Файл: Федеральное государственное бюджетное образовательное учереждение высшего образования тюменский индустриальный университет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 213
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, каждый из которых является менее сложной смесью. Такие компоненты называют фракциями или дистиллятами. В условиях лабораторной или промышленной перегонки отдельные нефтяные фракции отгоняются при постоянно повышающейся температуре кипения. Следовательно, нефть и ее фракции характеризуются не температурой кипения, а температурными пределами начала кипения и конца кипения. Первичные процессы переработки не предполагают, химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции.
1.2 Основные направления нефтяной переработки
Нефтеперерабатывающая отрасль тяжелой промышленности, охватывающая переработку нефти и производство высококачественных нефтепродуктов: моторных и энергетических топлив, масел, битумов, нефтяного кокса, парафинов. Растворителей, нефтехимического сырья и продуктов нефти народного потребления.
Существуют три основные группы метода переработки нефти:
Топливное направление нефти в основном перерабатываются на моторные и котельные топлива. Существует глубокая и неглубокая переработка нефти.
Глубокая переработка нефти – получение максимально высокого выхода высококачественных моторных топлив путем вовлечения в их процесс производства остатков атмосферной и вакуумной перегонок.
Первоначальную оценку потенциальных показателей нефтяного сырья можно осуществить по нескольким показателей, входящих в технологическую классификацию нефти, но этих показателей недостаточно.
Для этих целей в лабораториях научно - исследовательских центрах проводят тщательные исследования.
Показатели этих испытаний представляют обычно в виде кривых зависимости ИТК, а также плотности, молекулярной массы, содержания серы, свойства фракционного состава нефтей.
При выборе схемы конкретного нефтеперерабатывающего (НПЗ) завода принимаются во внимание следующие параметры:
Выбор основного направления переработки нефти зависит от нескольких факторов. Ключевыми среди них являются: характеристики перерабатываемой нефти, планируемый ассортимент продукции, и, главное - уровень технологического развития предприятия.
1.3 Особенности нефти как сырья для процессов перегонки
Нефть и фракции смесей углеводородов как продукт для перегонки характеризуются нескольким количеством уникальных свойств, определяющих некоторые свойства в технологии и их переработке.
перегоняют в стандартном приборе при определенных условиях и строят кривую разгонки в системе координат: ось абсцисс - выход фракций (отгон) в % (об.) или % (маcc.) и ось ординат - температура кипения в °С.
При нагреве такой сложной смеси, как нефть, в паровую фазу прежде всего переходят низкокипящие компоненты, обладающие высокой летучестью. Частично с ними уходят высококипящие компоненты, однако концентрация низкокипящего компонента в парах всегда больше, чем в кипящей жидкости. По мере отгона низкокипящих компонентов остаток обогащается высококипящими. Поскольку давление насыщенных паров высококипящих компонентов при данной температуре ниже внешнего давления, кипение в конечном счете может прекратиться. Для того чтобы сделать кипение безостановочным, жидкий остаток непрерывно подогревают. При этом в пары переходят все новые и новые компоненты со всевозрастающими температурами кипения. Отходящие пары конденсируются, образовавшийся конденсат отбирают по интервалам температур кипения компонентов в виде отдельных нефтяных фракций.
