Destilacija olja. Frakcijska destilacija

Olje je mineral, ki ima konsistenco oljne tekočine. Ta gorljivi material je večinoma črne barve, vendar je odvisen od območja njegove proizvodnje. Glede na nafto s kemičnega vidika lahko rečemo, da je ta snov kompleksna mešanica ogljikovodikov, ki vsebuje tudi nečistoče spojin, kot so žveplo, dušik itd. Nafta je bila uporabljena za različne namene, vendar se je v zadnjem stoletju začela uporabljati direktna destilacija nafte, ki je postala glavna surovina za proizvodnjo goriva in različnih organskih spojin.

Sestava olja

Karl Shorlemmer, ki je bil znan nemški kemik, je prvič začel študirati nafto v 19. stoletju. Med svojimi raziskavami je odkril najenostavnejši ogljikovodik butan (C4H10), heksan (C6H14) in pentan (C5H12). Nekaj ​​časa kasneje je ruski znanstvenik V.V. Markovnikov v procesu raziskav odkril v olju zadostno količino cikličnih nasičenih ogljikovodikov - ciklopentana (C5H10) in cikloheksana (C6H12).

Danes je bilo ugotovljeno, da olje in naftni derivati ​​sestavlja več kot tisoč različnih snovi, nekatere pa so predstavljene v majhnih količinah. Treba je omeniti, da ta snov vsebuje aliciklične, nasičene, nenasičene in aromatski ogljikovodiki raznoliko strukturo. Sestava olja lahko vključuje tudi spojine dušika, žvepla in spojin, ki vsebujejo kisik (fenoli in kisline).

Destilacija olja

Trenutno tehnologija rafiniranje nafte vključuje take postopke: enkratno destilacijo olja in ratifikacijo zmesi. Za to se pogosto uporabljajo skupna imena.

V postopku ločevanja olja z destilacijo in ratifikacijo dobimo frakcije in destilate. Kuhajo pri določenih temperaturah in so precej kompleksne mešanice. Hkrati pa ločene frakcije olja v nekaterih primerih vsebujejo majhno količino komponent, ki se bistveno razlikujejo v vreliščih. Zaradi tega lahko zmesi razvrstimo kot diskretne, zvezne in diskretno zvezne.

Naftni derivati

Rafinirani proizvodi vključujejo parafin, vazelin, cerezin, različna olja in druge snovi z izrazitimi vodoodbojnimi lastnostmi. Zaradi tega se uporabljajo za izdelavo čistilnih sredstev in krem.

Tako imenovana primarna destilacija nafte je posledica naravnega pritiska podzemne vode, ki se nahaja pod naftnim rezervoarjem. Pod pritiskom se bo olje iz globine dvignilo na površino. Postopek lahko pospešite z uporabo črpalk. Ta postopek omogoča ekstrakcijo približno 25-30% olja. Pri sekundarni proizvodnji se voda v glavnem črpa v rezervoar za olje ali se vbrizga ogljikov dioksid. Zaradi teh ukrepov se lahko približno 35% snovi potisne na površje.

Pri primarni destilaciji surove nafte in sekundarne toplotne obdelave se sproščajo produkti destilacije olja, ki vsebujejo vodikov sulfid. To je v veliki meri odvisno od pogojev predhodnega ločevanja nafte in izkoriščenih nahajališč. Vsebina v sestavi oljnega sulfidida je pomemben kazalnik, ki določa številne dejavnike.

Metode rafiniranja nafte. Delna destilacija

Glavna metoda predelave je frakcijska destilacija olja. Ta postopek vključuje ločevanje snovi v frakcije, ki se razlikujejo po sestavi. Destilacija temelji na razlikah v vreliščih komponent olja.

Frakcija je kemijski del snovi z enakimi fizikalnimi in kemičnimi lastnostmi, ki se sprosti med postopkom destilacije.

Neposredna destilacija je fizikalna metoda rafiniranja nafte z uporabo atmosferskega vakuumskega sistema.

