Основные способы переработки нефти это

Как происходит переработка нефти?

Нефть, добываемая на месторождениях, включает в себя множество компонентов. Все они имеют различные физико-химические свойства и поэтому могут быть применены в разных областях деятельности. Для выделения разнообразных фракций нефтеперерабатывающие заводы используют несколько методов переработки и высокотехническое оборудование. Сам процесс представляет собой совокупность многоступенчатых этапов, включающих в себя добычу нефти, ее очистку, первичную и вторичную переработку, которые необходимо произвести перед выпуском продукции.

Процесс переработки нефти

Нефтяная переработка – это сложный технический процесс, состоящий из нескольких последовательных этапов. Первоначально добытое сырье поступает на заводы. Его доставляют нефтеналивными танкерами, в вагонах-цистернах по железным дорогам или по магистральным нефтепроводам.

На первых этапах материал подлежит очистке от примесей. Серные, кислородные и азотистые соединения удаляются из сырья путем механической, термической или химической очистки. Полученный после очищения продукт не может быть использован по назначению, поэтому нефть подвергается глубокой переработке. Последний процесс позволяет получать из нефтяного сырья широкий спектр продукции, в частности:

• бензиновые, керосиновые и дизельные фракции;
• мазут;
• гудрон;
• масляные и газойлевые частицы;
• смазочные материалы;
• спирт;
• каучук;
• пластмассу;
• асфальт;
• удобрения.

Подготовка нефти

Добытые нефтепродукты обычно содержат примеси, среди которых: песок, вода, соли и газовые вещества. Нефтяные сепараторы позволяют отделять нефть от природного газа. Сырье подвергают воздействию холода и тепла, а также отстаивают в герметичных резервуарах.

Для избавления от солей нефть смешивают с водой, в которой они растворяются. Полученную эмульсию отправляют в электрообессоливающую установку, состоящую из электрогидраторов. Процесс растворения солей уберегает технические приборы от коррозии.

Разделения нефти и воды

Эмульсия из нефти и воды может быть гидрофильной, то есть представлять собой частицы нефти, растворенные в воде, или гидрофобной – содержать некоторое количества воды в большей массе нефти. Для отсеивания жидкости многие нефтеперерабатывающие заводы прибегают к процессу отстаивания. Это механический метод разрушения эмульсии. Вещества помещают в резервуары и нагревают до 120-150 градусов. При этом уже после 3 часов ожидания можно увидеть результат работы.

Водная составляющая опускается на дно под действием высокого давления и затем откачивается. Для ускорения процесса в эмульсию добавляют деэмульгаторы, которые растворяют адсорбированную пленку, и таким образом делают продукт очищенным от воды.

Первичная переработка нефти

Первичная переработка нефти начинается с разделения сырья на различные фракции, закипающие при разной температуре. Перегонка производится тремя способами с помощью технического оборудования.

Способы перегонки нефти

После обессоливания и обезвоживания нефть подвергается дальнейшей переработке. Перегонка сырья подразделяется на атмосферный, вакуумный и атмосферно-вакуумный способы.

1. Атмосферная перегонка отделяет светлые фракции нефти: бензин, дизель и керосин. Эти вещества имеют температуру кипения значительно ниже отметки в 360 градусов. Для отделения нефть нагревают в ректификационных колоннах, оснащенных контактными устройствами – тарелками. Устройства опускают жидкие части вниз, а газообразные поднимают вверх. Наверху оказываются дизельные, топливные и бензиновые фракции, которые конденсируются и выводятся из оборудования. В жидком остатке получают мазут, осевший в низах технического прибора.
2. Вакуумная перегонка необходима для извлечения масляных дистилляторов или газойля. В качестве остатка вакуумного способа получают гудрон. Полученные продукты идут на создание кокса, смазочных материалов и битумов.
3. Атмосферно-вакуумная перегонка осуществляется с помощью техники – АВТ – атмосферно-вакуумной трубчатки. В змеевиках трубчатых печей происходит нагрев благодаря теплу, выделяющемуся при сжигании топлива и дымовых газов. В современном мире актуальным является вопрос, связанный с переходом печей на газообразное топливо. Такой метод не только повысит эффективность процесса, но и благотворно скажется на экологической обстановке.

