Glavni procesi prerade nafte. Glavni tehnološki procesi proizvodnje goriva

Ulje se razdvaja na frakcije kako bi se dobili naftni proizvodi u dvije faze, odnosno destilacija ulja prolazi kroz primarnu i sekundarnu preradu.

Proces primarne rafinacije

U ovoj fazi destilacije sirova nafta se prethodno dehidrira i destilira pomoću posebne opreme za odvajanje soli i drugih nečistoća koje mogu uzrokovati koroziju opreme i smanjiti kvalitetu rafiniranih proizvoda. Nakon toga ulje sadrži samo 3-4 mg soli po litri i ne više od 0,1% vode. Pripremljeni proizvod je spreman za destilaciju.

Zbog činjenice da tečni ugljovodonici ključaju na različita temperatura, ovo svojstvo se koristi prilikom destilacije ulja kako bi se odvojile pojedine frakcije iz njega u različitim fazama ključanja. Destilacija nafte u prvim rafinerijama nafte omogućila je da se u zavisnosti od temperature izoluju sledeće frakcije: benzin (isključuje na 180°C i niže), mlazno gorivo (isključuje na 180-240°C) i dizel gorivo ( ključa na 240-350°C). Od destilacije nafte ostaje lož ulje.

U procesu destilacije ulje se dijeli na frakcije (komponente). Kao rezultat, dobivaju se komercijalni naftni proizvodi ili njihove komponente. Rafinacija nafte je početna faza njegova prerada u specijalizovanim pogonima.

Kada se zagrije, formira se parna faza čiji se sastav razlikuje od tekućine. Frakcije dobivene destilacijom nafte obično nisu čisti proizvod, već mješavina ugljikovodika. Odvojeni ugljovodonici mogu se izolovati samo ponovljenom destilacijom naftnih frakcija.

Vrši se direktna destilacija ulja

Metodom jednokratnog isparavanja (tzv. ravnotežna destilacija) ili jednostavnom destilacijom (frakciona destilacija);

Sa upotrebom rektifikacije i bez nje;

Uz pomoć sredstva za isparavanje;

Pod vakuumom i atmosferskim pritiskom.

Ravnotežna destilacija razdvaja ulje na frakcije manje jasno od jednostavne destilacije. Istovremeno, više ulja prelazi u stanje pare na istoj temperaturi u prvom slučaju nego u drugom.

Frakcionom destilacijom ulja moguće je dobiti različite za dizel i mlazni motori), kao i sirovine (benzen, ksileni, etilbenzol, etilen, butadien, propilen), rastvarači i drugi proizvodi.

Proces rafiniranja

Sekundarna destilacija ulja vrši se metodom kemijskog ili termičkog katalitičkog cijepanja onih proizvoda koji se od njega izdvajaju kao rezultat primarne destilacije ulja. U ovom slučaju se dobija veća količina benzinskih frakcija, kao i sirovina za proizvodnju aromatičnih ugljovodonika (toluen, benzol i dr.). Krekiranje je najraširenija tehnologija sekundarne rafinacije nafte.

Krekiranje je proces visokotemperaturne rafinacije nafte i izolovanih frakcija kako bi se dobili (uglavnom) proizvodi niže temperature, uključujući motorna goriva, ulja za podmazivanje itd., sirovine za petrohemijsku i hemijsku industriju. Krekiranje se nastavlja kidanjem C-C veza i stvaranjem karbaniona ili slobodnih radikala. Raskid C–C veza odvija se istovremeno sa dehidrogenacijom, izomerizacijom, polimerizacijom i kondenzacijom međuproizvodnih i početnih supstanci. Zadnja dva procesa formiraju talog pucanja, tj. frakcija sa tačkom ključanja iznad 350°C i koksom.

Destilaciju ulja metodom krekinga patentirali su 1891. godine V. G. Šuhov i S. Gavrilov, tada su ovi inženjerska rješenja W. Barton je ponovio prilikom izgradnje prvog industrijskog pogona u SAD.

Krekiranje se vrši zagrijavanjem sirovine ili izlaganjem katalizatorima i visokoj temperaturi.

Krekiranje vam omogućava da izvučete više korisnih komponenti iz loživog ulja.

Ulje je složena tvar koja se sastoji od međusobno topljivih organskih tvari (ugljovodonika). Štaviše, svaka pojedinačna supstanca ima svoju molekularnu težinu i tačku ključanja.

Sirova nafta, u obliku u kojem se vadi, je beskorisna za ljude, iz nje se može izvući samo mala količina plina. Za dobivanje naftnih proizvoda različite vrste, ulje se više puta destilira putem posebnih uređaja.

Prilikom prve destilacije, tvari koje čine ulje se izdvajaju u zasebne frakcije, što dodatno doprinosi pojavi benzina, dizel goriva i raznih motornih ulja.

Instalacije za primarnu rafinaciju nafte

Primarna prerada nafte počinje njenim prijemom u jedinicu CDU-AVT. Ovo daleko nije jedina i ne posljednja instalacija potrebna za dobivanje kvalitetnog proizvoda, ali efikasnost ostalih karika u tehnološkom lancu ovisi o radu ove dionice. Instalacije za primarnu preradu nafte osnova su postojanja svih rafinerija nafte u svijetu.

Upravo u uslovima primarne destilacije ulja odvajaju se sve komponente motornog goriva, mazivih ulja, sirovina za proces sekundarne rafinacije i petrohemije. O radu ovog uređaja ovise i količina i kvaliteta komponenti goriva, ulja za podmazivanje, tehnički i ekonomski pokazatelji čije je poznavanje neophodno za naknadne procese čišćenja.

