Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Нефть представляет собой полезное ископаемое, имеющее консистенцию маслянистой жидкости. Данное горючее вещество в основном имеет черный цвет, но это зависит от района его добычи.

Рассматривая нефть с химической точки зрения, можно сказать, что это вещество является сложной смесью углеводородов, в которой также присутствуют такие примеси соединений, как сера, азот и пр. Запах жидкости зависит от содержания в ее составе сернистых соединений и ароматических углеводородов.

Нефть использовали в различных целях, но только в прошлом веке начала использоваться прямая перегонка нефти, она стала главным сырьем для изготовления топлива и множества органичных составов.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Состав нефти

Впервые изучением нефти в XIX веке начал заниматься Карл Шорлеммер, который являлся известным немецким химиком.

В ходе проведения исследований вещества он обнаружил в нем простейшие углеводороды бутан (С4Н10), гексан (С6Н14) и пентан (С5Н12). Спустя некоторое время российский ученый В. В.

Марковников в процессе исследования обнаружил в нефти достаточное количество циклических насыщенных углеводородов — циклопентана (С5Н10) и циклогексана (С6Н12).

На сегодняшний день установлено, что нефть и нефтепродукты соответственно имеют в своем составе более одной тысячи различных веществ, но некоторые из них представлены в малом количестве.

Стоит отметить, что в данном веществе содержатся алициклические, насыщенные, ненасыщенные и ароматические углеводороды, имеющие разнообразное строение.

В состав нефти также могут входить соединения азота, серы, а также кислородсодержащие соединения (фенолы и кислоты).

Перегонка нефти

В настоящее время технология переработки нефти включает в себя такие процессы: однократная перегонка нефти и ратификация смесей. К ней часто применяются обобщенные наименования.

В процессе разделения нефти путем перегонки и ратификации получают фракции и дистилляты. Они выкипают при определенных температурах и представляют собой довольно сложные смеси.

При этом отдельные фракции нефти в некоторых случаях состоят из небольшого количества компонентов, значительно различающихся температурами кипения.

По этой причине смеси могут классифицироваться на дискретные, непрерывные и дискретно-непрерывные.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Продукты переработки нефти

К продуктам переработки относится парафин, вазелин, церезин, различные масла и прочие вещества с выраженными водоотталкивающими свойствами. Благодаря данной особенности их применяют для изготовления чистящих средств и кремов.

Так называемая первичная перегонка нефти выполняется благодаря естественному напору подземных вод, которые располагаются под нефтяной залежью. Под давлением нефть будет поднята на поверхность с глубины.

Ускорить процедуру можно с применением насосов. Данная процедура позволяет добыть около 25-30% нефти. Для вторичной добычи в нефтяной пласт в основном накачивают воду или же нагнетают диоксид углерода.

В результате этих действий на поверхность можно вытеснить еще примерно 35% вещества.

В процессе первичной перегонки нефти и вторичной термической переработки выделяются продукты перегонки нефти, в которых содержится сероводород. В значительной степени это зависит от условий предварительной сепарации нефти, а также эксплуатируемых месторождений. Содержание в составе нефти сероводорода является важным показателем, определяющим множество факторов.

Методы переработки нефти. Фракционная перегонка

Главным методом переработки является фракционная перегонка нефти. Данная процедура подразумевает разделение вещества на фракции, которые отличаются по составу. Дистилляция основана на различии в температурах кипения компонентов нефти.

  • Фракция представляет собой химическую часть вещества с одинаковыми физическими и химическими свойствами, которая выделяется в процессе перегонки.
  • Прямая перегонка представляет собой физический метод переработки нефти с применением атмосферно-вакуумной установки.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Принцип работы атмосферно-вакуумной установки

В специальной трубчатой печи происходит нагрев нефти при температуре 350°С. В результате этой процедуры образуется смесь жидкого остатка и паров вещества, которая поступает в ректификационную колонну с теплообменниками.

Далее соблюдается схема перегонки нефти, которая предусматривает осуществление в ректификационной колонне разделения паров нефти на фракции, которые составляют собой различные нефтепродукты. При этом температура их кипения имеет различия в несколько градусов.

Тяжелые фракции вещества поступают в устройство в жидкой фазе. Они отделяются от паров в нижней ее части и в виде мазута отводятся из нее.

Применяются следующие способы перегонки нефти для получения топлива в зависимости от химического состава нефти.

В первом случае отбирают авиационные бензины в интервале температур кипения от 40 до 150°С, а также керосин для производства реактивного топлива – от 150 до 300°С.

Во втором случае добывают автомобильные бензины при температуре кипения от 40 до 200°С, а дизельные топлива – от 200 до 350°С.

Мазут, который остается после отгона топливных фракций, применяют для образования крекинг-бензинов и масел. Углеводороды, имеющие температуру кипения меньше 40°С, используются в качестве сырья для изготовления определенных синтетических продуктов, добавок к некоторым бензинам, а также как топливо для автомобилей.

Таким образом, вакуумная перегонка нефти позволяет добыть такие дистилляты: бензин, керосин, соляр, лигроин и газойль. Средний выход бензиновых фракций зависит от характеристик добываемого вещества и варьируется от 15 до 20%. Доля остального топлива составляет до 30%.

Лигроин обладает большей плотностью, нежели бензин, и применяется для создания высокооктановых бензинов, а также в качестве дизельного топлива для автомобилей. Газойль представляет собой промежуточный продукт между смазочными маслами и керосином.

Его образовывает прямая перегонка нефти, после чего его применяют в качестве сырья для каталитического крекинга и топлива для дизелей.

Продукты, получаемые в результате прямой перегонки, отличаются высокой химической стабильностью благодаря отсутствию в своем составе непредельных углеводородов.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Крекинг

Увеличить выход бензиновых фракций можно благодаря применению крекинг-процессов для переработки нефти.

