Съвременни технологии за задълбочаване на нефтопреработката. Текущо състояние на нефтопреработката в Русия Съвременни технологии за нефтопреработка

Доставка и приемане на масло
В Русия основните количества суров нефт, доставяни за преработка, се доставят в рафинериите от производствени асоциации чрез главни нефтопроводи. Малки количества нефт, както и газов кондензат, се доставят по железопътен транспорт. В страните вносителки на петрол с излаз на море доставките до пристанищните рафинерии се извършват с воден транспорт.
Суровините, получени в завода, се доставят в съответните контейнери стокова база(фиг. 1), свързани с тръбопроводи към всички технологични блокове на рафинерията. Количеството получено масло се определя според измервателните данни на инструментите или чрез измервания в резервоари за суровини.

Подготовка на масло за рафиниране (електрическо обезсоляване)
Суровият петрол съдържа соли, които са силно корозивни за технологичното оборудване. За отстраняването им маслото, идващо от резервоарите за суровини, се смесва с вода, в която са разтворени солите, и се подава към ELOU - електрическа инсталация за обезсоляване(фиг. 2). Процесът на обезсоляване се извършва в електрически дехидратори- цилиндрични устройства с монтирани вътре електроди. Под въздействието на ток с високо напрежение (25 kV или повече) сместа от вода и масло (емулсия) се разрушава, водата се събира на дъното на апарата и се изпомпва. За по-ефективно разрушаване на емулсията в суровините се въвеждат специални вещества - деемулгатори. Температура на процеса - 100-120°C.

Първично рафиниране на нефт
Обезсоленото масло от ELOU се подава към атмосферно-вакуумна дестилационна установка, която в руските рафинерии се обозначава със съкращението AVT - атмосферно-вакуумна тръба. Това име се дължи на факта, че нагряването на суровината преди разделянето й на фракции се извършва в намотки тръбни пещи(фиг. 6) поради топлината на изгаряне на горивото и топлината на димните газове.
AVT е разделен на два блока - атмосферна и вакуумна дестилация.

1. Атмосферна дестилация
Атмосферната дестилация (фиг. 3.4) е предназначена за избор леки нефтени фракции- бензин, керосин и дизел, кипящи до 360°C, чийто потенциален добив е 45-60% масло. Остатъкът от атмосферната дестилация е мазут.
Процесът се състои в разделяне на нагрятото в пещ масло на отделни фракции дестилационна колона- цилиндричен вертикален апарат, вътре в който има контактни устройства (плочи), през който парата се движи нагоре, а течността се движи надолу. Дестилационни колони с различни размери и конфигурации се използват в почти всички инсталации за рафиниране на нефт, броят на тарелките в тях варира от 20 до 60. Топлината се подава към дъното на колоната и топлината се отстранява от горната част на колоната и следователно температурата в апарата постепенно намалява отдолу нагоре. В резултат на това бензиновата фракция се отстранява от горната част на колоната под формата на пара, а парите на керосиновата и дизеловата фракция се кондензират в съответните части на колоната и се отстраняват, мазутът остава течен и се изпомпва от дъното на колоната.

2. Вакуумна дестилация
Вакуумната дестилация (фиг. 3,5,6) е предназначена за избор от мазут маслени дестилатив рафинерии с профил мазут или широка маслена фракция (вакуумен газьол)в рафинерия за горивен профил. Остатъкът от вакуумната дестилация е катран.
Необходимостта от подбор на маслените фракции под вакуум се дължи на факта, че при температури над 380°C започва термичното разлагане на въглеводородите (пукане), а точката на кипене на вакуумния газьол е 520°C или повече. Следователно дестилацията се извършва при остатъчно налягане от 40-60 mm Hg. чл., което ви позволява да намалите максимална температурав апарата до 360-380°C.
Вакуумът в колоната се създава с помощта на подходящо оборудване, като основните устройства са пара или течност ежектори(фиг. 7).

3. Стабилизация и вторична дестилация на бензин
Бензиновата фракция, получена в атмосферен агрегат, съдържа газове (главно пропан и бутан) в обем, надвишаващ изискванията за качество и не може да се използва нито като компонент на моторния бензин, нито като търговски бензин за права дестилация. В допълнение, процесите на рафиниране на нефт, насочени към увеличаване на октановото число на бензина и производство ароматни въглеводородиКато суровина се използват тесни бензинови фракции. Това обяснява включването на този процес в технологичната схема на нефтопреработката (фиг. 4), при която от бензиновата фракция се дестилират втечнени газове, като тя се дестилира на 2-5 тесни фракции на съответния брой колони.

Продуктите от първичната рафинация на нефт се охлаждат топлообменници, при които топлината се предава на студени суровини, подадени за преработка, поради което се спестява технологично гориво, в хладилници за вода и въздухи са свалени от производство. Подобна схема на топлообмен се използва и в други рафинерийни блокове.

Съвременните инсталации за първична обработка често са комбинирани и могат да включват горните процеси в различни конфигурации. Капацитетът на такива инсталации варира от 3 до 6 милиона тона суров нефт годишно.
Във фабриките се изграждат няколко единици за първична обработка, за да се избегне пълно спиране на завода, когато един от блоковете бъде изведен за ремонт.

Първични нефтопродукти

*) - n.k. - начало на кипене
**) - к.к. - край на варенето

Снимки на инсталации за първична преработка с различни конфигурации

Фиг.5. Инсталация за вакуумна дестилация с капацитет от 1,5 милиона тона годишно в петролната рафинерия в Туркменбаши, проектирана от Uhde.	Ориз. 6. Установка за вакуумна дестилация с капацитет 1,6 млн. тона годишно в рафинерия ЛУКОЙЛ-ПНОС. На преден план е тръбна печка (жълта).	Фиг.7. Оборудване за създаване на вакуум от Graham. Виждат се три ежектора, в които постъпват пари от горната част на колоната.

