Какой продукт остается после переработки нефти
Содержание статьи
Продукты переработки нефти
Автор Ольга Борищук На чтение 5 мин. Просмотров 8.9k. Опубликовано 5 июня, 2019 Обновлено 5 июня, 2019
Продукты переработки нефти — вещества, полученные в результате сложного комплексного технологического процесса. Материалы нефтяного производства стали актуальны сравнительно недавно, но уже широко используются многими сферами жизнедеятельности.
Заводы по переработке
Технический прогресс позволил создать систему предприятий, непривязанных к месту добычи ископаемых. Заводы начали строиться возле нефтепроводов или в районах использования и потребления.
Существует ряд цехов, классификация которых зависит от типа продукции, и указана в таблице:
| Завод (НПЗ) | Продукты нефтепереработки |
| Топливный |
|
| Топливно-масляный |
|
| Топливно-нефтехимический |
|
| Комплексный | до 40 видов |
Наиболее распространенным является 1 категория предприятий из-за промышленного спроса и уровня необходимости в жизни населения.
Процесс
Современный процесс охватывает 4 этапа обработки нефти, реализация которых характеризуется применением специального оборудования:
- Предварительная подготовка — переработка добытого сырья от воды и солей.
- Первичная — комплекс процедур (нагревание, испарение, конденсация, атмосферная и вакуумная перегонка нефти).
- Вторичная — химические реакции с углеводородом:
- углубляющие (коксование, висбрекинг);
- облагораживающие (очистка, изомеризация);
- другие.
- Крекинг — производство товара с делением по уровням качества (целевое предназначение) с использованием дополнительных продуктов:
- термический;
- каталический;
- гидро.
От степени обработки нефти формируется стоимость товара.
Продукты
Нефть — основной продукт для производства топливных средств. На создании данного материала процесс переработки не заканчивается. Большое количество компонентов, используемых в повседневной жизни, являются результатом переработки нефти.
Нефтяные масла
Этот тип продукции — итог перегонки и очищения мазута. Широкое использование нефтяные масла получили за счет смазки автомобильной техники и промышленных механизмов разных отраслей.
Классификация продукта выглядит так:
- специальные — электроизоляция в трансформаторах, выключателях;
- смазочные:
- индустриальные — смазка подшипников, трущихся деталей;
- турбинные — процедура смазывания и охлаждения;
- компрессорные;
- приборные;
- трансмиссионные (коробок передач, рулевые и гидравлические механизмы);
- моторные — применяются для разных двигателей.
Нефтяные масла — основа многочисленных косметических средств, смазок и жидкостей.
Асфальт
Производится из тяжелых компонентов нефти, смесь битума и минеральных веществ (щебень, песок). Состав: масла, твердый парафин и сера.
Сфера применения: покрытие автомобильных дорог, материал для кровель и электроизоляции, основа замазок, клеевых веществ, лаков и прочее.
Добыча пластовых жильных залежей осуществляется в местах выхода нефти на землю. Внешний вид — твёрдая черная масса с изломами, легко плавится. Изготовление искусственного асфальта началось из-за малого количества природных месторождений. В зависимости от механизма переработки продукт бывает остаточным или окисленным.
Пластмасса
Основой создания полимеров служит пластмасса. Объемы производства материала достигают 200 млн. тонн в год. Процесс охватывает несколько стадий:
- полимеризация;
- поликонденсация;
- полиприсоединение низкомолекулярных средств, полученных из нефти.
Много повседневных предметов жизнедеятельности — результат переработки нефти. Пластмасса занимает второе место в сфере бытового использования.
Полиэтилен
Нефтяной продукт используется в промышленности и повседневности. Имеет спрос у потребителей. Ежегодный выпуск полиэтиленовых упаковок и пластиковых бутылок достигает больших объемов.
Дизель
Прозрачный жидкий продукт светложелтого или коричневого цветов. Выступает топливом в дизельном двигателе. Сфера потребления:
- железнодорожный транспорт;
- грузовики;
- сельскохозяйственная техника;
- водный транспорт;
- котельные.
