Vakuová rafinace oleje. Metody zpracování ropy a zemního plynu. Další techniky zpracování

Olej je složitá látka sestávající ze vzájemně rozpustných organických látek (uhlovodíků). Kromě toho má každá jednotlivá látka svou vlastní molekulovou hmotnost a teplotu varu.

Surová ropa, jak se vyrábí, je pro člověka zbytečná a lze z ní vytěžit jen malé množství plynu. Za účelem získání ropných produktů jiného druhu se opakovaně destiluje olej pomocí speciálních zařízení.

V procesu první destilace se látky tvořící olej rozdělí na jednotlivé frakce, což dále přispívá k vzhledu benzínu, motorové nafty a různých motorových olejů.

Zařízení na rafinaci primárního oleje

Rafinace primárního oleje začíná jeho příchodem do jednotky ELOU-AVT. To není zdaleka jediná a nikoli poslední instalace nutná k získání kvalitního produktu, ale účinnost zbývajících článků v technologickém řetězci závisí na práci této konkrétní sekce. Rafinerie primárního oleje jsou páteří všech rafinérií na světě.

V podmínkách primární destilace oleje se uvolňují všechny složky motorového paliva, mazacích olejů, surovin pro proces sekundární rafinace a petrochemikálií. Množství a kvalita palivových komponentů, mazacích olejů, technické a ekonomické ukazatele, jejichž znalost je nezbytná pro následné procesy čištění, závisí na provozu této jednotky.

Standardní jednotka ELOU-AVT se skládá z následujících jednotek:

  • zařízení na elektrickou demineralizaci (ELOU);

  • atmosférický;

  • vakuum;

  • stabilizace;

  • rektifikace (sekundární destilace);

  • alkalizující.

Každý z bloků je zodpovědný za alokaci určité frakce.

Proces rafinace oleje

Nově vyrobený olej se dělí na frakce. K tomu se používá rozdíl v bodu varu jeho jednotlivých komponent a speciálního vybavení - instalace.

Surová ropa se dopravuje do jednotky ELOU, kde se z ní oddělují soli a voda. Odsolený produkt se zahřeje a přenese do atmosférické destilační jednotky, ve které je olej částečně doplněn a dále rozdělen na spodní a horní produkty.

Odizolovaný olej ze dna je přesměrován do hlavní atmosférické kolony, kde se oddělí frakce petroleje, lehké nafty a těžké nafty.

Pokud vakuová jednotka nefunguje, stane se topný olej součástí komoditní základny. Pokud je vakuová jednotka zapnutá, tento produkt se zahřívá, vstupuje do vakuové kolony a uvolňuje se z ní lehký vakuový plynový olej, těžký vakuový plynový olej, ztmavený produkt, dehet.

Horní produkty benzínové frakce jsou smíchány, zbaveny vody a plynů a převedeny do stabilizační komory. Horní část látky se ochladí, poté se odpaří, jako je kondenzát nebo plyn, a spodní část se přivádí k sekundární destilaci za účelem rozdělení na užší frakce.

Technologie rafinace ropy

Aby se snížily náklady na rafinaci oleje spojené se ztrátou lehkých součástí a opotřebením zpracovatelského zařízení, je veškerý olej předčištěn, jehož podstatou je destrukce olejových emulzí mechanickými, chemickými nebo elektrickými prostředky.

Každý podnik používá vlastní metodiku rafinace, ale obecná šablona zůstává stejná pro všechny organizace zapojené do dané oblasti.

Proces rafinace je extrémně pracný a časově náročný, je to především kvůli katastrofickému poklesu množství lehkého (dobře zpracovaného) oleje na planetě.

Těžký olej je obtížné rafinovat, ale každý rok se objevují nové objevy, takže počet efektivní způsoby a metody práce s tímto produktem se zvyšují.

Chemické zpracování ropy a plynu

Vytvořené frakce lze navzájem transformovat, stačí:

  • použijte metodu krakování - velké uhlovodíky se rozkládají na malé;

  • sjednotit frakce - spáchat obrácený processloučením malých uhlovodíků do velkých;

  • provádět hydrotermální změny - změnit uspořádání, vyměnit, kombinovat části uhlovodíků k dosažení požadovaného výsledku.

V procesu štěpení se velké sacharidy rozkládají na malé. Tento proces usnadňují katalyzátory a vysoké teploty. Ke kombinaci malých uhlovodíků se používá speciální katalyzátor. Po dokončení fúze se plynný vodík uvolňuje také pro komerční účely.

Aby se vytvořila jiná frakce nebo struktura, molekuly ve zbývajících frakcích se přeskupí. To se provádí během alkylace - míchání propylenu a butylenu (sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností) s kyselinou fluorovodíkovou (katalyzátor). Výsledkem jsou vysokooktanové uhlovodíky používané ke zvýšení oktanového čísla v benzinových směsích.

Technologie rafinace primárního oleje

Zpracování primárního oleje přispívá k jeho rozdělení na frakce, aniž by to ovlivnilo chemické vlastnosti jednotlivé komponenty. Technologie tohoto procesu není zaměřena na radikální změnu strukturní struktury látek na různých úrovních, ale ke studiu jejich chemického složení.

V průběhu používání speciálních zařízení a zařízení z oleje dodávaného do výroby se oddělují:

  • benzínové frakce (bod varu se nastavuje individuálně, v závislosti na technologickém cíli - získání benzínu pro automobily, letadla a další typy zařízení);

  • petrolejové frakce (petrolej se používá jako pohonná hmota a osvětlovací systémy);

  • frakce plynového oleje (motorová nafta);

  • dehet;

  • topný olej.

Separace na frakce je prvním stupněm čištění oleje z různých druhů nečistot. K získání skutečně kvalitního produktu je nutné sekundární čištění a hloubkové zpracování všech frakcí.

Hluboká rafinace ropy

Hluboká rafinace oleje zahrnuje zahrnutí destilovaných a chemicky upravených frakcí do procesu rafinace.