Сергей Пронин

Съвременното рафиниране на нефт се характеризира с многоетапно производство на висококачествени продукти. В много случаи наред с основните процеси се извършват и подготвителни и заключителни процеси. Подготвителните технологични процеси включват: 1. обезсоляване на нефта преди рафиниране 2. отделяне на фракции с тесни интервали на кипене от дестилати с широк фракционен състав; 3. Хидроочистване на бензинови фракции преди техния каталитичен реформинг; 4. хидродесулфуриране на газьол, изпратен за каталитичен крекинг; 5. деасфалтиране на гудрони; 6. Хидроочистване на керосинов дестилат преди абсорбционното му отделяне и др.

Етап 2, Етап 1 Първична обработка Етап 3 Рециклиранереформинг Обезсоляване Разделяне на фракции крекинг Етап 4 Пречистване на петролни продукти Хидротретиране Селективно пречистване на разтворители депарафинизиране Хидротретиране

Етап 1: Обезсоляване на масло Производственият цикъл започва с ELOU. Това съкращение означава „електрическа инсталация за обезсоляване“. Обезсоляването започва с вземане на масло от фабричния резервоар и смесване с промивна вода, деемулгатори и основи (ако суровото масло съдържа киселини). След това сместа се нагрява до 80-120 °C и се подава в електрически дехидратор. В електрически хидрататор под влияние електрическо полеи температурата на водата и разтворената в нея неорганични съединенияотделено от маслото. Изискванията към процеса на обезсоляване са строги: в маслото не трябва да остават повече от 3 - 4 mg/l соли и около 0,1% вода. Ето защо най-често в производството се използва двуетапен процес, като след първия маслото постъпва във втория електрически дехидратор. След това маслото се счита за подходящо за по-нататъшна обработка и се изпраща за първична дестилация.

Етап 2: Първична дестилация на петрол и вторична дестилация на бензинови дестилати Инсталациите за първична рафинация на нефт са в основата на всички технологични процеси на петролните рафинерии. Качеството и добивите на получените горивни компоненти, както и суровините за вторични и други процеси на рафиниране на нефт, зависят от работата на тези инсталации.

Етап 2: Първична дестилация на петрол и вторична дестилация на бензинови дестилати В промишлената практика маслото се разделя на фракции, които се различават по температурните граници на точката на кипене: втечнен газ бензин (автомобилен и авиационен) реактивно гориво керосин дизелово гориво(дизелово гориво), мазут От мазута се произвеждат: парафин, битум, течно котелно гориво, масла.

Етап 2: Дестилация на нефт Значението на процеса на дестилация на нефт е просто. Както всички други съединения, всеки течен нефтен въглеводород има своя собствена точка на кипене, тоест температурата, над която се изпарява. Точката на кипене се повишава с увеличаване на броя на въглеродните атоми в молекулата. Например бензенът C6H6 кипи при 80,1 °C, а толуенът C7H8 кипи при 110,6 °C.

Етап 2: Дестилация на масло Например, ако поставите масло в дестилационно устройство, което се нарича дестилационен куб, и започнете да го нагрявате, тогава веднага щом температурата на течността надвиши 80 ° C, целият бензен ще се изпари от него, и с него други въглеводороди с подобни точки на кипене. По този начин от маслото се отделя фракцията от началото на кипене до 80 ° C или не. к. - 80 °C, както обикновено се пише в литературата за рафиниране на нефт. Ако продължите да нагрявате и повишите температурата в куба с още 25 ° C, тогава от маслото ще се отдели следващата фракция - C 7 въглеводороди, които кипят в диапазона 80 -105 ° C. И така нататък до температура от 350 °C. Не е желателно да се повишава температурата над тази граница, тъй като останалите въглеводороди съдържат нестабилни съединения, които при нагряване смоляват маслото, разлагат се до въглерод и могат да коксуват и да запушат цялото оборудване със смола.

Етап 2: Първична дестилация на нефт и вторична дестилация на бензинови дестилати Разделянето на нефта на фракции се извършва в първични дестилационни агрегати на нефт чрез процеси на нагряване, дестилация, ректификация, кондензация и охлаждане. Директната дестилация се извършва при атмосферно или леко повишено налягане, а остатъците се извършват под вакуум. Атмосферните (AT) и вакуумните тръбни инсталации (VT) се изграждат отделно една от друга или се комбинират като част от една инсталация (AVT).

Етап 2: Първична дестилация на петрол и вторична дестилация на бензинови дестилати В съвременните петролни рафинерии вместо фракционна дестилация в периодично работещи дестилационни казани се използват дестилационни колони. Над куба, в който се загрява маслото, е прикрепен висок цилиндър, преграден с много дестилационни плочи. Тяхната конструкция е такава, че издигащите се пари на петролни продукти могат частично да кондензират, да се събират върху тези плочи и, когато течната фаза се натрупва върху плочата, да се оттича надолу през специални дренажни устройства. В същото време, парообразните продукти продължават да бълбукат през слоя течност на всяка плоча.

Етап 2: Първична дестилация на масло и вторична дестилация на бензинови дестилати. Температурата в дестилационната колона намалява от дъното до последната, горна плоча. Ако в куба е 380 °C, тогава на горната плоча не трябва да е по-висока от 35 -40 °C, за да се кондензира и да не се загубят всички C5 въглеводороди, без които не може да се приготви търговски бензин. От горната част на колоната излизат некондензирани въглеводородни газове C 1 -C 4. Всичко, което може да кондензира, остава върху плочите. По този начин е достатъчно да се направят кранове на различни височини, за да се получат фракции от дестилация на масло, всяка от които кипи в определени температурни граници. Фракцията има своя специфична цел и в зависимост от нея може да бъде широка или тясна, т.е. да кипи в диапазона от двеста или двадесет градуса.