Цетановое число определяет область применения. Встречается использование дизеля в качестве пропитки кож, компонента охлаждающих или закалочных веществ при термообработке металлов.
Бензин
Горючая жидкость для двигателей внутреннего сгорания производится путём переработки (гидрокрекинг, ароматизации). Для некоторых бензинов необходима доп.очистка от нежелательных веществ и смешивание с полезными добавками. Разные виды материала обладают общими признаками.
За счет испаряемости топлива создается однородная масса бензина с воздухом, что позволяет сохранять оптимальную структуру в разных температурных режимах, а состав способствует надежной работе двигателя.
Мазут
Тяжелый остаток от переработки фракций нефти выражается в виде густой жидкости темно-коричневой окраски. Состав мазута:
- углеводороды;
- смолы;
- карбены;
- органические соединения с металлами;
- асфальтены.
Основными потребителями мазута являются:
- морской и речной флот;
- отрасли ЖКХ;
- промышленность.
Мазут используют в качестве топлива для производственных печей и котельного оборудования, это самый важный продукт в процессе образования флотского мазута, различных масел, битума и кокса.
Керосин
Представляет собой прозрачную жидко-маслянистую консистенцию желтоватой окраски с запахом. Целевое предназначение:
- горючее для бытовых приборов (лампы, горелки, резка металлов, обжиг изделий);
- реактивное топливо;
- растворитель;
- обезжиреватель;
- очистка ржавчины;
- пропитка кожаных изделий;
- топливо для с/х техники;
- артистичные огненные представления.
Керосин получают из смеси углеводородов при кипении до 250 градусов в процессе обработки нефти.
Смазочные материалы
Внешний вид | Применение | Производство |
Консистенция вещества:
| Уменьшение трения между движущимися механизмами с целью снижения износа:
| Смешивание масла и загустителей. |
Парафин
Признаки | Свойства | Использование |
|
|
|
Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
Изготовление СНГ заключается в извлечении углеводородов из нефтяного газа. При увеличении давления вещество принимает жидкую консистенцию, что удобно в процессе хранения или транспортировки.
Составные компоненты:
- пропан;
- бутан;
- изобутан.
Используется в бытовых целях (газовые печки, система отопление, зажигалки) и как топливо для автотранспорта.
Деготь
Внешний вид | Состав | Изготовление | Использование |
|
| Перегонка твердого топлива:
|
|
Углеводороды: значение и применение
Нефть и газ — полезные ископаемые, право обладания которыми вызывает борьбу стран. Независимо от существования множества альтернатив, сравнимых по эффективности, не найдено. Это сырье и результаты переработки по предварительным данным иссякнут на протяжении 21 века, что вызовет мировой энергетический кризис.
Развитие процессов переработки «черного золота» привело к созданию нового раздела химии — нефтехимии.
Заключение
Переработка нефти наносит огромный вред природной среде, возрастающий с каждой стадией производственного процесса. Отсутствие мер безопасности в этой отрасли промышленности приведет к необратимым последствиям для всего живого на планете Земля.
Источник
Переработка нефти
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 октября 2020; проверки требуют 3 правки.
Перерабо́тка не́фти (нефтепереработка) — процесс производства нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки их нефти.
Первичные процессы[править | править код]
Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой её физическое разделение на фракции. Сначала промышленная нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей — этот процесс называется первичной сепарацией нефти[1].
Подготовка нефти[править | править код]
Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, обезгаживанию от растворённых лёгких углеводородов (фракции С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).
Атмосферная перегонка[править | править код]
Выход продуктов атмосферной перегонки западно-сибирской нефти
| Пределы выкипания, °С | Выход фракции, % (масс.) |
|---|---|
| Газ | 1,1 |
| Бензиновые фракции | |
| менее 62°С | 4,1 |
| 62-85 | 2,3 |
| 85-120 | 4,5 |
| 120-140 | 3,0 |
| 140-180 | 6,0 |
| Керосин | |
| 180-240 | 9,5 |
| Дизельное топливо | |
| 240-350 | 19,0 |
| Мазут | 49,4 |
| Потери | 1,0 |
Атмосферной перегонкой называют процесс ректификации, проводимый при атмосферном давлении.
