Отримання нафтопродуктів
Отримання нафтопродуктів з нафти ведеться по двох напрямах:
пряма перегонка (дистиляція) і деструктивна переробка. Спочатку нафту піддавали тільки дистиляції, зараз цей спосіб переробки називають первинним або фізичним. При цьому середній вихід бензинових компонентів коливається залежно від складу нафти від 15 до 25%, а інших палив зазвичай припадає на частку 20-30% отримуваних дистилятів.
Пряма перегонка є первинним і обов'язковим процесом переробки нафти. Практично вона здійснюється випаром нафти в трубчастій печі при нагріві до 300…350 оС (рис. 1). Принцип дії дистилятора заснований на різних температурах кипіння вуглеводнів з різною молекулярною масою. Спочатку закипають і википають найбільш легкі дистиляти, потім більш і важчі. Причому досягши температури кипіння якого-небудь вуглеводня, зростання температури до його повного википання припиняється. Тепло йде на випар.
2.3. Деструктивна переробка нафти
При деструктивній (вторинній, хімічній) переробці дистилятів, отриманих атмосферно-вакуумною перегонкою, застосовують методи хімічної переробки важких нафтопродуктів.
Важкі вуглеводні при зміні трьох основних складових процесу температури, тиску і каталізаторів розщепляються на легші, у тому числі і бензинові фракції.
Перша промислова установка, в якій був реалізований розроблений російськими дослідниками метод розщеплення високо-молекулярних вуглеводнів, була побудована не в Росії, а в США, і тому метод дістав назву крекінг-процес. Крекінг в переведенні з англійського означає "розщеплення, розтріскування".
Рис. 2.1 Принципова схема нафтоперегінної установки : 1 - трубчаста піч;
2 - випарна колона; 3 - колона ректифікації; 4 – теплообмінник ; 5 - холодильник.
Залежно від варіації тиску, температури і каталізаторів розрізняють наступні основні способи вторинної (деструктивною) переробки нафти:
Каталітичний крекінг дозволяє переробляти соляровую фракцію, що отримується в результаті вакуумної перегонки. Вона є сумішшю вуглеводнів з числом атомів вуглецю від 16 до 20. Процес відбувається при температурі 450
-550°С і тиску 0,07- 0,3 МПа. Як каталізатор зазвичай застосовують алюмосиликаты (75-80% окисли кремнію і 10-20% окислу алюмінію). За допомогою каталітичного крекінгу отримують бензин з октановим числом до 85 од. і керосино-газойлеві фракції, використовувані як дизельне паливо.
Можливе отримання бензинів з вищим октановим числом - до 98, але необхідно використовувати дорожчі каталізатори - алюмомолибденові або алюмоплатинові і тиск до 3 МПа.
Гідрокрекінг відбувається при тиску до 20 МПа і температурі 480-500 °С, в середовищі водню з каталізатором, що виключає утворення ненасичених вуглеводнів. Хімічна стабільність продукту висока. Сировина - напівгудрон.
Каталітичний риформинг застосовують для підвищення якості бензину прямої перегонки. Процес йде у присутності водню при температурі 460.510 °З і тиску 4 МПа. При цьому йде перебудова молекул і утворення ароматичних вуглеводнів (бензолу, толуолу, ксилолов та ін.) з алканов і нафтенов, що підвищує детонаційну стійкість пального.
Очищення є завершальною стадією підготовки базових продуктів. Їх необхідно очистити від надлишку сірчистих з'єднань, органічних кислот, речовин смолянисто-асфальтенів і що застигають при високих температурах парафінових і деяких циклічних вуглеводнів.
Контрольні запитання:
1. Які є гіпотези походження нафти?
2. Які загальні фізичні властивості нафти?
3. Який фракційний склад нафти?
4. Який груповий склад нафти?
5. Який елементарний склад нафти?
6. Як позначається нафта згідно ГОСТ 9965–76.
7. Як здійснюється пряма перегонка нафти?
8. Що таке вторинна переробка нафти