Standardna instalacija ELOU-AVT sastoji se od sljedećih blokova:

• električno postrojenje za desalinizaciju (ELOU);


• atmosferski;


• vakuum;


• stabilizacija;


• destilacija (sekundarna destilacija);


• alkaliziranje.

Svaki od blokova je odgovoran za odabir određene frakcije.

Proces prerade nafte

Svježe proizvedeno ulje dijeli se na frakcije. Da biste to učinili, koristite razliku u tački ključanja njegovih pojedinačnih komponenti i posebne opreme - instalacije.

Sirova nafta se transportuje do ELOU jedinice, gdje se od nje odvajaju soli i voda. Osoljeni proizvod se zagrijava i šalje u jedinicu za atmosfersku destilaciju, u kojoj se ulje djelomično uklanja, dijeli na donje i gornje proizvode.

Izvađena nafta iz donjeg dijela se preusmjerava u glavni atmosferski stup, gdje se odvajaju kerozin, laki dizel i teški dizel.

Ako vakuumska jedinica ne radi, tada lož ulje postaje dio robne baze. Ako je vakuumska jedinica uključena, ovaj proizvod se zagrijava, ulazi u vakuumski stupac i iz njega se oslobađaju lagani vakuum plinsko ulje, teški vakuum plinsko ulje, tamni proizvod i katran.

Gornji proizvodi benzinske frakcije se miješaju, oslobađaju od vode i plinova i prenose u stabilizacijsku komoru. Gornji dio tvari se hladi, nakon čega isparava kao kondenzat ili plin, a donji dio se šalje na sekundarnu destilaciju radi razdvajanja na uže frakcije.

Tehnologija prerade nafte

Kako bi se smanjili troškovi prerade nafte povezani s gubitkom lakih komponenti i habanjem opreme za rafinaciju, sva nafta se podvrgava prethodnoj obradi, čija je suština uništavanje naftnih emulzija mehaničkim, kemijskim ili električnim putem. .

Svako preduzeće koristi sopstvenu metodologiju prerade nafte, ali opšti obrazac ostaje isti za sve organizacije uključene u ovu oblast.

Proces rafinacije je izuzetno naporan i dugotrajan, a to je prvenstveno zbog katastrofalnog smanjenja količine lake (dobro prerađene) nafte na planeti.

Teška nafta je teška za preradu, ali se svake godine otvaraju nova otkrića u ovoj oblasti, pa se broj efikasnih načina i metoda rada s ovim proizvodom povećava.

Hemijska prerada nafte i gasa

Dobiveni razlomci se mogu pretvoriti jedan u drugi, za to je dovoljno:

• koristite metodu krekiranja - veliki ugljikovodici se razbijaju u male;


• ujediniti frakcije - izvršiti obrnuti proces kombiniranjem malih ugljikovodika u velike;


• izvršiti hidrotermalne promjene - preurediti, zamijeniti, kombinirati dijelove ugljovodonika kako bi se dobio željeni rezultat.

U procesu pucanja, veliki ugljikohidrati se razgrađuju na male. Ovaj proces olakšavaju katalizatori i toplota. Za kombinovanje malih ugljikovodika koristi se poseban katalizator. Po završetku kombinacije oslobađa se plin vodonik koji također služi u komercijalne svrhe.

Da bi se proizvela drugačija frakcija ili struktura, molekuli u preostalim frakcijama se preuređuju. To se radi tokom alkilacije - miješanja propilena i butilena (jedinjenja male molekularne težine) sa fluorovodoničnom kiselinom (katalizator). Rezultat su visokooktanski ugljovodonici koji se koriste za povećanje oktanskog broja u benzinskim mješavinama.

Tehnologija primarne prerade nafte

Primarna prerada ulja doprinosi njegovom razdvajanju na frakcije, bez uticaja na hemijske karakteristike pojedinih komponenti. Tehnologija ovog procesa nije usmjerena na temeljnu promjenu strukturne strukture tvari na različitim razinama, već na njihovo proučavanje. hemijski sastav.

Prilikom upotrebe posebnih uređaja i instalacija iz ulja primljenog za proizvodnju izdvajaju se:

• frakcije benzina (tačka ključanja se postavlja pojedinačno, ovisno o tehnološkom cilju - dobijanje benzina za automobile, avione i druge vrste opreme);


• frakcije kerozina (kerozin se koristi kao motorno gorivo i sistemi za rasvjetu);


• frakcije plinskog ulja (dizel gorivo);


• katran;


• lož ulje

Razdvajanje na frakcije je prva faza u prečišćavanju ulja od raznih vrsta nečistoća. Da bi se dobio zaista kvalitetan proizvod, potrebno je sekundarno pročišćavanje i dubinska obrada svih frakcija.

Dubinska prerada ulja

Dubinska rafinacija nafte uključuje uključivanje već destiliranih i hemijski tretiranih frakcija u proces rafinacije.

Svrha tretmana je uklanjanje nečistoća koje sadrže organske spojeve, sumpor, dušik, kisik, vodu, otopljene metale i anorganske soli. Tokom prerade, frakcije se razblažuju sumpornom kiselinom, koja se iz njih uklanja pomoću sumporovodikovih skrubera, ili vodonikom.

