Способи переробки нафти

Підготувала учениця 11 класуСкрипник Ангеліна

Після винаходу газової лампи (1855 р.) з деякої частини нафти стали одержувати газ. Наприкінці минулого сторіччя бензин і газ, що отримували при виробленні газу, вважалися шкідливими продуктами, що викликали вибухи і пожежі, а олії спалювалися разом з мазутом.

Не дуже давно нафта тільки спалювалася в топках.

Сьогодні вся нафта, що добувається, піддається переробці для одержання багатьох різноманітних продуктів. При переробці нафти мають місце наступні основні процеси: а) перегін; б) термічний крекінг; в) каталітичний крекінг; г) піроліз; д) коксування; е) деструктивна гідрогенізація. Більшість названих процесів протікає в присутності різних каталізаторів.

Підготовка нафти до переробки. Видобуток нафти супроводжується вилученням із природних підземних резервуарів значних кількостей газу, води, механічних домішок і солей. При надходженні на поверхню газ, розчинений у нафті, відокремлюють від неї за допомогою системи сепарації.

Найбільш легкі компоненти вуглеводних газів відокремлюють від нафти в нафтових трапах, колонках і мірниках. Найважчі вуглеводні гази відокремлюють від нафти в газових сепараторах. У трапі також відбувається очищення газу від нафтового пилу. Відділення газу від нафти і пилу в трапі відбувається за рахунок зміни тиску і швидкості нафтового потоку, що рухається.

Відділена від газу нафта спрямовується в промислові резервуари, а звідти на нафтопереробні заводи.

При відділенні газу від нафти в трапах і інших пристроях відокремлюється й основна маса води і механічних домішок. Відділення домішок і води відбувається також при відстоюванні і збереженні нафти в промислових резервуарах. Наявність домішок у нафті погіршує

показники процесу її переробки, приводить до зниження продуктивності, підвищення енергоємності процесу, засмічення і корозії апаратури і трубопроводів. Тому зневоднювання нафти і видалення з водою механічних домішок є обов'язковими стадіями переробки нафти.

Пряма перегонка нафтиПроцес розділення вуглеводнів нафти за температури їх кипіння називається прямою перегонкою. На сучасних заводах процес прямої перегонки нафти здійснюють на установках безперервної дії. Нафту під тиском подають насосами в трубчасту піч, де її нагрівають до 330...350°С. Довгий час пряма перегонка нафти була єдиним способом переробки нафти, однак із зростанням потреби в бензині її ефективності (20...25% виходу бензину) стало не вистачати. У 1875р. був запропонований процес розкладання важких вуглеводнів нафти при високих температурах. У промисловості цей процес був названий крекінгом, що означає розщеплення, розколювання.

Термічний крекінгПарофазний

Нафту нагрівають до 520...550°С при тиску 2...6 атм. В даний час не застосовується внаслідок низької продуктивності і великого змісту (40%) неграничних вуглеводнів в кінцевому продукті, які легко окислюються і утворюють смоли.

РідкофазнийТемпература нагрева нефти 480…500°С при давлении 20…50 атм. Увеличивается производительность, снижается количество (25…30%) непредельных углеводородов. Бензиновые фракции термического крекинга используются в качестве компонента товарных автомобильных бензинов. Однако, для топлив термического крекинга характерна низкая химическая стабильность, которую улучшают путем введения в топлива специальных антиокислительных добавок. Выход бензина 70% – из нефти, 30% – из мазута.

Каталітичний крекінгБільш досконалий технологічний процес. При каталітичному крекінгу розщеплення важких молекул вуглеводнів нафти при температурі 430...530°С при тиску близькому до атмосферного у присутності каталізаторів. Каталізатор спрямовує процес і сприяє изомерации граничних вуглеводнів, а також перетворенню з неграничних в граничні. Бензин каталітичного крекінгу має високу детонаційну стійкість і хімічну стабільність. Вихід бензину-до 78% з нафти і якість значно краще, ніж при термічний крекінг. Як каталізатори застосовують алюмосилікати, містять окису Si і Al, а також каталізатори, що містять окису міді, марганцю, Со, Ni, та платиновий каталізатор.

Гідрокрекінг

Це різновид каталітичного крекінгу. Процес розкладання важкого сировини відбувається в присутності водню при температурі 420...500°С і тиску до 200 атм. Процес відбувається в спеціальному реакторі з додаванням каталізаторів (окису W, Mo, Pt). В результаті гідрокрекінгу отримують паливо для турбореактивних двигунів.

Каталітичний риформінгСутність полягає в ароматизації бензинових фракцій у результаті каталітичного перетворення нафтенових і парафінових вуглеводнів в ароматичні. Крім ароматизації молекули парафінових вуглеводнів можуть піддаватися ізомерії, найбільш важкі вуглеводні можуть розщеплюватися на більш дрібні. В якості сировини для переробки використовуються бензинові фракції прямої перегонки нафти пари яких при температурі 540°С і тиску 30 атм. у присутності водню пропускають через реакційну камеру, заповнену каталізатором (двоокис молібдену і окис алюмінію). В результаті одержують бензин з вмістом ароматичних вуглеводнів 40...50%. При зміні технологічного процесу кількість ароматичних вуглеводнів можна збільшити до 80%. Присутність водню збільшує термін служби каталізатора.

ПіролізЦе термічне розкладання вуглеводнів нафти в спеціальних апаратах або газогенераторах при температурі 650°С. Застосовується для одержання ароматичних вуглеводнів і газу. В якості сировини можна застосовувати як нафта так і мазут, але найбільший вихід ароматичних вуглеводнів спостерігається при піролізі легких фракцій нафти. Вихід: 50% газу, 45% смоли, 5% сажі. З живиці отримують ароматичні вуглеводні шляхом ректифікації.