Крекинг представляет собой процесс перегонки нефти и нефтепродуктов, который основан на расщеплении молекул сложных углеводородов в условиях высоких давлений и температур. В 1875 году крекинг был впервые предложен А.А.

Летним, российским ученым, после чего он был разработан в 1891 году В.Г. Шуховым. Несмотря на это, первая промышленная установка, в которой предусматривалась прямая перегонка, была сооружена в США.

Крекинг делится на следующие виды: термический, каталитический, гидрокрекинг и каталитический риформинг. Термический крекинг применяется для образования бензина, керосина и дизельного топлива. К примеру, при температуре до 500°С и давлении 5 МПа имеющийся в составе дизельного топлива и керосина углеводород цетан разлагается на вещества, которые входят в состав бензина.

Термический крекинг

Бензин, создаваемый путем термического крекинга, обладает невысоким октановым числом и большим содержанием непредельных углеводородов. Из этого можно сделать вывод, что бензин имеет плохую химическую стабильность. Поэтому его будут применять только в качестве компонента для образования товарных бензинов.

На сегодняшний день установки для термического крекинга не сооружаются. Это объясняется тем, что с их помощью получают продукты перегонки нефти, которые в условиях хранения окисляются. В них образовываются смолы, поэтому в вещество вводят специальные присадки, предназначенные для снижения степени осмоления.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг представляет собой процесс перегонки нефти для получения бензина, который основан на расщеплении углеводородов и изменении их структуры, что происходит благодаря катализатору и высоким температурам. Впервые каталитический крекинг был осуществлен в 1919 году в России на заводской установке.

При каталитическом крекинге в качестве сырья применяют фракции соляра и газойля, которые образуются в случае прямой перегонки нефти. Их нагревают до температуры около 500°С при соблюдении давления 0,15 МПа с использованием алюмоселикатного катализатора.

Он позволяет ускорить процедуру расщепления молекул сырья и превращает продукты распада в ароматические углеводороды. Прямая перегонка позволяет бензинам иметь большее октановое число, нежели при термическом крекинге.

Продукты каталитического крекинга представляют собой обязательные составляющие топлива марки А-72 и А-76.

Гидрокрекинг

Гидрокрекинг представляет собой процедуру переработки, которая распространяется на нефть и нефтепродукты. Он состоит из крекирования и гидрирования сырья. Его выполняют в условиях температуры около 400°С и давления водорода до 20 МПа.

При этом используются специальные молибденовые катализаторы. В таком случае октановое число бензиновых фракций будет еще больше.

Данный процесс также способен повысить выход светлых нефтепродуктов, таких как реактивное и дизельное топливо, бензин.

Каталитический риформинг

Сырьем для каталитического риформинга служат бензиновые фракции, получаемые при температуре не более 180°С в процессе первичной перегонки нефти. Данную процедуру производят в условиях водосодержащего газа. При этом температура составляет около 500°С, а давление 4 МПа. Также применяется платиновый или молибденовый катализатор.

Гидроформингом называют риформинг с применением молибденового катализатора, а платформингом – процедуру с использованием платинового катализатора. Более простым и безопасным методом является платформинг, поэтому его применяют намного чаще. Для получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов используют каталитический риформинг.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Получение смазочных масел

В 1876 году В.И. Рогозиным был сооружен первый в мире завод по изготовлению мазута и масел около Нижнего Новгорода. Рассматривая способ производства, масла можно разделить остаточные и дистиллятные масла. В первом случае мазут нагревают до температуры около 400°С в вакуумной колонне. Из мазута выходит только 50% дистиллятных масел, а остальная часть состоит из гудрона.

Остаточные масла представляют собой очищенные гудроны. Для их образования полугудрон или мазут дополняют сжиженным пропаном, в условиях невысокой температуры около 50°С.

Прямая перегонка позволяет производить трансмиссионные и авиационные масла. В смазочных маслах, которые будут получены из мазута, содержатся углеводороды.

Кроме них, имеются сернистые соединения, нафтеновые кислоты, а также смолисто-асфальтовые вещества, поэтому необходимо выполнять их очистку.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Нефтеперерабатывающая промышленность России

Нефтеперерабатывающая промышленность представляет собой отрасль нефтяной промышленности России. На данный момент в стране действует более тридцати крупных предприятий, специализирующихся на переработке нефти.

Ими добываются большие объемы автомобильного бензина, дизельного топлива и мазута. Преимущественное количество предприятий начало свое существование в последние два десятилетия.

При этом некоторые из них занимают лидирующие позиции на рынке.

В большинстве случаев ими применяется фракционная перегонка нефти, которая наиболее актуальна в современных условиях. Предприятиями изготавливаются высококачественные средства, которые пользуются большим спросом не только на отечественном, но и на мировом рынке.

Источник: https://www.syl.ru/article/172086/new_peregonka-nefti-fraktsionnaya-peregonka-nefti

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Практически во всех процессах термолитической нефтепереработки (крекирования), чтобы  на нужной стадии быстро прекратить реакции, происходящие при термическом крекинге, применяется так называемый квенчинг.

Читайте также:  Ргс 50 м3: характеристики горизонтального стального резервуара

Квенчинг (квенч) в нефтепереработке – это технологический метод, который дает возможность быстро прекратить крекинговую реакцию с помощью подачи холодного сырья или охлажденного нефтепродукта в горячие крекинговые продукты.

Русским синонимом этого английского термина является «холодная струя».

Проблемы современной нефтепереработки

Главной проблемой современной нефтепереработки в течение нескольких  последних десятков лет является повышение глубины переработки нефти, которое заключается в квалифицированном использовании тяжелых остатков переработки нефтяного и газоконденсатного сырья, такого, как гудрон, полугудрон и остатки крекинговых процессов. Из этих остатков получают разные виды мазутов, которые используются в основном в качестве котельного топлива.