Obrađene i ohlađene frakcije se miješaju i dobijaju različite vrste gorivo. Kvalitet finalnog proizvoda - benzina, dizel goriva, mašinskih ulja - zavisi od dubine obrade.

Tehničar, tehnolog za preradu nafte i gasa

Industrija prerade nafte ima značajan uticaj na različite oblasti društva. Profesija tehnologa prerade nafte i plina smatra se jednom od najprestižnijih i istovremeno najopasnijih na svijetu.

Tehnolozi su direktno odgovorni za proces rafinacije, destilacije i destilacije nafte. Tehnolog osigurava da kvalitet proizvoda zadovoljava postojeće standarde. Tehnolog je taj koji ima pravo odabrati redoslijed operacija koje se izvode pri radu s opremom, ovaj stručnjak je odgovoran za njegovo postavljanje i odabir željenog načina rada.

Tehnologija stalno:

• naučiti nove metode;


• primijeniti u praksi iskusne tehnologije obrade;


• identificirati uzroke tehničkih grešaka;


• traže načine za sprečavanje problema.

Rad kao tehnolog zahtijeva ne samo znanje u naftnoj industriji, već i matematički način razmišljanja, snalažljivost, tačnost i tačnost.

Nove tehnologije za primarnu i naknadnu preradu nafte na izložbi

Upotreba CDU postrojenja u mnogim zemljama smatra se zastarjelim načinom prerade nafte.

Potreba za izgradnjom posebnih peći od vatrostalnih opeka postaje hitna. Unutar svake takve peći nalaze se cijevi duge nekoliko kilometara. Nafta se kroz njih kreće brzinom od 2 metra u sekundi na temperaturama do 325 stepeni Celzijusa.

Kondenzacija i hlađenje pare vrši se destilacionim kolonama. Konačni proizvod ulazi u seriju rezervoara. Proces je kontinuiran.

O savremenim metodama rad sa ugljovodonicima može se naći na izložbi "Naftogas".

Tokom izložbe, učesnici posebnu pažnju posvećuju reciklaži proizvoda i upotrebi metoda kao što su:

• visbreaking;
• koksovanje ostataka teške nafte;
• reformiranje;
• izomerizacija;
• alkilacija.

Tehnologije prerade nafte se poboljšavaju svake godine. Na izložbi se mogu vidjeti najnovija dostignuća u industriji.

Trenutno se iz sirove nafte mogu dobiti razne vrste goriva, naftna ulja, parafini, bitumeni, kerozini, otapala, čađ, maziva i drugi naftni proizvodi dobijeni preradom sirovina.

Proizvedene ugljikovodične sirovine ( ulje, prateći naftni gas i prirodni gas) Duga faza prolazi na terenu prije nego što se iz ove smjese izoluju važne i vrijedne komponente iz kojih će se naknadno dobiti naftni proizvodi pogodni za upotrebu.

Rafinacija nafte veoma složen tehnološki proces koji počinje transportom naftnih derivata do rafinerija. Ovdje ulje prolazi kroz nekoliko faza prije nego što postane proizvod spreman za upotrebu:

1. priprema ulja za primarnu preradu
2. primarna rafinacija nafte (direktna destilacija)
3. reciklaža ulja
4. rafiniranje naftnih derivata

Priprema ulja za primarnu preradu

Proizvedeno, ali neprerađeno ulje sadrži razne nečistoće, kao što su sol, voda, pijesak, glina, čestice tla, APG povezani plin. Vijek trajanja polja povećava zalijevanje naftnog ležišta i, shodno tome, sadržaj vode i drugih nečistoća u proizvedenoj ulji. Prisustvo mehaničkih nečistoća i vode ometa transport nafte kroz naftovode za njenu dalju preradu, uzrokuje stvaranje naslaga u izmjenjivačima topline i dr., te otežava proces prerade nafte.

Svo ekstrahovano ulje prolazi kroz proces složenog čišćenja, prvo mehaničkog, a zatim finog čišćenja.

U ovoj fazi se takođe vrši separacija ekstrahovanih sirovina na naftu i gas u naftu i gas.

Taloženje u zatvorenim rezervoarima, bilo hladnim ili zagrejanim, pomaže u uklanjanju velikih količina vode i čvrstih materija. Za dobijanje Visoke performanse rada instalacija za dalju preradu nafte, potonje se podvrgava dodatnoj dehidraciji i desalinizaciji u posebnim električnim postrojenjima za desalinizaciju.

Često voda i ulje formiraju teško topljivu emulziju, u kojoj se najmanje kapi jedne tekućine raspoređuju u suspendiranom stanju u drugoj.

Postoje dvije vrste emulzija:

• hidrofilna emulzija, tj. ulje u vodi
• hidrofobna emulzija, tj. vode u ulju

Postoji nekoliko načina za razbijanje emulzija:

• mehanički
• hemijski
• električni

mehanička metoda zauzvrat se dijeli na:

• podržavanje
• centrifugiranje

Razlika u gustini komponenti emulzije olakšava odvajanje vode i ulja taloženjem kada se tečnost zagreje na 120-160°C pod pritiskom od 8-15 atmosfera tokom 2-3 sata. U tom slučaju nije dozvoljeno isparavanje vode.

Emulzija se također može odvojiti pod djelovanjem centrifugalnih sila u centrifugama pri dostizanju 3500-50000 o/min.