Етап 2: Първична дестилация на петрол и вторична дестилация на бензинови дестилати Съвременните петролни рафинерии обикновено работят с атмосферни тръби или атмосферно-вакуумни тръби с капацитет от 6 - 8 милиона тона рафинирано масло годишно. Обикновено един завод има две или три такива инсталации. Първата атмосферна колона е структура с диаметър около 7 метра в долната част и 5 метра в горната част. Височината на колоната е 51 метра. По същество това са два цилиндъра, подредени един върху друг. Други колони са хладилници-кондензатори, фурни и топлообменници

Етап 2: Първична дестилация на нефт и вторична дестилация на бензинови дестилати От гледна точка на разходите, колкото по-широки са крайните фракции, толкова по-евтини са те. Следователно петролът първоначално се дестилира в широки фракции: бензинова фракция (директен бензин, 40 -50 -140 -150 °C). фракция на реактивното гориво (140 -240 °C), дизел (240 -350 °C). остатъкът от дестилацията на петрола е мазут.В момента дестилационните колони разделят петрола на по-тесни фракции. И колкото по-тесни искат да станат фракциите, толкова по-високи трябва да бъдат колоните. Колкото повече плочи трябва да има, толкова повече пъти едни и същи молекули трябва, издигайки се от плоча на плоча, да преминат от газовата фаза в течната фаза и обратно. Това изисква енергия. Подава се към куба на колоната под формата на пара или димни газове.

Етап 3: крекинг на петролни фракции В допълнение към обезсоляването, дехидратацията и директната дестилация, много нефтени заводи имат друга преработвателна операция - вторична дестилация. Целта на тази технология е да се получат тесни фракции масло за последваща преработка. Продукти вторична дестилацияОбикновено те са бензинови фракции, използвани за производството на автомобилни и авиационни горива, както и като суровини за последващо производство на ароматни въглеводороди - бензен, толуен и др.

Етап 3: крекинг на петролни фракции. Типичните вторични дестилационни агрегати, както на външен вид, така и на принцип на работа, са много подобни на атмосферните тръбни агрегати, само размерите им са много по-малки. Вторичната дестилация завършва първия етап от рафинирането на нефта: от обезсоляване до получаване на тесни фракции. На етап 3 от рафинирането на нефт, за разлика от физически процесипри дестилация настъпват дълбоки химични трансформации.

Етап 3: термичен крекинг на нефтени фракции Една от най-разпространените технологии на този цикъл е крекингът (от английска думакрекинг - разцепване) Крекингът е реакция на разцепване на въглеродния скелет на големи молекули при нагряване и в присъствието на катализатори. По време на термичен крекинг настъпват сложни рекомбинации на фрагменти от разбити молекули с образуването на по-леки въглеводороди. Под въздействието на висока температура дългите молекули, например C 20 алкани, се разделят на по-къси - от C 2 до C 18. (Въглеводородите C 8 - C 10 са бензиновата фракция, C 15 е дизеловата фракция) Циклизация и протичат и реакции на изомеризация на нефтени въглеводороди

Етап 3: термичен крекинг на петролни фракции Технологиите за крекинг позволяват да се увеличи добивът на леки петролни продукти от 40 -45% до 55 -60%. От тези петролни продукти се произвеждат бензин, керосин, дизелово гориво (слънчево).

Етап 3: каталитичен крекинг на петролни фракции Каталитичният крекинг е открит през 30-те години на 20 век. , когато забелязахме, че контактът с някои естествени алумосиликати се променя химичен съставпродукти за термичен крекинг. Допълнителни изследвания доведоха до два важни резултата: 1. установен е механизмът на каталитичните трансформации; 2. разбра, че е необходимо специално да се синтезират зеолитни катализатори, а не да се търсят в природата.

Етап 3: каталитичен крекинг на петролни фракции Механизъм на каталитичен крекинг: катализаторът сорбира върху себе си молекули, които могат доста лесно да се дехидрогенират, т.е. да отделят водород; образуваните в този случай ненаситени въглеводороди, които имат повишен адсорбционен капацитет, влизат в контакт с активните центрове на катализатора; тъй като концентрацията на ненаситени съединения се увеличава, настъпва тяхната полимеризация, появяват се смоли - предшествениците на кокса, а след това и самия кокс;

Етап 3: каталитичен крекинг на петролни фракции, освободеният водород участва активно в други реакции, по-специално хидрокрекинг, изомеризация и др., В резултат на което продуктът на крекинг се обогатява не само с леки въглеводороди, но и с висококачествени такива - изоалкани, арени, алкиларени с точки на кипене 80 - 195 ° C (това е широката бензинова фракция, за която се извършва каталитичен крекинг на тежки суровини).

Етап 3: каталитичен крекинг на петролни фракции Типични параметри на каталитичен крекинг при работа с вакуум дестилат (fr. 350 - 500 °C): температура 450 - 480 °C налягане 0,14 - 0,18 MPa. Средният капацитет на съвременните инсталации е от 1,5 до 2,5 милиона тона, но във фабриките на водещите световни компании има инсталации с капацитет от 4,0 милиона тона. В резултат на това се получават въглеводородни газове (20%), бензинова фракция (50%) и дизелова фракция (20%). Останалото идва от тежък газьол или остатък от крекинг, кокс и загуби.

Етап 3: каталитичен крекинг на петролни фракции Микросферичните крекинг катализатори осигуряват висок добив на леки петролни продукти (68–71 тегл.%), в зависимост от марката на катализатора.

Реакторна установка за каталитичен крекинг, използваща технология на Exxon. Мобил. От дясната страна е реакторът, вляво от него е регенераторът.

Етап 3: Реформинг - (от англ. reforming - преработвам, подобрявам) промишленият процес на преработка на бензинови и нафтови фракции от петрол с цел получаване на висококачествени бензини и ароматни въглеводороди. До 30-те години на 20 век реформингът е вид термичен крекинг и се извършва при 540 o. C за производство на бензин с октаново число 70 -72.

