9.3. Основы технологии переработки топлива
Топливом называется одно- или многокомпонентное вещество, представляющее собой источник энергии. Поэтому топливо называют также энергоносителем.
Современное промышленное производство базируется в основном на химическом органическом топливе. В зависимости от назначения химическое топливо делится на:
энергетическое, используемое для выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ, в котельных установках и т.д.;
технологическое, применяемое непосредственно для проведения различных технологических процессов в промышленных печах (коксование, выплавка металлов, обжиг, сушка, ректификация и др.).
243
Эффективность использования химического топлива в качестве источника энергии зависит от условий сжигания и состава топлива.
Природное химическое топливо состоит из горючей массы, минеральных веществ и воды (так называемое рабочее топливо). После удаления влаги получают обезвоженное (сухое) топливо. Горючая часть топлива включает вещества, содержащие углерод и водород (органическая масса) и окисляемые соединения серы (органические и неорганические сульфиды). Минеральные вещества топлива — это различные соли металлов (карбонаты, силикаты, сульфаты и др.), образующие при сжигании топлива золу.
Из всех известных видов топлива наибольшее значение имеет органическое топливо, сжиганием которого получают тепловую энергию, а переработкой — сырье для химической промышленности.
В настоящее время наиболее широко применяются продукты переработки нефти (нефтепродукты). Их производство осуществляется и в нашей стране, поэтому подробно рассмотрим технологии переработки нефти.
Нефть является жидким горючим ископаемым. Она залегает обычно на глубине 1,2—2 км и более в пористых или трещиноватых горных породах (песках, песчаниках, известняках). Нефть представляет собой маслянистую жидкость от светло-коричневого до темно-бурого цвета со специфическим запахом, плотностью 0,65—1,05 г/см3. По составу нефть представляет собой сложную смесь углеводородов, главным образом парафиновых и нафтеновых, в меньшей степени — ароматических. Ее элементный состав (массовая доля, %): углерод (С) — 82—87, водород (Н) — 11—14, сера (S) — 0,1—5,5.
В зависимости от получаемых из нефти продуктов существует три варианта ее переработки:
топливный, применяемый для получения моторного и котельного топлива;
топливно-масляный, которым вырабатывают топливо и смазочные масла;
нефтехимический (комплексный), продуктами которого являются не только топливо и масла, но и сырье для химической промышленности (олефины, ароматические и предельные углеводороды и др.).
Жидкое топливо, полученное из нефти, в зависимости от его использования делят на:
• карбюраторное (авиационные и автомобильные бензи ны) — для двигателей внутреннего сгорания;
244
реактивное (керосин) — для реактивных и газотурбинных двигателей;
дизельное (газойль, соляровый дистиллят) —- для дизельных двигателей;
котельное (мазут) — для топок паровых котлов, гене-ра торных установок, металлургических печей.
В общем случае переработка нефти на нефтепродукты включает ее добычу, подготовку и процессы первичной и вторичной переработки (рис. 9.7).
Добыча нефти осуществляется посредством бурения скважин.
Подготовка извлеченной из недр нефти заключается в удалении из нее примесей (попутного газа, пластовой воды с минеральными солями, механических включений) и стабилизации по составу. Эти операции проводят как непосредственно на нефтяных промыслах, так и на.нефтеперерабатывающих заводах.
Первичная переработка нефти, осуществляемая физическими методами (главным образом прямой перегонкой), состоит в разделении ее на отдельные фракции (дистилляты), каждая из которых является смесью углеводородов.
Вторичная нефтепереработка представляет собой разнообразные процессы переработки нефтепродуктов, полученных в результате первичной переработки. Эти процессы сопровождаются деструктивными превращениями содержащихся в нефтепродуктах углеводородов и являются по своей сути химическими процессами.