Účelem úpravy je odstranění nečistot obsahujících organické sloučeniny, síru, dusík, kyslík, vodu, rozpuštěné kovy a anorganické soli. Během zpracování se frakce zředí kyselinou sírovou, odstraní se z nich pomocí praček na sirovodík nebo vodíkem.

Zpracované a ochlazené frakce se smíchají a získají různé druhy pohonné hmoty. Kvalita konečného produktu - benzín, motorová nafta, motorové oleje - závisí na hloubce zpracování.

Technik, technolog pro zpracování ropy a zemního plynu

Ropný rafinérský průmysl má významný dopad na různé sféry společnosti. Profese technologa na zpracování ropy a zemního plynu je považována za jednu z nejprestižnějších a zároveň nebezpečných na světě.

Technologové jsou přímo zodpovědní za proces rafinace, destilace a destilace ropy. Technolog zajišťuje, aby kvalita výrobků splňovala stávající normy. Je to technolog, který má právo zvolit pořadí operací prováděných při práci se zařízením, tento specialista je odpovědný za jeho nastavení a výběr požadovaného režimu.

Technologové neustále:

  • naučit se nové metody;

  • aplikovat zkušené technologie zpracování v praxi;

  • identifikovat příčiny technických chyb;

  • hledají způsoby, jak předcházet vzniklým problémům.

Chcete-li pracovat jako technolog, potřebujete nejen znalosti v ropném průmyslu, ale také matematické myšlení, vynalézavost, přesnost a přesnost.

Nové technologie pro primární a následnou rafinaci ropy na výstavě

Použití jednotek ELOU v mnoha zemích je považováno za zastaralou metodu rafinace ropy.

Potřeba stavět speciální pece ze žáruvzdorných cihel je stále naléhavější. Uvnitř každé takové pece jsou potrubí dlouhé několik kilometrů. Ropa se podél nich pohybuje rychlostí 2 metry za sekundu při teplotách až 325 stupňů Celsia.

Kondenzace a chlazení párou se provádí pomocí rektifikačních kolon. Konečný produkt vstupuje do řady tanků. Proces je kontinuální.

Na výstavě se můžete dozvědět o moderních metodách práce s uhlovodíky „Neftegaz“.

Během výstavy vystavovatelé věnují zvláštní pozornost recyklaci produktů a používání metod, jako jsou:

  • rozbití;
  • koksování zbytků těžkého oleje;
  • reformování;
  • izomerizace;
  • alkylace.

Technologie rafinace ropy se každým rokem zlepšují. Na výstavě si můžete prohlédnout nejnovější vývoj v oboru.

Přečtěte si naše další články:

Olej je minerál, což je olejovitá kapalina nerozpustná ve vodě, která může být téměř bezbarvá nebo tmavě hnědá. Vlastnosti a metody rafinace oleje závisí na procentuálním poměru hlavně uhlovodíků v jeho složení, který se liší v různých oblastech.

Takže na poli Sosninskoye (Sibiř) tvoří alkany (parafinová skupina) 52 procent, cykloalkany - asi 36%, aromatické uhlovodíky - 12 procent. A například v oblasti Romashkino (Tatarstán) je podíl alkanů a aromatických uhlíků vyšší - 55, respektive 18 procent, zatímco cykloalkany mají podíl 25 procent. Kromě uhlovodíků může tato surovina obsahovat síru, sloučeniny dusíku, minerální nečistoty atd.

Poprvé byla ropa „rafinována“ v roce 1745 v Rusku

Tato přírodní fosilie se nepoužívá v surové formě. Za účelem získání technicky cenných produktů (rozpouštědla, motorová paliva, komponenty pro chemickou výrobu) je ropa rafinována pomocí primárních nebo sekundárních metod. Pokusy o transformaci těchto surovin byly učiněny již v polovině osmnáctého století, kdy kromě svíček a pochodní používaných obyvatelstvem byl v lampách řady kostelů používán „hořící olej“, což byla směs rostlinného oleje a rafinovaného oleje.

Možnosti úpravy oleje

Rafinace často není zahrnuta přímo do procesů rafinace ropy. Jedná se spíše o předběžnou fázi, která může sestávat z:

Chemické čištění, když je olej vystaven oleu a koncentrované kyselině sírové. Tím se odstraní aromatické a nenasycené uhlovodíky.

Adsorpční čištění. Zde lze pryskyřice a kyseliny odstranit z ropných produktů působením horkého vzduchu nebo průchodem oleje adsorbentem.

Katalytické čištění - mírná hydrogenace k odstranění dusíkatých a sirných sloučenin.

Fyzikální a chemické čištění. V tomto případě se přebytečné složky selektivně oddělí pomocí rozpouštědel. Například polární rozpouštědlo fenol se používá k odstranění dusíkatých a sirných sloučenin, zatímco nepolární rozpouštědla - butan a propan - uvolňují dehet, aromatické uhlovodíky atd.

Žádné chemické změny ...

Rafinace oleje prostřednictvím primárních procesů nezahrnuje chemické transformace suroviny. Zde se minerál jednoduše rozdělí na základní složky. První zařízení na destilaci ropy bylo vynalezeno v roce 1823 v roce Ruská říše... Bratři Dubininovi hádali, že vložili kotel do vyhřívané pece, odkud potrubí prošlo sudem studené vody do prázdné nádoby. V kotli v peci se olej zahříval, prošel „lednicí“ a usadil se.

Moderní metody přípravy surovin

Dnes v komplexech na rafinaci ropy začíná technologie rafinace oleje dalším čištěním, během něhož je produkt dehydratován na zařízeních ELOU (elektrické odsolovací zařízení), zbavený mechanických nečistot a lehkých sacharidů (C1 - C4). Poté může surovina přejít na atmosférickou destilaci nebo vakuovou destilaci. V prvním případě se princip fungování továrního zařízení podobá tomu, které bylo použito již v roce 1823.