1.4 Продукты первичной перегонки нефти
Перегонка нефти – разделение нефти на составные части (фракции) по их температурам кипения в целях получения товарных нефтепродуктов или их компонентов. Перегонка нефти – начальный процесс переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, основанный на том, что при нагреве нефти образуется паровая фаза, отличающаяся по составу от жидкости. Фракции, получаемые в результате перегонки нефти, обычно представляют собой смеси углеводородов. С помощью методов многократной перегонки нефтяных фракций, удается выделить некоторые индивидуальные водороды. Перегонка нефти осуществляется методами однократного испарения (равновесная дистилляция) с ректификацией и без нее, в присутствии перегретого водяного пара – испаряющего агента, при атмосферном давлении и под вакуумом. При равновесной дистилляции разделение нефти на фракции происходит менее четко по сравнению с простой перегонкой. Однако в первом случае при одной и той же температуре нагрева в парообразное состояние переходит большая часть нефти. В лабораторной практике в основном применяется простая перегонка нефти с ректификацией паровой фазы на установках периодического действия. В промышленности используется перегонка нефти с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз. Такое сочетание позволяет приводить перегонку нефти на установках непрерывного действия и добиваться высокой четкости разделения нефти на фракции, экономного расходования топлива на ее нагрев. Применение водяного пара приводит к снижению температурного режима, увеличению отбора нефтяных фракций и повышению концентрации высококипящих компонентов в остатке. На промышленных установках перегонки нефти, в начале, проводится при атмосферном давлении, а затем под вакуумом. При атмосферной перегонки, нефть нагревается не выше 370 °С, так как при более высокой температуре начинается расщепление углеводородов (крекинг), а это нежелательно из-за того, что образующиеся непредельные углеводороды резко снижают качество и выход целевых продуктов. В результате атмосферной перегонки нефти отгоняются фракции, выкипающие примерно от 30 до 350 – 360 °С и в остатке остается мазут. Из нефтяных фракций, выкипающих до 360 °С, получаются различные виды топлив:
1)бензин
2) топливо для реактивных и дизельных двигателей
Сырье для нефтехимического синтеза:
1)бензол
2)этилбензол
3)кислоты
4)этилен
5)пропилен
6)бутадиен
7)растворители
1.7 Атмосферная перегонка нефти
Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжелую 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.
Бензиновая фракция (н.к. – 180 °С) используется как сырье установки вторичной перегонки бензинов (вторичной ректификации).
Керосиновая фракция (120 – 240 °С) после отчистки или облагораживания используется, как реактивное топливо.
Фракция (150 – 300 °С) – как осветительный керосин или компонент дизельного топлива.
Фракция дизельного топлива (180 – 350 °С) после отчистки используется в качестве дизельного топлива. Возможно получение компонентов легкого (зимнего) и тяжелого (летнего) дизельного топлива соответствующего фракционного состава, например, (180 – 240 °С) и (240 – 350 °С).
Атмосферный газойль (330 – 360 °С) – затемненный продукт, получается на установке АВТ, работающей по топливному варианту, используется в смеси вакуумным газойлем в качестве сырья установки каталитического крекинга.
Мазут – остаток первичной перегонки нефти, облегченный мазут (более 330 °С) может использоваться в качестве котельного топлива, утяжеленный мазут (˃ 360 °С) – как сырье для последующей переработки на масляные фракции до гудрона. В настоящее время мазут может использоваться так же как сырье установок каталитического крекинга или гидрокрекинга (ранее применялся в качестве сырья установок термического крекинга).
Широкая масляная фракция (вакуумный газойль) (350 – 500 °С) или (350 – 550 °С) используется как сырье установки каталитического крекинга и гидрокрекинга.
Узкие масляные фракции - (350 – 400 °С), (400- 450 °С), (450 – 500 °С), после соответствующей очистки от сернистых соединений, полициклических ароматических и нормальных парафиновых углеводородов, используются для производства смазочных масел.
1.2 Основные направления нефтяной переработки
Нефтеперерабатывающая отрасль тяжелой промышленности, охватывающая переработку нефти и производство высококачественных нефтепродуктов: моторных и энергетических топлив, масел, битумов, нефтяного кокса, парафинов. Растворителей, нефтехимического сырья и продуктов нефти народного потребления.
Существуют три основные группы метода переработки нефти:
-
Топливный -
Топливно-масляный -
Комплексный
Топливное направление нефти в основном перерабатываются на моторные и котельные топлива. Существует глубокая и неглубокая переработка нефти.
Глубокая переработка нефти – получение максимально высокого выхода высококачественных моторных топлив путем вовлечения в их процесс производства остатков атмосферной и вакуумной перегонок.
