Всё про автомобили
(эксплуатация, ремонт и эксплуатационные материалы автомобиля)
Меню /


Методы переработки нефти

Основным способом переработки нефти является ее прямая перегонка.

Перегонка дистилляция {отекание каплями) — разделение неф­ти на отличающиеся по составу фракции, основанное на различии в температурах кипения ее компонентов.

Фракция — химическая составная часть нефти с одинаковыми химическими или физическими свойствами (температурой кипе­ния, плотностью, размерами), выделяемая при перегонке.

Прямая перегонка — это физический способ переработки не­фти с помощью атмосферно-вакуумной установки (рис. 1.1), прин­цип работы которой заключается в следующем.

В результате нагрева нефти в специальной трубчатой печи 1 до 330... 350 °С и образуется смесь паров нефти и неиспарившегося жид­кого остатка, поступающая в ректификационную колонну 3 с теп­лообменниками 2.

В ректификационной колонне (рис. 1.2) происходит разделение нефтяных паров на фракции, составляющие различные нефтепро­дукты. При этом температура кипения смежных групп получаемых фракций может отличаться всего лишь на 5... 8 0С.

 

 

Рис. 1.1. Принципиальная схема атмосферно-вакуумной установки для прямой перегонки нефти:

1 — трубчатая печь; 2 — теплообменники; 3 — ректификационная колонна; 4 — конденсатор; 5 — сепаратор; 6 — сборник соляра; 7 — вакуумная колонна

 

Тяжелые фракции нефти, поступая в колонну в жидкой фазе,  в нижней ее части отделяются от паров и отводятся из нее в виде мазута.

В зависимости от химического состава нефти используют две схемы получения топлива (рис. 1.3). В первом случае в интервале температур кипения от 40 до 150 °С отбирают авиационные бен­зины и в интервале от 150 до 300 °С — керосин, из которого изго­тавливают реактивные топлива. Во втором случае в интервале температур кипения от 40 до 200 °С отбирают автомобильные бен­зины и в интервале от 200 до 350 °С — дизельные топлива.

Мазут, остающийся после отгона топливных фракций (60... 80 % от исходной массы нефти), используют для получения масел и крекинг-бензинов.

Углеводороды с температурой кипения ниже 40 °С (попутные газы) используют в качестве добавок к некоторым бензинам и в качестве сырья для получения ряда синтетических продуктов, а также как топливо для газобалонных автомобилей.

Продуктами прямой перегонки нефти (см. рис. 1.1) являются следующие дистилляты: бензин (40... 200 °С); лигроин (110... 230 °С); керосин (140... 300 °С); газойль (230... 330 °С) и соляр (280... 350 °С).

 

Рис. 1.2. Схема колпачковой ректи­фикационной колонны:

1 — металлические тарелки; 2 — от­верстия для прохождения паров; 3 — колпачки; 4— сливные трубки; 5— ци­линдрический корпус

 

Рис. 1.3. Принципиальные схемы получения важнейших видов топли­ва для двигателей при перегонке нефти

 

Средний выход бензиновых фракций, зависящий от свойств добываемой нефти, колеблется от 15 до 25 %. На долю остальных топлив приходится 20... 30 %.

Лигроин, имеющий несколько большую плотность, чем бен­зин (тяжелый бензин), используется как дизельное топливо и в качестве сырья для получения высокооктановых бензинов.

Газойль, являющийся промежуточным продуктом между керо­сином и смазочными маслами, используется как топливо для ди­зелей, а также является сырьем для каталитического крекинга.

Продукты, получаемые способом прямой перегонки, обладают высокой химической стабильностью, так как в них отсутствуют непредельные углеводороды.

Использование для переработки нефти крекинг-процессов по­зволяет увеличить выход бензиновых фракций.

Крекинг процесс переработки нефти и ее фракций, основанный на разложении (расщеплении) молекул сложных углеводородов в усло­виях высоких температур и давлений.

Впервые крекинг был предложен русским ученым А. А. Летним в 1875 г., а разработан — В.Г.Шуховым в 1891 г., но первая про­мышленная установка была построена в США.

Существуют следующие виды крекинга: термический, катали­тический, а также гидрокрекинг и каталитический риформинг.

Термический крекинг используют для получения бензина из ма­зута, керосина и дизельного топлива.