Pouze samotná jednotka pro rafinaci oleje vypadá jinak. Společnost má trouby o velikosti domu bez oken, vyrobené z nejlepších žáruvzdorných cihel. Uvnitř je mnoho kilometrů potrubí, ve kterých se olej pohybuje vysokou rychlostí (2 metry za sekundu) a ohřívá se plamenem z velké trysky na 300 - 325 ° C (při vyšších teplotách se uhlovodíky jednoduše rozkládají). Trubku pro kondenzaci a chlazení par dnes nahrazují rektifikační kolony (mohou mít až 40 metrů na výšku), kde jsou páry odděleny a kondenzovány, a celá města jsou stavěna z různých nádrží pro příjem výsledných produktů.

Co je materiálová bilance?

Rafinace ropy v Rusku poskytuje různé materiálové bilance během atmosférické destilace surovin z jednoho nebo druhého pole. To znamená, že výstup může mít různé podíly pro různé frakce - benzín, petrolej, nafta, topný olej, související plyn.

Například pro západosibiřskou ropu jsou výtěžek a ztráty plynu vždy jedno procento, benzínové frakce (uvolňované při teplotách od přibližně 62 do 180 ° C) zaujímají přibližně 19%, petrolej - přibližně 9,5%, nafta - 19% , topný olej - téměř 50 procent (uvolňuje se při teplotách od 240 do 350 stupňů). Výsledné materiály jsou téměř vždy podrobeny dalšímu zpracování, protože nesplňují provozní požadavky pro stejné motory strojů.

Výroba s menším množstvím odpadu

Vakuové zpracování oleje je založeno na principu varu látek při nižší teplotě se snížením tlaku. Například některé uhlovodíky v oleji vaří pouze při 450 ° C (atmosférický tlak), ale lze je uvést k varu při 325 ° C, pokud je tlak snížen. Vakuové zpracování surovin se provádí v rotačních vakuových odpařovácích, které zvyšují rychlost destilace a umožňují získat ceresiny, parafiny, palivo, oleje z topného oleje a těžké zbytky (dehet) dále použít k výrobě bitumenu. Vakuová destilace produkuje méně odpadu než atmosférická destilace.

Recyklace vám umožní získat vysoce kvalitní benzín

Proces sekundární rafinace ropy byl vynalezen za účelem získání více motorového paliva ze stejné suroviny působením na molekuly ropných uhlovodíků, které získávají vzorce vhodnější pro oxidaci. Recyklace zahrnuje odlišné typy tzv. „krakování“, včetně hydrokrakování, tepelných a katalytických možností. Tento proces také původně vynalezl v Rusku v roce 1891 inženýr V. Shukhov. Jedná se o štěpení uhlovodíků na formy s menším počtem atomů uhlíku na molekulu.

Rafinace ropy a zemního plynu při 600 stupních Celsia

Princip fungování krakovacích zařízení je přibližně stejný jako u zařízení na výrobu vakua za atmosférického tlaku. Ale zde se zpracování surovin, které nejčastěji představují topný olej, provádí při teplotách blízkých 600 C. Pod tímto vlivem se uhlovodíky, které tvoří hmotu topného oleje, rozpadají na menší, z nichž se skládá stejný petrolej nebo benzín. Tepelné krakování je založeno na zpracování za vysokých teplot a poskytuje benzín s velkým množstvím nečistot, katalytické krakování je také založeno na tepelném zpracování, ale s přídavkem katalyzátorů (například speciálního jílového prachu), což vám umožní získat více kvalitního benzínu.

Hydrokrakování: základní typy

Produkce a rafinace ropy dnes mohou zahrnovat různé typy hydrokrakování, což je kombinace procesů hydrogenačního zpracování, štěpení velkých molekul uhlovodíků na menší a nasycení nenasycených uhlovodíků vodíkem. Hydrokrakování může být lehké (tlak 5 MPa, teplota asi 400 C, používá se jeden reaktor, hlavně motorová nafta a materiál pro katalytické krakování) a tvrdé (tlak 10 MPa, teplota asi 400 C, několik reaktorů, nafta, benzín a petrolej) frakce). Katalytické hydrokrakování umožňuje vyrábět řadu olejů s vysokým viskozitním poměrem a nízkým obsahem aromatických a sirných uhlovodíků.

Rafinace ropy může navíc využívat následující technologické procesy:

Visbreaking. V tomto případě se při teplotě do 500 ° C a tlacích v rozmezí od poloviny do tří MPa získávají ze suroviny sekundární asfalteny, uhlovodíkové plyny a benzín v důsledku štěpení parafinů a naftenů.

Koksování zbytků těžkého oleje je hluboké zpracování oleje, kdy se surovina zpracovává při teplotách blízkých 500 ° C pod tlakem 0,65 MPa za získání složek plynového oleje a ropného koksu. Kroky procesu končí „koksovým koláčem“, kterému předchází (v opačném pořadí) zhušťování, polykondenzace, aromatizace, cyklizace, dehydrogenace a krakování. Kromě toho produkt také podléhá sušení a kalcinaci.

Reformování. Tento způsob zpracování ropných produktů vynalezl v Rusku v roce 1911 inženýr N. Zelinský. Dnes se katalytické reformování používá k získání vysoce kvalitních aromatických uhlovodíků a benzínů z nafty a benzínových frakcí, jakož i plynu obsahujícího vodík pro další zpracování v hydrokrakování.

Izomerizace. Zpracování ropy a zemního plynu v tomto případě zahrnuje získání izomeru z chemické sloučeniny v důsledku změn v uhlíkovém skeletu látky. Proto jsou vysoce oktanové složky izolovány od nízkooktanových olejových složek za účelem získání komerčních benzínů.

Alkylace. Tento proces je založen na zabudování alkylových substituentů do organické molekuly. Tak se z uhlovodíkových plynů nenasycené povahy získávají komponenty pro vysokooktanové benziny.

Snaha o evropské normy

Technologie zpracování ropy a zemního plynu v rafinériích se neustále zdokonaluje. U domácích podniků tak bylo zaznamenáno zvýšení efektivity zpracování surovin z hlediska: hloubky zpracování, zvýšení výběru produktů z lehkého oleje, snížení nevratných ztrát atd. Plány továren na 10. – 20. Léta 21. století zahrnují další zvýšení hloubky zpracování (až o 88 procent) , zlepšování kvality vyráběných výrobků až k evropským standardům, snižování technogenních dopadů na životní prostředí.