Sa hemijskom metodom emulzija se uništava upotrebom demulgatora, tj. surfaktanti. Demulgatori imaju veću aktivnost u odnosu na aktivni emulgator, formiraju emulziju suprotnog tipa i otapaju adsorpcioni film. Ova metoda koristi se u kombinaciji sa električnim

U električnim dehidrator instalacijama sa električni udar na uljnoj emulziji, čestice vode se spajaju i dolazi do bržeg odvajanja s uljem.

Primarna rafinacija nafte

Ekstrahirano ulje je mješavina naftenskih, parafinskih, aromatičnih ugljikohidrata različite molekularne mase i točke ključanja te sumpornih, kisikovih i dušičnih organskih spojeva. Primarna rafinacija nafte sastoji se od razdvajanja pripremljene nafte i plinova na frakcije i grupe ugljikovodika. Destilacijom se dobija širok asortiman naftnih derivata i poluproizvoda.

Suština procesa zasniva se na principu razlike u tačkama ključanja komponenti proizvedenog ulja. Kao rezultat toga, sirovina se razlaže na frakcije - na lož ulje (laki naftni proizvodi) i katran (nafta).

Primarna destilacija ulja može se izvesti sa:

• blic isparavanje
• višestruko isparavanje
• postepeno isparavanje

Jednokratnim isparavanjem, ulje se zagrijava u grijaču do unaprijed određene temperature. Kako se zagrijava, nastaju pare. Kada se postigne zadata temperatura, smjesa para-tečnost ulazi u isparivač (cilindar u kojem se para odvaja od tekuće faze).

Proces višestruko isparavanje predstavlja niz pojedinačnih isparavanja sa postepenim povećanjem temperature grijanja.

Destilacija postepeno isparavanje predstavlja malu promjenu stanja ulja sa svakim pojedinačnim isparavanjem.

Glavni uređaji u kojima se destilira ili destilira ulje su cijevne peći, destilacijske kolone i izmjenjivači topline.

U zavisnosti od vrste destilacije, cijevne peći se dijele na atmosferske peći AT, vakuumske peći VT i atmosferske vakuumske cijevne peći AVT. U AT jedinicama se vrši plitka prerada i dobijaju se benzin, kerozin, dizel frakcije i lož ulje. U VT jedinicama se vrši dubinska prerada sirovina i dobijaju se gasno ulje i frakcije nafte, katran, koji se potom koriste za proizvodnju mazivih ulja, koksa, bitumena itd. U VT pećima se kombinuju dve metode destilacije ulja. .

Proces rafinacije nafte po principu isparavanja odvija se u kolone za destilaciju. Tamo napojno ulje uz pomoć pumpe ulazi u izmjenjivač topline, zagrijava se, zatim ulazi u cijevastu peć (zapaljeni grijač), gdje se zagrijava do unaprijed određene temperature. Nadalje, ulje u obliku mješavine pare i tekućine ulazi u dio za isparavanje destilacijske kolone. Ovdje su parna faza i tečna faza razdvojene: para se diže u kolonu, tečnost teče dolje.

Gore navedene metode prerade nafte ne mogu se koristiti za izolaciju pojedinačnih ugljovodonika visoke čistoće iz naftnih frakcija, koje će kasnije postati sirovine za petrohemijsku industriju u proizvodnji benzena, toluena, ksilena itd. Za dobijanje ugljovodonika visoke čistoće potrebno je dodatno tvar se uvodi u jedinice za destilaciju ulja kako bi se povećala razlika u isparljivosti izdvojenih ugljikovodika.

Komponente dobijene nakon primarne rafinacije nafte obično se ne koriste kao gotov proizvod. U fazi primarne destilacije određuju se svojstva i karakteristike ulja od kojih zavisi izbor daljeg procesa prerade za dobijanje konačnog proizvoda.

Kao rezultat primarne prerade nafte dobijaju se sljedeći glavni naftni proizvodi:

• gas ugljovodonika (propan, butan)
• benzinska frakcija (tačka ključanja do 200 stepeni)
• kerozin (tačka ključanja 220-275 stepeni)
• plinsko ulje ili dizel gorivo (tačka ključanja 200-400 stepeni)
• ulja za podmazivanje (tačka ključanja iznad 300 stepeni) ostatak (loživo ulje)

Rafinacija nafte

U zavisnosti od fizička i hemijska svojstva ulje i potreba za konačnim proizvodom je izbor dalje metode destruktivne obrade sirovina. Reciklaža ulje je termički i katalitički učinak na naftne derivate dobivene direktnom destilacijom. Utjecaj na sirovine, odnosno ugljikovodike sadržane u nafti, mijenja njihovu prirodu.

Postoje opcije prerade nafte:

• gorivo
• lož ulje
• petrohemijska

način goriva prerada se koristi za proizvodnju visokokvalitetnih motornih benzina, zimskih i ljetnih dizel goriva, mlaznih goriva i kotlovskih goriva. Ovom metodom koristi se manje procesnih jedinica. Metoda goriva je proces u kojem se motorna goriva dobivaju iz frakcija i ostataka teških ulja. Ova vrsta obrade uključuje katalitičko krekiranje, katalitičko reformiranje, hidrokreking, hidrotretiranje i druge termičke procese.

Za preradu goriva i ulja zajedno sa gorivima dobijaju se ulja za podmazivanje i asfalt. Ova vrsta uključuje procese ekstrakcije i desfaltiranja.

