400 ° C, mitu reaktorit, diislikütus, bensiin ja petrooleumi fraktsioon) . Katalüütiline hüdrokrakkimine võimaldab toota mitmeid kõrge viskoossuskoefitsiendiga ning madala aromaatsete ja väävlisisaldusega süsivesinike sisaldusega õlisid.

Nafta rafineerimisel saab lisaks kasutada järgmisi tehnoloogilisi protsesse:

Visbreaking. Sellisel juhul saadakse parafiinide ja nafteenide lõhenemise tõttu toorainest sekundaarset asfalteeni, süsivesinikgaase ja bensiini temperatuuril kuni 500 ° C ja rõhul vahemikus pool kuni kolm MPa.

Raske õlijääkide koksimine on õli sügav töötlemine, kui toorainet töödeldakse 500 ° C lähedal temperatuuril 0,65 MPa rõhu all, et saada gaasiõli komponente ja naftakoksi. Protsessi etapid lõpevad "koksikoogi" tootmisega, millele eelneb (vastupidises järjekorras) tihendamine, polükondensatsioon, aromatiseerimine, tsüklistamine, dehüdrogeenimine ja pragunemine. Lisaks sellele tuleb toodet kuivatada ja kaltsineerida.

Reformimine. Selle naftatoodete töötlemise meetodi leiutas Venemaal 1911. aastal insener N. Zelinsky. Tänapäeval kasutatakse katalüütilist reformimist kõrgekvaliteediliste aromaatsete süsivesinike ja bensiinide saamiseks tööstusbensiini ja bensiini fraktsioonidest, samuti vesinikku sisaldavat gaasi järgnevaks töötlemiseks hüdrokrakkimisel.

Isomeerumine. Nafta ja gaasi rafineerimine hõlmab sel juhul isomeeri saamist keemilisest ühendist aine süsiniku skeleti muutuste tõttu. Seega eraldatakse madala oktaanarvuga õlikomponentidest kõrge oktaanarvuga komponendid, et saada kommertsbensiine.

Alküülimine. See protsess põhineb alküülasendajate lisamisel orgaanilisse molekuli. Seega saadakse küllastumata süsivesinikgaasidest kõrge oktaanarvuga bensiinide komponendid.

Euroopa standardite poole püüdlemine

Nafta ja gaasi töötlemise tehnoloogiat rafineerimistehastes täiustatakse pidevalt. Seega täheldati kodumaistes ettevõtetes tooraine töötlemise efektiivsuse suurenemist järgmiste parameetrite järgi: töötlemissügavus, kergete naftatoodete valiku suurenemine, taastumatute kadude vähenemine jne, kvaliteedi parandamine. toodetele vastavalt Euroopa standarditele, vähendades tehnogeenset mõju keskkonnale.

Venemaa Föderatsioon on üks maailma juhtivaid nafta kaevandamise ja tootmise valdkondi. Osariigis tegutseb üle 50 ettevõtte, mille põhiülesanded on nafta rafineerimine ja naftakeemia. Nende hulgas on Kirishi NOS, Omski naftatöötlemistehas, Lukoil-NORSI, RNK, JaroslavNOS ja nii edasi.

Peal Sel hetkel enamik neist on seotud tuntud nafta- ja gaasiettevõtetega nagu Rosneft, Lukoil, Gazprom ja Surgutneftegaz. Sellise tootmise tööaeg on umbes 3 aastat.

Rafineeritud põhitooted- see on bensiin, petrooleum ja diislikütus. Nüüd kasutatakse üle 90% kogu kaevandatud mustast kullast kütuse saamiseks: lennundus, reaktiivmootor, diisel, ahi, boiler, samuti määrdeõlid ja toorained tulevaseks keemiliseks töötlemiseks.

Rafineerimise tehnoloogia

Rafineerimise tehnoloogia koosneb mitmest etapist:

toodete eraldamine fraktsioonidesse, mis erinevad keemistemperatuurist;

nende ühenduste töötlemine keemiliste ühendite abil ja kaubanduslike naftatoodete tootmine;

komponentide segamine erinevate segude abil.

Teadusosakond, mis on pühendatud põlevate mineraalide töötlemisele, on naftakeemia. Ta uurib mustast kullast toodete saamise protsesse ja lõplikku keemilist tööd. Nende hulka kuuluvad alkohol, aldehüüd, ammoniaak, vesinik, hape, ketoon jms. Praegu kasutatakse ainult 10% toodetud õlist naftakeemiatööstuse lähteainena.

Õli põhilised rafineerimisprotsessid

Rafineerimisprotsessid jagunevad esmasteks ja sekundaarseteks. Esimesed ei tähenda musta kulla keemilist muutust, vaid näevad ette selle füüsilise eraldamise murdudeks. Teine ülesanne on suurendada toodetud kütuse mahtu. Need hõlbustavad õlist koosneva süsivesiniku molekulide keemilist muundamist lihtsamaks ühendiks.

Esmased protsessid toimuvad kolmes etapis. Algaja on musta kulla valmistamine. See puhastatakse mehaanilistest lisanditest täiendavalt, kerged gaasid ja vesi eemaldatakse kaasaegsete elektriliste magestamisseadmete abil.

Sellele järgneb destilleerimine atmosfääris. Õli kantakse destilleerimiskolonni, kus see jagatakse fraktsioonideks: bensiin, petrooleum, diisel ja lõpuks kütteõli. Toodete kvaliteet selles töötlemisetapis ei vasta kaubanduslikele omadustele, seetõttu töödeldakse fraktsioonid teisese töötlusega.

Sekundaarsed protsessid võib jagada mitut tüüpi:

süvendamine (katalüütiline ja termiline krakkimine, visbreaking, aeglane koksimine, hüdrokrakkimine, bituumeni tootmine jne);

rafineerimine (reformimine, hüdrogeenimine, isomeerimine jms);

muud toimingud õli ja aromaatsete süsivesinike tootmiseks ning alküülimiseks.

Bensiini fraktsiooni puhul kasutatakse reformimist. Selle tulemusena on see küllastunud aromaatsete segudega. Taaskasutatud toorainet kasutatakse bensiini tootmise elemendina.

Katalüütilist krakkimist kasutatakse raskete gaasimolekulide lagundamiseks, mida kasutatakse seejärel kütuse vabastamiseks.

Hüdrokrakkimine on meetod gaasimolekulide lagundamiseks üle vesiniku. Selle protsessi tulemusena saadakse diislikütus ja bensiini elemendid.

Koksimine on toiming naftakoksi ekstraheerimiseks sekundaarse protsessi raskest fraktsioonist ja jääkidest.

Hüdrokrakkimine, hüdrogeenimine, hüdrogeenimine, hüdrodaromatiseerimine, hüdrovaha eemaldamine - need kõik on hüdrogeenimisprotsessid õli rafineerimisel. Nende eristav omadus on teostada katalüütilisi muundamisi vesiniku või vett sisaldava gaasi juuresolekul.

Kaasaegsed tööstuslikuks naftatöötlemiseks mõeldud kaasaegsed seadmed on sageli ühendatud ja võivad teostada mõningaid sekundaarseid protsesse erinevas mahus.