Нефть поступает в ректификационные колонны где разделяется на несколько фракций: лёгкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.
Материальный баланс по продуктам атмосферной перегонки западно-сибирской нефти приведён в таблице.
Вакуумная дистилляция[править | править код]
Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины, и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжёлый остаток называется гудроном, который может служить сырьём для получения битумов и асфальта[2].
Вторичные процессы[править | править код]
Целью вторичных процессов является увеличение выхода производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.
По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на три вида:
- Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т. д.
- Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т. д.
- Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т. д.
Риформинг[править | править код]
Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85-180 °С[3]. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями, и октановое число бензина повышается примерно до 85. Полученный продукт, называемый риформатом, используется как компонент для производства автобензинов и как сырьё для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилол.
Гидроочистка[править | править код]
Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов. Является наиболее распространённым процессом нефтепереработки.
Каталитический крекинг[править | править код]
Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных газообразных углеводородов.
Сырьём для каталитического крекинга служат атмосферный и лёгкий вакуумный газойль, в процессе происходит расщепление молекул тяжёлых углеводородов, что позволяет использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество газообразных алканов (пропан-бутан), которые разделяются на отдельные фракции и, по большей части, используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток после крекинга является компонентом мазута.
Гидрокрекинг[править | править код]
Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьём гидрокрекинга является тяжёлый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит водородсодержащий газ, образующийся при риформинге бензиновых фракций. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).
Коксование[править | править код]
Коксование — процесс получения нефтяного кокса из тяжёлых фракций и остатков вторичных процессов.
Изомеризация[править | править код]
Процесс получения изомеров углеводородов (изобутан, изопентан, изогексан, изогептан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопентана из н-пентана, МТБЭ и изобутилен из изобутана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
Алкилирование[править | править код]
Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.
Примечания[править | править код]
- ↑ Промысловый сбор и подготовка нефти, газа и воды
- ↑ Габриелян О. С. Параграф 8. Нефть и способы её переработки. // Химия. 10 класс. Базовый уровень. Учебник для общеобразовательных учреждений / под ред. А. В. Яшуковой. — Учебное. — Дрофа, 2011. — С. 58. — 192 с. — ISBN 978-5-358-09502-1 УДК 373.167.1:54 ББК 24.1я72 Г12.
- ↑ Смидович Е. В. Технология переработки нефти и газа. Ч. 2. — М.: Химия, 1980.
См. также[править | править код]
- Нефтеперерабатывающий завод
- Многократное испарение
Источник
Переработка нефти: технология, этапы, продукты, оборудование
Один из важнейших ресурсов планеты — нефть. Это полезное ископаемое представлено в энергетике и во многих отраслях промышленности, а изменение его стоимости влияет на мировую экономику. Применение нефти в чистом виде невозможно, поэтому для практического использования сырье подвергается переработке. Для нефтепереработки используются 2 уровня, на каждом из которых достигается требуемое значение состава сырья. Переработка нефти — обязательный этап для получения продукта для промышленных или энергетических нужд.
Получаемые в процессе продукты
После прохождения этапа переработки образуются нефтесодержащие отходы: разделенные фракции чистой нефти, имеющие отличный химический состав и способ получения. Среди продуктов переработки нефти выделяются мазут, дизель, а также фракции: газолиновая, лигроиновая, керосиновая. Полученное сырье может использоваться в производстве или энергетике сразу. После прохождения вторичной переработки произойдет повторное разделение сырья на составляющие с учетом специфики производственных процессов.
Технология переработки нефти
Добыча нефти — сложный технологический процесс, зачастую осуществляемый в тяжелых климатических условиях. Добытое сырье по нефтепроводам перегоняется на нефтеперерабатывающие предприятия. В сыром виде нефть в хозяйстве не используется, поэтому она подвергается переработке:
- первичной;
- вторичной.
На первом этапе с помощью физических методов происходит разделение на основные фракции. Второй этап требуется для проведения более точной сепарации и выделения компонентов, соответствующих определенным свойствам.