Najveća raznolikost naftnih derivata dobija se kao rezultat petrohemijska prerada. Iz tog razloga se koristi veliki broj tehnološke instalacije. Kao rezultat petrohemijske prerade sirovina ne proizvode se samo goriva i ulja, već i dušična đubriva, sintetička guma, plastika, sintetička vlakna, deterdženti, masna kiselina, fenol, aceton, alkohol, etri i druge hemikalije.

katalitičko pucanje

Katalitičko krekiranje koristi katalizator za ubrzavanje kemijskih procesa, ali u isto vrijeme bez promjene prirode ovih kemijskih reakcija. Suština procesa pucanja, tj. reakcija cijepanja, sastoji se od propuštanja ulja zagrijanih u stanje pare kroz katalizator.

Reformisanje

Proces reformiranja se uglavnom koristi za proizvodnju visokooktanskog benzina. Ovoj obradi se mogu podvrgnuti samo parafinske frakcije, koje ključaju u rasponu od 95-205°C.

Reformske vrste:

• termičko reformisanje
• katalitičko reformiranje

U termičkom reformisanju frakcije primarne rafinacije nafte izložene su samo visokoj temperaturi.

U katalitičkom reformiranju uticaj na početne frakcije se javlja i temperaturom i uz pomoć katalizatora.

Hidrokreking i hidrotretman

Ova metoda prerade sastoji se od dobivanja benzinskih frakcija, mlaznog i dizel goriva, ulja za podmazivanje i ukapljenih plinova zbog djelovanja vodika na frakcije ulja visokog ključanja pod utjecajem katalizatora. Kao rezultat hidrokrekinga, originalne frakcije nafte se također hidrotretiraju.

Hidroobrada je uklanjanje sumpora i drugih nečistoća iz sirovine. Tipično, jedinice za hidrotretman se kombiniraju s jedinicama za katalitičko reformiranje, budući da potonje oslobađaju veliku količinu vodika. Kao rezultat čišćenja, povećava se kvaliteta naftnih derivata, smanjuje se korozija opreme.

Vađenje i deasfaltiranje

Proces ekstrakcije Sastoji se od razdvajanja mješavine čvrstih ili tekućih tvari uz pomoć rastvarača. Komponente koje se ekstrahuju dobro se otapaju u korišćenom rastvaraču. Zatim se provodi deparatizacija kako bi se smanjila tačka tečenja ulja. Dobivanje konačnog proizvoda završava se hidroobradom. Ova metoda prerade koristi se za proizvodnju destiliranog dizel goriva i ekstrakciju aromatičnih ugljikovodika.

Kao rezultat deasfaltiranja, iz zaostalih produkata destilacije nafte dobivaju se katran-asfaltenske tvari. Nakon toga, deasfaltirano ulje se koristi za proizvodnju bitumena, a koristi se kao sirovina za katalitički kreking i hidrokreking.

Coking

Za dobijanje naftnog koksa i frakcija gasnog ulja iz teških frakcija destilacije nafte, ostataka deasfaltiranja, termičkog i katalitičkog krekinga, pirolize benzina, koristi se proces koksovanja. Ovaj tip prerada naftnih derivata sastoji se od uzastopnih reakcija krekiranja, dehidrogenacije (evolucija vodika iz sirovina), ciklizacije (formiranje cikličke strukture), aromatizacije (povećanje aromatičnih ugljovodonika u ulju), polikondenzacije (izolacija nusproizvoda kao što je voda , alkohol) i zbijanje kako bi se formirala čvrsta pita od koksa. Isparljivi proizvodi koji se oslobađaju tokom procesa koksovanja podvrgavaju se procesu rektifikacije kako bi se dobile ciljne frakcije i stabilizirale.

Izomerizacija

Proces izomerizacije sastoji se u konverziji njegovih izomera iz sirovine. Takve transformacije dovode do proizvodnje benzina sa visokim oktanskim brojem.

Alkinizacija

Uvođenjem alkinskih grupa u spojeve iz ugljovodoničnih gasova se dobijaju visokooktanski benzini.

Treba napomenuti da se čitav kompleks naftnih i gasnih i petrohemijskih tehnologija koristi u procesu prerade nafte i dobijanja finalnog proizvoda. Složenost i raznolikost gotovih proizvoda koji se mogu dobiti iz ekstrahovanih sirovina također određuju raznolikost procesa prerade nafte.

Definicija i klasifikacija postrojenja za primarnu destilaciju

Jedinice za primarnu preradu nafte čine osnovu svih rafinerija nafte, a od rada ovih jedinica zavisi kvaliteta i prinosi nastalih komponenti goriva, kao i sirovina za sekundarne i druge procese prerade nafte.

U industrijskoj praksi ulje se dijeli na frakcije koje se razlikuju u granicama temperature ključanja. Ovo odvajanje se vrši u primarnoj destilaciji ulja procesima zagrijavanja, destilacije i rektifikacije, kondenzacije i hlađenja. Direktna destilacija se vrši na atmosferskoj ili nekoliko visok krvni pritisak, a ostaci pod vakuumom. Atmosferske i vakuumske cevaste instalacije (AT i VT) grade se odvojeno jedna od druge ili kombinovane kao deo jedne instalacije (AVT).

Atmosferske cevaste instalacije (AT) dele se u zavisnosti od tehnološke šeme u sledeće grupe:

• instalacije s jednim isparavanjem ulja;
• instalacije sa dvostrukim isparavanjem ulja;
• instalacije sa predisparavanjem u isparivaču lakih frakcija i naknadnom destilacijom.

Treća grupa instalacija je praktički varijanta druge, jer je u oba slučaja ulje podvrgnuto dvostrukom isparavanju.