Dnes hlavní přírodní zdroj uhlovodík je olej. První ropné rafinerie byly postaveny přesně v místech těžby, avšak důvodem oddělení ropné rafinace od těžby ropy se stala technická modernizace dopravních prostředků. Střediska rafinace ropy se stále častěji staví daleko od výrobních závodů, v oblastech s masovou spotřebou ropných produktů nebo podél ropovodů.

Proces rafinace oleje

Rafinace ropy probíhá ve třech hlavních stupních:

  • v první fázi se surová ropa rozdělí na frakce, které se liší v rozmezí bodu varu (primární zpracování)
  • další zpracování získaných frakcí se provádí pomocí chemických transformací uhlovodíků v nich obsažených za tvorby složek komerčních ropných produktů (sekundární zpracování)
  • v poslední fázi se složky smísí s přidáním, je-li to nutné, různých přísad, s vytvořením komerčních ropných produktů se specifikovanými ukazateli kvality (komerční výroba).

Ropné rafinerie vyrábějí motorová a kotlová paliva, zkapalněné plyny, odlišné typy suroviny pro petrochemické závody, jakož i maziva, hydraulické a jiné oleje, bitumen, ropné koksy, parafiny. Na základě technologie použité při rafinaci ropy vyrábí rafinerie od 5 do 40 pozic obchodovatelných ropných produktů. Rafinace ropy je kontinuální proces, doba produkční činnosti mezi generálními opravami v současných podmínkách dosahuje přibližně 3 let.

Rafinace primárního oleje

Procesy primární rafinace neznamenají chemické změny v oleji a představují jeho fyzikální rozdělení na frakce. Na území Ruska jsou hlavní objemy zpracované ropy přiváděny do rafinérií od produkčních společností prostřednictvím hlavních ropovodů. Nevýznamná množství ropy jsou přepravována po železnici. V zemích dovážejících ropu, které mají přístup k moři, je dodávka do přístavních rafinerií zajišťována vodou.
Surový olej obsahuje soli, které způsobují rychlou korozi technologického zařízení. K odstranění solí se olej smísí s vodou, ve které jsou tyto soli rozpuštěny. Dále je olej přiváděn do ELOU - elektrického odsolovacího zařízení. Odsolování se provádí v elektrických sušičkách. Za podmínek vysokého napětí (nad 25 kV) je směs vody a oleje (emulze) zničena, v důsledku čehož se voda hromadí na dně přístroje a je odstraněna. To vše probíhá při teplotách od 100 do 120 ° C. Olej, ze kterého byly odstraněny soli, se přivádí z ELOU do atmosférického vakuového destilačního zařízení, které se v ruských rafinériích nazývá AVT - atmosférické vakuové trubkové. Proces AVT je rozdělen do dvou bloků - atmosférické a vakuové destilace.
Úkolem atmosférické destilace je výběr lehkých ropných frakcí - benzinu, petroleje a nafty, které mají teplotu varu až 360 ° C. Jejich potenciální produkce dosahuje u ropy 45–60%. Zbytek atmosférické destilace je topný olej. Olej ohřívaný v peci se rozdělí na oddělené frakce v destilační koloně, uvnitř které jsou kontaktní zařízení (podnosy). Prostřednictvím těchto zásobníků páry stoupají nahoru a kapalina proudí dolů. V důsledku tohoto procesu se benzinová frakce odstraní v horní části kolony ve formě par a páry petrolejové a naftové frakce se přemění na kondenzát v jiných částech kolony a odstraní se, zatímco topný olej nezmění svůj stav a odčerpá se v kapalné formě ze spodní části kolony.
Úkolem vakuové destilace je výběr ropných destilátů z topného oleje v rafinérii s profilem topného oleje a také široká ropná frakce (vakuový plynový olej) v ropné rafinérii s palivovým profilem. Na konci vakuové destilace zůstává dehet. Olejové frakce musí být odebírány za vakua, protože při teplotě asi 400 ° C dochází k tepelnému rozkladu (praskání) uhlovodíků a konec varu vakuového plynového oleje je 520 ° C. Z tohoto důvodu se destilace provádí za zbytkového tlaku 40-60 mm Hg. Art., V důsledku čehož se maximální teplota v zařízení sníží na 360-380 ° C.
Benzinová frakce získaná v atmosférickém bloku obsahuje plyny (hlavně propan a butan) v objemu, který překračuje požadavky na kvalitu a nelze jej použít ani jako součást automobilového benzínu, ani jako komerční přímý benzín. Kromě toho byla rafinace ropy zaměřena na zvýšení oktanového čísla benzínu a na výrobu aromatické uhlovodíky předpokládá použití úzkých benzínových frakcí jako surovin. V důsledku toho je nutné zahrnout do procesu rafinace oleje stripování z benzínové frakce zkapalněných plynů. Produkty rafinace primárního oleje musí být chlazeny ve výměnících tepla, kde vydávají teplo studené surovině dodávané ke zpracování, čímž dochází k úspoře procesního paliva. Špičková technologická zařízení pro primární zpracování se nejčastěji kombinují a mohou provádět výše uvedené procesy v různých konfiguracích. Kapacita těchto zařízení dosahuje ročně 3 až 6 milionů tun ropy.

Rafinace sekundárního oleje

Procesy sekundární rafinace ropy zahrnují postupy zaměřené na zvýšení množství vyrobených motorových paliv. V průběhu těchto procesů se provádí chemická modifikace molekul uhlovodíků ve složení oleje, nejčastěji s jejich transformací do forem vhodnějších pro oxidaci.
Všechny sekundární procesy spadají do tří kategorií:

  • prohlubování: různé typy praskání, rozbití, zpožděné koksování, tvorba bitumenu a další
  • rafinace: reformování, hydrogenační rafinace, izomerizace
  • další, například výroba olejů, MTBE, alkylace, výroba aromatických uhlovodíků.