Однако, применение мазутов в этих целях все равно не потребляет все количество  получаемых тяжелых нефтепродуктов, и задача современной нефтепереработки – найти этим остаткам более выгодное применение.

Кроме того, применение мазута как котельного топлива очень вредно с экологической точки зрения, поскольку при его сгорании в атмосферу выделяется большое количество вредных веществ, таких, как сажа, различные оксиды углерода и азота, а также канцерогенные вещества – бензопирены.

Есть и ещё одна причина, по которой более глубокая переработка тяжелых нефтепродуктов (тех же мазутов) выгодна и с экономической точки зрения.

Стоимость мазута на мировом рынке меньше, чем стоимость сырой нефти, поскольку предложение этого продукта часто превышает спрос на него.

О вот светлые нефтепродукты (к примеру, моторные виды топлив) всегда в цене, и получение таких продуктов из мазута гораздо выгоднее, чем его сжигание в топках котельных установок.

Одним из достаточно эффективных методов углубленной переработки сырья, в качестве которого выступает и мазут, является термодеструктивное крекирование с целью получения дополнительных объемов светлых продуктов переработки нефти, а также углеводородных газов с высоким содержанием алкенов и таких видов котельного топлива, которое бы отвечало требованиям мировых стандартов качества и экологической безопасности.

Такими процессами термолитической переработки в настоящее время относятся:

Читать также: Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?Способы расчёта дебита нефти

  • висбрекинг, суть которого заключается в получении котельных видов топлива с необходимыми показателями вязкости и застывания (без добавления в них светлых нефтепродуктов) путем легкого термического крекирования;
  • термический крекинг, цель которого – получение дополнительных объемов светлых видов моторных топлив  и углеводородного газа с помощью жестких температурных режимов обработки;
  • гидровисбрекинг, который позволяет повысить качество получаемых продуктов путем предупреждения излишнего коксования с помощью применения водородносодержащей газовой среды или других доноров водорода;
  • каталитический висбрекинг, который подразумевает использование катализаторов в среде водяного пара (другое название этого процесса – акваконверсия);
  • каталитический гидровисбрекинг (гидровисбрекинг с применением катализаторов).

Квенчинг, позволяющий быстро прекратить на нужной термические реакции с помощью охлажденного продукта, применяется во всех перечисленных процессах.

Также можно встретить и другой английский термин, обозначающий этот процесс – кулинг (охлаждение), однако чаще все-таки употребляется термин квенчинг.

Классификация систем квенчинга, применяемых в процессах термолитической переработки углеводородного сырья

Современная нефтепереработка обладает несколькими видами квенчинговых систем, схемы которых отличаются друг от друга по ряду характерных признаков. Выбор той или другой системы квенчинга зависит от вида перерабатываемого сырья, от назначения технологического процесса, желаемой продукции, которую хотят получить в процессе переработки и от ряда прочих факторов.

В большинстве случаев этот процесс быстрого прерывания реакции осуществляется охлажденные продукции самого технологического процесса, которые находятся в технологической установке и не требуют дополнительных затрат на их доставку и подачу.

Применение сторонних охлаждающих продуктов требует организации специализированных систем их хранения и подачи в процесс.

Такие системы включают в себя резервуары для хранения охладителя, насосные установки для его подачи, различное теплообменное и холодильное оборудование, трубопроводную и запорную арматуру и так далее. Другими словами, потребуются немалые дополнительные затраты.

Читать также: Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?Качественные характеристики нефти BRENT

С другой стороны, использование некоторых видов таких сторонних охладителей (например, пиролизных смол или некондиционных бензинов, в некоторых случаях положительно влияет на технико-экономические показатели термообработки. Например, возможно  увеличение выхода светлых нефтепродуктов за счет перехода части квенчингового охладителя  в получаемую продукцию в результате испарительных процессов.

Процессы «холодной струи», в которых в качестве охладителя используются продукты самого технологического процесса, по составу таких охлаждающих веществ бывают однокомпонентными и смешанными (двух-, трех- и многокомпонентными).

При однокомпонентном процессе в квенчинге применяется либо дистиллятный продукт технологического процесса (газойлевый вид квенчинга), либо остаточные продукты термопереработки (остаточный квенгчинг). При печном термолизе используется метод Вуда, подразумевающий использование в качестве охладителя продуктов, выходящих из реакционной печи.

Преимущества и недостатки однокомпонентных процессов «холодной струи»:

  1. преимущества: быстрое получение равновесия температур; низкий уровень коксообразования; нет механических примесей.
  2. недостатки: значительные нагрузки в зоне ввода охлаждающего вещества в колонну, возникающее вследствие давления паров и жидкости; повышенные нагрузки в промывной секции и секции циркуляционного орошения; происходит дополнительное смешивание рабочих потоков.
№Полезная информация
1 Остаточный  тип процесса
  1. преимущества:  пониженный уровень коксообразования в применяемом реакционном оборудовании; есть возможность дополнительно утилизировать тепло в самой установке на более высоких уровнях температур.
  2. недостатки: появление во фракционной колонне отложений кокса; высокие нагрузки на контур квенчинга; наличие механических примесей.
  1. преимущества: не нужна дополнительная вакуумная колонна; выход котельного топлива снижается на 10-15 процентов.
  2. недостатки: повышается выход тяжелого газойля в процессах висбрекинга, вследствие чего необходима дополнительная гидроочистка; получаемое котельное топливо в чистом виде не отвечает требованиям ГОСТ-а, из-за чего его необходимо смешивать с легкими и/или тяжелыми газойлями, получаемыми в процессе каталитического крекинга.

Читать также: Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?Каковы запасы нефти в США сегодня?