Первичные процессы
Поступающее на нефтеперерабатывающий завод сырье подвергается очистке от вредных примесей: газа, воды, механических элементов. Для обработки применяются физические способы сепарации входящих в состав фракций:
- обезвоживание для предотвращения коррозии и последующего загрязнения;
- постепенное нагревание позволяет при последовательном достижении определенных температурных значений отделять разные фракции за один цикл нагрева.
На данном этапе получается не чистый продукт, а сырье, пригодное для последующего применения.
В некоторых случаях необходимо провести несколько первичных циклов для полной очистки поступившей на перегонку нефти.
Подготовка и очистка нефти
Первый этап — подготовительный для создания материала, который будет использоваться при производстве. Применяются следующие методы подготовки нефти:
- атмосферное давление (перегонка);
- вакуумная дистилляция;
- однократное испарение (равновесная дистилляция);
- простая перегонка (фракционная дистилляция);
- ректификация;
- применение испаряющего агента.
Каждый из методов связан с процедурой нагрева, отличия заключаются в температуре и степени очистки смеси.
После обработки получается сырье пригодное для хозяйственного использования: мазут, гудрон, бензин, керосин.
Атмосферная перегонка
Сырье поступает в специальные камеры, в которых под действием атмосферного давления происходит разделение на несколько фракций: бензин, керосин, дизель, мазут. Сепарация достигается за счет физических свойств составляющих, отличающихся весом и плотностью. Получившиеся нефтепродукты необходимо переработать повторно для возможности хозяйственного использования.
Вакуум-дистилляция
Один из основных продуктов, образующихся после первичной переработки, — мазут. Это результат образования осадка под действием атмосферного давления. Из мазута изготавливаются другие продукты после проведения дополнительных операций по внесению остатков вакуумную среду.
За счет этого удается достичь иных условий нагрева сырья, позволяющих выделить следующие продукты: моторное топливо, парафин.
Остаточный материал операции вакуумной дистилляции — гудрон.
Вторичные процессы
После окончания первичной обработки сырье поступает на вторичную, где подвергается химическому воздействию. Данный этап служит для улучшения характеристик нефтепродуктов. Выделяются три вида направлений проведения вторичной переработки:
- углубляющее;
- облагораживающее;
- не объединенные общим признаком.
Выбор определенного вида зависит от целей вторичной переработки. Основная задача — получить удобную для окисления форму.
Каталитический крекинг
Один из наиболее распространенных методов вторичного прогона нефти — каталитический крекинг. Процесс заключается в химическом расщеплении сырья с помощью специальных катализаторов при высокой температуре. Распространенность метода связана с несколькими факторами:
- возможность обработки фракций разного состава;
- получение продукта, насыщенного активными элементами;
- совместимость с другими методами.
Каталитический крекинг относится к углубляющим способам вторичной переработки за счет достигаемой совокупности свойств нефтепродуктов.
Термический крекинг и висбрекинг
Другой вид крекинга, являющийся углубляющим методом вторичной обработки, — термический. Процедура заключается в размещении нефти в конструкции без доступа воздуха, в которой происходит нагрев под давлением. Продолжительность операции — 2-30 минут, температура — 500-540 градусов, давление — 2-5 МПА. Недостаток метода — образующиеся неустойчивые химические соединения.
Связанная технология — висбрекинг. Используется в специфических целях: для выделения из гудрона топлива. Процедура проводится в более мягких условиях, чем крекинг.
Замедленное коксование
Как и после первичной обработки, при завершении операций по вторичной переработке остаются остатки сырья. Нефтяные остатки и тяжелые фракции под действием высоких температур и в отсутствие доступа к кислороду формируют твердый материал — кокс и летучие продукты. Подобная операция относится к углубляющим.
Гидрокрекинг и гидроочистка
Некоторые из методов вторичной обработки используются совместно: гидрокрекинг и гидроочистка, например. Указанные методы относятся к разным группам направлений: углубляющее, облагораживающее. Оба метода объединяет используемый элемент — водород. Процедура гидроочистки и гидрокрекинга схожа с проведением термического и каталитического крекинга, но проводится под водородным воздействием.