Praskání

Existují takové typy praskání:

  • tepelný
  • katalytické
  • hydrokrakování.

Automobilové benziny obsahují uhlovodíky se 4 až 12 atomy uhlíku, motorová nafta obsahuje uhlovodíky s 12 až 25 atomy a ropa s 25 až 70 atomy. Se zvyšujícím se počtem atomů roste i hmotnost molekul. Praskáním se těžké molekuly rozkládají na lehčí a přeměňují se na snadno vroucí uhlovodíky. V tomto případě vznikají benzínové, petrolejové a naftové frakce.
Při tepelném krakování existují:

  • krakování v plynné fázi, při kterém se olej zahřívá na 520 až 550 ° C a tlak 2 až 6 atm. Dnes je tato metoda zastaralá a nepoužívá se, protože se vyznačuje nízkou produktivitou a vysokým obsahem (až 40%) nenasycených uhlovodíků ve finálním produktu.
  • krakování v kapalné fázi se provádí při teplotě 480-500 ° C a tlaku 20 až 50 atm. Zvyšuje se úroveň produktivity, snižuje se objem (25–30%) nenasycených uhlovodíků. Benzínové frakce získané tepelným krakováním se používají jako součást komerčních motorových benzínů. Paliva po takovém procesu mají nízkou chemickou stabilitu, kterou lze zlepšit zavedením speciálních antioxidačních přísad do paliva.

Katalytické štěpení je pokročilejší technologický proces... Během tohoto procesu dochází k rozkladu těžkých molekul ropných uhlovodíků při teplotě 430-530 ° C a tlaku blízkém atmosférickému za přítomnosti katalyzátorů. Úkolem katalyzátoru je nasměrovat proces a usnadnit izomeraci nasycených uhlovodíků, jakož i konverzi z nenasycených na nasycené. Takto získaný benzín se vyznačuje vysokou odolností proti detonaci a chemickou stabilitou.
Kromě toho se používá poddruh katalytického krakování - hydrokrakování. V průběhu tohoto procesu se těžké suroviny rozkládají pomocí vodíku při teplotě 420-500 ° C a tlaku 200 atm. Reakce je možná pouze ve speciálním reaktoru za přítomnosti katalyzátorů (oxidy W, Mo, Pt). Výsledkem hydrokrakování je palivo pro proudové energetické jednotky.
V procesu katalytického reformování dochází k aromatizaci benzinových frakcí v důsledku katalytické přeměny naftenických a parafinických uhlovodíků na aromatické. Kromě aromatizace procházejí molekuly parafinických uhlovodíků izomerací, nejtěžší uhlovodíky jsou rozděleny na menší.

Rafinované ropné produkty

Každý ví, že ropa je nejcennější surovinou pro výrobu paliva pro různá vozidla, například benzín a nafta pro automobily, letecký petrolej pro proudové motory letadel. Palivo je hlavním produktem rafinace oleje. Rafinace oleje však nekončí pouze u paliva. Dnes se z ropy vyrábí obrovské množství dalších užitečných komponent, které se používají ve zcela neočekávaných věcech. V našem používáme podobné rafinované produkty každodenní život, ale nevíme o jejich původu.
Nejžádanější dnes je polyethylen nebo plast. Miliony tun polyethylenového plastu se používají k výrobě plastových tašek, nádob na potraviny a dalšího spotřebního zboží.
Pravděpodobně všichni lidé někdy používali vazelínu. Vynalezl jej anglický chemik Robert Chesbrough, který byl mimořádně zvědavý a všímavý, díky čemuž dokázal na konci 19. století rozeznat užitečné vlastnosti této látky ve zbytcích rafinace ropy. Dnes se vazelína používá v medicíně, v kosmetologii a dokonce jako přísada do potravin.
Ženy používají kosmetiku a zejména rtěnky již více než jedno tisíciletí. Rtěnka dříve obsahovala různé škodlivé přísady. Dnes má však řadu užitečných vlastností a obsahuje uhlovodíky: kapalný a pevný parafin, ceresin.
Žvýkačka je další populární produkt, který obsahuje uhlovodíky. Je založen nejen na přírodních složkách, ale také na polyethylenových a parafinových pryskyřicích. Vzhledem k tomu, že se guma skládá z polymerů získaných rafinací oleje, trvá dlouho, než se rozloží. Z tohoto důvodu není nutné házet žvýkačku na ulici, protože bude mnoho let ležet v zemi.
Snad nejunikátnějším materiálem získaným z ropy je nylon. Je těžké si představit moderní život bez nylonových punčochových kalhot. Nylon je velmi silný a lehký materiál. Jeho použití nekončí samotnými punčochami. Používá se k výrobě prostředků na mytí nádobí a padáků. Tento polymer vynalezli v roce 1935 odborníci ze společnosti DuPont.

Sloučeniny ropy jsou komplexní látky skládající se z pěti prvků - C, H, S, O a N a obsah těchto prvků se pohybuje v rozmezí 82–87% uhlíku, 11–15% vodíku, 0,01–6% síry, 0-2% kyslíku a 0,01-3% dusíku.

Konvenční ropa ze studny je zelenohnědá, hořlavá olejovitá kapalina s štiplavý zápach... Olej produkovaný v polích obsahuje kromě plynů v něm rozpuštěných určité množství nečistot - částice písku, jíl, krystaly soli a vodu. Obsah pevných částic a vody komplikuje jeho dopravu potrubím a zpracováním, způsobuje erozi vnitřních povrchů ropovodů a tvorbu usazenin ve výměnících tepla, pecích a ledničkách, což vede ke snížení součinitele prostupu tepla, zvyšuje obsah popela ve zbytcích z destilace oleje (topný olej a dehet), podporuje tvorbu stabilní emulze. Kromě toho dochází při výrobě a přepravě ropy k významné ztrátě lehkých ropných složek. Aby se snížily náklady na rafinaci oleje způsobené ztrátou lehkých součástí a nadměrným opotřebením ropovodů a zařízení na zpracování, je vyrobený olej předčištěn.