Все системы квенчинга классифицируются по четырем основным критериям:

  • происхождение применяемого охладителя;
  • количество компонентов квенчинговой смеси;
  • изменения, происходящие с агрегатным состоянием охладителя;
  • место введения квенчингового продукта в колонну.

С учетом всех перечисленных критериев в каждом конкретном случае и выбирается система «холодной струи», наиболее подходящая для конкретного процесса нефтепереработки.

SevTech Ages #24 — Нефтепереработка! | Выживание в Майнкрафт с модами

Источник: https://neftok.ru/raznoe/chto-takoe-kvench-v-neftepererabotke.html

Нефть и переработка нефти (стр. 1 из 3)

Содержание
.

1.Глава 1.Нефть и переработка нефти…………………………………………………….2-4

2Глава 2. Твердые горючие ископаемые…………………………………………………4-7

3.Глава 3.Целлюлоза……………………………………………………………………… 7-8.

4.Глава 3. Озокерит……………………………………………………………………….. 8-9

5.Глава 4 Природные газы и их использование…………………………………………10

6.Список использованной литературы………………………………………………….. 11

Глава 1. НЕФТЬ И ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ.

Сырая нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и других соединений. В таком виде она мало используется. Сначала ее перерабатывают в другие продукты, которые имеют практическое применение. Переработка нефти включает: фракционную перегонку, крекинг, риформинг и очистку от серы.

Фракционная перегонка: Сырую нефть разделяют на множество составных частей, подвергая ее простой, фракционной и вакуумной перегонке. Состав получаемых фракций нефти зависят от состава сырой нефти. Из сырой нефти прежде всего удаляют растворенные в ней примеси газов. Затем подвергают первичной перегонке, в результате чего разделяют на газовую, легкую и среднюю фракции и мазут.

1)Газовая фракция — газы, получаемые при переработке нефти, представляют собой простейшие неразветвленные алканы: этан, пропан и бутаны. Эта фракция имеет промышленное название нефтезаводской газ.

2)Бензиновая фракция — эта фракция представляет собой смесь различных углеводородов, в том числе неразветвленных и разветвленных алканов.

3) Мазут — Эта фракция остается после удаления из нефти всех остальных фракций. Большая его часть используется в качестве жидкого топлива для нагревания котлов.

Крекинг: В этом процессе крупные молекулы высококипящих фракций сырой нефти расщепляется на меньшие молекулы, из которых состоят низкокипящие фракции. Крекинг необходим потому, что потребности в низкокипящих фракциях нефти особенно в бензине часто опережают возможности их получения путем фракционной перегонки сырой нефти.

  • Существует несколько видов крекинга: термический, каталитический, риформинг.
  • 1)Термический крекинг:
  • Крупные молекулы углеводородов, содержащихся в тяжелых фракциях нефти, могут быть расщеплены на меньшие молекулы путем нагревания этих фракций до температур, превышающих их температуру кипения. Как и при каталитическом крекинге, в этом случае получают смесь насыщенных и ненасыщенных продуктов:
  • C 16
    H 34 > C 8
    H 18 + C 8
    H 16 гексадекан октан октилен
  • Получившиеся жидкие вещества частично могут разлагаться далее, например:
  • C 8
    H 18 – C 4
    H 10 + C 4
    H 8 октан бутан бутилен
  • C 4
    H 10 – C 2
    H 8 + C 2
    H 4
    бутан этан этилен
  • Выделившийся в процессе крекинга этилен широко используется в химической промышленности.
  • Расщепление молекул углеводородов протекает по радикальному механизму:
  • CH 3 – (CH 2
    ) 6 – CH 2
    :CH 2 – (CH 2
    ) 6 – CH 3 > CH 3 – (CH 2
    ) 6 – CH 2 + CH 2 –(CH 2
    ) 6 – CH 3
  • Свободные радикалы химически очень активны и могут участвовать в
  • различных реакциях. В процессе крекинга один из радикалов отщепляет атом
  • водорода (а), а другой – присоединяет (б):
  • а) CН 3 – (СН 2
    ) 6 – СН 2 > СН 3 – (СН 2
    ) 5 – СН=СН 2 + Н
  • 1-октен
  • б) CH 3 – ( CH 2
    ) 6
    – CH 2 + H > CH 3 – ( CH 2
    ) 6 – CH 3
  • октан
  • При температурах 700-1000°С проводят термическое разложение нефтепродуктов, в результате которого получают главным образом легкие алкены – этилен, пропилен и ароматические углеводороды. При пиролизе возможно протекание следующих реакций:
  • CH 3 – CH 3 > CH 2 = CH 2 + H 2
  • CH 3 – CH 2 – CH(CH 3
    ) – CH 3 > CH 2 – CH(CH 3
    ) – CH 3 + CH 4
  • 2) Каталитический крекинг:

Этот метод приводит к образованию смесинасыщенных и ненасыщенных продуктов. Каталитический крекинг проводится при сравнительно невысоких температурах, а в качестве катализатора используется смесь кремнезема и глинозема. Таким путем получают высококачественный бензин и ненасыщенные углеводороды из тяжелых фракций нефти.

  1. Недостатки процесса:
  2. 1) постоянное загрязнение катализатора
  3. смолистыми отложениями.
  4. 2) образование алкенов, понижающих химическую стабильность продуктов.
  5. Каталитический крекинг проходит по катионному цепному механизму на
  6. поверхности катализатора. При отрыве на катализаторе от молекулы парафинового углеводорода гидрид иона образуется соответствующий карбкатион:
  7. AlX 3 + C n H 2n+2
    → [HAlX3]– + C n Н +2n+1
  8. 3) Реформинг:

Процессы риформинга приводят к изменению структуры молекул или к их объединению в более крупные молекулы. Риформинге используется в переработке сырой нефти для превращения низкокачественных бензиновых фракций в высококачественные фракции. Процессы риформинга могут быть подразделены на три типа: изомеризация, алкилирование, а также циклизация и ароматизация.