Первоначальную оценку потенциальных показателей нефтяного сырья можно осуществить по нескольким показателей, входящих в технологическую классификацию нефти, но этих показателей недостаточно.
Для этих целей в лабораториях научно - исследовательских центрах проводят тщательные исследования.
Показатели этих испытаний представляют обычно в виде кривых зависимости ИТК, а также плотности, молекулярной массы, содержания серы, свойства фракционного состава нефтей.
При выборе схемы конкретного нефтеперерабатывающего (НПЗ) завода принимаются во внимание следующие параметры:
-
Качество нефти (содержание серы, фракционный состав) - определяет возможность получения максимального количества топлив и масел, битума и кокса и др. продуктов; -
Потребность в тех или иных нефтепродуктах в конкретном регионе; -
Соотношение объемов получаемых топлив - бензина, реактивного, дизельного и котельного топлива; -
Потребность нефтехимической промышленности в отдельных видах сырья для нефтехимического синтеза.
Выбор основного направления переработки нефти зависит от нескольких факторов. Ключевыми среди них являются: характеристики перерабатываемой нефти, планируемый ассортимент продукции, и, главное - уровень технологического развития предприятия.
1.3 Особенности нефти как сырья для процессов перегонки
Нефть и фракции смесей углеводородов как продукт для перегонки характеризуются нескольким количеством уникальных свойств, определяющих некоторые свойства в технологии и их переработке.
-
При определении фракционного состава нефть или нефтепродукт
перегоняют в стандартном приборе при определенных условиях и строят кривую разгонки в системе координат: ось абсцисс - выход фракций (отгон) в % (об.) или % (маcc.) и ось ординат - температура кипения в °С.
При нагреве такой сложной смеси, как нефть, в паровую фазу прежде всего переходят низкокипящие компоненты, обладающие высокой летучестью. Частично с ними уходят высококипящие компоненты, однако концентрация низкокипящего компонента в парах всегда больше, чем в кипящей жидкости. По мере отгона низкокипящих компонентов остаток обогащается высококипящими. Поскольку давление насыщенных паров высококипящих компонентов при данной температуре ниже внешнего давления, кипение в конечном счете может прекратиться. Для того чтобы сделать кипение безостановочным, жидкий остаток непрерывно подогревают. При этом в пары переходят все новые и новые компоненты со всевозрастающими температурами кипения. Отходящие пары конденсируются, образовавшийся конденсат отбирают по интервалам температур кипения компонентов в виде отдельных нефтяных фракций.
-
Нефть многокомпонентное сырье, фракционный состав которого нестабилен и зависит от места добычи нефти. Следовательно нестабильным является и летучесть фракций нефти, в связи с этим происходит убывание с увеличением количества высококипящих фракций. Следовательно, такая специфика сырья не дает разделять ее при процессе перегонке нефти на определенные углеводороды в качестве готового продукта. В следствии чего можно выделить фракции при процессе перегонки лишь с большим интервалом температур кипения. -
Для производства масел обычно подбирают нефти с высоким потенциальным содержанием масляных фракций. В этом случае для выработки высококачественных масел требуется минимальное количество технологических установок. Масляные фракции (фракции, выкипающие выше 350 °С), выделенные из нефти, сначала подвергаются очистке избирательными (селективными) растворителями: фенолом или фурфуролом, чтобы удалить часть смолистых веществ и углеводороды, затем проводят депарафинизацию с помощью смесей метилэтилкетона или ацетона с толуолом для снижения температуры застывания масла. Заканчивается обработка масляных фракций доочисткой отбеливающими глинами. В последних технологиях для получения масел используют процессы гидроочистки взамен селективной очистки и обработки отбеливающими глинами. Таким образом получают дистиллятные масла (легкие и средние индустриальные, автотракторные и др.). Остаточные масла (авиационные, цилиндровые) выделяют из гудрона путем его деасфальтизации жидким пропаном. При этом образуются деасфальты и асфальт. Деасфальт подвергается дальнейшей обработке, а асфальт перерабатывают в битум или кокс.