Aby se snížila ztráta lehkých součástí, je olej stabilizovaný a používají se speciální uzavřené nádrže na skladování oleje. Olej se zbavuje hlavního množství vody a pevných částic usazováním v nádržích za studena nebo při zahřátí. Nakonec jsou dehydratovány a odsoleny ve speciálních zařízeních. Voda a olej však často tvoří emulzi, kterou je obtížné oddělit, což výrazně zpomaluje nebo dokonce zabraňuje dehydrataci oleje. Existují dva typy olejových emulzí:

olej ve vodě nebo hydrofilní emulze,

a voda v oleji nebo hydrofobní emulze.

Existují tři způsoby rozbití olejových emulzí:

Mechanické:

usazování - nanáší se na čerstvé, snadno rozbitné emulze. K oddělování vody a oleje dochází v důsledku rozdílu v hustotách složek emulze. Proces se urychluje zahříváním na 120 až 160 ° C pod tlakem 8 až 15 atmosfér po dobu 2 až 3 hodin, čímž se zabrání odpařování vody.

centrifugace - separace mechanických nečistot oleje pod vlivem odstředivých sil. V průmyslu se používá jen zřídka, obvykle v sérii odstředivek s rychlostí 350 až 5 000 ot./min., Každý s výkonem 15-45 m3 / h.

Chemikálie:

ničení emulzí je dosaženo použitím povrchově aktivních látek - deemulgátorů. Destrukce je dosažena a) adsorpčním vytěsněním aktivního emulgátoru látkou s větší povrchovou aktivitou, b) tvorbou emulzí opačného typu (inverze váz) ac) rozpuštěním (destrukcí) adsorpčního filmu v důsledku jeho chemická reakce s demulgátorem zavedeným do systému. Chemická metoda používá se častěji mechanicky, obvykle v kombinaci s elektrickým.

Elektrický:

když olejová emulze vstupuje do střídavého elektrického pole, vodní částice, které na pole reagují silněji než ropa, začnou vibrovat, navzájem se srazí, což vede k jejich koalescenci, zhrubnutí a rychlejší separaci s olejem. Zařízení zvaná dehydratátory.

Důležitým bodem je proces třídění a míchání oleje. Ropa s podobnými fyzikálními, chemickými a obchodními vlastnostmi se mísí na polích a odesílá se ke společnému zpracování.

Existují tři hlavní možnosti rafinace oleje:

  • - pohonné hmoty,
  • - palivo a olej,
  • - petrochemický.

Podle možnosti paliva se ropa zpracovává hlavně na motorová a kotlová paliva. Rozlišujte mezi hlubokým a mělkým zpracováním paliva. Díky hluboké rafinaci oleje se snaží dosáhnout maximálního možného výtěžku vysoce kvalitních a automobilových benzínů, zimních a letních motorových naft a paliv pro proudové motory. Výkon paliva kotle je v této variantě minimalizován. Patří mezi ně katalytické procesy, jako je katalytické krakování, katalytické reformování, hydrokrakování a hydrogenační rafinace, jakož i tepelné procesy, jako je koksování. V tomto případě je zpracování průmyslových plynů zaměřeno na zvýšení výtěžku vysoce kvalitního benzinu. Při mělké rafinaci oleje je zajištěn vysoký výtěžek kotlového paliva.

Podle palivové a olejové verze rafinace oleje se spolu s palivy získávají mazací oleje, destilační oleje (lehký a střední průmyslový, automobilový průmysl atd.). Zbytkové oleje (letectví, válce) se od dehtu oddělí od asfaltováním kapalným propanem. Tak vznikne deasfalt a asfalt. Deasfalt se dále zpracovává a asfalt se zpracovává na bitumen nebo koks. Petrochemická varianta rafinace oleje - kromě výroby vysoce kvalitních motorových paliv a olejů se provádí nejen příprava surovin (olefiny, aromatické, normální a isoparafinové uhlovodíky atd.) Pro těžkou organickou syntézu, ale také se provádějí nejsložitější fyzikální a chemické procesy spojené s velkotonážní výrobou dusíkatých hnojiv. , syntetický kaučuk, plasty, syntetická vlákna, detergenty, mastné kyseliny, fenol, aceton, alkoholy, ethery a mnoho dalších chemikálií. Hlavní metodou rafinace ropy je její přímá destilace.

Destilace - destilace (kapání) - rozdělení oleje na frakce, které se liší složením (jednotlivé ropné produkty), na základě rozdílu teplot varu jeho složek. Destilace ropných produktů s bodem varu až do 370 ° C se provádí při atmosférický tlak, a s vyššími - ve vakuu nebo pomocí vodní páry (aby se zabránilo jejich rozkladu).

Olej pod tlakem se čerpá do trubkové pece, kde se zahřívá na 330 ... 350 ° C. Horký olej spolu s parami vstupuje do střední části destilační kolony, kde se v důsledku poklesu tlaku odpařuje a odpařené uhlovodíky se oddělí od kapalné části oleje - topného oleje. Páry uhlovodíků proudí nahoru kolonou a kapalný zbytek stéká dolů. V rektifikační koloně jsou podél dráhy pohybu par instalovány tácky, na kterých se kondenzuje část par uhlovodíků. Na prvních podnosech kondenzují těžší uhlovodíky, lehkým se podaří kolonu zvednout a většina ve směsi s plyny projde celou kolonou bez kondenzace a odstraní se z horní části kolony ve formě par. Uhlovodíky se tedy dělí na frakce v závislosti na jejich bodu varu.

Při destilaci oleje se získávají lehké ropné produkty: benzín (bp 90-200 ° C), nafta (bp 150-230 ° C), petrolej (bp 180-300 ° C), lehký plynový olej - nafta (bp 230-350 ° C) , těžký plynový olej (bp 350-430 ° C) a ve zbytku - viskózní černá kapalina - topný olej (bp nad 430 ° C). Topný olej se dále zpracovává. Destiluje se za sníženého tlaku (aby se zabránilo rozkladu) a uvolňují se mazací oleje. Zpětná destilace se skládá ze dvou nebo více jednorázových destilačních procesů se zvýšením provozní teploty v každém stupni. Produkty získané metodou přímé destilace mají vysokou chemickou stabilitu, protože neobsahují nenasycené uhlovodíky. Použití krakovacích procesů pro rafinaci oleje umožňuje zvýšit výtěžek benzínových frakcí.