Nafta rafineerimise seadmed

Nafta rafineerimisseadmed on:

generaatorid;

veehoidlad;

filtrid;

vedeliku ja gaasi kütteseadmed;

põletusahjud (termiliste jäätmete kõrvaldamise seadmed);

raketisüsteemid;

gaasikompressorid;

auruturbiinid;

soojusvahetid;

torujuhtmete hüdraulilised katsestendid;

torud;

liitmikud jms.

Lisaks kasutavad ettevõtted nafta rafineerimiseks tehnoloogilisi ahjusid. Need on ette nähtud protsessikeskkonna soojendamiseks kütuse põlemisel vabaneva soojuse abil.

Neid seadmeid on kahte tüüpi: toruahjud ja seadmed vedelate, tahkete ja gaasiliste tootmisjääkide põletamiseks.

Nafta rafineerimise põhialused seisnevad selles, et esiteks algab tootmine õli destilleerimisest ja selle moodustamisest eraldi fraktsioonideks.

Seejärel muundatakse põhiosa saadud ühenditest nende muutmisega rohkem vajalikeks toodeteks füüsilised omadused ja molekulide struktuur mõranemise, reformimise ja muude sekundaarsete protsessidega seotud toimingute mõjul. Lisaks puhastatakse ja eraldatakse naftasaadusi järjestikku erinevat tüüpi.

Suured rafineerimistehased tegelevad musta kulla fraktsioneerimise, muundamise, töötlemise ja segamisega määrdeainetega. Lisaks toodavad nad rasket kütteõli ja asfalti ning suudavad ka naftasaadusi edasi destilleerida.

Rafineerimistehase projekteerimine ja ehitus

Alustuseks on vaja projekteerida ja ehitada naftatöötlemistehas. See on üsna keeruline ja vastutustundlik protsess.

Nafta rafineerimistehase projekteerimine ja ehitamine toimub mitmes etapis:

ettevõtte peamiste eesmärkide ja eesmärkide kujundamine ning investeeringute analüüs;

tootmisterritooriumi valimine ja tehase ehitamiseks loa saamine;

nafta rafineerimise kompleksi projekt ise;

vajalike seadmete ja mehhanismide kogumine, ehitus ja paigaldus, samuti kasutuselevõtt;

viimane etapp on õli tootva ettevõtte kasutuselevõtmine.

Musta kulla toodete tootmine toimub spetsiaalsete mehhanismide abil.

Kaasaegsed nafta rafineerimise tehnoloogiad näitusel

Territooriumil on laialdaselt arenenud nafta- ja gaasitööstus Venemaa Föderatsioon... Seetõttu tekib küsimus uute tööstusharude loomise ning tehniliste seadmete täiustamise ja kaasajastamise kohta. Selleks, et viia Venemaa nafta- ja gaasitööstus uuele, kõrgemale tasemele, korraldatakse iga -aastane näitus teaduslikud edusammud selles piirkonnas "Neftegaz".

Näitus "Nafta ja gaas" eristub selle ulatuse ja kutsutud ettevõtete suure hulga poolest. Nende hulgas pole mitte ainult populaarseid kodumaiseid ettevõtteid, vaid ka teiste riikide esindajaid. Nad demonstreerivad oma saavutusi, uuenduslikke tehnoloogiaid, värskeid äriprojekte jms.

Lisaks eksponeeritakse näitusel naftatöötlemistooteid, alternatiivseid kütuseid ja energiat, kaasaegseid seadmeid ettevõtetele jne.

Ürituse raames on kavas korraldada mitmesuguseid konverentse, seminare, ettekandeid, arutelusid, meistriklasse, loenguid ja arutelusid.

Lugege meie teisi artikleid.

Sissejuhatus

I. Nafta esmane rafineerimine

1. Bensiini ja diislikütuse fraktsioonide sekundaarne destilleerimine

1.1 Bensiini fraktsiooni sekundaarne destilleerimine

1.2 Diislikütuse fraktsiooni sekundaarne destilleerimine

II. Nafta rafineerimise tehnoloogiate termilised protsessid

2. Jahutusvedeliku kihis viivitatud koksimise ja koksimise protsesside juhtimise teoreetilised alused

2.1 Hilinenud koksimisprotsessid

2.2 Koksimine jahutusvedeliku kihis

III. Termokatalüütiliste ja termohüdrokatalüütiliste protsesside tehnoloogia

õli rafineerimine

3. Petrooleumi fraktsioonide hüdrotöötlus

IV. Gaasi töötlemise tehnoloogiad

4. Rafineerimistehase gaaside töötlemine - neeldumisgaasi fraktsioneerimisseadmed (AGFU) ja gaasifraktsiooniseadmed (GFC)

4.1 Gaasifraktsioonitehased (HFC -d)

4.2 Absorptsiooni- ja gaasifraktsioonitehased (AGFU)

Järeldus

Bibliograafia

Sissejuhatus

Õlitööstus on tänapäeval suur riigi majanduskompleks, mis elab ja areneb vastavalt oma seadustele. Mida tähendab nafta täna riigi rahvamajanduse jaoks? Need on: naftakeemia toorained sünteetilise kummi, alkoholide, polüetüleeni, polüpropüleeni, laias valikus mitmesuguste plastide ja nendest valmistatud toodete, kunstkangaste tootmisel; mootorikütuste (bensiin, petrooleum, diislikütus ja reaktiivkütus), õlide ja määrdeainete, samuti katla- ja ahjukütuse (kütteõli) tootmise allikas, ehitusmaterjalid(bituumen, tõrv, asfalt); tooraine paljude valgupreparaatide saamiseks, mida kasutatakse kariloomade sööda lisanditena selle kasvu stimuleerimiseks.

Praegu on Venemaa Föderatsiooni õlitööstus maailmas kolmandal kohal. Venemaa naftakompleksi kuulub 148 tuhat naftapuurauku, 48,3 tuhat km magistraaltorustikke, 28 naftatöötlemistehast koguvõimsusega üle 300 miljoni tonni naftat aastas, samuti suur hulk muud tootmisrajatised.

Õlitööstuse ettevõtted ja seda teenindavad harud annavad tööd umbes 900 tuhandele töötajale, sealhulgas teaduse ja teaduslik teenistus- umbes 20 tuhat inimest.

Tööstuslik orgaaniline keemia on läbinud pika ja raske arengutee, mille jooksul on selle toorainebaas kardinaalselt muutunud. Alustades taimsete ja loomsete toorainete töötlemisest, muutus see seejärel söe- või koksikeemiaks (kasutades kivisöe koksimise jäätmeid), et lõpuks muutuda kaasaegseks naftakeemiaks, mis pole ammu enam naftatöötlemisjäätmetega rahul olnud. Oma põhitööstuse - raske, see tähendab suuremahulise orgaanilise sünteesi - edukaks ja iseseisvaks toimimiseks töötati välja pürolüüsiprotsess, mille ümber põhinevad kaasaegsed olefiinsed naftakeemilised kompleksid. Põhimõtteliselt saavad nad ja töötlevad madalamaid olefiine ja diolefiine. Pürolüüsi lähtealus võib varieeruda seotud gaasidest kuni tööstusbensiini, gaasiõli ja isegi toornafta. Algselt ainult etüleeni tootmiseks mõeldud protsess on nüüd ka propüleeni, butadieeni, benseeni ja muude toodete suuremahuline tarnija.