Načelo delovanja atmosferske vakuumske enote

Olje se segreva pri temperaturi 350 ° C v posebni cevni peči. Kot rezultat tega postopka nastane zmes tekočega ostanka in hlapov snovi, ki vstopi v destilacijski stolpec s toplotnimi izmenjevalniki.

Nadalje je opažena shema destilacije olja, ki zagotavlja ločevanje oljnih hlapov v frakcije v destilacijski koloni, ki tvorijo različne naftne produkte. Istočasno imajo njihova vrelišča razlike več stopinj.

Težke frakcije snovi vstopijo v napravo v tekoči fazi. V spodnjem delu so ločeni od hlapov in iz njega izločeni kurilno olje.

Naslednje metode se uporabljajo za destilacijo nafte za proizvodnjo goriva, odvisno od kemične sestave olja. V prvem primeru se letalski bencini odvzemajo v območju vrelišča od 40 do 150 ° C in tudi kerozin za proizvodnjo reaktivnega goriva - od 150 do 300 ° C. V drugem primeru se avtomobilski bencini proizvajajo z vreliščem od 40 do 200 ° C, dizelska goriva pa od 200 do 350 ° C.

Kurilno olje, ki ostane po destilaciji frakcij goriva, se uporablja za tvorbo krekinga bencinov in olj. Ogljikovodiki z vreliščem manj kot 40 ° C se uporabljajo kot surovine za proizvodnjo nekaterih sintetičnih izdelkov, dodatkov za nekatere bencine in tudi kot gorivo za avtomobile.

Tako vakuumska destilacija olja omogoča proizvodnjo takih destilatov: bencin, kerozin, dizel, ligroin in plinsko olje. Povprečni donos frakcij bencina je odvisen od lastnosti ekstrahirane snovi in ​​se giblje od 15 do 20%. Delež preostalega goriva je do 30%. Nafta ima večjo gostoto kot bencin in se uporablja za ustvarjanje visoko oktanskega bencina, kot tudi dizelskega goriva za avtomobile. Plinsko olje je vmesni medij med mazalnimi olji in kerozinom. Nastane z neposredno destilacijo olja, nato pa se uporablja kot surovina za katalitski kreking in gorivo za dizelske motorje.

Proizvodi, pridobljeni z neposredno destilacijo, so zelo kemično stabilni zaradi odsotnosti nenasičenih ogljikovodikov v njihovi sestavi.

Krekiranje

Povečanje donosa frakcij bencina je mogoče z uporabo procesov krekiranja za rafiniranje nafte. Kreking je proces destilacije nafte in naftnih derivatov, ki temelji na delitvi molekul kompleksnih ogljikovodikov pod visokimi pritiski in temperaturami. Leta 1875 je A.A. Summer, ruski znanstveniki, po katerem je bil razvit leta 1891, ki ga VG Shukhov. Kljub temu je bil v ZDA zgrajen prvi industrijski obrat, ki je zagotavljal neposredno destilacijo.

Krekiranje je razdeljeno na naslednje vrste: toplotno, katalitsko, hidrokreking in katalitično reformiranje. Toplotni razpok se uporablja za tvorjenje bencina, kerozina in dizelskega goriva. Na primer pri temperaturah do 500 ° C in tlaku 5 MPa se ogljikovodik cetan v sestavi dizelskega goriva in kerozina razgradi v snovi, ki so del bencina.

Toplotni razpok

Bencin, pridobljen s toplotnim krekiranjem, ima nizko oktansko število in visoko vsebnost nenasičenih ogljikovodikov. Iz tega lahko sklepamo, da ima bencin slabo kemijsko stabilnost. Zato se bo uporabljal samo kot sestavni del za tvorbo komercialnega bencina.

Do danes se ne gradijo enote za termično krekiranje. To izhaja iz dejstva, da se z njihovo pomočjo produkti destilacije olja, ki prejmejo, oksidirajo v pogojih skladiščenja. V njih se tvorijo smole, zato se v snov vnesejo posebni dodatki, da se zmanjša stopnja tarifikacije.