Оборудование для перегонки

Перегонка нефти была бы невозможной в отсутствие специального технического оборудования. Список устройств, используемый на разных нефтеперерабатывающих заводах, довольно широк. Однако обычно для первичной переработки используют комбинированные установки.

АВТ – атмосферно-вакуумная трубчатка – представляет собой устройство, состоящее из 2 блоков ректификационных колонн и трубчатых печей. Колонны содержат контактные устройства, количества которых колеблются в интервале 20-60 штук. Они позволяют жидкому веществу спускаться в нижние отсеки, а газам – подниматься в верхние отделы установки.

Блок АТ осуществляет разгон светлых фракций на узкие, а блок ВТ разгоняет мазут на фракции. Блок стабилизации удаляет газообразные компоненты.

Кроме того в состав АВТ входят эжекторы, работающие на жидкости или пару, создающие разряжение в ректификационных колоннах.

Важную роль играют электрообессоливающие установки, которые необходимы для подготовки нефти к дальнейшей переработке.

Вторичная переработка нефти

Полученные в результате первичной переработки нефтепродукты не могут быть внедрены для прямого использования. Например, бензиновая фракция не подходит в качестве компонента для автомобильного бензина, потому что содержит такое количество пропана и бутана, которое превышает установленные нормы. Именно поэтому в большинстве случаев производят вторичную переработку продукции, полученной из добытой нефти.

Сначала полученные в ходе первой перегонки продукты охлаждают в теплообменниках или водяных и воздушных холодильниках, а после этого отправляются на последующую стадию.

Топливный способ, базирующийся на использовании каталитического крекинга, риформинга, гидрокрекинга и гидроочистки, позволяет получать бензин, дизель и топлива повышенного качества.

Каталитический крекинг

Технология основана на использовании катализаторов, содержащих цеолит. При температуре в 550 градусов происходит эффективный способ получения высокооктанового бензина и жидкого газа из мазута.

Каталитический риформинг

Внутри оборудования устанавливается водородная среда. Под воздействием алюмоплатиновых катализаторов нефтеновые и парафиновые углеводороды превращаются в ароматические. В ходе реакций октановое число продукции значительно повышается, и на выходе получается от 70 до 90% чистого вещества.

Гидрокрекинг

Особенность метода заключается в том, что в качестве катализаторов выступают оксиды молибдена. При температуре в 450 градусов получается реактивное топливо и бензин, чистый вид которого составляет около 75% от всего сырья.

Гидроочистка

Один из самых распространенных способов переработки – гидроочистка. Повышение качества продукта осуществляется путем удаления примесей азотистых, серных и кислородных соединений. В оборудовании сырье контактирует с водородом при температуре в 300-400 градусов, после чего органические соединения разлагаются. Таким методом можно перерабатывать до 99% сырья, получая на выходе топливо высокого качества.

Экстракция и деасфальтизация

Следующие 2 процесса относятся к топливно-масляному методу переработки нефти. Результатом является чистое топливо, асфальт и смазочные материалы.

Экстракция предполагает разделение подготовленного сырья на фракции посредством применения растворителей. За этим следует депарафинизация, при которой снижается температура застывания масел. Нефтяная продукция очищается и переходит в топливо и ароматические углеводороды.

Благодаря деасфальтизации на заводах получают смолисто-асфальтеновые соединения, активно применяемые для производства битума.

Другие методы переработки нефти

Помимо вышеперечисленных способов существуют и другие методы переработки нефти.

Например, нефтехимическим способом получают каучук, спирты, пластмассы и другие продукты из добытого сырья. Посредством коксования добывают кокс из тяжелых фракций, а изомеризация позволяет повысить октановое число продукции, представленной, в частности, парафиновыми углеродами.