Читайте также:  Трубопроводный транспорт нефтепродуктов: плюсы, виды трубы

1) Изомеризация
– в этом процессе молекулы одного изомера подвергаются с образованием другого изомера. Процесс изомеризации имеет важное значение для повышения качества бензиновой фракции, получаемой после первичной перегонки сырой нефти. Бутан можно изомеризовать, превращая его в 2-метил-пропан, с помощью катализатора из хлорида алюминия при температуре 100°С или выше:

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

2) Алкилирование – в этом процессе алканы и алкены, которые образовались в результате крекинга, воссоединяются с образованием высокосортных бензинов. Процесс проводится при низкой температуре с использованием сильнокислотного катализа, например серной кислоты:

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

3) Циклизация и ароматизация — риформинг этого типа представляет один из процессов крекинга. Его называют каталитическим риформингоим. В некоторых случаях в реакционную систему вводят водород, чтобы предотвратить полное разложение алкана до углерода и поддержать активность катализатора. В этом случае процесс называется гидроформингом:

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Приблизительно 90% всей добываемой нефти используют в качестве топлива. Из продуктов перегонки нефти получают много тысяч органических соединений. Они в свою очередь используются для получения тысяч продуктов, которые удовлетворяют не только насущные потребности современного общества.

Глава 2. ТВЕРДЫЕ ГОРЮЧИЕ ИСКОПАЕМЫЕ.

  • Твердые горючие ископаемые:
    Органические происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растит, или животных организмов под воздействием физико-химических, биологических факторов. Каустобиолиты угольного ряда разделяются:
  • — ископаемые угли.
  • — сланцы.
  • — торф.

Активные угли — пористые углеродные тела, зерненные и порошкообразные, развивающие при контакте с газообразной или жидкой фазами значительную площадь поверхности для сорбционных явлений.

По своим структурным характеристикам активные угли относятся к группе микрокристаллических разновидностей углерода — это графитовые кристаллиты, состоящие из плоскостей протяженностью 2-3 нм, которые в свою очередь образованы гексагональными кольцами.

  1. Кроме графитовых кристаллитов активные угли содержат от одной до двух третей аморфного углерода; наряду с этим присутствуют гетероатомы.
  2. Наличие химически связанного кислорода в структуре активных углей, образующего поверхностные химические соединения основного или кислого характера, значительно влияет на их адсорбционные свойства. Пористая структура активных углей характеризуется наличием развитой системы пор, которые классифицируют на:
  3. 1) Микропоры
    — наиболее мелкая разновидность пор, соизмеримая с размерами адсорбируемых молекул.
  4. 2) Мезопор
    ы — поры, для которых характерно послойное заполнение поверхности адсорбируемыми молекулами, завершающееся их объемным заполнением по механизму капиллярной конденсации.
  5. 3) Макропоры — в процессе адсорбции не заполняются, но выполняют роль транспортных каналов для доставки адсорбата к поверхности адсорбирующих пор.
  6. Производство активных углей:
  7. Для практической реализации любого способа изготовления активных углей пользуются такими общими технологическими приемами, как предварительная подготовка сырья (дробление, рассев, формование), карбонизация (пиролиз) и активация.
  8. 1)Предварительная подготовка сырья — приведение исходного угольного сырья в состояние, удобное для осуществления дальнейшей термической обработки.

2)Карбонизация (пиролиз) — термическая обработка материала без доступа воздуха для удаления летучих веществ. На стадии карбонизации формируется каркас будущего активного угля — первичная пористость, прочность и т.д.

  • 3)Активация водяным паром представляет собой окисление карбонизованных продуктов до газообразных в соответствии с реакцией:
  • С + Н2О->СО + Н2
  • или при избытке водяного пара:
  • С + 2Н2О->-СО2 + 2Н2
  • В процессе активации развивается необходимая пористость и удельная поверхность, происходит значительное уменьшение массы твердого вещества, именуемое обгаром.

Запасы каменного угля
в природе значительно превышают запасы нефти. Поэтому каменный уголь – важнейший вид сырья для химической отрасли промышленности. В настоящее время в промышленности используется несколько путей переработки каменного угля: сухая перегонка (коксование, полукоксование), гидрирование, неполное сгорание, получение карбида кальция.

Источник: https://mirznanii.com/a/326391/neft-i-pererabotka-nefti

Переработка нефти: способы крекинга, риформинга и пиролиза

Переработка нефти осуществляется физическими и химическими способами: физический – прямая перегонка; химический – термический крекинг; каталитический крекинг; гидрокрекинг; каталитический риформинг; пиролиз. Разберем эти способы переработки нефти в отдельности.

Переработка нефти прямой перегонкой

В нефтях содержатся углеводороды с различным числом атомов в молекуле ( от 2 до 17). Такое разнообразие углеводородов приводит к тому, что нефть не имеет какой-либо постоянной температуры кипения и при нагревании выкипает в широких температурных пределах.

Из большинства нефтей при слабом нагревании до 30…40°С начинают испаряться и выкипать наиболее легкие углеводороды. При дальнейшем нагревании до более высоких температур из нефти выкипают все более тяжелые углеводороды.

Эти пары можно отвести и охладить (сконденсировать) и выделить часть нефти (фракцию нефти), выкипающую в определенных температурных пределах. И в этом поможет переработка нефти!

Знаете ли Вы, что нефть используется человечеством уже более 6000 лет?

Процесс разделения углеводородов нефти по температурам их кипения называется прямой перегонкой. На современных заводах процесс прямой перегонки нефти осуществляют на установках непрерывного действия. Нефть под давлением подают насосами в трубчатую печь, где ее нагревают до 330…350°С.