Katalitski kreking

Katalitski kreking je postopek destilacije nafte za proizvodnjo bencina, ki temelji na razgradnji ogljikovodikov in spremembah njihove strukture, kar je posledica katalizatorja in visokih temperatur. Katalitski kreking je bil prvič izveden leta 1919 v Rusiji v tovarni.

Pri katalitskem krekiranju se kot surovina uporabita frakcija dizelskega goriva in plinskega olja, ki nastanejo v primeru neposredne destilacije nafte. Segrejemo do temperature okoli 500 ° C pod tlakom 0,15 MPa z uporabo aluminijevega-silikatnega katalizatorja. Omogoča vam, da pospešite proces razdeljevanja molekul surovin in pretvorite produkte razgradnje v aromatske ogljikovodike. Neposredna destilacija omogoča bencinu več oktanskega števila namesto toplotnega krekinga. Izdelki katalitskega krekinga so obvezni sestavni deli goriva razreda A-72 in A-76.

Hidrokreking

Hidrokreking je postopek rafiniranja, ki velja za nafto in naftne derivate. Sestoji iz krekiranja in hidrogeniranja surovin. Izvaja se v pogojih temperature okoli 400 ° C in tlaka vodika do 20 MPa. Uporabljajo se posebni katalizatorji molibdena. V tem primeru bo oktansko število bencinskih frakcij še večje. Ta proces je prav tako sposoben povečati izkoristek lahkih naftnih derivatov, kot so jet in dizelsko gorivo, bencin.

Katalitski reforming

Surovine za katalitski reforming so frakcije bencina, dobljene pri temperaturi, ki ne presega 180 ° C v postopku primarne destilacije olja. Ta postopek se izvaja v pogojih plina, ki vsebuje vodo. Temperatura je okoli 500 ° C, tlak pa 4 MPa. Uporablja se tudi platinski ali molibdenov katalizator.

Hidroformiranje se imenuje reformiranje z molibdenovim katalizatorjem, platforming pa je postopek, ki uporablja platinski katalizator. Enostavnejša in varnejša metoda je platforming, zato se uporablja veliko pogosteje. Za pridobitev visoko oktanskega dela motornega bencina se uporablja katalitski reforming.

Pridobivanje mazalnih olj

Leta 1876 je V.I. Rogozin je zgradil prvi obrat na svetu za proizvodnjo kurilnega olja in olj blizu Nižnega Novgoroda. Glede na način proizvodnje lahko olja ločimo ostanke ostankov in destilat. V prvem primeru se kurilno olje segreje na temperaturo okoli 400 ° C v vakuumski koloni. Le 50% destilatnih olj zapusti kurilno olje, preostanek pa je katran.

Preostala olja so rafinirana katrana. Za njihovo tvorbo se pol-tar ali kurilno olje dopolni z utekočinjenim propanom pri nizkih temperaturah okoli 50 ° C. Neposredna destilacija omogoča prenosna in letalska olja. Maziva, ki bodo pridobljena iz kurilnega olja, vsebujejo ogljikovodike. Poleg njih so prisotne tudi žveplove spojine, naftenske kisline in katranske asfaltne snovi, zato jih morate očistiti.

Rafinerija nafte v Rusiji

Industrija rafiniranja nafte je industrija Ruska naftna industrija. Trenutno v državi deluje več kot trideset velikih podjetij za rafiniranje nafte. Proizvajajo velike količine motornega bencina, dizelskega goriva in kurilnega olja. Prevladujoče število podjetij je začelo obstajati v zadnjih dveh desetletjih. Nekateri med njimi imajo vodilni položaj na trgu.

V večini primerov uporabljajo frakcijsko destilacijo olja, ki je v sodobnih razmerah najpomembnejša. Podjetja proizvajajo visoko kakovostne izdelke, ki so v veliko povpraševanje ne le na domačem, temveč tudi na svetovnem trgu.