Переработка нефти – это сложный процесс, который может быть осуществлен только при наличии специального оборудования. В ходе использования разных методов можно получить широкий спектр продукции, которая будет применима в разных областях.

Источник

Как происходит переработка нефти и нефтепродуктов?

На сегодняшний день основным природным источником углеводородов является нефть. Первые нефтеперерабатывающие заводы строили именно в местах добычи, однако техническая модернизация средств перевозки стала причиной отделения нефтепереработки от нефтедобычи. Центры переработки нефти все чаще строятся вдали от мест добычи, в регионах массового потребления нефтепродуктов или вдоль нефтепроводов.

Процесс переработки нефти

Переработка нефти происходит в три главных этапа:

• на первом этапе нефтяное сырье разделяют на фракции, которые отличаются интервалами температур кипения (первичная переработка)
• далее осуществляется переработка полученных фракций при помощи химических превращений находящихся в них углеводородов с образованием компонентов товарных нефтепродуктов (вторичная переработка)
• на последнем этапе происходит смешивание компонентов с добавлением, если это необходимо, разных присадок, с образованием товарных нефтепродуктов с заданными показателями качества (товарное производство).

На нефтеперерабатывающих заводах производят моторные и котельные топлива, сжиженные газы, разные типы сырья для нефтехимических комбинатов, а также смазочные, гидравлические и прочие масла, битумы, нефтяные коксы, парафины. Исходя из того, какая применяется технология переработки нефти, на НПЗ производят от 5 до 40 позиций товарных нефтепродуктов. Нефтепереработка является непрерывным процессом, период деятельности производств между капитальными ремонтами в нынешних условиях достигает около 3-х лет.

Впервые нефть «переработали» в 1745 году в России

В сыром виде это природное ископаемое не используется. Для получения технически ценных продуктов (растворители, моторное топливо, компоненты для химических производств) осуществляется переработка нефти посредством первичных или вторичных методов. Попытки преобразовать это сырье предпринимались еще в середине восемнадцатого века, когда, помимо свечей и лучин, используемых населением, в лампадах ряда церквей использовали «гарное масло», которое представляло собой смесь растительного масла и очищенной нефти.

Как происходит процесс разделения нефти и воды?

После первичной очистки получают труднорастворимую эмульсию. Она представляет собой смесь, в которой частички одной жидкости равномерно распределяются во второй. На этом основании выделяют 2 типа эмульсий:

• гидрофильная. Представляет собой смесь, где частицы нефти находятся в воде;
• гидрофобная. Эмульсия в основном состоит из нефти, где находятся частички воды.

Процесс разрушения эмульсии может происходить механическим, электрическим или химическим способом. Первый метод подразумевает отстаивание жидкости. Это происходит при определенных условиях – подогрев до температуры 120-160 градусов, повышение давления до 8-15 атмосфер. Расслаивание смеси обычно происходит в течение 2-3 часов.

Чтобы процесс разделение эмульсии прошел удачно, необходимо не допускать испарение воды. Также выделение чистой нефти осуществляется при помощи мощных центрифуг. Эмульсия разделяется на фракции при достижении 3,5-50 тысяч оборотов в минуту.

Применение химического метода подразумевает применение специальных поверхностно-активных веществ, называемых деэмульгаторами. Они помогают растворить адсорбционную пленку, в результате чего нефть очищается от частиц воды. Химический метод зачастую применяется совместно с электрическим. Последний способ очистки подразумевает воздействие на эмульсию электрического тока. Он провоцирует объединение частиц воды. В результате он легче удаляются из смеси, что позволяет получить нефть высочайшего качества.

Варианты очистки нефти

Очистка часто не включается непосредственно в способы переработки нефти. Это, скорее, предварительный этап, который может состоять из:

— Химической очистки, когда на нефть воздействуют олеумом и концентрированной серной кислотой. При этом удаляются ароматические и непредельные углеводороды.