Nafta on meie rahvuslik rikkus, riigi võimu allikas, majanduse alus.

naftagaasi töötlemise tehnoloogia

Mina... Esmane õli rafineerimine

1. Bensiini ja diislikütuse fraktsioonide sekundaarne destilleerimine

Sekundaarne destilleerimine - esmase destilleerimise käigus saadud fraktsioonide eraldamine kitsamateks õlarihmadeks, millest igaüks kasutatakse seejärel oma otstarbel.

Rafineerimistehases toimub sekundaarne destilleerimine laia bensiinifraktsiooni, diislikütuse fraktsiooniga (adsorbeeritud parafiini ekstraheerimisseadme tooraine vastuvõtmisel), õlifraktsioonidega jne. Protsess viiakse läbi eraldi seadmetes või üksustes, mis on osa AT- ja AVT -seadmetest.

Õli destilleerimine - selle eraldamise protsess keemistemperatuuride järgi fraktsioonideks (siit ka mõiste "fraktsioneerimine") - on õli rafineerimise ja samaaegselt mootorikütuse, määrdeõlide ja mitmesuguste muude väärtuslike keemiatoodete saamise alus. Õli esmane destilleerimine on esimene etapp selle keemilise koostise uurimisel.

Peamised fraktsioonid, mis vabanevad õli esmase destilleerimise ajal:

1. Bensiini fraktsioon- õlgade õlarihm keemistemperatuuriga n. (keemise algus, iga õli puhul individuaalne) kuni 150–205 0 С (sõltuvalt auto-, lennundus- või muu spetsiaalse bensiini saamise tehnoloogilisest eesmärgist).

See fraktsioon on alkaanide, nafteenide ja aromaatsete süsivesinike segu. Kõik need süsivesinikud sisaldavad 5 kuni 10 C aatomit.

2. Petrooleumi fraktsioon-õlilõike keemistemperatuuriga 150-180 0 С kuni 270-280 0 С. See fraktsioon sisaldab С10-С15 süsivesinikke.

Seda kasutatakse mootorikütusena (traktori petrooleum, diislikütuse komponent), olmevajaduste jaoks (valgustite petrooleum) jne.

3. Gaasiõli fraktsioon-keemistemperatuur vahemikus 270-280 0 С kuni 320-350 0 С. See fraktsioon sisaldab С14-С20 süsivesinikke. Kasutatakse diislikütusena.

4. Kütteõli- jääk pärast eespool loetletud fraktsioonide destilleerimist keemistemperatuuriga üle 320-350 0 С.

Kütteõli saab kasutada katlakütusena või seda võib täiendavalt töödelda - destilleerimine alandatud rõhul (vaakumis) koos õlifraktsioonide valikuga või lai osa vaakumgaasiõli (mis omakorda on lähteaineks katalüütilise krakkimise jaoks) kõrge oktaanarvuga bensiinikomponendi saamiseks) või pragunemist.

5. Tõrv- peaaegu tahked jäägid pärast õlifraktsioonide destilleerimist kütteõlist. Sellest saadakse nn jääkõlid ja bituumen, millest oksüdeerimise teel saadakse asfalt, mida kasutatakse teedeehituses jne. Tõrvast ja muudest teisese päritoluga jääkidest saab koksimist koksimise teel, mida kasutatakse metallurgiatööstuses.

1 .1 Bensiini fraktsiooni sekundaarne destilleerimine

Bensiini destillaadi sekundaarne destilleerimine on kas iseseisev protsess või on osa kombineeritud üksusest, mis on osa naftatöötlemistehasest. Kaasaegsetes tehastes on bensiini destillaadi sekundaarsed destilleerimisseadmed mõeldud kitsaste fraktsioonide saamiseks. Neid fraktsioone kasutatakse täiendavalt katalüütilise reformimise lähteainena, mille käigus saadakse individuaalsed aromaatsed süsivesinikud - benseen, tolueen, ksüleenid või kõrgema oktaanarvuga bensiin. Aromaatsete süsivesinike tootmisel eraldatakse lähtebensiini destillaat keemistemperatuuriga fraktsioonideks: 62-85 ° C (benseen), 85-115 (120) ° C (tolueen) ja 115 (120) -140 ° C (ksüleen) ).

Bensiini fraktsiooni kasutatakse erinevat tüüpi mootorikütuse saamiseks. See on segu erinevatest süsivesinikest, sealhulgas hargnemata ja hargnenud alkaanidest. Hargnemata alkaanide põlemisomadused ei sobi ideaalselt sisepõlemismootoritele. Seetõttu läbib bensiini fraktsioon sageli termilise reformimise, et muuta hargnemata ahelaga molekulid hargnenud molekulideks. Enne kasutamist segatakse see fraktsioon hargnenud alkaanide, tsükloalkaanide ja aromaatsete ainetega, mis on saadud teistest fraktsioonidest katalüütilise krakkimise või reformimise teel.

Bensiini kui sõidukikütuse kvaliteedi määrab selle oktaanarv. See näitab 2,2,4-trimetüülpentaani (isooktaan) mahuprotsenti 2,2,4-trimetüülpentaani ja heptaani (sirge ahelaga alkaan) segus, millel on samad põlemisomadused kui testitud bensiinil.

Halval mootorikütusel on oktaaniarv null ja hea kütuseoktaanarv on 100. Toorõlist saadud bensiinifraktsiooni oktaanarv ei ületa tavaliselt 60. Bensiini põlemisomadusi parandab löögivastane lisand. mida kasutatakse tetraetüülpliina (IV), Pb (C2H5) 4. Tetraetüülplii on värvitu vedelik, mis saadakse kloroetaani kuumutamisel naatriumi ja plii sulamiga:

Seda lisandit sisaldava bensiini põlemisel tekivad plii- ja pliioksiidosakesed. Need aeglustavad bensiinikütuse teatud põlemisetappe ja takistavad seeläbi selle plahvatamist. Koos tetraetüülpliiga lisatakse bensiinile rohkem 1,2-dibromoetaani. See reageerib plii ja pliiga (II), moodustades plii (II) bromiidi. Kuna plii (II) bromiid on lenduv ühend, eemaldatakse see auto mootorist koos heitgaasidega. Laia fraktsioonilise koostisega bensiini destillaat, näiteks keemistemperatuurist temperatuurini 180 ° C, pumbatakse läbi soojusvahetite ja juhitakse ahju esimesse mähisesse ning seejärel destillatsioonikolonni. Selle veeru peamine toode on n-fraktsioon. K. - 85 ° C, läbides õhujahuti ja külmkapi, siseneb vastuvõtjasse. Osa kondensaadist pumbatakse tagasijooksul kolonni ülaossa ja ülejäänu juhitakse teise kolonni. Soojust juhitakse kolonni põhja tagasivooluga (fraktsioon 85–180 ° C), pumbatakse läbi ahju teise mähise ja juhitakse kolonni põhja. Ülejäänud osa kolonni põhjast pumbatakse teise veerg.