Krakování je proces rafinace ropy a jejích frakcí, založený na rozkladu (štěpení) komplexních molekul uhlovodíků za vysokých teplot a tlaků. Existují následující typy krakování: tepelné, katalytické a také hydrokrakování a katalytické reformování. Tepelné krakování se používá k výrobě benzinu z topného oleje, petroleje a motorové nafty. Benzín získaný tepelným krakováním má nedostatečně vysoké oktanové číslo (66 ... 74) a vysoký obsah nenasycených uhlovodíků (30 ... 40%), tj. Má špatnou chemickou stabilitu a používá se hlavně pouze v jako součást výroby komerčních benzínů.

V současné době se již nevyrábí nová zařízení pro tepelné štěpení, protože benziny získané s jejich pomocí oxidují během skladování za tvorby pryskyřic a musí se do nich zavádět speciální přísady (inhibitory), které prudce snižují rychlost pryskyřice. Tepelné štěpení se dělí na parní fázi a kapalnou fázi.

Krakování v plynné fázi - olej se zahřívá na 520 ... 550 ° C při tlaku 2 ... 6 atm. V současné době se nepoužívá kvůli nízké produktivitě a vysokému obsahu (40%) nenasycených uhlovodíků ve finálním produktu, které se snadno oxidují a tvoří pryskyřice.

Krakování v kapalné fázi - teplota ohřevu oleje 480 ... 500 ° C při tlaku 20 ... 50 atm. Produktivita se zvyšuje, množství (25 ... 30%) nenasycených uhlovodíků klesá. Tepelně krakované benzínové frakce se používají jako součást komerčních motorových benzínů. Paliva pro tepelná krakování se však vyznačují nízkou chemickou stabilitou, která se zlepšuje zavedením speciálních antioxidačních přísad do paliv. Výtěžek benzínu 70% - z oleje, 30% - z topného oleje.

Katalytické krakování je proces výroby benzinu založený na rozkladu uhlovodíků a změnách jejich struktury působením vysoká teplota a katalyzátor. K odštěpení molekul uhlovodíků dochází v přítomnosti katalyzátorů a při teplotě a atmosférickém tlaku. Speciálně upravený jíl je jedním z katalyzátorů. Toto praskání se nazývá praskání práškového katalyzátoru. Katalyzátor se potom oddělí od uhlovodíků. Uhlovodíky jdou svou vlastní cestou pro rektifikaci a chladničky a katalyzátor jde do jejich nádrží, kde jsou obnoveny jeho vlastnosti. Jako surovina pro katalytické krakování se používají frakce plynového oleje a nafty získané přímou destilací oleje. Produkty katalytického krakování jsou povinnou součástí výroby benzínů A-72 a A-76.

Hydrokrakování je proces rafinace ropných produktů, který kombinuje krakování a hydrogenaci surovin (plynové oleje, zbytky oleje atd.). Toto je typ katalytického krakování. Proces rozkladu těžkých surovin probíhá v přítomnosti vodíku při teplotě 420 ... 500 ° C a tlaku 200 atm. Proces probíhá ve speciálním reaktoru s přídavkem katalyzátorů (oxidy W, Mo, Pt). V důsledku hydrokrakování se získává palivo.

Reforma - (z angličtiny reforming - změnit, vylepšit) průmyslový proces zpracování benzínových a naftových frakcí oleje za účelem získání vysoce kvalitních benzínů a aromatických uhlovodíků. Jako surovina pro katalytické reformování se obvykle používají benzínové frakce primární destilace oleje, které mají teplotu varu již při 85 ... 180 ° C. Reformace se provádí v plynu obsahujícím vodík (70 ... 90% vodíku) při teplotě 480 ... 540 ° C a tlak 2 ... 4 MPa v přítomnosti katalyzátoru na bázi molybdenu nebo platiny. Ke zlepšení vlastností benzínových frakcí oleje procházejí katalytickým reformováním, které se provádí v přítomnosti katalyzátorů vyrobených z platiny nebo platiny a rhenia. Během katalytického reformování benzínů aromatické uhlovodíky (benzen, toluen, xylen atd.) z parafinů a cykloparafinů. Reforma při použití katalyzátoru na bázi molybdenu se nazývá hydroformování a při použití platinového katalyzátoru - platformování. Ten, který je jednodušší a bezpečnější, se nyní používá mnohem častěji.

Pyrolýza. Jedná se o tepelný rozklad ropných uhlovodíků ve speciálních zařízeních nebo plynových generátorech při teplotě 650 ° C. Používá se k výrobě aromatických uhlovodíků a plynu. Jako surovinu lze použít jak olej, tak topný olej, ale nejvyšší výtěžek aromatických uhlovodíků je pozorován při pyrolýze lehkých ropných frakcí. Výtěžek: 50% plyn, 45% dehet, 5% saze. Aromatické uhlovodíky se získávají z pryskyřice rektifikací.

Ruská federace je jedním ze světových lídrů v oblasti těžby a produkce ropy. Ve státě působí více než 50 podniků, jejichž hlavními úkoly jsou rafinace ropy a petrochemie. Mezi nimi jsou Kirishi NOS, Omsk Oil Refinery, Lukoil-NORSI, RNK, YaroslavNOS a tak dále.

Na tento moment většina z nich je propojena se známými ropnými a plynárenskými společnostmi, jako jsou Rosněfť, Lukoil, Gazprom a Surgutneftegaz. Doba provozu takové výroby je asi 3 roky.

Základní rafinované výrobky Je benzín, petrolej a motorová nafta. Nyní se více než 90% veškerého vytěženého černého zlata používá na získávání paliva: letectví, tryskové nafty, pecí, kotlů - a také mazacích olejů a surovin pro budoucí chemické zpracování.