— Адсорбционной очистки. Здесь из нефтепродуктов могут удаляться смолы, кислоты за счет обработки горячим воздухом или пропуском нефти через адсорбент.

— Каталитической очистки – мягкой гидрогенизации для удаления азотистых и серных соединений.

— Физико-химической очистки. В этом случае посредством растворителей избирательно выделяются лишние составляющие. Например, полярный растворитель фенол используется для удаления азотистых и сернистых соединений, а неполярные растворители – бутан и пропан — выделяют гудроны, ароматические углеводороды и пр.

Первичная переработка

Добыча и переработка нефти происходит в несколько этапов. Особенностью производства различных продуктов из природного сырья считается то, что даже после качественной очистки полученный продукт не подлежит применению по прямому назначению.

Исходный материал характеризуется содержанием различных углеводородов, которые существенно отличаются молекулярным весом и температурой кипения. В его составе присутствуют вещества нафтеновой, ароматической, парафиновой природы. Также в исходном сырье содержатся сернистые, азотистые и кислородные соединения органического типа, которые также должны быть удалены.

Все существующие способы переработки нефти направлены на ее разделение на группы. В процессе производства получают широкий спектр продукции с разными характеристиками.

Первичная переработка природного сырья осуществляется на основании разных температур кипения ее составляющих частей. Для осуществления данного процесса привлекаются специализированные установки, которые позволяют получить различные нефтепродукты – от мазута до гудрона.

Если перерабатывать природное сырье таким способом, не удастся получить материал, готовый к дальнейшему использованию. Первичная перегонка направлена лишь на определение физико-химических свойств нефти. После ее проведения можно определить необходимость осуществления дальнейшей переработки. Также устанавливают тип оборудования, которое необходимо привлечь для выполнения нужных процессов.

Первичная переработка нефти

Способы перегонки нефти

Выделяют следующие методы переработки нефти (перегонки):

• однократное испарение;
• многократное испарение;
• перегонка с постепенным испарением.

Метод однократного испарения подразумевает переработку нефти при воздействии высокой температуры с заданным значением. В результате образуются пары, которые поступают в специальный аппарат. Его называют испарителем. В данном устройстве цилиндрической формы пары отделяются от жидкостной фракции.

При многократном испарении сырье подвергают обработке, при которой несколько раз осуществляют повышение температуры по заданному алгоритму. Последний способ перегонки является более сложным. Переработка нефти с постепенным испарением подразумевает плавное изменение основных рабочих параметров.

Оборудование для перегонки

Промышленная переработка нефти осуществляется при помощи нескольких аппаратов.

Трубчатые печи. В свою очередь их также разделяют на несколько видов. Это атмосферные, вакуумные, атмосферно-вакуумные печи. При помощи оборудования первого типа осуществляется неглубокая переработка нефтепродуктов, что позволяет получить мазут, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции. В вакуумных печах в результате более эффективной работы сырье разделяют на:

• гудрон;
• масляные частицы;
• газойлевые частицы.

Полученные продукты полностью подходят для производства кокса, битума, смазочных материалов.

Ректификационные колонны. Процесс переработки нефтяного сырья при помощи данного оборудования подразумевает ее нагревание в змеевике до температуры 320 градусов. После этого смесь поступает в промежуточные уровни ректификационной колонны. В среднем она имеет 30-60 желобов, каждый из которых размещен с определенным интервалом и оснащен ванной с жидкостью. Благодаря этому пары стекают вниз в виде капель, поскольку образуется конденсат.

Существует также переработка с помощью теплообменных аппаратов.

Без химических изменений..

Переработка нефти посредством первичных процессов не предполагает химических превращений исходного сырья. Здесь полезное ископаемое просто разделяется на составляющие компоненты. Первое устройство по перегонке нефти было придумано в 1823 году, в Российской империи. Братья Дубинины догадались поставить котел в печь с нагревом, откуда шла труба через бочку с холодной водой в пустую емкость. В печном котле нефть нагревалась, проходила через «холодильник» и осаждалась.