1.4 Продукты первичной перегонки нефти
Перегонка нефти – разделение нефти на составные части (фракции) по их температурам кипения в целях получения товарных нефтепродуктов или их компонентов. Перегонка нефти – начальный процесс переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, основанный на том, что при нагреве нефти образуется паровая фаза, отличающаяся по составу от жидкости. Фракции, получаемые в результате перегонки нефти, обычно представляют собой смеси углеводородов. С помощью методов многократной перегонки нефтяных фракций, удается выделить некоторые индивидуальные водороды. Перегонка нефти осуществляется методами однократного испарения (равновесная дистилляция) с ректификацией и без нее, в присутствии перегретого водяного пара – испаряющего агента, при атмосферном давлении и под вакуумом. При равновесной дистилляции разделение нефти на фракции происходит менее четко по сравнению с простой перегонкой. Однако в первом случае при одной и той же температуре нагрева в парообразное состояние переходит большая часть нефти. В лабораторной практике в основном применяется простая перегонка нефти с ректификацией паровой фазы на установках периодического действия. В промышленности используется перегонка нефти с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз. Такое сочетание позволяет приводить перегонку нефти на установках непрерывного действия и добиваться высокой четкости разделения нефти на фракции, экономного расходования топлива на ее нагрев. Применение водяного пара приводит к снижению температурного режима, увеличению отбора нефтяных фракций и повышению концентрации высококипящих компонентов в остатке. На промышленных установках перегонки нефти, в начале, проводится при атмосферном давлении, а затем под вакуумом. При атмосферной перегонки, нефть нагревается не выше 370 °С, так как при более высокой температуре начинается расщепление углеводородов (крекинг), а это нежелательно из-за того, что образующиеся непредельные углеводороды резко снижают качество и выход целевых продуктов. В результате атмосферной перегонки нефти отгоняются фракции, выкипающие примерно от 30 до 350 – 360 °С и в остатке остается мазут. Из нефтяных фракций, выкипающих до 360 °С, получаются различные виды топлив:
1)бензин
2) топливо для реактивных и дизельных двигателей
Сырье для нефтехимического синтеза:
1)бензол
2)этилбензол
3)кислоты
4)этилен
5)пропилен
6)бутадиен
7)растворители
1.7 Атмосферная перегонка нефти
Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжелую 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.
Бензиновая фракция (н.к. – 180 °С) используется как сырье установки вторичной перегонки бензинов (вторичной ректификации).
Керосиновая фракция (120 – 240 °С) после отчистки или облагораживания используется, как реактивное топливо.
Фракция (150 – 300 °С) – как осветительный керосин или компонент дизельного топлива.
Фракция дизельного топлива (180 – 350 °С) после отчистки используется в качестве дизельного топлива. Возможно получение компонентов легкого (зимнего) и тяжелого (летнего) дизельного топлива соответствующего фракционного состава, например, (180 – 240 °С) и (240 – 350 °С).
Атмосферный газойль (330 – 360 °С) – затемненный продукт, получается на установке АВТ, работающей по топливному варианту, используется в смеси вакуумным газойлем в качестве сырья установки каталитического крекинга.
Мазут – остаток первичной перегонки нефти, облегченный мазут (более 330 °С) может использоваться в качестве котельного топлива, утяжеленный мазут (˃ 360 °С) – как сырье для последующей переработки на масляные фракции до гудрона. В настоящее время мазут может использоваться так же как сырье установок каталитического крекинга или гидрокрекинга (ранее применялся в качестве сырья установок термического крекинга).
Широкая масляная фракция (вакуумный газойль) (350 – 500 °С) или (350 – 550 °С) используется как сырье установки каталитического крекинга и гидрокрекинга.
Узкие масляные фракции - (350 – 400 °С), (400- 450 °С), (450 – 500 °С), после соответствующей очистки от сернистых соединений, полициклических ароматических и нормальных парафиновых углеводородов, используются для производства смазочных масел.