Kolonni ülaosast väljudes kondenseeruvad õhujahutis peafraktsiooni aurud (n.c. - 62 ° C); veejahutis jahutatud kondensaat kogutakse vastuvõtjasse. Siit pumbatakse kondensaat paaki ja osa fraktsioonist toimib kolonni tagasijooksul. Kolonni põhjas olev jääkprodukt - fraktsioon 62–85 ° C - pumbatakse läbi soojusvaheti ja jahutite paaki. Kolonni ülemise produktina saadakse 85-120 ° C murdosa, mis pärast seadme läbimist siseneb vastuvõtjasse. Osa kondensaadist tagastatakse tagasivooluna kolonni ülaossa ja selle jääk eemaldatakse seadmest pumba abil paaki.

Toorõli on termin, mida kasutatakse töötlemata õli tähistamiseks - tooraine, mis väljub maapinnast sellisena, nagu see on. Seega on toornafta fossiilkütus, mis tähendab, et seda toodetakse looduslikult lagunevatest taimedest ja loomadest, kes elasid iidsetel meredel miljoneid aastaid tagasi - enamik kohti, kus õli kõige sagedamini leidub, oli kunagi merepõhi. Toornafta varieerub olenevalt põllust ning varieerub värvi ja konsistentsi poolest: heledast mustast (märg asfalt) ja väga viskoosne kuni kergelt läbipaistva ja peaaegu kõva.

Õli peamine väärtus ja eelis on see, et see on nii paljude erinevate ainete lähtepunkt, kuna see sisaldab süsivesinikke. Süsivesinikud on molekulid, mis ilmselt sisaldavad vesinikku ja süsinikku ning erinevad üksteisest ainult selle poolest, et need võivad olla erineva pikkuse ja struktuuriga - sirgetest ahelatest kuni hargnenud ahelateni.

On kaks asja, mis muudavad süsivesinikud keemikute jaoks huvitavaks:

Süsivesinikud sisaldavad palju potentsiaalset energiat. Suur osa sellest, mida saadakse toornaftast, näiteks bensiin, diisel, parafiin jne. - on väärtuslik just selle potentsiaalse energiaga.
Süsivesinikud võivad esineda mitmel erineval kujul. Väikseim süsivesinik (aatomite arvu poolest) on metaan (CH 4), mis on õhust kergem gaas. Pikemad 5 või enama süsinikuaatomiga ahelad on valdavalt vedelad. Ja väga pikad ahelad on kõvad, näiteks vaha või vaik. Süsivesinikuahelate "ristsidumise" keemilise struktuuri järgi saate kõike: sünteetilisest kummist nailonini ja plastini. Süsivesinikuahelad on tegelikult väga mitmekülgsed!

Toornafta süsivesinike peamised klassid on järgmised:

Parafiinüldvalemiga C n H 2n + 2 (n on täisarv, tavaliselt 1 kuni 20), millel on sirge struktuur või hargnenud ahel, võib sõltuvalt molekulide näidetest kujutada juba toatemperatuuril keevaid gaase või vedelikke: metaan , etaan, propaan, butaan, isobutaan, pentaan, heksaan.
Aromaatneüldvalemiga: C 6 H 5 -Y (Y on suur sirge molekul, mis ühendub benseenitsükliga) on rõngakujulised struktuurid, millel on üks või mitu tsüklit, mis sisaldavad kuut süsinikuaatomit, kusjuures süsinikuaatomite vahel on vahelduvad kaksiksidemed . Märkimisväärsed näited aromaatsetest ainetest on benseen ja naftaleen.
Nafteen või tsükloalkaanidüldvalemiga C n H 2n (n on täisarv, tavaliselt 1 kuni 20) on rõngakujulised struktuurid, millel on üks või mitu tsüklit, mis sisaldavad ainult lihtsaid sidemeid süsinikuaatomite vahel. Need on reeglina vedelikud: tsükloheksaan, metüültsüklopentaan ja teised.
Alkenesüldvalemiga C n H 2n (n on täisarv, tavaliselt 1 kuni 20) on lineaarsed või hargnenud ahelaga molekulid, mis sisaldavad ühte süsinik-süsinik kaksiksidet, mis võib olla vedel või gaasiline, näiteks: etüleen, buteen, isobuteen. ..
Alkyneüldvalemiga: C n H 2n-2 (n on täisarv, tavaliselt 1 kuni 20) on lineaarsed või hargnenud ahelaga molekulid, mis sisaldavad kahte süsinik-süsinik kaksiksidet, mis võivad olla vedelad või gaasilised, näiteks: atsetüleen, butadieenid .

Nüüd, kui me teame õli struktuuri, vaatame, mida me sellega teha saame.

Kuidas õli rafineerimine toimib?

Rafineerimisprotsess algab fraktsionaalse destilleerimiskolonniga.

Tüüpiline rafineerimistehas

Toornafta peamine probleem on see, et see sisaldab sadu erinevad tüübid süsivesinikud kõik kokku segatud. Ja meie ülesanne on eraldada eri tüüpi süsivesinikud, et saada midagi kasulikku. Õnneks on nende asjade eraldamiseks lihtne viis ja seda teeb rafineerimine.

Erinevatel süsivesinikuahelate keemistemperatuuridel on järk -järgult kõrgemad temperatuurid, nii et neid saab erinevatel temperatuuridel lihtsa destilleerimisega eraldada. Lihtsamalt öeldes, kuumutades õli teatud temperatuurini, hakkavad teatud süsivesinike ahelad keema ja seega saame eraldada "terad sõkaldest". Nii juhtub rafineerimistehases - protsessi ühes osas kuumutatakse õli ja keedetakse erinevad ahelad vastavatel keemistemperatuuridel ära. Igal erineval ahela pikkusel on oma ainulaadne omadus, mis muudab selle omal moel kasulikuks.

Et mõista toornafta mitmekesisust ja mõista, miks toornafta rafineerimine on meie tsivilisatsioonile nii oluline, vaadake järgmist toornaftast saadud toodete loendit:

Naftagaasid- kasutatakse kuumutamiseks, toiduvalmistamiseks, plastide valmistamiseks:

need on väikesed alkaanid (1 kuni 4 süsinikuaatomit)
laialt tuntud selliste nimedega nagu metaan, etaan, propaan, butaan
keemistemperatuur - alla 40 kraadi
gaasid, mis sageli vedelevad rõhu all

Tööstusbensiin või tööstusbensiin- vahesaadus, mida töödeldakse edasi bensiiniks:

sisaldab 5 kuni 9 süsinikuaatomit alkaane
keemistemperatuur - 60 kuni 100 kraadi

Bensiin- mootorikütus:

alati vedel toode
on alkaanide ja tsükloalkaanide segu (5 kuni 12 süsinikuaatomit)
keemistemperatuur - 40 kuni 205 kraadi

Petrooleum- reaktiivmootorite ja traktorite kütus; tooraine muude toodete valmistamiseks:

vedelik
alkaanide (10 kuni 18 süsinikuaatomit) ja aromaatsete süsivesinike segu
keemistemperatuur - 175 kuni 325 kraadi Celsiuse järgi