Горячая нефть вместе с парами попадает в среднюю часть ректификационной колонны, где она вследствие снижения давления дополнительно испаряется и испарившиеся углеводороды отделяются от жидкой части нефти – мазута. Пары углеводородов устремляются вверх по колонне, а жидкий остаток стекает вниз.

В ректификационной колонне по пути движения паров устанавливают тарелки, на которых конденсируется часть паров углеводородов. Более тяжелые углеводороды конденсируются на первых тарелках, легкие успевают подняться вверх по колонне, а самые в смеси с газами проходят всю колонну, не конденсируясь, и отводятся сверху колонны в виде паров.

Так углеводороды разделяются на фракции в зависимости от температуры их кипения.

С верха колонны и с верхних тарелок отводят легкие бензиновые фракции (дистилляты) нефти. Такие фракции с пределами кипения от 30 до 180…205°С после очистки являются составной частью многих товарных автомобильных бензинов.

Ниже отбирают керосиновый дистиллят, который после очистки используют в качестве топлива для реактивных авиационных двигателей.

Еще ниже отводят газойлевый дистиллят, который после очистки идет в качестве топлива для дизельных двигателей.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Так добывают нефть

Мазут, оставшийся после прямой перегонки нефти, в зависимости от его состава используют или непосредственно в виде топлива (топочный мазут) или в качестве сырья на установки крекинга, или подвергают дальнейшему разделению на масляные фракции в вакуумной ректификационной колонне.

В последнем случае, мазут снова нагревают в трубчатой печи до 420…430°С и подают в ректификационную колонну, работающую под разрежением (остаточное давление 50…100 мм рт. ст.). Температура кипения углеводородов при понижении давления снижается, что позволяет испарить без разложения тяжелые углеводороды, содержащиеся в мазуте.

При вакуумной перегонке мазута в верхней части колонны отбирают соляровый дистиллят, который служат сырьем для каталитического крекинга. Ниже отбирают масляные фракции:

  • веретенная;
  • машинная;
  • автоловая;
  • цилиндровая.

Все эти фракции после соответствующей очистки идут на приготовление товарных масел.

Из нижней части колонны отбирают неиспарившуюся часть мазута – полугудрон или гудрон. Из этих остатков путем глубокой очистки делают высоковязкие, т.н. остаточные масла. Долгое время прямая перегонка нефти была единственным способом переработки нефти, но с ростом потребности в бензине ее эффективности (20…25% выхода бензина) стало не хватать. В 1875г.

был предложен процесс разложения тяжелых углеводородов нефти при высоких температурах. В промышленности этот процесс был назван крекингом, что означает расщепление, раскалывание.

В состав автомобильных бензинов входят углеводороды с 4…12 атомами углерода, 12…25 – диз. топливо, 25…70 – масло.

В соответствии с увеличением числа атомов увеличивается молекулярная масса. Переработка нефти методом крекинга расщепляет тяжелые молекулы на более легкие и превращает их в легко кипящие углеводороды с образованием бензиновых, керосиновых и дизельных фракций.

В 1900 году в России добывалось больше половины от общемировых объемов добычи нефти.

Термический крекинг разделяют на парофазный и жидкофазный:

  • парофазный крекинг – нефть нагревают до 520…550°С при давлении 2…6 атм. Сейчас он не применяется по причине низкой производительности и большого содержания (40%) непредельных углеводородов в конечном продукте, которые легко окисляются и образуют смолы;
  • жидкофазный крекинг – температура нагрева нефти 480…500°С при давлении 20…50 атм. Увеличивается производительность, снижается количество (25…30%) непредельных углеводородов. Бензиновые фракции термического крекинга используются в качестве компонента товарных автомобильных бензинов. Для топлив термического крекинга характерна низкая химическая стабильность, которую улучшают путем введения в топлива специальных антиокислительных добавок. Выход бензина 70% – из нефти, 30% – из мазута.

Каталитический крекинг

Переработка нефти каталитическим крекингом – более совершенный технологический процесс. При каталитическом крекинге имеет место расщепление тяжелых молекул углеводородов нефти при температуре 430…530°С при давлении близком к атмосферному в присутствии катализаторов.

Катализатор направляет процесс и способствует изомерации предельных углеводородов и превращению из непредельных в предельные. Бензин каталитического крекинга имеет высокую детонационную стойкость и химическую стабильность. Выход бензина до 78% из нефти и качество значительно выше, чем при термическом крекинге.

В качестве катализаторов применяют алюмосиликаты, содержащие окиси Si и Al, катализаторы, содержащие окиси меди, марганца, Со, Ni, и платиновый катализатор.

Гидрокрекинг

Переработка нефти гидрокрекингом – это разновидность каталитического крекинга. Процесс разложения тяжелого сырья происходит в присутствии водорода при температуре 420…500°С и давлении 200 атм. Процесс происходит в специальном реакторе с добавлением катализаторов (окиси W, Mo, Pt). В результате гидрокрекинга получают топливо для турбореактивных двигателей.

Каталитический риформинг

Переработка нефти каталитическим риформингом заключается в ароматизации бензиновых фракций в результате каталитического преобразования нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические. Кроме ароматизации молекулы парафиновых углеводородов могут подвергаться изомерации, наиболее тяжелые углеводороды могут расщепляться на более мелкие.

Квенч в нефтепереработке: что это значит и для чего он нужен?

Нефть оказывает наибольшее влияние на цену топлива

В качестве сырья для переработки используются бензиновые фракции прямой перегонки нефти пары которых при температуре 540°С и давлении 30 атм.

в присутствии водорода пропускают через реакционную камеру, заполненную катализатором (двуокись молибдена и окись алюминия). В результате получают бензин с содержанием ароматических углеводородов 40…50%.

При изменении технологического процесса кол-во ароматических углеводородов можно увеличить до 80%. Присутствие водорода увеличивает срок службы катализатора.