Етап 3: Реформиране От 40-те години реформирането е каталитичен процес, научна основакойто е разработен от N.D. Zelinsky, както и V.I. Karzhev, B.L. Moldavsky. Този процес е извършен за първи път през 1940 г. в САЩ. Извършва се в промишлена инсталация с нагревателна пещ и най-малко 3-4 реактора при температура 350-520 o. С, в присъствието на различни катализатори: платинови и полиметални, съдържащи платина, рений, иридий, германий и др.

Етап 3: Реформирането се извършва под високо наляганеводород, който циркулира през нагревателната пещ и реакторите. Тези каталитични трансформации позволяват дехидрогенирането на нафтенови въглеводороди в ароматни. В същото време настъпва дехидрогениране на алкани в съответните алкени, последните се циклизират незабавно в циклоалкани, а дехидрогенирането на циклоалкани в арени става с още по-голяма скорост. По този начин, в процеса на ароматизиране, типична трансформация е следната: n-хептан n-хептен метилциклохексан толуен. В резултат на риформинг на бензинови фракции от нефт се получават 80-85% бензин с октаново число 90-95, 1-2% водород и останалата част от газообразни въглеводороди

Етап 4: Хидротретиране – пречистване на петролни продукти от органични серни, азотни и кислородни съединения с помощта на водородни молекули. В резултат на хидроочистването се повишава качеството на петролните продукти, намалява корозията на оборудването и замърсяването на въздуха. Процесът на хидротретиране стана много голямо значениепоради включването в преработката на големи количества сяра и високосерни (повече от 1,9% сяра) видове петрол.

Етап 4: Хидротретиране При обработка на нефтопродукти на хидрогениращи катализатори с използване на алуминиеви, кобалтови и молибденови съединения при налягане 4 - 5 MPa и температура 380 - 420 ° C. случват се няколко неща химична реакция: Водородът се свързва със сярата, за да образува сероводород (H 2 S). Някои азотни съединения се превръщат в амоняк. Всички метали, съдържащи се в маслото, се отлагат върху катализатора. Някои олефини и ароматни въглеводороди са наситени с водород; В допълнение, нафтените претърпяват до известна степен хидрокрекинг и се образуват някои метан, етан, пропан и бутани.

Етап 4: Хидротретиране Сероводород в нормални условияе в газообразно състояние и се отделя от него при нагряване на нефтения продукт. Той се абсорбира от вода в колони за обратен хладник и след това се превръща или в елементарна сяра, или в концентрирана сярна киселина. Съдържанието на сяра, особено в леките петролни продукти, може да бъде намалено до части на хиляда. Защо да доведете съдържанието на органосерни примеси в бензина до толкова строг стандарт? Всичко е въпрос на последваща употреба. Известно е например, че колкото по-строг е режимът на каталитичен реформинг, толкова по-висок е добивът на високооктанов бензин за дадено октаново число или толкова по-високо е октановото число за даден каталитичен добив. В резултат на това се увеличава добивът на „октанови тонове“ - това е името, дадено на продукта от количеството реформинг катализатор или друг компонент и неговото октаново число.

Етап 4: Хидротретиране Нефтопреработвателите са загрижени основно за увеличаване на октановите тонове продукт в сравнение със суровините.Поради това те се опитват да затегнат всички вторични процеси на нефтопреработка. При реформинг твърдостта се определя чрез намаляване на налягането и повишаване на температурата. В същото време реакциите на ароматизиране протичат по-пълно и бързо. Но увеличаването на твърдостта е ограничено от стабилността на катализатора и неговата активност.

Етап 4: Хидротретиране Сярата, като каталитична отрова, отравя катализатора, тъй като се натрупва върху него. Оттук е ясно: колкото по-малко е в суровината, толкова по-дълго ще бъде активен катализаторът с увеличаване на твърдостта. Както в правилото за ливъридж: ако загубите на етапа на пречистване, ще спечелите на етапа на реформиране. Обикновено не цялата дизелова фракция, например, се подлага на хидроочистка, а само част от нея, тъй като този процес е доста скъп. Освен това има още един недостатък: тази операция практически не променя въглеводородния състав на фракциите.

Етап 4: СЕЛЕКТИВНО ПРЕЧИСТВАНЕ на нефтопродукти. извършва се чрез извличане на вредни примеси от маслените фракции с разтворители за подобряване на техните физикохимични и експлоатационни характеристики; един от основните технологични процеси за производство на смазочни масла от петролна суровина. Селективното пречистване се основава на способността на полярните разтворители селективно (избирателно) да разтварят полярни или поляризуеми компоненти на суровините - полициклични ароматни въглеводороди и високомолекулни смолисти-асфалтенови вещества.

Маслото е минерал, който представлява неразтворима във вода маслена течност, която може да бъде почти безцветна или тъмнокафява. Свойствата и методите на рафиниране на петрола зависят от процентното съдържание на предимно въглеводороди в неговия състав, което варира в различните полета.

Така в Соснинското поле (Сибир) алканите (парафиновата група) заемат дял от 52 процента, циклоалканите - около 36%, ароматните въглеводороди - 12 процента. И например в Ромашкинското поле (Татарстан) делът на алканите и ароматните въглероди е по-висок - съответно 55 и 18 процента, докато циклоалканите имат дял от 25 процента. В допълнение към въглеводородите тези суровини могат да включват серни и азотни съединения, минерални примеси и др.

За първи път петролът е "рафиниран" през 1745 г. в Русия

Този природен ресурс не се използва в суров вид. За да се получат технически ценни продукти (разтворители, моторни горива, компоненти за химическо производство), нефтът се преработва чрез първични или вторични методи. Опити за преобразуване на тази суровина са правени още в средата на ХVІІІ век, когато освен свещите и факлите, използвани от населението, в светилниците на редица църкви е използвано „гарнирно масло“, което е смес растително маслои рафинирано масло.

