Нафтопереробна промисловість

Нафта – рідка горюча корисна копалина, яка є сумішшю вуглеводнів трьох рядів:

- парафінові вуглеводні з загальною формулою С_nH₂_n₊₂. Парафінові вуглеводні, молекули яких мають ланцюги, від 5 до 15 атомів вуглецю, при нормальній температурі знаходяться в рідкому стані;

- нафтонові вуглеводні, які мають насичені циклічні з’єднання з трьох і більше атомів вуглецю (циклогексан, циклопентан);

- ароматичні вуглеводні, в молекулах яких цикли з шести атомів вуглецю (бензол, толуол).

До складу нафти також входять домішки кисневих, сірчаних та азотних оранічних сполук, які знижують її якість та ускладнюють переробку.

Речовини, що входять до складу нафти, залежно від хімічної структури і розмірів молекул мають різну температуру кипіння.

Розрізняють легкі фракції з температурою кипіння до 350⁰С і важкі. Легкі фракції складаються з низькомолекулярних вуглеводів і входять до складу світлих видів палива (бензин, дизпаливо, керосин), важкі фракції переважають у складі масел, парафіну, смол.

Властивості і склад нафти різних родовищ значно відрізняється.

Нафта зустрічається в надрах землі на глибині 1…3 км у вигляді скупчень з газом в пластах пористих гірничих порід. Надра України мають незначні запаси нафти, її річний добуток складає близько 4 млн.тонн. Перспективу розширення добутку нафти складає розробка розвіданих родовищ в акваторіяї Чорного і Азовського морів. Нафту добувають фонтанним і глибино-насосним способом. При фонтанному способі нафта піднімається на поверхню по свердловині під тиском в пласту. Такий спосіб добутку має високу продуктивність (20…40 тонн/добу) і низьку собівартість. Високий пластовий тиск зберігається шиле на початкових стадіях експлуатації свердловини. Для максимального продовження періоду фонтанування намагаються тривалий час зберігати пластовий тиск за рахунок закачування в свердловину води. По мірі вироблення родовища свердловину переводять на глибино-насосний спосіб добуток. Відкачування нафти проводиться спеціальними насосами, які спускаються в свердловину. Порівняно з фонтанним дебет свердловини знижується в 8 раз до 3…5 тонн/добу.

Така нафта вміщує 10…30% води з розчиненими солями і частинками породи, а також 1…46% газоподібних фракцій вуглеводів (попутні гази)

Добута з свердловини нафта подається у випаровувачі, де відбувається відділення газів. Обезводнюють нафту шляхом тривалого відстоювання у відстійниках. Очищена нафта переважно по магістральним нафтопроводам передається на нафтопереробні заводи. Найбільш попутні нафтопереробні підприємства на Україні – Кременчуцький, Лисичанський, Херсонський, Одеський, Надвірнянський, Дрогобичський заводи.

Основним способом переробки нафти є – пряма перегонка.

Процес переробки базується на явищі випаровування і конденсації суміші вуглеводнів з різними температурами кипіння. При нагріванні до 350⁰С в пароподібну фазу переходять низькокиплячі компоненти, а висококиплячі залишаються в рідкій фазі. Утворені при нагріванні пари відводяться і охолоджуються. В результаті з них конденсується рідка фаза, а в пароподібній залишається найбільш легкі компоненти. Таким чином, наффта розділяється на три фракції. Процес перегонки повторується кілька разів, що дозволяє роздіілити нафту на ряд компонентів. Розподіл нафти на фракції проводиться ректифікаційних колонах – циліндричних апаратах висотою 22…55 метрів діаметром 5 …7 м з внутрішніми горизонтальними перегородками. Пари вуглеводнів по мірі підйому наверх в колоні охолоджуються, конденсуються на перегородках і відводяться з рентифікаційної колони. Продуктивність таких установок – 3…6 тис.тонн. нафти на добу.

В результаті прямої перегонки нафта розділяється на паливні фракції, масляні дисциляти і гудрон.

Найбільш цінною паливною фракцією є бензинова з вуглеводнями С₅ –С₁₁.

Її температура кипіння знаходиться в межах 180 …200⁰С. Бензинова фракція є компонентом розчинників, автомобільних та авіаційних бензинів. Вихід цієї фракції з нафти складає 14…15%.

Керосинова фракція (С₉…С₁₈), характеризується температурою кипіння 140…330⁰С, має вихід 8…20% і використовується для освітлення та як компонент реактивних і дизельних палив. Солярова фаркція (С₁₂ – С₂₄) з температурою кипіння 180…400⁰С має вихід 17- 15% і складає основу палива для дизельних двигунів. Вуглеводні, парафіни, маслянисті та смолисті речовини з температурою кипіння вище 300⁰С утворюють мазутну фракцію С₁₆ – Н₃₄ з виходом 50…60%. Частина мазута використовується як котельне паливо, а більша доля іде на подальшу переробку. При прямій перегонці з використанням вакуумних установок мазут розділяється на масляні дистиляти і гудрон. Масляні дистиляти (С₂₀ – С₇₀) мають температуру кипіння 350…550⁰С і використовуються для виробництва машинних мастил. Гудрон служить сировиною для виготовлення бітуму.

З метою підвищення виходу легких фракцій використовують крекінг-процес нафтопродуктів. Сутність полягає в розщепленні довгих молекул важких вуглеводнів на короткі молекули легких низькокиплячих продуктів. Так, в результаті крекінгу молекула С₁₆Н₃₄, що входить до складу мазуту, розщіплюється на молекули С₈Н₁₁, характерні для бензинової фаркції.

Основним фактором, який забезпечує крекінг нафтопродуктів, є їх температурне витримування при підвищеному тискові.

Найбільше розповсюдження для переробки нафтопродуктів має термічний крекінг . Процес розчеплення проходить при температурі при 550-600⁰С під тиском 2…7 МПа. В результаті з мазуту утворюється до 30..35% бензинової фракції. Бензини термічного крекінга складається як з насичених так і неначених (30…40%) вуглеводнів. Вони хімічно і фізично нестабільні і менш цінні порівняно з продуктами прямої перегонки. Наявність каталізаторів (синтетичних алюмосилікатів) дозволяє знизити температуру крекінгу до 300…500⁰С, збільшити вихід бензинової фракції до 35-40%, підвищити її стабільність. Установки каталітичного крекігну характеризуються високою продуктивністю до 1,5 млн.тонн за рік.

Продукти нафтопереробних підприємств розділяються на такі дві групи:

- паливо для карбюраторних двигунів (бензин);

для дизельних двигунів, для реактивних - (керосин),

для котельних установок (мазут, солярка);

- сировина для підприємств хімічного синтезу (метан, етилен, ізобутан);

- скраплений газ (пропан, бутан);

- інші продукти (освітлювальний керосин, парафін, бітум) – до 10 компонентів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ДОБУВАННЯ КОРИСНИХ КОПАЛИН ВІДКРИТИМ СПОСОБОМ	\|	Переваги газового палива

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.