Читайте также:  Определение плотности нефти и нефтепродуктов в кг и м3

Пиролиз

Переработка нефти пиролизом – это термическое разложение углеводородов нефти в специальных аппаратах или газогенераторах при температуре 650 °С. Применяется для получения ароматических углеводородов и газа.

В качестве сырья можно применять как нефть так и мазут, но наибольший выход ароматических углеводородов наблюдается при пиролизе легких фракций нефти. Выход: 50% газа, 45% смолы, 5% сажи.

Из смолы получают ароматические углеводороды путем ректификации.

Вот мы и разобрали, как осуществляется переработка нефти. Ниже можно посмотреть небольшое видео о том, как поднять октановое число бензина и получать смесевые топлива,

Источник: https://globecore.ru/osnovnye_sposoby_pererabotki_nefti/

Квенч в нефтепереработке

потребительЕРП завершило перевозки нефтеналивных грузов в навигацию 2019 года

Теплоход «Капитан Попов» с двумя несамоходными баржами 16 октября доставил в Дудинку последнюю партию нефтеналивных грузов для АО «Таймырская топливная компания», завершив перевозки нефтеналивных грузов в навигацию 2019…

SOCAR AQS выполнит буровые работы в Турции на $100 млн

SOCAR AQS и China CAMC Engineering Co., Ltd. — IC İçtaş Construction Industries & Trade Inc. сообщили о подписании контракта по проведению буровых работ в рамках проекта расширения подземного хранилища газа Туз Голу, сообщили haqqin.az в

Фьючерсы на природный газ подорожали во время европейской сессии

Котировки фьючерсов на природный газ выросли во время европейской сессии в пятницу.

На Нью-Йоркской товарной бирже фьючерсы на природный…

 Газпром начал заполнение газом первой нитки Турецкого потока, говорится в сообщении компании-оператора газопровода South Stream Transport B.V..

Первая нитка Турецкого потока предназначена для поставок газа на внутренний рынок…

Информация

В Беларуси растут продажи высокооктановых бензиновВ Новосибирске подорожало дизельное топливоЕРП завершило перевозки нефтеналивных грузов в навигацию 2019 года

Нефтепереработка и нефтехимия россии

В Беларуси растут продажи высокооктановых бензиновВ Новосибирске подорожало дизельное топливоЕРП завершило перевозки нефтеналивных грузов в навигацию 2019 года

Каталог организаций и предприятий

нефтепереработка и торговля нефтепродуктами…

Проектирование и строительство «под ключ» объектов нефтепереработки, нефтехимии, нефтедобычи и других производств…

Новотэк-Трейдинг — торговое предприятие, осуществляющие комплексные поставки, продуктов нефтепереработки, химической и нефтехимической продукции. Мы являемся биржевым брокером на всех российских топливных биржах. Более 700 предприятий(данные на…

Создание ОАО «Нижнекамский НПЗ» обусловила необходимость развития в Татарстане новой отрасли промышленности – современной нефтепереработки. Благодаря титаническим усилиям команды единомышленников во главе с генеральным директором Хамзой…

топлива в потоке -Регенерация: отработаных масел, осветление котельного топлива, регенерация сорбентов —Нефтепереработка: предкрекинговая обработка нефти для увеличения выхода светлых нефтепродуктов -Эмульгация: установки для получения стойких высокодисперсных…

Производство и реализация запатентованной пропиточной смеси ПС-1 для асфальтобетона, бетона, металла и дерева.

Источник: https://www.benzol.ru/kvench-v-neftepererabotke.htm

Перегонка нефти

?

Previous Entry | Next Entry

bartov_e

Перегонка нефти Distilling
Случайный человек, который пройдет мимо нефтеперерабатывающего завода и увидит множество высоких колонн, наверное решит, что это колонны крекинга. Это распространенная ошибка. Большинство этих высоких колонн является в действительности ректификационными колоннами того или иного типа. Колонны крекинга, которые обычно короче и приземистее, будут рассмотрены позже. A casual passerby of a refinery can make an easy mistake by referring to the many tall columns inside as «cracking towers.» In fact, most of them are distilling columns of one sort or another. Cracking towers, which are usually shorter and squatter, will be covered later.
Перегонка нефти является замечательным изобретением технологов-нефтяников, основанным на важной характеристике нефти, а именно, на кривой разгонки. Механизм, который при этом используется, не очень сложен и поэтому не особенно интересен. Однако для полноты изложения мы рассмотрим здесь и эти элементарные вещи. Distilling units are the clever invention of process engineers who exploit the important characteristic discussed in the last chapter—the distillation curve. The mechanism they use is not too complicated but, for that matter, not all that interesting. However, in the interest of completeness and familiarity, you can cover the rudiments here.
Простой перегонный куб The Simple Still
Для начала полезно провести аналогию. Самогонщик из Кентукки использует простой перегонный куб, чтобы отделить светлый продукт от негодного остатка (см. рис. 3.1). После ферментации кислого сусла, то есть когда прошла медленная биохимическая реакция с образованием спирта, смесь нагревают до начала кипения спирта. Светлый продукт испаряется. В виде пара он оказывается легче жидкости. Поэтому он перемещается вверх, отделяется от жидкости и попадает в холодильник, где охлаждается и снова превращается в жидкость (конденсируется). То, что остаётся в кубе, выбрасывают, а то, что ушло вверх, разливают в бутылки. Описанный процесс является простой перегонкой. For years Kentucky moonshiners used the simple still in Figure 3-1 to separate the white lightning from the dregs. After the sour mash fermented—i.e.,

Источник: https://bartov-e.livejournal.com/43500.html

НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Установки первичной переработки нефти составляют основу всех нефтеперерабатывающих заводов, от работы этих установок зависят качество и выходы получаемых компонентов топлив, а также сырья для вторичных и других процессов переработки нефти.

В промышленной практике нефть разделяют на фракции, различающиеся температурными пределами выкипания.