Vakuumske cevaste instalacije (VT) dele se u dve grupe:

• instalacije s jednim isparavanjem lož ulja;
• instalacije sa dvostrukim isparavanjem lož ulja (dvostepene).

Zbog širokog spektra prerađenih ulja i širokog spektra dobijenih proizvoda i njihove kvalitete, nije uvijek preporučljivo koristiti jednu standardnu ​​shemu. Široko se koriste postrojenja sa preliminarnom dopunskom kolonom i atmosferskom kolonom glavne destilacije, koja rade sa značajnom promjenom sadržaja benzinskih frakcija i otopljenih plinova u uljima.

Sheme primarne destilacije ulja

Raspon kapaciteta AT i AVT fabričkih jedinica je širok - od 0,6 do 8 miliona tona prerađenog ulja godišnje. Poznate su prednosti instalacija velikog jediničnog kapaciteta: pri prelasku na proširenu instalaciju umjesto dvije ili više instalacija manjeg kapaciteta smanjuju se operativni troškovi i početni troškovi po 1 toni prerađenog ulja, a povećava se produktivnost rada. Akumulirano je iskustvo u povećanju kapaciteta mnogih postojećih AT i AVT instalacija kroz njihovu rekonstrukciju, čime su značajno poboljšani njihovi tehničko-ekonomski pokazatelji. Dakle, povećanjem propusnog kapaciteta postrojenja AT-6 za 33% (tež.) kroz njegovu rekonstrukciju, produktivnost rada se povećava za 1,3 puta, a specifična kapitalna ulaganja i operativni troškovi smanjuju se za 25 odnosno 6,5%.

Kombinacija AVT ili AT sa drugim procesnim jedinicama također poboljšava tehničke i ekonomske performanse i smanjuje cijenu naftnih derivata. Smanjenje specifičnih kapitalnih i operativnih troškova postiže se, posebno, smanjenjem građevinske površine i dužine cjevovoda, broja međurezervoara i troškova energije, kao i smanjenjem ukupnih troškova nabavke i popravke opreme. Primjer je domaća kombinirana jedinica LK-6u, koja se sastoji od sljedećih pet sekcija: električna desalinizacija nafte i njena atmosferska destilacija (dvostepeni AT); katalitičko reformiranje sa preliminarnom hidroobradom sirovine (benzinske frakcije); hidrotretman kerozina i dizelskih frakcija; gasno frakcionisanje.

Proces primarne prerade nafte najčešće se kombinuje sa procesima dehidracije i destilacije, sekundarne destilacije i stabilizacije benzinske frakcije: CDU-AT, CDU-AVT, CDU-AVT - sekundarna destilacija, AVT - sekundarna destilacija.

Procesi primarne destilacije

Otvorena pregrijana para se koristi za uklanjanje lakih komponenti iz destilata dok prolaze kroz kolone za uklanjanje. U nekim instalacijama se u tu svrhu koriste kotlovi koji se zagrijavaju toplijim uljnim produktom od destilata koji se povlači iz odvodne kolone.

Brzina protoka vodene pare je: u atmosferskom stubu 1,5-2,0% (tež.) za naftu, u vakuum koloni 1,0-1,5% (tež.) za lož ulje, u koloni za uklanjanje 2,0-2,5% ( mas.) na destilat.

U destilacionim sekcijama AT i AVT jedinica široko se koristi srednje cirkulaciono navodnjavanje, koje se nalazi na vrhu sekcije (direktno ispod bočne izlazne ploče destilata). Cirkulirajuća flegma se uklanja dvije ploče ispod (ne više). U vakuum kolonama, refluks iznad glave obično cirkuliše i zahtijeva 3-4 posude za smanjenje gubitka ulja kroz vrh kolone.

Za stvaranje vakuuma koriste se barometrijski kondenzator i dvostepeni ili trostepeni ejektori (dvostepeni se koriste na dubini vakuuma od 6,7 kPa, trostepeni - unutar 6,7-13,3 kPa). Između stepenica se postavljaju kondenzatori za kondenzaciju radne pare prethodnog stepena, kao i za hlađenje izduvnih gasova. AT poslednjih godina površinski kondenzatori našli su široku upotrebu umjesto barometrijskog kondenzatora. Njihova upotreba ne samo da doprinosi stvaranju većeg vakuuma u koloni, već i štedi postrojenje od ogromnih količina kontaminiranih otpadnih voda, posebno pri preradi kiselih i kiselih ulja.

Kao hladnjaci i kondenzatori-hladnjaci, rashladnici zraka (AVO) se široko koriste. Upotreba hladnjaka zraka dovodi do smanjenja potrošnje vode, početnih troškova izgradnje vodovoda, kanalizacije, postrojenja za prečišćavanje i smanjenja operativnih troškova.

Na postrojenjima za primarnu preradu nafte postignut je visok stepen automatizacije. Tako se u fabričkim instalacijama koriste automatski analizatori kvaliteta (“on-line”) koji određuju: sadržaj vode i soli u ulju, tačku paljenja avio kerozina, dizel goriva, destilata nafte, tačku ključanja od 90% (mas.) uzorak lakog naftnog proizvoda, viskoznost naftnih frakcija, sadržaj proizvoda u otpadnoj vodi. Neki od analizatora kvaliteta uključeni su u šeme automatske kontrole. Na primjer, dovod pare do dna kolone za uklanjanje se automatski koriguje za tačku paljenja dizel goriva, koja se određuje pomoću automatskog analizatora tačke paljenja. Kromatografi se koriste za automatsko kontinuirano određivanje i registraciju sastava gasnih tokova.