Diislikütuse destillaat- kasutatakse diislikütuse ja kütteõli jaoks; tooraine muude toodete valmistamiseks:

vedelik
alkaanid, mis sisaldavad 12 või enamat süsinikuaatomit
keemistemperatuur - 250 kuni 350 kraadi Celsiuse järgi

Määrdeõlid- kasutatakse mootoriõli, rasva ja muude määrdeainete tootmiseks:

vedelik
pika ahelaga struktuurid (20 kuni 50 süsinikuaatomit) alkaanid, tsükloalkaanid, aromaatsed ained
keemistemperatuur - 300 kuni 370 kraadi

Kütteõli- kasutatakse tööstuskütuste jaoks; tooraine muude toodete valmistamiseks:

vedelik
pika ahelaga struktuurid (20 kuni 70 süsinikuaatomit) alkaanid, tsükloalkaanid, aromaatsed ained
keemistemperatuur - 370 kuni 600 kraadi

Töödeldud toodete jäägid- koks, asfalt, tõrv, parafiinid; tooraine muude toodete valmistamiseks:

tahked osakesed
mitu tsükliühendit 70 või enama süsinikuaatomiga
keemistemperatuur vähemalt 600 kraadi Celsiuse järgi.

Võib -olla olete märganud, et kõik need toidud on erineva suuruse ja keemisvahemikuga. Keemikud on neid omadusi rafineerimiseks ära kasutanud. Õpime nüüd selle põneva protsessi üksikasju edasi!

Üksikasjalik õli rafineerimise protsess

Nagu varem mainitud, sisaldab toornaftatünn kõikvõimalike süsivesinike segu. Nafta rafineerimine eraldab kasulikud ained kogu sellest "rassiühingust". Samal ajal toimuvad järgmised tööstuslike keemiliste protsesside rühmad, mis on põhimõtteliselt igas naftatöötlemistehases:

Vanim ja levinum viis erinevate komponentide (nn fraktsioonide) eraldamiseks õlist on seda teha keemistemperatuuride erinevuste abil. Seda protsessi nimetatakse fraktsionaalne destilleerimine .
Uued meetodid keemilise töötlemise kasutamiseks mõnes fraktsioonis kasutavad teisendusmeetodit. Keemiline töötlemine võib näiteks katkestada pikad ahelad lühemaks. See võimaldab rafineerimistehasel muuta diislikütus näiteks nõudluse alusel bensiiniks.
Lisaks peavad rafineerimistehased pärast fraktsioneerivat destilleerimisprotsessi fraktsioone puhastama, et neist lisandeid eemaldada.
Rafineerimistehased ühendavad soovitud toodete valmistamiseks segus erinevaid fraktsioone (töödeldud ja töötlemata). Näiteks võivad erinevate ahelate erinevad segud tekitada erineva oktaanarvuga bensiini.

Rafineeritud naftasaadused saadetakse lühiajaliseks ladustamiseks spetsiaalsetes mahutites, kuni need tarnitakse erinevatele turgudele: bensiinijaamadesse, lennujaamadesse ja keemiatehastesse. Lisaks õlipõhiste toodete valmistamisele peavad tehased hoolitsema ka paratamatute jäätmete eest, et minimeerida õhu- ja veereostust.

Fraktsiooniline destilleerimine

Õli erinevatel komponentidel on erinevad suurused, kaal ja keemistemperatuur; Niisiis, esimene samm on nende komponentide eraldamine. Kuna neil on erinevad keemistemperatuurid, saab neid kergesti eraldada, kasutades protsessi, mida nimetatakse fraktsionaalseks destilleerimiseks.

Fraktsionaalse destilleerimise etapid on järgmised:

Kuumutate kahe või enama erineva keemistemperatuuriga aine (vedeliku) segu kõrgele temperatuurile. Kuumutamine toimub tavaliselt kõrgsurveauruga temperatuurini umbes 600 kraadi Celsiuse järgi.
Segu keeb, tekitades auru (gaase); enamik aineid läbib aurufaasi.
Aur siseneb pika veeru põhja, mis on täidetud kandikute või kandikutega. Alustel on palju auke või mullikorke (sarnane perforeeritud kaanega plastpudel) neis, et aur saaks neist läbi minna. Need pikendavad kolonnis oleva auru ja vedeliku kokkupuuteaega ning aitavad kaasa vedeliku kogumisele, mis moodustuvad kolonni erinevatel kõrgustel. Selles veerus on temperatuuride erinevus (alt väga kuum ja ülevalt külmem).
Seega tõuseb aur kolonnis.
Kui aur tõuseb läbi kolonni kandikute, siis see jahtub.
Kui aurune materjal jõuab kõrgusele, kus kolonni temperatuur on võrdne selle materjali keemistemperatuuriga, kondenseerub see, moodustades vedeliku. Sellisel juhul kondenseeruvad madalaima keemistemperatuuriga ained kolonni kõrgeimas punktis ja kõrgema keemistemperatuuriga ained kolonnis madalamal.
Kandikud koguvad erinevaid vedelaid fraktsioone.
Kogutud vedelad fraktsioonid võivad minna kondensaatoritesse, mis neid edasi jahutavad, ja seejärel minna mahutitesse või minna teistesse piirkondadesse edasiseks keemiliseks töötlemiseks.

Fraktsiooniline destilleerimine on kasulik ainete segu eraldamiseks, mille keemistemperatuurid on väikesed, ning see on rafineerimisprotsessi kõige olulisem etapp. Rafineerimisprotsess algab fraktsionaalse destilleerimiskolonniga. Väga vähesed komponendid jätavad fraktsioneeri naftaturul müügiks valmis. Paljusid neist tuleb keemiliselt töödelda, et need muundada teisteks fraktsioonideks. Näiteks saab bensiiniks vaid 40% destilleeritud toornaftast, kuid bensiin on üks peamisi naftaettevõtete toodetud tooteid. Selle asemel, et pidevalt sisse destilleerida suured hulgad toornafta, naftaettevõtted muude fraktsioonide destilleerimiskolonnist keemiline töötlemine sama bensiini saamiseks; ja see töötlemine suurendab bensiini saagist igast toornafta tünnist.

Keemiline muundumine

Saate ühe fraktsiooni teisendada, kasutades ühte kolmest meetodist:

Jagage suured süsivesinikud väiksemateks (pragunevad)
Ühendage väikesed süsivesinikud, et need oleksid suuremad (ühendamine)
Soovitud süsivesinike saamiseks korraldage ümber või asendage süsivesinike erinevad osad (hüdrotermiline muutus)

Krakkimine

Krakkimine võtab sisse suured süsivesinikud ja lagundab need väiksemateks. Pragunemist on mitut tüüpi:

