41. Нефть, способы добычи нефти и ее переработка. Прямая перегонка нефти. Характеристика получаемых продуктов.

Нефть - жидкое горючее ископаемое. Представляет собой маслянистую жидкость от светло-коричневого до темно-бурого цвета со специфическим запахом. По составу нефть – сложная смесь углеводородов.

Переработка нефти на нефтепродукты включает ее добычу, подготовку и процессы первичной и вторичной перераб-ки.

Добыча осуществляется путем бурения скважин. Выделяют несколько способов эксплуатации нефтяной скважины: фонтанный, при кот. используется энергия пласта, применяется в начальный период эксплуатации, когда пластовое давление залежи достаточно велико; механизированный, при котором нефть поднимается на земную поверхность за счет подводимой извне энергии. Существуют две разновидности механиз-го способа — компрессорный и насосный.

При компрессорном методе в скважину компрессором закачивают газ, который смешивается с нефтью. Плотность нефти снижается, забойное давление становится ниже пластового, что вызывает движение жидкости к поверхности земли. При насосном способе эксплуатации на определенную глубину спускают насосы, которые приводятся в действие за счет энергии, передаваемой различными способами.

Подготовка нефти заключ-ся в удалении из нее примесей и стабилизации по составу.

Первичная перер-ка осуществляется физ. методами и состоит в разделении ее на отдельные фракции, каждая из которых является смесью углеводородов.

Вторичная перер-ка – разнообразные процессы перер-ки нефтепродуктов, полученных в рез-те первич. перер-ки.

В зависимости от получаемых из нефти продуктов существует 3 варианта ее переработки: топливный, применяемый для получения моторного и котельного топлива; топливно-масляный, которым вырабатывают топливо и смазочные масла; нефтехимический, продуктами которого являются топливо, масла и сырье для хим. пром-ти.

Процесс перегонки нефти основан на явлениях испарения и конденсации смеси веществ с различ. температурами кипения. Технологич. процесс прямой перегонки нефти состоит из 4-х осн. операций: нагрева смеси, испарения, конденсации и охлаждения полученных фракций.

Установки перегонки подразделяются на 2 вида: одноступенчатые, работающие при атмосферном давлении; двухступенчатые, в кото-х первая ступень работает при атмосферном давлении, а другая – при давлении ниже атмосф-го.

При переработке нефти получают большое количество разнообразных продуктов. Их можно разделить на три обширные группы: горючие, смазочные и прочие. К первой группе относится моторное, реактивное и котельное топливо, ко второй — смазочные масла и разнообразные консистентные смазки, а к третьей — битумы, нефтяные кислоты и их производные, ароматические углеводороды, парафины, вазелин, церезин и др.

42. Крекинг нефтепродуктов, сущность и назначение. Технико-экономическая оценка разновидностей крекинга.

При перегонке нефти выход бензина составляет в среднем 10-25% веса взятого сырья. Такое количество бензина не может покрыть возрастающий спрос народного хозяйства на этот вид топлива. Увеличение производства бензина (как и других видов моторного топлива) достигается применением крекинга.

Крекинг – расщепление длинных молекул тяжелых углеводородов на более короткие молекулы легких низкокипящих продуктов.

Различают две разновидности крекинга: термический и каталитический.

Термический крекинг ведут при повышенных температурах (450-500) под высоким давлением (2-7 МПа). Осн. цель – получение светлого топлива из мазута или гудрона. Термич. крекинг осуществляется в трубчатых печах, в которых происходит расщепление тяжелых углеводородов. Далее смесь продукта крекинга и непрореагировавшего сырья проходит через испаритель, в котором отделяется крекинг-остаток, т.е. вещ-ва, не поддающиеся крекингу. Легкие продукты поступают в ректификационную колонну для разделения и получения легких товарных фракций.

Термич. крекинг может быть 2-х видов: низкотемпературный (440-500) и высокотемпер-й (530-600). Длительность низкотемп-го крекинга сосавляет 90-200 с. Он используется для получения котельного топлива из мазута или гудрона. Высокотемпер-й длится 0,5-3 с. Его основное назначение – получение бензина и этилена.

Каталитический крекинг – перер-ка нефтепродук-в в присутствии катализатора. В последнее время этот метод находит все большее применение для получения светлых нефтепродук-в, в т.ч. бензинов. В кач-ве катализаторов на установках каталитического крекинга использ-ся синтетические алюмосиликаты. Продукты каталитич. крекинга поступают из реактора в ректификационную колонну, где разделяются на газы, бензин, легкий и тяжелый каталитич. газойли. Непрореагировавшее сырье из нижней части колонны возвращается в реактор.

Разновидностью каталитич. крекинга является риформинг, ход реакций в котором направлен на образование ароматических углеводородов и изомеров. Различ-т следующие разновидности риформинга: платформинг (катализатор на основе платины) и рениформинг (на основе рения).

Наряду с жидкими продуктами при всех способах каталитич. риформинга образ-ся газы, содержащие водород, метан, этан, пропан и бутан, которые использ-ся как сырье для органического и неорганич-го синтеза: метанола, аммиака и др. соединений.

Основное достоинство процесса — возможность перерабатывать различное нефтяные фракции с получением высокооктанового бензина и газа; сравнительная легкость совмещения с другими процессами. При каталитическом крекинге распад гораздо быстрее, чем при термическом. Кроме того, в этом случае происходит изомеризация с образованием насыщенных углеводородов. В результате выход лёгких продуктов больше, чем при термическом крекинге, а получаемый бензин превосходит по качеству тот, что получен путем обычной перегонки.