Например, при нагревании до 500... 550 °С под давлением 5 МПа углеводород цетан, входящий в состав керосина и дизельного топ­лива, разлагается соответственно на нормальный октан и нормаль­ный октан, которые являются составляющими бензина:

 

 

Рис 2

 

Бензин, получаемый посредством термического крекинга, имеет недостаточно высокое октановое число (66...74) и большое содержа­ние непредельных углеводородов (30... 40 %), т. е. он обладает плохой химической стабильностью, и его используют в основном только в качестве компонента при получении товарных бензинов.

Новые установки для термического крекинга в настоящее вре­мя уже не строят, так как получаемые с их помощью бензины при хранении окисляются с образованием смол и в них необходимо вводить специальные присадки (ингибиторы), резко снижающие темп осмоления.

Каталитический крекинг — это процесс получения бензина, основанный на расщеплении углеводородов и изменении их струк­туры под действием высокой температуры и катализатора.

Каталитический крекинг на заводской установке был впервые осуществлен в России в 1919 г. Н.Д.Зелинским.

В качестве сырья при каталитическом крекинге (рис. 1.4) исполь­зуют газойлевую и соляровую фракции, получаемые при прямой перегонке нефти, которые нагревают до температуры 450...5250С под давлением 0,15 МПа в присутствии алюмоселикатного катали­затора, который ускоряет процесс расщепления молекул сырья и изомеризует продукты распада, превращая их в изопарафиновые и ароматические углеводороды. При этом количество олефинов снижается до 9...10 %, а октановые числа получаемых бензинов, измеренные по моторному методу, равны 78...85.

Продукты каталитического крекинга являются обязательными компонентами при производстве бензинов марок А-72 и А-76.

Гидрокрекинг — процесс переработки нефтепродуктов, соче­тающий в себе крекирование и гидрирование сырья (газойлей, нефтяных остатков и др). Такой процесс проводится под давлени­ем водорода 15...20 МПа при температуре 370...450°С в присут­ствии алюмокобальтомолибденового или алюмоникельмолибденового катализаторов.

Октановые числа бензиновых фракций, получаемых в резуль­тате гидрокрекинга, — 85... 88 (по исследовательскому методу из­мерения). Гидрокрекинг повышает также выход светлых нефте­продуктов — бензина, дизельного и реактивного топлива.

В качестве сырья для каталитического риформинга обычно ис­пользуют бензиновые фракции первичной перегонки нефти, вы­кипающие уже при 85... 180"С.

Риформинг проводят в среде водородосодержащего газа (70... 90 % водорода) при температуре 480... 540 °С и давлении 2... 4 МПа в при­сутствии молибденового или платинового катализатора.

 

Рис. 1.4. Принципиальная схема каталитического крекинга:

1 — печь для нагрева сырья; 2 — испаритель; 3 — бункер с катализатором; 4 — реактор; 5 — регенератор; 6 — ректификационная колонна; 7 — газосепаратор

 

Риформинг при использовании молибденового катализатора называется гидроформинг, а при использовании платинового ката­лизатора — платформинг. Последний, являющийся более простым и безопасным процессом, в настоящее время применяется значи­тельно чаще.

Каталитический риформинг используют для получения высо­кооктанового компонента автомобильных бензинов (85 по мотор­ному методу измерения и 95 — по исследовательскому).

Получение смазочных масел. Под влиянием идей Д. И. Менделе­ева нефтепромышленник В.И.Рогозин в 1876 г. построил около Нижнего Новгорода первый в мире завод по производству масел из мазута.

По способу производства различают дистиллятные и остаточ­ные масла.

При получении аистиллятных масел мазут нагревают до 42О...43О°С (см. рис. 1.1), создавая в вакуумной колонне разреже­ние в 50 мм рт. ст.

Выход дистиллятных масел из мазута составляет около 50%, остальное — гудрон.

Остаточные масла — это очищенные гудроны. Для их получе­ния мазут или полугудрон смешивают с сжиженным пропаном (6...8 частей пропана на одну часть мазута) при температуре 40...60°С. Таким образом получают авиационные масла МК-22, МС-20 и трансмиссионное масло МТ-16. МК-22 рекомендовано и для смазки агрегатов некоторых автомобилей, например грузовых автомобилей Минского автозавода.

В смазочных маслах, получаемых из мазута, кроме углеводоро­дов обязательно содержатся нафтеновые кислоты, сернистые со­единения и смолисто-асфальтовые вещества, поэтому их, как и топлива, необходимо очищать.

 




 
2007 — 2014 Все права защищены

Rambler's Top100