Soojus- Kuumutate suuri süsivesinikke kõrgel temperatuuril (mõnikord ka kõrgel rõhul), kuni need lagunevad.
Steam - kuumus auru (üle 800 kraadi Celsiuse järgi) kasutatakse etaani, butaani ja tööstusbensiini lagundamiseks etüleeniks ja benseeniks, mida kasutatakse kemikaalide valmistamiseks.
Visbreaking- destillatsioonikolonni jäägid kuumutatakse peaaegu 500 kraadini, jahutatakse ja põletatakse kiiresti destillatsioonikolonnis. See protsess vähendab ainete viskoossust ja raskete õlide hulka ning tekitab vaiku.
Koksimine- destillatsioonikolonni jääkained kuumutatakse temperatuurini üle 450 kraadi Celsiuse järgi, mille tagajärjel jääb raske peaaegu puhas süsinik (koks); koks puhastatakse koksist ja müüakse.
Kataliseerimine- pragunemisreaktsiooni kiirendamiseks kasutatakse katalüsaatorit. Katalüsaatorite hulka kuuluvad tseoliit, hüdreeritud alumiiniumsilikaat, boksiit ja alumiinisilikaat. Katalüütiline krakkimine on see, kui kuum katalüsaatorivedelik (538 kraadi Celsiuse järgi) lagundab raske aine diislikütuseks ja bensiiniks.
Hüdrokrakkimine- sarnane katalüütilisele krakkimisele, kuid kasutab erinevat katalüsaatorit, millel on madalam temperatuur, kõrge rõhk ja vesinik. See võimaldab rasket õli lagundada bensiiniks ja petrooleumiks (lennukikütuseks).

Ühendamine

Mõnikord peate suuremate ühendamiseks kombineerima väiksemaid süsivesinikke - seda protsessi nimetatakse ühendamiseks. Sel juhul on peamine ühinemisprotsess katalüütiline reformimine ja sel juhul kasutatakse katalüsaatorit (plaatina ja plaatina-reeniumi segu), et ühendada väike tööstusbensiini mass aromaatseteks aineteks, mida kasutatakse kemikaalide loomisel ja bensiini segamisel. Selle reaktsiooni oluline kõrvalsaadus on gaasiline vesinik, mida seejärel kasutatakse hüdrokrakkimiseks või lihtsalt müüakse.

Hüdrotermiline muutus

Mõnikord korraldatakse ühe fraktsiooni molekulide struktuurid ümber, et saada teine. Tavaliselt tehakse seda protsessi kaudu, mida nimetatakse alküülimise teel... Alküülimisel segatakse väikese molekulmassiga ühendid, nagu propüleen ja butüleen, katalüsaatori, näiteks vesinikfluoriidhappe või väävelhappe juuresolekul (kõrvalsaadus paljude naftatoodete lisandite eemaldamisel). Alküülimisproduktid on kõrge oktaanarvuga süsivesinikud, mida kasutatakse bensiinisegudes oktaanarvu suurendamiseks.

Naftaproduktide lõplik töötlemine (rafineerimine)

Destilleeritud ja keemiliselt töödeldud õlifraktsioone töödeldakse uuesti lisandite eemaldamiseks - peamiselt orgaanilised ühendid sisaldab väävlit, lämmastikku, hapnikku, vett, lahustunud metalle ja anorgaanilisi sooli. Viimistlus toimub tavaliselt järgmistel viisidel:

Väävelhappe kolonn eemaldab küllastumata süsivesinikud (süsinik-süsinik-kaksiksidemed), lämmastikuühendid, hapnikuühendid ja tahked ained (tõrv, asfalt).
Imamistorn on vee eemaldamiseks täidetud kuivatusainega.
Vesiniksulfiidi puhastid eemaldavad väävli ja kõik väävliühendid.

Pärast fraktsioonide töötlemist jahutatakse need ja segatakse kokku, et saada erinevaid tooteid, näiteks:

Erinevate kaubamärkide bensiin, lisanditega või ilma.
Erinevate kaubamärkide ja tüüpi määrdeõlid (näiteks 10W-40, 5W-30).
Erinevate kaubamärkide petrooleum.
Lennukikütus.
Kütteõli.
Muu keemilised ained erinevate kaubamärkide jaoks plastide ja muude polümeeride tootmiseks.

Nafta rafineerimise protsessi võib jagada kolmeks peamiseks tehnoloogiliseks protsessiks:

1. Esmane töötlemine - toornafta eraldamine erinevate keemistemperatuuride fraktsioonideks;

2. Teisene töötlemine - esmase töötlemise fraktsioonide töötlemine neis sisalduvate süsivesinike keemilise muundamise teel ja kaubanduslike naftatoodete komponentide tootmine;

3. Kaubanduslik tootmine - Komponentide segamine erinevate lisandite kasutamisega koos kindlaksmääratud kvaliteedinäitajatega kaubanduslike toodete vastuvõtmisega.

Nafta rafineerimistehase (rafineerimistehase) tootevalikus võib olla kuni 40 toodet, sealhulgas:

Mootori kütus,

Toorained naftakeemia tootmiseks,

Määrde-, hüdraulika- ja muu õli,

Muud n / tooted.

Konkreetsetes rafineerimistehastes saadud n / toodete nomenklatuur sõltub tarnitava toornafta koostisest ja omadustest ning toodetele esitatavatest nõuetest.

Fraktsiooni omadused:

Õlis esmasest destilleerimisel saadud gaasid, mis lahustuvad õlis 1,9% ulatuses õli massist, koosnevad peamiselt propaanist ja butaanist. Need on gaasi fraktsioneerimistehaste ja kütuse (majapidamises kasutatav veeldatud gaas) lähteained.

Fraktsioonid nk -62 ja 62-85 o C on väikese oktaanarvuga, seetõttu saadetakse need oktaanarvu suurendamiseks isomeerimisseadmesse.

Fraktsioon 85-120 ° C on katalüütilise reformimise lähteaine kõrge oktaanarvuga bensiini komponentide benseeni ja tolueeni tootmiseks.

Fraktsioonid 85-120 ja 120-180 ° C-katalüütilise reformimise lähteaine kõrge oktaanarvuga bensiini komponentide ja reaktiivkütuse komponendi saamiseks.

Fraktsioon 180-230 о С - reaktiiv- ja diislikütuse komponent.

Fraktsioonid 230-280 ° C ja 280-350 ° C on suvise ja talvise diislikütuse fraktsioonid. Kombineeritud fraktsiooni tsetaaniarv on 240 - 350 ° C = 55. Valamispunkt on -12 ° C. Fraktsiooni 230–350 ° C deparafiinide eemaldamine võimaldab saada talvist diislikütust.

Fraktsioon 350-500 о С - vaakumgaasõli - lähteaine katalüütilise krakkimise ja hüdrokrakkimise protsessideks kõrge oktaanarvuga bensiini saamiseks.

Fraktsiooni, mis keeb ära temperatuuril üle 500 ° C - tõrva - kasutatakse toorainena termilise krakkimise, viskumise, koksimise ja bituumeni tootmisüksustes.

Nafta rafineerimine on pidev tehnoloogiline protsess, mille seiskamine toimub ainult plaanilise ennetava hoolduse (PPR) korral, umbes iga kolme aasta tagant.

Ettevõtete läbiviidava rafineerimistehaste moderniseerimise üks põhiülesandeid on tootmisaegade pikendamine, mis näiteks Moskva rafineerimistehase jaoks on umbes 4,5 aastat.

Rafineerimistehase peamine tehniline üksus on tehnoloogiline üksus, mille seadmete kompleks võimaldab teha kõiki peamiste rafineerimise tehnoloogiliste protsesside toiminguid.