Опции за пречистване на маслото

Рафинирането често не е включено директно в процесите на рафиниране на петрол. Това е по-скоро предварителен етап, който може да се състои от:

Химическо рафиниране, когато маслото е изложено на олеум и концентрирана сярна киселина. Това премахва ароматните и ненаситени въглеводороди.

Адсорбционно почистване. Тук катраните и киселините могат да бъдат отстранени от петролните продукти чрез обработка с горещ въздух или чрез преминаване на маслото през адсорбент.

Каталитично пречистване – леко хидрогениране за отстраняване на азотни и серни съединения.

Физико-химично почистване. В този случай излишните компоненти се освобождават селективно с помощта на разтворители. Например полярният разтворител фенол се използва за отстраняване на азотни и серни съединения, а неполярните разтворители - бутан и пропан - отделят катрани, ароматни въглеводороди и др.

Без химически промени...

Рафинирането на нефт чрез първични процеси не включва химически трансформации на суровината. Тук минералът е просто разделен на съставните си компоненти. Първото устройство за дестилация на масло е изобретено през 1823 г Руска империя. Братята Дубинин се досетиха да поставят котела в нагрята пещ, откъдето тръба премина през варел с студена водав празен контейнер. В котела на пещта маслото се нагрява, преминава през „хладилника“ и се утаява.

Съвременни методи за приготвяне на суровини

Днес в петролните рафинерии технологията за рафиниране на петрол започва с допълнително пречистване, по време на което продуктът се дехидратира с помощта на устройства ELOU (електрически обезсоляващи агрегати), освобождава се от механични примеси и леки въглехидрати (C1 - C4). След това суровината може да бъде изпратена за атмосферна дестилация или вакуумна дестилация. В първия случай принципът на работа на фабричното оборудване наподобява този, използван през 1823 г.

Само самият нефтопреработвателен завод изглежда различно. Фирмата разполага с пещи с размерите на къщи без прозорци, изработени от най-добрите огнеупорни тухли. Вътре в тях има много километри тръби, в които маслото се движи с висока скорост (2 метра в секунда) и се нагрява до 300-325 C с пламък от голяма дюза (при по-високи температури въглеводородите просто се разлагат). Тръбата за кондензация и охлаждане на парите днес е заменена от дестилационни колони (могат да бъдат с височина до 40 метра), където парите се отделят и кондензират, а за получаване на получените продукти се изграждат цели градове от различни резервоари.

Какво е материален баланс?

Нефтопреработката в Русия дава различни материални баланси при атмосферна дестилация на суровини от едно или друго находище. Това означава, че продукцията може да бъде в различни пропорции за различни фракции - бензин, керосин, дизел, мазут, свързан газ.

Например за западносибирския нефт добивът и загубите на газ са по един процент, съответно бензиновите фракции (освободени при температури от около 62 до 180 ° C) заемат дял от около 19%, керосинът - около 9,5%, дизеловата фракция - 19 % , мазут - почти 50 процента (отделя се при температури от 240 до 350 градуса). Получените материали почти винаги подлежат на допълнителна обработка, тъй като не отговарят на експлоатационните изисквания за същите машинни двигатели.

Производство с по-малко отпадъци

Вакуумното рафиниране на масло се основава на принципа на кипене на вещества при по-ниска температура, когато налягането намалява. Например, някои въглеводороди в масло кипят само при 450 C (атмосферно налягане), но могат да бъдат накарани да кипят при 325 C, ако налягането се понижи. Вакуумната обработка на суровините се извършва в ротационни вакуумни изпарители, които увеличават скоростта на дестилация и позволяват да се получат церезини, парафини, гориво, масла от мазут и след това да се използва тежкият остатък (катран) за производството на битум. Вакуумната дестилация, в сравнение с атмосферната обработка, произвежда по-малко отпадъци.

Рециклирането ни позволява да получим висококачествен бензин

Процесът на вторично рафиниране на петрол е изобретен, за да се получи повече моторно гориво от същата суровина чрез въздействие върху молекулите на петролните въглеводороди, които придобиват формули, по-подходящи за окисляване. Рециклирането включва различни видоветака наречения „крекинг“, включително хидрокрекинг, термични и каталитични опции. Този процес също първоначално е изобретен в Русия през 1891 г. от инженер В. Шухов. Това включва разграждането на въглеводородите до форми с по-малко въглеродни атоми на молекула.

Обработка на нефт и газ при 600 градуса по Целзий

Принципът на работа на крекинг инсталациите е приблизително същият като този на инсталациите с атмосферно налягане във вакуумното производство. Но тук преработката на суровините, която най-често е представена от мазут, се извършва при температури, близки до 600 С. Под това въздействие въглеводородите, които съставляват мазутната маса, се разпадат на по-малки, които съставляват същият керосин или бензин. Термичният крекинг се основава на обработка високи температурии произвежда бензин с голям брой примеси, каталитичен - също чрез термична обработка, но с добавяне на катализатори (например специален глинен прах), което ви позволява да получите повече бензин с добро качество.

Хидрокрекинг: основни видове

Производството и рафинирането на нефт днес може да включва различни видове хидрокрекинг, което е комбинация от процеси на хидротретиране, разделяне на големи въглеводородни молекули на по-малки и насищане на ненаситени въглеводороди с водород. Хидрокрекингът може да бъде лек (налягане 5 МРа, температура около 400 С, използва се един реактор, получават се предимно дизелово гориво и материал за каталитичен крекинг) и твърд (налягане 10 МРа, температура около 400 С, няколко реактора, дизел, бензин и керосин се получават фракции). Каталитичният хидрокрекинг позволява получаването на редица масла с висок коефициент на вискозитет и ниско съдържание на ароматни и серни въглеводороди.

Рециклирането на петрол, в допълнение, може да използва следните технологични процеси:

Висбрекинг. В този случай, при температури до 500 C и налягания от половин до три MPa, вторични асфалтени, въглеводородни газове и бензин се получават от суровината чрез разделяне на парафини и нафтени.