Uvod

I. Primarna rafinacija nafte

1. Sekundarna destilacija benzinskih i dizelskih frakcija

1.1 Sekundarna destilacija benzinske frakcije

1.2 Sekundarna destilacija dizel frakcije

II. Toplinski procesi tehnologije prerade nafte

2. Teorijska osnova kontrola procesa odloženog koksovanja i koksovanja u sloju toplotnog nosača

2.1 Odloženi procesi koksovanja

2.2 Koksovanje u sloju toplotnog nosača

III. Tehnologija termokatalitičkih i termohidrokatalitičkih procesa

preradu nafte

3. Hidroobrada kerozinskih frakcija

IV. Tehnologije prerade gasa

4. Prerada rafinerijskih gasova - jedinice za frakcionisanje apsorpcionog gasa (AGFU) i jedinice za frakcionisanje gasa (GFU)

4.1 Postrojenja za frakcioniranje plina (HFC)

4.2 Jedinice za apsorpciju i frakcionisanje gasa (AGFU)

Zaključak

Bibliografija

Uvod

Naftna industrija je danas veliki nacionalni ekonomski kompleks koji živi i razvija se po svojim zakonima. Šta danas znači nafta Nacionalna ekonomija zemlje? To su: sirovine za petrohemiju u proizvodnji sintetičkog kaučuka, alkoholi, polietilen, polipropilen, širok asortiman raznih plastičnih masa i gotovih proizvoda od njih, vještačke tkanine; izvor za proizvodnju motornih goriva (benzin, kerozin, dizel i mlazno gorivo), ulja i maziva, kao i kotlovsko i loživo gorivo (mazut), građevinski materijal (bitumen, katran, asfalt); sirovina za dobijanje niza proteinskih preparata koji se koriste kao aditivi u stočnoj hrani za stimulisanje njenog rasta.

Trenutno je naftna industrija Ruske Federacije na trećem mjestu u svijetu. Naftni kompleks Rusije obuhvata 148 hiljada naftnih bušotina, 48,3 hiljade km magistralnih naftovoda, 28 rafinerija nafte ukupnog kapaciteta više od 300 miliona tona nafte godišnje, kao i veliki broj drugih proizvodnih objekata.

U preduzećima naftne industrije i njenih uslužnih delatnosti zaposleno je oko 900.000 radnika, uključujući oko 20.000 ljudi u oblasti nauke i naučnih usluga.

Industrijska organska hemija prešla je dug i težak put razvoja, tokom kojeg se njena sirovinska baza dramatično promijenila. Počevši od prerade biljnih i životinjskih sirovina, zatim se transformisala u hemiju uglja ili koksa (koristeći otpad od koksovanja uglja), da bi se na kraju pretvorila u modernu petrohemiju koja se dugo nije zadovoljavala samo otpadom od prerade nafte. Za uspješno i samostalno funkcioniranje njegove glavne industrije - teške, odnosno velike organske sinteze, razvijen je proces pirolize na kojem se zasnivaju moderni petrohemijski kompleksi olefina. U osnovi, oni primaju, a zatim prerađuju niže olefine i diolefine. Sirovinska baza pirolize može varirati od povezanih plinova do nafte, plinskog ulja, pa čak i sirove nafte. U početku namijenjen samo za proizvodnju etilena, ovaj proces je sada i veliki dobavljač propilena, butadiena, benzola i drugih proizvoda.

Nafta je naše nacionalno bogatstvo, izvor moći zemlje, temelj njene ekonomije.

tehnologija prerade nafte i gasa

I. Primarna rafinacija nafte

1. Sekundarna destilacija benzinskih i dizelskih frakcija

Sekundarna destilacija - razdvajanje frakcija dobijenih primarnom destilacijom u uže rezove, od kojih se svaki koristi za svoju svrhu.

U rafinerijama se sekundarnoj destilaciji podvrgavaju široka benzinska frakcija, dizel frakcija (prilikom primanja sirovina iz jedinice za regeneraciju adsorpcije parafina), frakcije nafte itd. Proces se izvodi na zasebnim instalacijama ili blokovima koji su dio AT i AVT instalacija.

Destilacija ulja - proces odvajanja na frakcije prema tačkama ključanja (otuda i naziv "frakcionisanje") - osnova je prerade nafte i proizvodnje motornog goriva, ulja za podmazivanje i raznih drugih vrijednih kemijskih proizvoda. Primarna destilacija ulja je prva faza u proučavanju njegovog hemijskog sastava.

Glavne frakcije izolovane tokom primarne destilacije ulja:

1. Benzinska frakcija- naramenica ulja sa tačkom ključanja od n.c. (početak ključanja, pojedinačno za svako ulje) do 150-205 0 C (u zavisnosti od tehnološke namjene dobijanja auto-, avio- ili drugog specijalnog benzina).

Ova frakcija je mješavina alkana, naftena i aromatičnih ugljovodonika. Svi ovi ugljikovodici sadrže od 5 do 10 C atoma.

2. Kerozinska frakcija- ulje rezano sa tačkom ključanja od 150-180 0 C do 270-280 0 C. Ova frakcija sadrži C10-C15 ugljovodonike.

Koristi se kao motorno gorivo (traktorski kerozin, komponenta dizel goriva), za potrebe domaćinstva (petrolej za rasvjetu) itd.