Põhitoimingud

1. Õli kohaletoimetamine ja vastuvõtmine.

Tooraine rafineerimistehasesse toimetamise peamised teed:

Magistraalnaftajuhtmed (MNP) on Venemaa Föderatsiooni peamine võimalus toornafta tarnimiseks,

Raudteel, kasutades tsisternvaguneid,

Naftatankerid ranniku rafineerimistehastele

Nafta siseneb tehase õliterminali (joonis 1) (tavaliselt Shukhovi tüüpi), mis on ühendatud naftajuhtmetega kõigi tehase tehnoloogiliste üksustega.

Õliterminalis saadud õli arvestatakse instrumentide või õlipaakides tehtud mõõtmiste abil.

2. Esmane töötlemine

2.1. Õli ettevalmistamine rafineerimiseks (elektriline magestamine).

Sooltõrje vähendab protsessiseadmete korrosiooni toornaftast.

Õlimahutitest tulev toornafta segatakse soolade lahustamiseks veega ja saadetakse elektrilisse magestamisseadmesse ELOU.

2.2.3. Bensiini stabiliseerimine ja sekundaarne destilleerimine

AVT -seadmes saadud bensiinifraktsiooni ei saa kasutada järgmistel põhjustel.

Sisaldab gaase, peamiselt propaani ja butaani, mis ületavad kvaliteedinõudeid, mis ei võimalda neid kasutada mootoribensiini või kaubandusliku otsese bensiini osana,

Rafineerimisprotsessides, mille eesmärk on suurendada bensiini oktaanarvu ja aromaatsete süsivesinike tootmist, kasutatakse toorainena kitsaid bensiinifraktsioone.

Seetõttu kasutatakse tehnilist protsessi, mille tulemusena destilleeritakse veeldatud gaasid bensiinifraktsioonist välja ja see destilleeritakse 2-5 kitsaks fraktsiooniks sobival arvul kolonnidel.

Õli esmase rafineerimise tooted, nagu ka muud rafineerimise tehnoloogilised protsessid, jahutatakse:

Soojusvahetites, mis säästab protsessikütust,

Vee- ja õhukülmikutes.

Esmane töötlemisüksus-tavaliselt kombineeritud ELOU-AVT-6 töötlemisvõimsusega kuni 6 miljonit tonni õli aastas, mis koosneb:

Plokk ELOU, mis on ette nähtud õli ettevalmistamiseks töötlemiseks, eemaldades sellest vee ja soolad,

Plokk AT, mis on ette nähtud kergete naftatoodete destilleerimiseks kitsasteks fraktsioonideks,

Plokk VT, mis on ette nähtud kütteõli (> 350 С) destilleerimiseks fraktsioonideks,

Stabiliseerimisseade, mis on ette nähtud gaasiliste komponentide, sealhulgas söövitavate vesiniksulfiidi ja süsivesinikgaaside eemaldamiseks bensiinist,

Bensiinifraktsioonide sekundaarse destilleerimise plokk, mis on ette nähtud bensiini fraktsioonideks eraldamiseks.

Seadme standardkonfiguratsioonis segatakse toornafta demulgaatoriga, kuumutatakse soojusvahetites, soolatatakse 4 paralleelse vooluna horisontaalsete elektriliste dehüdraatorite 2 etapis, täiendavalt soojendatakse soojusvahetites ja saadetakse täitekolonni.

Selle kolonni põhja juhitakse soojust läbi ahju ringleva kuuma joaga.

Peale selle saadetakse kolonnist osaliselt eemaldatud õli pärast ahjus kuumutamist põhikolonni, kus korrigeeritakse, et saada kolonni ülemises osas bensiiniaurud, 3 külgdestillaati eemalduskolonnidest ja kütteõli veeru alumine osa.

Soojuse eemaldamine kolonnis viiakse läbi ülemise aurustamis tagasivooluga ja 2 vahepealse ringlussevõtuga.

Kolonnidest saadud bensiinifraktsioonide segu saadetakse stabiliseerimiseks kolonni, kus heledad fraktsioonid (vedelpea) võetakse ülevalt ja stabiilne bensiin alt.

Kolonnides olev stabiilne bensiin destilleeritakse sekundaarselt, et saada kitsad jaotustükid, mida kasutatakse katalüütilise reformimise lähteainena.

Soojus tarnitakse stabilisaatori põhja ja sekundaarsesse destilleerimiskolonni ahjus kuumutatud tagasivooluga.

Erinevate konfiguratsioonide esmaste töötlemisettevõtete fotod

3. Teisene õli rafineerimine

Esmased nafta rafineerimise tooted ei ole reeglina turustatavad n / tooted.

Näiteks bensiinifraktsiooni oktaanarv on umbes 65 punkti, diislikütuse fraktsiooni väävlisisaldus võib ulatuda 1,0% -ni või rohkem, samas kui standard on sõltuvalt kaubamärgist 0,005% - 0,2%.

Lisaks saab tumedaid naftafraktsioone täiendavalt töödelda.

Seetõttu suunatakse naftafraktsioonid sekundaarsetesse tootmisüksustesse, mis parandavad naftatoodete kvaliteeti ja süvendavad nafta rafineerimist.

Katalüütiline krakkimine () on kõige olulisem rafineerimisprotsess, mis mõjutab oluliselt rafineerimistehase kui terviku tõhusust.

Protsessi põhiolemus on lähteainet moodustavate süsivesinike (vaakumgaasiõli) lagunemine temperatuuri mõjul tseoliiti sisaldava alumiinisilikaatkatalüsaatori juuresolekul.

KK -seadme sihttoode on kõrge oktaanarvuga bensiini komponent, mille oktaanarv on 90 p ja rohkem, selle saagis on 50–65%, sõltuvalt kasutatavast toorainest, kasutatavast tehnoloogiast ja režiimist.

Suur oktaanarv on tingitud asjaolust, et isomerisatsioon toimub ka kasside pragunemise ajal.

Protsessi käigus moodustuvad propüleeni ja butüleeni sisaldavad gaasid, mida kasutatakse naftakeemia toorainena ja kõrge oktaanarvuga bensiinikomponentide, kerge gaasiõli - diislikütuse ja ahjukütuste komponendi ning raske gaasiõli - toorainena. tahma või kütteõli komponendi tootmine.

Kaasaegsete rajatiste võimsus on keskmiselt 1,5-2,5 miljonit tonni aastas, kuid on ka 4,0 miljonit tonni aastas.

Käitise põhiosa on reaktori regenereerimisseade.

Seade sisaldab toitekuumutusahju, reaktorit, milles toimuvad pragunemisreaktsioonid, ja katalüsaatori regeneraatorit.

Regeneraatori eesmärk on põletada lõhenemise käigus tekkinud ja katalüsaatori pinnale sadestunud koks. Reaktor, regeneraator ja tooraine sisendseade on ühendatud torujuhtmetega (pneumaatilised edastusliinid), mille kaudu katalüsaator ringleb.

Venemaa rafineerimistehaste katalüütilise krakkimise võimsus on praegu ebapiisav ja uute üksuste kasutuselevõtmisega lahendatakse prognoositava bensiinipuuduse probleem.