Коксуването на тежки нефтени остатъци е дълбоко рафиниране на нефт, когато суровината се обработва при температури, близки до 500 C под налягане от 0,65 MPa, за да се получат компоненти на газьол и нефтен кокс. Етапите на процеса завършват с „коксов кейк“, предшестван (в обратен ред) от уплътняване, поликондензация, ароматизация, циклизация, дехидрогениране и крекинг. Освен това продуктът трябва да бъде изсушен и калциниран.

Реформиране. Този методпреработката на петролни продукти е изобретена в Русия през 1911 г. от инженер Н. Зелински. Днес каталитичният реформинг се използва за получаване на висококачествени ароматни въглеводороди и бензини, както и водородсъдържащ газ от нафта и бензинови фракции за последваща обработка в хидрокрекинг.

Изомеризация. Рафинирането на нефт и газ в този случай включва получаване на изомер от химическо съединение поради промени във въглеродния скелет на веществото. По този начин високооктановите компоненти се изолират от нискооктановите компоненти на маслото, за да се получи търговски бензин.

Алкилиране. Този процес се основава на включването на алкилови заместители в органична молекула. По този начин компонентите за високооктановия бензин се получават от ненаситени въглеводородни газове.

Стремеж към европейски стандарти

Технологията за преработка на нефт и газ в рафинериите непрекъснато се подобрява. По този начин в местните предприятия се наблюдава повишаване на ефективността на обработката на суровините по отношение на следните параметри: дълбочина на обработка, увеличаване на селекцията на леки петролни продукти, намаляване невъзстановими загубиПлановете на заводите за 10-20-те години на XXI век включват по-нататъшно увеличаване на дълбочината на обработка (до 88%), подобряване на качеството на продуктите до европейските стандарти и намаляване на техногенното въздействие върху заобикаляща среда.

Въведение

I. Първична нефтопреработка

1. Вторична дестилация на бензинови и дизелови фракции

1.1 Вторична дестилация на бензинова фракция

1.2 Вторична дестилация на дизеловата фракция

II. Термични процеси на нефтопреработващата технология

2. Теоретична основаконтрол на забавеното коксуване и процесите на коксуване в охлаждащия слой

2.1 Процеси на забавено коксуване

2.2 Коксуване в слоя на охлаждащата течност

III. Технологии на термокаталитични и термохидрокаталитични процеси

рафиниране на нефт

3. Хидроочистване на керосинови фракции

IV. Технологии за преработка на газ

4. Преработка на рафинерийни газове - абсорбционно-газофракциониращи установки (AGFU) и газофракциониращи установки (GFC)

4.1 Инсталации за газофракциониране (GFU)

4.2 Абсорбционно-газови фракциониращи агрегати (AGFU)

Заключение

Библиография

Въведение

Петролната индустрия днес е голям национален икономически комплекс, който живее и се развива според собствените си закони. Какво означава масло днес? Национална икономикадържави? Това са: суровини за нефтохимията при производството на синтетичен каучук, алкохоли, полиетилен, полипропилен, широка гама от различни пластмаси и готови продукти от тях, изкуствени тъкани; източник за производство на моторни горива (бензин, керосин, дизелово и реактивно гориво), масла и смазочни материали, както и котелно и пещно гориво (мазут), строителни материали(битум, катран, асфалт); суровини за производството на редица протеинови препарати, използвани като добавки към храната на добитъка за стимулиране на растежа му.

В момента петролната индустрия Руска федерациязаема 3-то място в света. Руският петролен комплекс включва 148 хиляди петролни кладенци, 48,3 хиляди километра магистрални нефтопроводи, 28 петролни рафинерии с общ капацитет над 300 милиона тона нефт годишно, както и голям брой други производствени съоръжения.

В предприятията нефтена индустрияи в обслужващите го индустрии работят около 900 хиляди работници, включително около 20 хиляди души в областта на науката и научните услуги.

Индустриален органична химияе преминала през дълъг и труден път на развитие, по време на който суровинната му база се е променила драстично. Започвайки с преработката на растителни и животински суровини, след това се трансформира във въглищна или коксохимия (рециклиране на отпадъци от коксуващи се въглища), за да се превърне в крайна сметка в модерна нефтохимия, която отдавна вече не се задоволява само с отпадъци от рафиниране на нефт. За успешното и независимо функциониране на основната си индустрия - тежък, т.е. мащабен, органичен синтез, е разработен процесът на пиролиза, около който се основават съвременните олефини. нефтохимически комплекси. Те основно получават и след това обработват нисши олефини и диолефини. Суровинната база за пиролиза може да варира от свързани газове до нафта, газьол и дори суров нефт. Първоначално предназначен само за производство на етилен, процесът сега е и широкомащабен доставчик на пропилен, бутадиен, бензен и други продукти.

Петролът е нашето национално богатство, източникът на силата на страната, основата на нейната икономика.

технология за преработка на нефт газ

аз . Първично рафиниране на нефт

1. Вторична дестилация на бензинови и дизелови фракции

Вторична дестилация -разделяне на фракциите, получени по време на първичната дестилация, на по-тесни части, всяка от които след това се използва за собствена цел.

В рафинерията на вторична дестилация се подлагат широката бензинова фракция, дизеловата фракция (при получаване на суровини от блока за екстракция на адсорбционен парафин), маслените фракции и др. Процесът се осъществява в отделни инсталации или блокове, които са част от инсталациите АТ и АВТ.

Дестилацията на петрол - процесът на разделянето му на фракции въз основа на точките на кипене (оттук и терминът "фракциониране") - е в основата на рафинирането на петрол и производството на моторни горива, смазочни масла и различни други ценни химически продукти. Първичната дестилация на масло е първият етап от изучаването на неговия химичен състав.

Основните фракции, изолирани по време на първичната дестилация на масло:

1. Бензинова фракция– маслена фракция с точка на кипене от пр.н.е. (точка на кипене, индивидуална за всяко масло) до 150-205 0 C (в зависимост от технологичната цел на производството на автомобилни, авиационни или други специални бензини).