3. Frakcija gasnog ulja- tačka ključanja od 270-280 0 C do 320-350 0 C. Ova frakcija sadrži C14-C20 ugljovodonike. Koristi se kao dizel gorivo.

4. lož ulje- ostatak nakon destilacije gore navedenih frakcija sa tačkom ključanja iznad 320-350 0 S.

Lož ulje se može koristiti kao gorivo za kotlove, ili podvrgnuti daljoj preradi - bilo destilaciji pod sniženim tlakom (u vakuumu) uz odabir frakcija ulja ili široke frakcije vakuumskog plinskog ulja (koje zauzvrat služi kao sirovina za katalitičko krekiranje kako bi se dobila visokooktanska komponenta benzina), ili krekiranje.

5. Tar- gotovo čvrsti ostatak nakon destilacije uljnih frakcija iz loživog ulja. Od njega se dobijaju takozvana rezidualna ulja i bitumen od kojih se oksidacijom dobija asfalt koji se koristi u izgradnji puteva itd. Od katrana i drugih ostataka sekundarnog porijekla koksom se može dobiti koks koji se koristi u metalurškoj industriji.

1 .1 Sekundarna destilacija benzinske frakcije

Sekundarna destilacija benzinskog destilata je ili samostalan proces ili je dio kombinovanog postrojenja koje je dio rafinerije. U modernim postrojenjima, instalacija sekundarne destilacije benzinskog destilata dizajnirana je za dobivanje uskih frakcija iz njega. Ove frakcije se dalje koriste kao sirovina za katalitičku reformu - proces koji proizvodi pojedinačne aromatične ugljovodonike - benzen, toluen, ksilene ili benzin sa višim oktanskim brojem. U proizvodnji aromatičnih ugljovodonika, početni destilat benzina se deli na frakcije sa tačkama ključanja: 62–85°C (benzen), 85–115 (120)°C (toluen) i 115 (120)–140°C (ksilen). ).

Benzinska frakcija se koristi za dobijanje različitih vrsta motornog goriva. To je mješavina različitih ugljikovodika, uključujući ravne i razgranate alkane. Karakteristike sagorevanja nerazgranatih alkana nisu idealno prikladne za motore sa unutrašnjim sagorevanjem. Stoga se frakcija benzina često termički reformiše kako bi se nerazgranati molekuli pretvorili u razgranate. Prije upotrebe, ova frakcija se obično miješa sa razgranatim alkanima, cikloalkanima i aromatičnim jedinjenjima dobivenim iz drugih frakcija, bilo katalitičkim krekingom ili reformingom.

Kvaliteta benzina kao motornog goriva određena je njegovim oktanskim brojem. Označava volumni postotak 2,2,4-trimetilpentana (izooktana) u mješavini 2,2,4-trimetilpentana i heptana (alkana ravnog lanca) koji ima iste karakteristike detonacijskog sagorijevanja kao i testni benzin.

Loše motorno gorivo ima oktanski broj nula, dok dobro gorivo ima oktanski broj 100. Oktanski broj frakcije benzina dobijene iz sirove nafte obično je manji od 60. Karakteristike sagorijevanja benzina se poboljšavaju dodavanjem antioksidansa. - knock aditiv, a to je tetraetil olovo (IV) , Rb (S 2 N 5) 4 . Tetraetil olovo je bezbojna tečnost koja se dobija zagrevanjem hloroetana sa legurom natrijuma i olova:

Prilikom sagorijevanja benzina koji sadrži ovaj aditiv nastaju čestice olova i olovnog oksida (II). Oni usporavaju određene faze sagorevanja benzinskog goriva i na taj način sprečavaju njegovu detonaciju. Zajedno sa tetraetil olovom u benzin se dodaje 1,2-dibromoetan. Reaguje sa olovom i olovom(II) i formira olovo(II) bromid. Pošto je olovo(II) bromid isparljivo jedinjenje, uklanja se iz motora automobila u izduvnim gasovima. Benzinski destilat širokog frakcionog sastava, na primjer, od početne točke ključanja do 180 ° C, pumpa se kroz izmjenjivače topline i dovodi u prvi namotaj peći, a zatim u destilacijski stup. Glavni proizvod ove kolone je n razlomak. k. - 85 °C, prošavši aparat za hlađenje vazduha i frižider, ulazi u prijemnik. Dio kondenzata se pumpa kao navodnjavanje na vrh kolone, a ostatak - u drugu kolonu. Opskrba toplinom donjeg dijela kolone vrši se cirkulirajućim flegmom (frakcija 85-180°C), koji se pumpa kroz drugi kotur peći i dovodi do dna kolone.Ostatak sa dna kolone se šalje pumpom u drugu kolonu.

Odlazeći sa vrha kolone, pare glavne frakcije (n. do - 62 °C) kondenzuju se u hladnjaku vazduha; kondenzat ohlađen u hladnjaku vode sakuplja se u prijemniku. Odavde se kondenzat pumpa u rezervoar, a dio frakcije služi kao navodnjavanje kolone. Preostali proizvod - frakcija od 62-85 ° C - nakon napuštanja kolone sa dna šalje se pumpom kroz izmjenjivač topline i hladnjake u rezervoar. Kao gornji proizvod kolone dobija se frakcija od 85-120 ° C, koja nakon prolaska kroz aparat ulazi u prijemnik. Dio kondenzata se vraća na vrh kolone kao navodnjavanje, a njegova bilansna količina se pumpom uklanja iz instalacije u rezervoar.