МЕТОДИ ПЕРЕРОБКИ НАФТИ

Нафти різних родовищ не однакові як за фракційним, так і за хімічним складом, їх показники якості відрізняються. Так, густина "легких" нафт може бути менше за 810 кг/м³ при 20 °С, а "важких" - більше за 986 кг/м³; температура застигання може скласти від плюс 26 °С до мінус 60 °С; теплота згоряння - від 43,7 до 46,2 МДж/кг; колір - від світлого до темнокоричневого і навіть чорного.

"Важкі" нафти для переробки в паливному варіанті потребують складних і дорогих технологічних процесів.

Напрямок переробки нафт залежить від фракційного і хімічного її складу, необхідності отримання окремих (визначених) нафтопродуктів.

Нафта - основна сировина для одержання палив і олив для автотракторної, дорожньо-будівельної, сільськогосподарської та іншої техніки, для чого переробляється більше 90% від її видобутку.

У невеликих кількостях ПММ одержують у результаті синтезу, з твердих горючих копалин (вугілля, сланців, торфу).

Використовують фізичні і хімічні методи переробки. Фізичні методи найпростіші, вони базуються на розділенні нафти за температурами кипіння. Хімічні (деструктивні) методи переробки базуються на зміні хімічного складу сировини, що підлягає переробці. На нафтопереробних заводах всі методи, тобто фізичні і хімічні, взаємопов'язані.

Атмосферна (пряма) перегонка нафти - це розділення її на складові частини (фракції), що киплять у визначених інтервалах температур. При перегонці нафти одержують близько 50% паливних фракцій і близько 50% мазуту. Властивості продуктів, що одержують, цілком залежать від складу і якості нафти, що переробляється.

Прямою перегонкою нафти отримують, в основному, такі паливні фракції: бензинову з межами температур википання 30... 180 °С, гасову з межами температур википання 120-315 °С, дизельну або гасево-газойлеву - 180-360 °С, газойлеву з межами википання 230-360 °С. Ці межи температур википання можуть змінюватись в залежності від технологічного режиму перегонки нафти нафтопереробних заводів.

Готові (товарні) нафтопродукти (авіаційні та автомобільні бензини, бензини-розчинники, гаси-авіаційні, тракторні, освітлювальні, дизельні палива тощо) виробляють після їх очищення, введення до їх складу добавок та присадок, доведення до стандартних показників якості.

Бензин прямої перегонки має низькі октанові числа (55-56 за моторним методом) і високу хімічну стабільність.

Дизельне пальне має високі цетанові числа, але вимагає поліпшення низькотемпературних властивостей.

Мазут, що залишається після відгонки паливних фракцій, має густину приблизно 950 кг/м³. Він може бути сировиною для одержання оливних фракцій на вакуумній установці, паливом для малообертових дизелів, сировиною для одержання додаткових кількостей палив деструктивними методами тощо.

Мазут містить сполуки, температура кипіння яких становить близько 400 °С і вище, тобто температура їх кипіння вище температури розкладу. Для запобігання розкладу мазуту перегонку ведуть під вакуумом. При цьому знижується температура кипіння. Так, якщо вуглеводень кипить при атмосферному тиску при 500 °С, то при зниженні тиску до 1333, 2 Па (10 мм рт. ст. ) він кипить при 230 °С. Вакуумною перегонкою мазуту можна одержувати солярові, спеціальні і змащувальні оливні фракції. Після відбору оливних фракцій (так званих дистилятних: індустріальних, машинних, циліндрових) залишається важкий продукт - гудрон, густина якого коливається в діапазоні 970-990 кг/м³. Гудрон може бути сировиною для одержання бітуму, коксу, бензину, моторних олив (так званих залишкових - авіаційних). Оливні фракції, залежно від складу і призначення, направляються на очистку.

Вторинні методи переробки - деструктивні методи - дозволяють одержувати додаткові кількості палив або поліпшувати їх якість, базуються на зміні первісного хімічного складу сировини, що переробляється.

Термічний крекінг - церозколення, розщеплення великих молекул під дією високих температур на менші, які відповідають бензиновим фракціям. При крекінгу мазуту одержують близько 30% бензину. Бензини термічного крекінгу мають більш високі октанові числа (70-72 за моторним методом) порівняно з прямогінними. Але вони відрізняються низькою хімічною стабільністю, бо містять у своєму складі 25-40% ненасичених вуглеводнів. Вміст ненасичених вуглеводнів в бензині залежить від технологічного режиму процесу термічного крекінгу і хімічного складу сировини.

В табл. 5 наведений хімічний склад бензинів, отриманих прямою перегонкою (без зміни хімічного складу сировини, що перероблялась) і крекінг-бензинів із бакинської і грозненської нафт.