Тази фракция е смес от алкани, нафтени и ароматни въглеводороди. Всички тези въглеводороди съдържат от 5 до 10 С атома.

2. Керосин фракция– маслена фракция с точка на кипене от 150-180 0 С до 270-280 0 С. Тази фракция съдържа C10-C15 въглеводороди.

Използва се като моторно гориво (тракторен керосин, компонент на дизеловото гориво), за битови нужди (осветителен керосин) и др.

3. Фракция газьол– точка на кипене от 270-280 0 С до 320-350 0 С. Тази фракция съдържа C14-C20 въглеводороди. Използва се като дизелово гориво.

4. Мазут– остатъкът след дестилацията на изброените по-горе фракции с точка на кипене над 320-350 0 С.

Мазутът може да се използва като котелно гориво или да се подложи на допълнителна обработка - или дестилация при понижено налягане (във вакуум) с подбор на нефтени фракции или широка фракция на вакуумен газьол (от своя страна, служещ като суровина за каталитичен крекинг за получаване на високооктанов компонент на бензина), или крекинг.

5. Катран- почти твърд остатък след дестилация на нефтени фракции от мазут. От него се получават така наречените остатъчни масла и битум, от които чрез окисляване се получава асфалт, използван при строителството на пътища и др. От катран и други остатъци от вторичен произход коксът може да се получи чрез коксуване, използван в металургичната промишленост.

1 .1 Вторична дестилация на бензинова фракция

Вторичната дестилация на бензинов дестилат е или независим процес, или е част от комбинирана инсталация в петролна рафинерия. В съвременните фабрики инсталациите за вторична дестилация на бензинов дестилат са предназначени за получаване на тесни фракции от него. Тези фракции впоследствие се използват като суровина за каталитичен реформинг - процес, който води до производството на отделни ароматни въглеводороди - бензен, толуен, ксилени или бензин с по-високо октаново число. При производството на ароматни въглеводороди първоначалният бензинов дестилат се разделя на фракции с точки на кипене: 62-85 ° C (бензен), 85-115 (120) ° C (толуен) и 115 (120) -140 ° C (ксилен). ).

Бензиновата фракция се използва за производството на различни видове моторно гориво. Това е смес от различни въглеводороди, включително прави и разклонени алкани. Характеристиките на горене на алканите с права верига не са идеално подходящи за двигатели с вътрешно горене. Следователно, бензиновата фракция често се подлага на термично реформиране, за да се превърнат неразклонените молекули в разклонени. Преди употреба тази фракция обикновено се смесва с разклонени алкани, циклоалкани и ароматни съединения, получени от други фракции чрез каталитичен крекинг или реформинг.

Качеството на бензина като моторно гориво се определя от неговото октаново число. Той показва обемния процент на 2,2,4-триметилпентан (изооктан) в смес от 2,2,4-триметилпентан и хептан (алкан с права верига), който има същите детонационни характеристики при горене като изпитвания бензин.

Лошото моторно гориво има октаново число нула, а доброто гориво е октаново число 100. Октановото число на бензиновата фракция, получена от суров нефт, обикновено не надвишава 60. Горивните характеристики на бензина се подобряват чрез добавяне на антидетонационна добавка, което е тетраетил олово (IV). , Pb(C 2 H 5) 4. Тетраетилолово е безцветна течност, която се получава чрез нагряване на хлороетан със сплав от натрий и олово:

При изгаряне на бензин, съдържащ тази добавка, се образуват частици олово и оловен (II) оксид. Те забавят определени етапи на изгаряне на бензиновото гориво и по този начин предотвратяват неговата детонация. Заедно с тетраетилолово към бензина се добавя и 1,2-дибромоетан. Той реагира с олово и олово (II), за да образува оловен (II) бромид. Тъй като оловният (II) бромид е летливо съединение, той се отстранява от изгорелите газове на автомобилния двигател. Бензиновият дестилат с широк фракционен състав, например от началната точка на кипене до 180 ° C, се изпомпва през топлообменници и се подава в първата намотка на пещта и след това в дестилационната колона. Основният продукт на тази колона е n фракцията. температура - 85 °C, преминавайки през въздушноохладителен апарат и хладилник, постъпва в приемника. Част от кондензата се изпомпва като напояване към горната част на колоната, а останалата част се подава към друга колона. Топлината се подава към долната част на колоната чрез циркулиращ обратен хладник (фракция 85-180 °C), изпомпва се през втората намотка на пещта и се подава към дъното на колоната.Остатъкът от дъното на колоната се изпраща чрез помпа към друга колона.

Парите от горната фракция, напускаща горната част на колоната (n.c. - 62 °C), се кондензират в апарат за въздушно охлаждане; Кондензатът, охладен във воден охладител, се събира в приемника. Оттук кондензатът се изпраща с помпа към резервоара, а част от фракцията служи за напояване на колоната. Остатъчният продукт - фракцията 62-85 °C - при излизане от колоната отдолу се насочва с помпа през топлообменник и хладилници в резервоара. Като горен продукт на колоната се получава фракция 85-120 °C, която след преминаване през апарата постъпва в приемника. Част от кондензата се връща в горната част на колоната като напояване, а останалото количество се отстранява от инсталацията чрез помпа в резервоара.

Руската федерация е един от световните лидери в производството и производството на петрол. В държавата има повече от 50 предприятия, чиито основни задачи са рафинирането на нефт и нефтохимията. Сред тях са Kirishi NOS, Omsk Oil Refinery, Lukoil-NORSI, RNA, YaroslavNOS и така нататък.

На този моментповечето от тях са свързани с известни петролни и газови компании като Роснефт, Лукойл, Газпром и Сургутнефтегаз. Срокът на експлоатация на такова производство е около 3 години.