Вторичные процессы

Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на три вида:

• Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т. д.
• Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т. д.
• Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т. д.

Риформинг

Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85—180 °С. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями, и октановое число бензина повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилолы.

Гидроочистка

Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов. Наиболее распространённый процесс нефтепереработки.

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов. Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.

Гидрокрекинг

Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит водородсодержащий газ, образующийся при риформинге бензиновых фракций. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).

Коксование

Коксование — процесс получения нефтяного кокса из тяжелых фракций и остатков вторичных процессов.

Изомеризация

Процесс получения изоуглеводородов (изобутан, изопентан, изогексан, изогептан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изоп из изопентана, МТБЭ и изобутилен из изобутана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.

Алкилирование

Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.

Другие методики переработки

Переработка природного сырья после первичной перегонки может осуществляться и другими способами.

Алкилирование. После переработки подготовленных материалов получают высококачественные компоненты для бензина. Метод основан на химическом взаимодействии олефиновых и парафиновых углеводородов, в результате чего получают высококипящий парафиновый углеводород.

Изомеризация. Применение данного метода позволяет получить из низкооктановых парафиновых углеводородов вещество с более высоким октановым числом.

Полимеризация. Позволяет осуществить превращение бутиленов и пропилена в олигомерные соединения. В результате получают материалы для производства бензинов и для проведения различных нефтехимических процессов.

Коксование. Применяется для производства нефтяного кокса из тяжелых фракций, получаемых после перегонки нефти.

Нефтеперерабатывающая отрасль относится к перспективным и развивающимся. Производственный процесс все время усовершенствуется за счет введения нового оборудования и методик.

Видео: Переработка нефти

Продукты переработки нефти

Всем известно, что нефть — это ценнейшее сырье является для производства топлива для различных средств передвижения, к примеру, бензин и дизельное топливо для автомобилей, авиационный керосин для реактивных двигателей самолетов. Топливо — это главный продукт переработки нефти. Однако одним топливом переработка нефти не заканчивается. Сегодня из нефти производят огромное количество других полезных компонентов, применяемых в совершенно неожиданных вещах. Подобные продукты переработки нефти мы используем в нашей повседневной жизни, но не подозреваем об их происхождении.
Самым востребованным на сегодняшний день можно назвать полиэтилен или пластик. Миллионами тонн полиэтиленовый пластик расходуется для создания пластиковых мешков, пищевых контейнеров и прочих товаров массового использования.
Наверно все люди когда-либо использовали вазелин. Его изобрел английский химик Роберт Чезбро, который был крайне любопытен и наблюдателен, вследствие чего сумел разглядеть полезные качества этого вещества в остатках переработки нефти еще в конце 19 века. Сегодня вазелин применяется в медицине, в косметологии и даже как пищевая добавка.
Косметикой и в частности губной помадой женщины пользуются не одно тысячелетие. Раньше губная помада содержала различные вредные компоненты. Однако сегодня она обладает рядом полезных качеств, а в ее состав входят углеводороды: жидкий и твердый парафин, церезин.
Еще одним популярнейшим продуктом, в составе которого присутствуют углеводороды, является жевательная резинка. В ее основе лежат не только природные компоненты, но и полиэтиленовые и парафиновые смолы. Вследствие того, что жвачка состоит из полученных нефтепереработкой полимеров, она разлагается крайне долго. По этой причине не нужно бросать жвачку на улице, так как она будет лежать в земле много много лет.
Пожалуй, самый уникальный материал, получаемый из нефти – это нейлон. Современную жизнь сложно представить без нейлоновых колготок. Нейлон — очень крепкий и легкий материал. Одними колготками его использование не заканчивается. Из него изготавливают средства для мытья посуды и парашюты. Изобрели этот полимер в 1935 году специалисты компании DuPont.

Источник