В установленной среде производится расщепление нефти для повышения качества сырья. В сочетании с другими методами гидрокрекингом достигается высокий уровнь чистоты переработанного материала — до 75-80%.
Каталитический риформинг
Метод вторичной переработки, относящийся к облагораживающему направлению, — каталитический риформинг.
Назначение метода — получение бензиновых фракций высокого качества.
Для этого сырье размещается в катализаторе, в котором углероды подвергаются ароматическому воздействую при высоких температурах и давлении 1-4 МПА. Более 75% поступившего на риформинг сырья станет чистым продуктом.
Изомеризация низкооктановых фракций нефти
Октановое число — показатель, отражающий степень разветвленности химической структуры материала или сырья. Для нефти применяется процесс изомерации, выполнение которого направлено на проведение химического вмешательства. Состав сырья остается прежним, но меняется его структура на более разветвленную.
Коксование тяжёлых нефтяных остатков
Методы обработки нефтепродуктов состоят из сложных этапов, работающих в установленной последовательности. Один из таких способов переработки — коксование. Проведение процедуры опирается на ряд последовательных операций, обеспечивающих формирование многослойного кокса. Получившееся сырье периодически выгружается, сушится и прокаливается для последующего применения в металлургической отрасли.
Алкилирование сырья
С октановым числом топлива связано алкирование бензина для увеличения качества продукта. При введении активного вещества в сырье происходит органическая реакция, образуя высокооктановые топливные соединения. Из-за особенностей операции она прямо не относится к углубляющим или облагораживающим.
Производство битумов
Цепочка остатков переработки нефти состоит из некоторых материалов, применяемых в хозяйстве уже на ранних уровнях обработки. Выделяется цепочка, в которой каждый последующий элемент — остаток от предыдущего. В состав цепи входят: мазут, гудрон, битум. Битумы получаются при помощи окисления остатков гудрона.
Производство различных масел
Широкая сфера применения переработанных нефтепродуктов — производство масел. Выделяется несколько видов нефтяных масел:
- дистиллятные;
- остаточные;
- компаундированные.
Образование товара происходит в ходе выполнения соответствующих процессов, связанных с нефтепереработкой. Применяются в качестве смазочных материалов, консервационных, электроизолирующих или косметических масел.
Товарное производство
Нефть в основном используется в качестве топлива — основной энергетический ресурс планеты. Кроме этого, до 20% добываемой нефти подвергается переработки для производства товаров трех групп:
- широкого применение;
- смазочные материалы;
- промышленное производство.
Нефтепродукты используются при изготовлении бытовых вещей и предметов: косметики, лекарств, одежды, упаковки, добавок в пищу.
Соединения из компонентов нефтепереработки присутствуют в большинстве товаров, используемых ежедневно в домашних условиях.
Оборудование для переработки
Для обработки добываемых объемов нефти необходимы нефтеперерабатывающие заводы, соответствующие объемам добычи. На предприятиях используется следующее оборудование:
- накапливающие резервуары и генераторы;
- фильтры;
- нагреватели (газовые, жидкостные);
- факельная система;
- паротурбины;
- тепловые обменники;
- компрессоры;
- трубопроводы.
Оборудованные комплексы используются для разделения поступающей сырой нефти на фракции. Для этого сырье прогоняется по трубопроводу через цикл переработки.
Переработка нефти в России
Основное направление российской экономики — добыча и экспорт сырой нефти. Переработка и производство товаров из нефтепродуктов не превышают 50% от общего объема добываемого сырья.
В стране работают 32 предприятия, осуществляющих переработку нефти. Крупнейшее из них — «Газпромнефть-ОНПЗ» (объем переработки — более 20 миллионов тонн в год). Расположение заводов определяется сосредоточением конечных потребителей, поэтому предприятия располагают вблизи густонаселенных мест, в отличие от месторождений.
Кроме крупных предприятий, в стране действует сеть из мини-заводов, осуществляющих операции по первичной и вторичной переработке нефти. Объем работы таких НПЗ составляет 4% от общероссийского, число — 80.
Источник