Основни рафинирани продукти– това е бензин, керосин и дизелово гориво. Сега повече от 90% от цялото добито черно злато се използва за производство на гориво: авиационно, реактивно, дизелово, пещно, котелно гориво, както и смазочни масла и суровини за бъдеща химическа обработка.

Технология за рафиниране на нефт

Технологията за рафиниране на нефт се състои от няколко етапа:

• разделяне на продуктите на фракции, които се различават по точка на кипене;


• обработка на тези асоциации с помощта на химически съединения и производство на търговски нефтопродукти;


• смесване на компоненти с помощта на различни смеси.

Клонът на науката, посветен на преработката на горими минерали, е нефтохимията. Тя изучава процесите на получаване на продукти от черно злато и крайното химическо производство. Те включват алкохол, алдехид, амоняк, водород, киселина, кетон и други подобни. Днес само 10% от добития нефт служи като суровина за нефтохимикали.

Основни процеси на нефтопреработка

Процесите на рафиниране на нефт се разделят на първични и вторични. Първите не предполагат химическа промяна на черното злато, но осигуряват физическото му разделяне на фракции. Задачата на последния е да увеличи обема на произведеното гориво. Те насърчават химическата трансформация на въглеводородни молекули, които са част от маслото, в по-прости съединения.

Първичните процеси протичат на три етапа. Първоначалният е подготовката на черното злато. Подлага се на допълнително пречистване от механични примеси, а леките газове и вода се отстраняват с помощта на модерно електрическо обезсоляващо оборудване.

Това е последвано от атмосферна дестилация. Маслото се придвижва към дестилационна колона, където се разделя на фракции: бензин, керосин, дизел и накрая на мазут. Качеството на продуктите на този етап на преработка не отговаря на търговските характеристики, поради което фракциите се подлагат на вторична обработка.

Вторичните процеси могат да бъдат разделени на няколко вида:

• задълбочаване (каталитичен и термичен крекинг, висбрекинг, бавно коксуване, хидрокрекинг, производство на битум и др.);


• рафиниране (риформинг, хидротретиране, изомеризация и др.);


• други операции за производство на нефт и ароматни въглеводороди и алкилиране.

Реформинг се използва за бензиновата фракция. В резултат на това се насища с ароматни смеси. Добитите суровини се използват като елемент за производство на бензин.

Каталитичният крекинг служи за разграждане на тежки газови молекули, които след това се използват за освобождаване на гориво.

Хидрокрекингът е метод за разделяне на газови молекули в излишък от водород. В резултат на този процес се получават дизелово гориво и елементи за бензин.

Коксуването е операция за извличане на петролни коксове от тежката фракция и остатъците от вторичния процес.

Хидрокрекинг, хидрогениране, хидротретиране, хидродеароматизация, хидродепарафинизация - това са всички процеси на хидрогениране в нефтопреработката. Тяхната отличителна характеристика е, че извършват каталитични трансформации в присъствието на водород или газ, който съдържа вода.

Съвременни инсталации за основно промишлена обработкамаслата често се комбинират и могат да извършват някои вторични процеси в различни обеми.

Оборудване за рафиниране на нефт

Оборудването за рафиниране на нефт е:

• генератори;


• резервоари;


• филтри;


• течни и газови нагреватели;


• инсинератори (устройства за термично изхвърляне на отпадъци);


• факелни системи;


• газови компресори;


• парни турбини;


• топлообменници;


• стендове за хидравлично изпитване на тръбопроводи;


• тръби;


• фитинги и други подобни.

Освен това предприятията използват технологични пещи за рафиниране на нефт. Те са предназначени да затоплят технологичната среда, използвайки топлината, отделена при изгарянето на горивото.

Има два вида от тези агрегати: тръбни пещи и устройства за изгаряне на течни, твърди и газообразни производствени остатъци.

Основите на рафинирането на нефт са, че на първо място производството започва с дестилацията на нефта и образуването му в отделни фракции.

След това основната част от получените съединения се превръща в по-необходими продукти чрез промяна на техните физически характеристикии структурата на молекулите под въздействието на крекинг, реформинг и други операции, които се отнасят до вторични процеси. След това петролните продукти последователно се подлагат на различни видове пречистване и разделяне.

Големи петролни рафинерии участват във фракционирането, преобразуването, обработката и смесването на черно злато с лубриканти. Освен това те произвеждат мазут и асфалт и могат също така допълнително да рафинират петролни продукти.

Проектиране и изграждане на рафиниране на нефт

Първо, необходимо е да се извърши проектиране и изграждане на петролна рафинерия. Това е доста сложен и отговорен процес.

Проектирането и изграждането на петролна рафинерия протича на няколко етапа:

• формиране на основните цели и задачи на предприятието и провеждане на инвестиционен анализ;


• избор на територия за производство и получаване на разрешение за изграждане на завод;


• самият проект за нефтопреработвателен комплекс;


• комплектуване на необходимите устройства и механизми, строително-монтажни, както и пусково-наладъчни дейности;


• Последният етап е пускането в експлоатация на маслодобивното предприятие.

Производството на продукти от черно злато се извършва с помощта на специализирани механизми.

Съвременни технологии за рафиниране на нефт на изложението

Нефтената и газовата промишленост е широко развита в Руската федерация. Ето защо възниква въпросът за създаване на нови производствени мощности и подобряване и модернизиране на техническото оборудване. За да доведе руската нефтена и газова индустрия до нов, повече високо ниво, и се провежда годишна изложба за научни постижения в тази област "Нефтегаз".

Експозиция "Нефт и газ"ще се отличава със своя мащаб и голям брой поканени компании. Сред тях са не само популярни местни компании, но и представители на други страни. Те ще демонстрират своите постижения, иновативни технологии, свежи бизнес проекти и други подобни.

Освен това изложението ще включва продукти от нефтопреработката, алтернативни горива и енергия, модерно оборудване за предприятията и др.

Събитието ще включва разнообразни конференции, семинари, презентации, дискусии, майсторски класове, лекции и дискусии.

Прочетете другите ни статии.