Technologie rafinace

Technologie rafinace se skládá z několika fází:

  • rozdělení produktů na frakce, které se liší teplotou varu;

  • zpracování těchto sdružení s použitím chemických sloučenin a výroba komerčních ropných produktů;

  • míchání složek pomocí různých směsí.

Oddělení vědy, které se věnuje zpracování hořlavých minerálů, je petrochemie. Studuje procesy získávání produktů z černého zlata a konečné chemické zpracování. Patří mezi ně alkohol, aldehyd, amoniak, vodík, kyselina, keton apod. Dnes se pouze 10% vyrobeného oleje používá jako surovina pro petrochemický průmysl.

Základní procesy rafinace oleje

Procesy rafinace se dělí na primární a sekundární. První z nich neznamenají chemickou změnu černého zlata, ale zajišťují jeho fyzické rozdělení na frakce. Druhým úkolem je zvýšit objem vyrobeného paliva. Usnadňují chemickou přeměnu molekul uhlovodíků, které jsou součástí oleje, na jednodušší sloučeniny.

Primární procesy probíhají ve třech fázích. Začátečník je příprava černého zlata. Prochází dodatečným čištěním od mechanických nečistot, eliminace lehkých plynů a vody se provádí pomocí moderního elektrického odsolovacího zařízení.

Poté následuje atmosférická destilace. Olej se převádí do destilační kolony, kde se dělí na frakce: benzín, petrolej, nafta a nakonec na topný olej. Kvalita produktů v této fázi zpracování neodpovídá obchodním charakteristikám, takže frakce jsou podrobeny sekundárnímu zpracování.

Sekundární procesy lze rozdělit do několika typů:

  • prohlubování (katalytické a tepelné krakování, rozbití, pomalé koksování, hydrokrakování, výroba bitumenu atd.);

  • rafinace (reformování, hydrogenační zpracování, izomerizace apod.);

  • další operace na výrobu oleje a aromatických uhlovodíků a alkylace.

Reforma se používá pro benzínovou frakci. Výsledkem je nasycení aromatickými směsmi. Získaná surovina se používá jako prvek pro výrobu benzínu.

Katalytické štěpení se používá k rozpadu těžkých molekul plynu, které se pak používají k uvolňování paliva.

Hydrokrakování je metoda štěpení molekul plynu v přebytku vodíku. Tento proces produkuje naftu a benzínové články.

Koksování je operace extrakce ropného koksu z těžké frakce a zbytků ze sekundárního procesu.

Hydrokrakování, hydrogenace, hydrogenační rafinace, hydrodearomatizace, hydrodewaxování - to vše jsou hydrogenační procesy při rafinaci oleje. Jejich charakteristickou vlastností je provádět katalytické přeměny za přítomnosti vodíku nebo plynu, který obsahuje vodu.

Moderní zařízení pro rafinaci primárního průmyslového oleje jsou často kombinována a mohou provádět některé sekundární procesy v různých objemech.

Zařízení pro rafinaci ropy

Rafinační zařízení je:

  • generátory;

  • nádrže;

  • filtry;

  • ohřívače na kapalinu a plyn;

  • spalovny (zařízení pro likvidaci tepelného odpadu);

  • světlice systémy;

  • plynové kompresory;

  • parní turbíny;

  • tepelné výměníky;

  • hydraulické zkušební stojany pro potrubí;

  • trubky;

  • kování a podobně.

Podniky dále používají technologické pece pro rafinaci ropy. Jsou určeny k ohřevu procesního média pomocí tepla uvolněného během spalování paliva.

Existují dva typy těchto jednotek: trubkové pece a zařízení na spalování kapalných, pevných a plynných zbytků z výroby.

Základem rafinace ropy je to, že především začíná výroba destilací oleje a jeho tvorbou do samostatných frakcí.

Poté se hlavní část získaných sloučenin převede na více potřebné produkty změnou jejich fyzikálních charakteristik a molekulární struktury pod vlivem krakování, reformování a dalších operací, které souvisejí se sekundárními procesy. Dále ropné produkty procházejí postupně různými typy čištění a separace.

Velké rafinerie se podílejí na frakcionování, přeměně, zpracování a míchání černého zlata s mazivy. Kromě toho vyrábějí těžký topný olej a asfalt a mohou také provádět další destilaci ropných produktů.

Návrh a konstrukce rafinerie

Nejprve je nutné navrhnout a postavit ropnou rafinérii. Jedná se o poměrně komplikovaný a odpovědný proces.

Návrh a konstrukce ropné rafinerie probíhá v několika fázích:

  • formování hlavních cílů a záměrů podnikové a investiční analýzy;

  • výběr území pro výrobu a získání povolení k výstavbě závodu;

  • samotný projekt ropného rafinérského komplexu;

  • sběr potřebných zařízení a mechanismů, konstrukce a instalace a uvedení do provozu;

  • poslední fází je uvedení do provozu ropného podniku.

Výroba produktů z černého zlata se provádí pomocí specializovaných mechanismů.

Moderní technologie rafinace ropy na výstavě

Ropný a plynárenský průmysl je na tomto území široce rozvinutý Ruská Federace... Vyvstává proto otázka rozvoje nových průmyslových odvětví a zdokonalování a modernizace technických zařízení. Aby se ruský ropný a plynárenský průmysl dostal na novou, vyšší úroveň, koná se každoroční výstava vědeckých úspěchů v této oblasti „Neftegaz“.

Expozice „Ropa a plyn“ se bude vyznačovat rozsahem a velkým počtem pozvaných společností. Mezi nimi jsou nejen oblíbené domácí firmy, ale také zástupci jiných států. Předvedou své úspěchy, inovativní technologie, čerstvé obchodní projekty a podobně.

Kromě toho se na výstavě představí produkty rafinace ropy, alternativní paliva a energie, moderní vybavení pro podniky atd.

V rámci akce je plánováno pořádání různých konferencí, seminářů, prezentací, diskusí, mistrovských kurzů, přednášek a diskusí.

Přečtěte si naše další články.