Таблиця 5. Приблизний груповий склад бензинів

Бензин	Вміст вуглеводнів, % об.
	ненасичені	парафінові	нафтенові	ароматичні
Прямої перегонки: Баку Грозний		43,6 64,7	52,7 32,3	3,7 3,0
Крекінг-бензин: Баку Грозний	25,6 27,6	53,3 49,2	9,4 6,2	11,7 16,4

Каталітичний крекінг здійснюється при одночасній дії високої температури і каталізатора. Сировиною є газойлеві і солярові фракції прямої перегонки, вакуумні дистиляти. Бензин каталітичного крекінгу приблизно на 75% складається з ізопарафінових і ароматичних вуглеводнів, тому октанове число його становить 77…80 за моторним методом, має високу хімічну стабільність.

Додаткову кількість бензинів можна одержати методами піролізу, гідрокрекінгу та ін,, глибокою переробкою важкої нафти, в тому числі важких залишків, а також методами переробки вугілля, сланців тощо.

Каталітичний риформінг (платформінг-0 переробка низькооктанових бензинових фракцій з метою підвищення октанового числа. Процес відбувається в присутності каталізатора, частіше - платинового. Октанові числа лтриманого бензина близько 90 і є основними компонентами високооктанових товарних бензинів.

Методи синтезу дозволяють одержувати високооктанові компоненти, які додають до товарних бензинів. Основні з них такі: селективна полімеризація (одержання ізооктану технічного з октановим числом 100), олігомерізація газів (одержання полімер-бензину з октановим числом вище 82), алкілування (одержання кумолу з октановим числом 99, триптану - 104, етилбонзолу - 97, алкілатів —нище 90 та інш. ), ізомерізація (перетворення н. парафінових вуглеводнів у високооктанові ізопарафінові, наприклад, н. октану з мінус 20 в технічний ізооктан 1 100). Сировиною для синтезу є газоподібні і рідкі вуглеводні чи вузькі нафтові фракції.

Одержання газових бензинів. Гази попутні при видобутку та переробці нафти, газоконденсатних родовищ та природні гази містять вуглеводні з числом вуглецевих атомів у молекулі від 1 до 4 і вище. Вуглеводні з числом атомів вуглецю вище 4 за звичайних умов є рідинами і в газах знаходяться у вигляді парів. Ці вуглеводні виділяють із газів, одержують так звані "газові" бензини, їх добавляють у товарні бензини, щоб полегшити пуск двигуна взимку.

Одержання товарних бензинів. Палива і оливи, що одержують різними методами переробки, ще не є товарними продуктами. Вони містять небажані компоненти, що погіршують експлуатаційні властивості. (ненасичені вуглеводні, сірчані і кисневі сполуки, н. парафінові вуглеводні, які містяться в дизельних паливах і оливах у великій кількості). Щоб видалити небажані компоненти, застосовують різні види очисток.

Методи очистки можуть бути хімічними та фізичними.

Хімічні методи очистки базуються на видаленні небажаних компонентів з нафтопродуктів хімічними реагентами (сірчаною кислотою, лугом, солями, та іншими розчинами). Вони вступають в реакцію з небажаними компонентами і не розчиняються в нафтопродуктах.

Фізичні методи очистки проводяться адсорбентами, розчинниками, які поглинають окремі компоненти (очистка карбамідом, силікагелем, глинами тощо), або розчиняють окремі компоненти, це - очистка селективними розчинниками: фурфуролом, фенолом, рідким пропаном, парними розчинниками тощо.

Очистка сірчаною кислотою (застарілий процес) видаляють нєнасичені вуглеводні, основну масу сірчаних сполук (за винятком сірководню і меркаптанів) та асфальто-смолистих речовин. Дуже трудомісткий і складний. Потребує нейтралізацію продуктів лугом.

Очистка лугом застосовується для видалення органічних кислот, деяких сірчаних сполук (сірководню, меркаптанів), а також для нейтралізації продуктів після вищезгаданої очистки. Необхідна промивка продуктів водою від залишків лугу.

Гідроочистка застосовується для видалення майже всіх небажаних компонентів. Забезпечується використанням надмірного надлишку водню в процесі очистки та каталізатора. Одночасно з видаленням сірчаних сполук відбувається розклад кисневих і азотних сполук з утворенням вуглеводнів, води та аміаку.

Селективна очистка базується на різній розчинності бажаних і небажаних компонентів олив у розчинниках. При селективній очистці видаляються поліциклічні ароматичні, нафтеноароматичні вуглеводні з короткими боковими ланцюгами, сірчані і азотні сполуки, смолисті речовини. Основне призначення цієї очистки - поліпшення в'язкісно-температурних властивостей олив.

Депарафінізацією виводять із дизельних палив і олив частину н. парафінових вуглеводнів з метою поліпшення низькотемпературних властивостей. При депарафінізації можна досягнути будь-якої заданої глибини (ступеня) очистки.

Контактна (адсорбційна) очистка олив застосовується з метою видалення залишків небажаних компонентів, розчинників, смол тощо і відбувається з допомогою різних адсорбентів, наприклад, природних глин, алюмосилікатів, силікагелів.

Виготовлення товарних бензинів вимагає проведення стабілізації, для чого із бензинів видаляють легкі фракції і добавляють антиокисні присадки (інгібітори окислення) для збільшення терміну зберігання бензину.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ОСНОВНИЙ СКЛАД НАФТИ	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.009 сек.