Toormaterjal, mille temperatuur on 500–520 ° C, on segatud pulbristatud katalüsaatoriga 2–4 sekundiks püsttorustiku reaktoris ülespoole ja praguneb.

Pragunemisproduktid sisenevad püstiku reaktori ülaosas asuvasse separaatorisse, kus keemilised reaktsioonid on lõpule viidud ja katalüsaator eraldatakse, mis eemaldatakse separaatori alumisest osast ja voolab gravitatsiooni mõjul regeneraatorisse, kus koks põletatakse. temperatuuril 700 ° C.

Seejärel suunatakse taaskasutatud katalüsaator tagasi lähteaine sisendseadmesse.

Rõhk reaktori-regeneraatori plokis on atmosfäärilähedane.

Reaktori -regenereerimisseadme kogukõrgus on 30 - 55 m, eraldaja ja regeneraatori läbimõõt on vastavalt 8 ja 11 m, kui võimsus on 2,0 miljonit tonni aastas.

Pragunevad tooted lahkuvad separaatori ülaosast, jahutatakse ja söödetakse rektifitseerimiseks.

Katkemine võib olla kombineeritud üksuste osa, sealhulgas lähteaine eelnev hüdrotöötlus või kerge hüdrokrakkimine, gaaside puhastamine ja fraktsioneerimine.

Paremal on reaktor, vasakul on regeneraator

Hüdrokrakkimine on protsess, mille eesmärk on saada kõrgekvaliteedilisi petrooleumi- ja diislikütuse destillaate, samuti vaakumgaasiõli, krakkides lähteaine süsivesinikke vesiniku juuresolekul.

Samaaegselt krakkimisega puhastatakse tooted väävlist, olefiinid ja aromaatsed ühendid küllastatakse, mis toob kaasa saadud kütuste kõrge töö- ja keskkonnaomadused.

Saadud bensiini fraktsioonil on madal oktaanarv, selle raske osa võib olla reformimise tooraine.

Hüdrokrakkimist kasutatakse ka õlitootmises, et saada kvaliteetseid baasõlisid, mille toimivusnäitajad on sarnased sünteetilistele.

Hüdrokrakkimise lähteainete valik on üsna lai-otsejooksuga vaakumgaasiõli, katalüütilise krakkimise ja koksimise gaasiõlid, naftaploki kõrvalsaadused, kütteõli, tõrv.
Hüdrokrakkimisseadmed on reeglina ehitatud suure ühiku töötlemisvõimsusega - 3-4 miljonit tonni aastas.

Tavaliselt ei piisa reformijates toodetud vesiniku mahust hüdrokrakkimise toetamiseks, seetõttu ehitatakse rafineerimistehasesse eraldi üksused vesiniku tootmiseks süsivesinikgaaside aurureformimise teel.

Tehnoloogilised skeemid on põhimõtteliselt sarnased hüdrotöötlusseadmetega - vesinikku sisaldava gaasiga (HSG) segatud tooraine kuumutatakse ahjus, siseneb reaktorisse katalüsaatorkihiga, reaktorist saadud tooted eraldatakse gaasidest ja suunatakse rektifitseerimiseks.

Kuid hüdrokrakkimisreaktsioonid jätkuvad soojuse eraldumisega, seetõttu näeb tehnoloogiline skeem ette külma HSG sisestamise reaktsioonitsooni, mille voolukiirust reguleerib temperatuur. Hüdrokrakkimine on üks ohtlikumaid protsesse õli rafineerimisel; kui temperatuurirežiim väljub kontrolli alt, toimub järsk temperatuuri tõus, mis viib reaktoriploki plahvatuseni.

Hüdrokrakkimisseadmete riistvara ja tehnoloogiline režiim erinevad sõltuvalt konkreetse rafineerimistehase tehnoloogilise skeemiga seotud ülesannetest ja kasutatud toorainest.

Näiteks madala väävlisisaldusega vaakumgaasiõli ja suhteliselt väikese koguse kerge õli (kerge hüdrokrakkimine) saamiseks viiakse protsess läbi reaktoris rõhul kuni 80 atm temperatuuril umbes 350 ° C.

Maksimaalse valguse saamiseks (kuni 90%, sealhulgas kuni 20% bensiini fraktsioonist tooraine jaoks) viiakse protsess läbi kahes reaktoris.

Sellisel juhul sisenevad tooted pärast esimest reaktorit destillatsioonikolonni, kus keemiliste reaktsioonide tulemusena saadud valgus destilleeritakse välja, ja ülejäänud osa siseneb teise reaktorisse, kus see allutatakse uuesti hüdrokrakkimisele.

Sel juhul on vaakumgaasiõli hüdrokrakkimisel rõhk umbes 180 atm ja kütteõli ja tõrva hüdrokrakkimisel - üle 300.

Protsessi temperatuur varieerub seega vahemikus 380–450 ° C ja üle selle.

Venemaal võeti hüdrokrakkimise tehnoloogia kasutusele 2000. aastatel Permi, Jaroslavli ja Ufa rafineerimistehastes; paljudes tehastes rekonstrueeriti hüdrokrakkimisseadmed kerge hüdrokrakkimise protsessi jaoks.

Hüdrokrakkimis- ja katalüütilise krakkimise üksuste ühine ehitamine sügavate naftatöötluskomplekside raames tundub kõrgeima oktaanarvuga bensiinide ja kvaliteetsete keskmise destillaatide tootmisel kõige tõhusam.

4. Kaubanduslik tootmine

Ülaltoodud tehnoloogiliste protsesside käigus toodetakse ainult erinevate kvaliteedinäitajatega mootor-, lennuki- ja katlakütuste komponente.

Näiteks on otsese vooluga bensiini oktaanarv umbes 65, reformaat - 95–100, koksibensiin - 60.

Ka muud kvaliteedinäitajad (näiteks murdosa, väävlisisaldus) on komponentide puhul erinevad.

Kaubandusliku n / toote saamiseks segatakse saadud komponendid vastavates rafineerimistehaste mahutites proportsioonides, mis annavad standardiseeritud kvaliteedinäitajad.

Komponentide segamisretsept () arvutatakse rafineerimistehase kui terviku tootmise planeerimiseks kasutatavate matemaatiliste mudelite moodulite abil.

Modelleerimise lähteandmed on tooraine, komponentide ja turustatavate toodete prognoositavad jäägid, n / toodete müügiplaan sortimendi kontekstis, kavandatud naftatarvete maht. Sel viisil on võimalik arvutada komponentide vahel kõige tõhusamad segamissuhted.

Sageli kasutavad tehased väljakujunenud segamisretsepte, mida kohandatakse tehnoloogilise skeemi muutumisel.

Teatud vahekorras n / toodete komponendid pumbatakse segamisanumasse, kuhu saab ka lisaaineid tarnida.

Saadud kauba n / tooted läbivad kvaliteedikontrolli ja pumbatakse kaubabaasi mahutitesse, kust need tarnitakse tarbijale.

5. Naftasaaduste kohaletoimetamine

Raudteevedu on Venemaal peamine toodete tarnimise viis. Laadimiseks kasutatakse laadimisresti.

Peamiste naftatoodete torujuhtmetes () Transnefteproduct,

Jõe- ja merelaevad.