Это разделение проводят на установках первичной перегонки нефти с применением процессов нагрева, дистилляции и ректификации, конденсации и охлаждения.

Прямую перегонку осуществляют при атмосферном или несколько повышенном давлении, а остатков — под вакуумом. Атмосферные и вакуумные трубчатые установки (АТ и ВТ) строят отдельно друг от друга или комбинируют в составе одной установки (АВТ).

Атмосферные трубчатые установки (АТ) подразделяют в зависимости от технологической схемы на следующие группы:

  • установки с однократным испарением нефти;
  • установки с двукратным испарением нефти;
  • установки с предварительным испарением в эвапораторе легких фракций и последующей ректификацией.

Третья группа установок является практически вариантом второй, поскольку в обоих случаях нефть подвергается двукратному испарению.

Вакуумные трубчатые установки (ВТ) подразделяют на две группы:

  • установки с однократным испарением мазута;
  • установки с двукратным испарением мазута (двухступенчатые).

Вследствие большого разнообразия перерабатываемых нефтей и широкого ассортимента получаемых продуктов и их качества применять одну типовую схему не всегда целесообразно.

Широко распространены установки с предварительной отбензинивающей колонной и основной ректификационной атмосферной колонной, работоспособные при значительном изменении содержания в нефтях бензиновых фракций и растворенных газов.

Схемы первичной перегонки нефти

Диапазон мощностей заводских установок АТ и АВТ широк — от 0,6 до 8 млн. т перерабатываемой нефти в год.

Преимущества установок большой единичной мощности известны: при переходе к укрупненной установке взамен двух или нескольких установок меньшей пропускной способности эксплуатационные расходы и первоначальные затраты на 1 т перерабатываемой нефти уменьшаются, а производительность труда увеличивается. Накоплен опыт по увеличению мощности многих действующих установок АТ и АВТ за счет их реконструкции, в результате чего значительно улучшены их технико-экономические показатели. Так, при увеличении пропускной способности установки АТ-6 на 33% (масс.) путем ее реконструкции производительность труда повышается в 1,3 раза, а удельные капитальные вложения и эксплуатационные расходы снижаются соответственно на 25 и 6,5%.

Комбинирование АВТ или АТ с другими технологическими установками также улучшает технико-экономические показатели и снижает себестоимость нефтепродуктов.

Уменьшение удельных капитальных затрат и эксплуатационных расходов достигается, в частности, сокращением площади застройки и протяженности трубопроводов, числа промежуточных резервуаров и энергетических затрат, а также снижением общих затрат на приобретение и ремонт оборудования.

Примером может служить отечественная комбинированная установка ЛК-6у, состоящая из следующих пяти секций: электрообессоливание нефти и ее атмосферная перегонка (двухступенчатая АТ ); каталитический риформинг с предварительной гидроочисткой сырья (бензиновой фракции); гидроочистка керосиновой и дизельной фракций; газофракционирование.

Процесс первичной переработки нефти наиболее часто комбинируют с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ, ЭЛОУ-АВТ—вторичная перегонка, АВТ—вторичная перегонка.

Процессы первичной перегонки

Для удаления легких компонентов из дистиллятов при прохождении ими отпарных колонн используется открытый перегретый водяной пар. На некоторых установках с этой целью применяют кипятильники, обогреваемые более нагретым нефтепродуктом, чем отводимый из отпарной колонны дистиллят.

Расход водяного пара составляет: в атмосферную колонну 1,5—2,0% (масс.) на нефть, в вакуумную колонну 1,0—1,5% (масс.) на мазут, в отпарную колонну 2,0—2,5% (масс.) на дистиллят.

В ректификационных секциях установок АТ и АВТ широко применяют промежуточное циркуляционное орошение, которое располагают наверху секции (непосредственно под тарелкой вывода бокового дистиллята).

Отводят циркулирующую флегму двумя тарелками ниже (не более).

В вакуумных колоннах верхнее орошение обычно циркулирующее, и для уменьшения потерь нефтепродукта через верх колонны для него необходимы 3—4 тарелки.

Для создания вакуума применяют барометрический конденсатор и двух- или трехступенчатые эжекторы (двухступенчатые используют при глубине вакуума 6,7 кПа, трехступенчатые — в пределах 6,7—13,3 кПа).

Между ступенями монтируют конденсаторы для конденсации рабочего пара предыдущей ступени, а также для охлаждения отсасываемых газов. В последние годы широкое использование вместо барометрического конденсатора нашли поверхностные конденсаторы.

Применение их не только способствует созданию более высокого вакуума в колонне, но и избавляет завод от огромных количеств загрязненных сточных вод, особенно при переработке сернистых и высокосернистых нефтей.

В качестве холодильников и конденсаторов-холодильников широко применяют аппараты воздушного охлаждения (АВО). Использование АВО приводит к уменьшению расхода воды, первоначальных затрат на сооружение объектов водоснабжения, канализации, очистных сооружений и снижению эксплуатационных расходов.

На установках первичной переработки нефти достигнута высокая степень автоматизации.

Так, на заводских установках используют автоматические анализаторы качества («на потоке»), определяющие: содержание воды и солей в нефти, температуру вспышки авиационного керосина, дизельного топлива, масляных дистиллятов, температуру выкипания 90% (масс.

) пробы светлого нефтепродукта, вязкость масляных фракций, содержание продукта в сточных водах. Некоторые из анализаторов качества включаются в схемы автоматического регулирования.

Например, подача водяного пара в низ отпарной колонны автоматически корректируется по температуре вспышки дизельного топлива, определяемой с помощью автоматического анализатора температуры вспышки. Для автоматического непрерывного определения и регистрации состава газовых потоков применяют хроматографы.

Источник: http://proofoil.ru/Oilrefining/Oilrefining7.html

Ссылка на основную публикацию