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.
Содержание
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.
- 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.
- 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.
- 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.
Я считаю, что гуманное и бережное отношение к природе – один из элементов нравственности
Загрузка...
