Jelenleg nyersolajból lehet beszerezni különböző fajtáküzemanyagok, kőolajolajok, paraffinok, bitumenek, kerozinok, oldószerek, korom, kenőanyagok és egyéb nyersanyagok feldolgozásával nyert kőolajtermékek.
Kivont szénhidrogén nyersanyagok ( olaj, kapcsolódó kőolajgázÉs földgáz) A mező hosszú szakaszon megy keresztül, mire ebből a keverékből fontos és értékes komponenseket izolálnak, amelyekből a későbbiekben felhasználható kőolajtermékeket nyernek.
Olajfinomítás nagyon bonyolult technológiai folyamat, amely a kőolajtermékek olajfinomítókba történő szállításával kezdődik. Itt az olaj több szakaszon megy keresztül, mielőtt felhasználásra kész termékké válna:
- olaj előkészítése elsődleges feldolgozáshoz
- elsődleges olajfinomítás (közvetlen lepárlás)
- olaj-újrahasznosítás
- kőolajtermékek tisztítása
Olaj előkészítése elsődleges feldolgozáshoz
A kivont, de nem feldolgozott olaj különféle szennyeződéseket tartalmaz, például sót, vizet, homokot, agyagot, talajrészecskéket és kapcsolódó gázokat. A mező élettartama megnöveli az olajtározó víztartalmát, és ennek megfelelően a kitermelt olaj víz- és egyéb szennyezőanyag-tartalmát. A mechanikai szennyeződések és a víz jelenléte megzavarja az olajnak az olajtermék-vezetékeken keresztül történő szállítását további feldolgozás céljából, lerakódásokat okoz a hőcserélőkben és másokban, és megnehezíti az olajfinomítási folyamatot.
Minden kivont olaj átfogó tisztítási folyamaton megy keresztül, először mechanikus, majd finom tisztításon.
Ebben a szakaszban a kitermelt nyersanyagok olajra és gázra olajra és gázra való szétválása is megtörténik.
Zárt edényekben történő leülepedés, akár hidegen, akár melegen, nagy mennyiségű vizet és szilárd anyagot távolít el. A további olajfeldolgozáshoz szükséges berendezések nagy teljesítményének elérése érdekében az utóbbit speciális elektromos sótalanító üzemekben további víztelenítésnek és sótalanításnak vetik alá.
A víz és az olaj gyakran rosszul oldódó emulziót képez, amelyben az egyik folyadék apró cseppjei szuszpendálódnak a másikban.
Kétféle emulzió létezik:
- hidrofil emulzió, azaz olajat a vízben
- hidrofób emulzió, azaz víz az olajban
Számos módja van az emulziók széttörésére:
- mechanikai
- kémiai
- elektromos
Mechanikus módszer viszont a következőkre oszlik:
- fenntartva
- centrifugálás
Az emulziós komponensek sűrűségbeli különbsége lehetővé teszi a víz és az olaj könnyű elválasztását a folyadék 8-15 atmoszféra nyomáson 2-3 órán át tartó 120-160°C-os melegítésével. Ebben az esetben a víz elpárologtatása nem megengedett.
Az emulzió centrifugális erő hatására is szétválasztható centrifugában, amikor eléri a 3500-50 000 fordulat/perc értéket.
Kémiai módszerrel az emulziót demulgeálószerek használata bontja meg, pl. felületaktív anyagok. A demulgeálószerek nagyobb aktivitással rendelkeznek, mint az aktív emulgeálószer, ellenkező típusú emulziót képeznek, és feloldják az adszorpciós filmet. Ez a módszer elektromosval együtt használható.
Elektromos szárítóberendezésekben elektromos befolyás Az olajemulzión a vízrészecskék egyesülnek, és gyorsabban válik szét az olajjal.
Elsődleges olajfinomítás
Az extrahált olaj nafténes, paraffinos, aromás szénhidrátok, amelyek különböző molekulatömegű és forráspontúak, valamint kén-, oxigén- és nitrogéntartalmú szerves vegyületek keveréke. Az elsődleges olajfinomítás az előkészített olaj és gázok szénhidrogén-frakciókra és csoportokra történő szétválasztásából áll. A desztilláció során kőolajtermékek és intermedierek széles választékát nyerik.
Az eljárás lényege az extrahált olaj összetevőinek forráspontjai közötti különbség elvén alapul. Ennek eredményeként a nyersanyag frakciókra bomlik - fűtőolajra (könnyű olajtermékek) és kátrányra (olaj).
Az olaj elsődleges desztillációja elvégezhető:
- egyszeri párolgás
- többszörös párolgás
- fokozatos párolgás
Egyetlen párologtatás során az olajat a fűtőben előre meghatározott hőmérsékletre melegítik. Ahogy felmelegszik, gőzök képződnek. A beállított hőmérséklet elérésekor a gőz-folyadék keverék belép az elpárologtatóba (egy hengerbe, amelyben a gőzt elválasztják a folyadékfázistól).
Folyamat többszörös párolgás Egyszeri bepárlások sorozatát jelenti a fűtési hőmérséklet fokozatos emelkedésével.
Lepárlás fokozatos párolgás az olaj állapotának kismértékű változását jelenti minden egyes elpárolgásnál.
A fő berendezések, amelyekben az olajlepárlás vagy lepárlás történik, a csőkemencék, a desztillációs oszlopok és a hőcserélők.
A desztilláció típusától függően a csőkemencék AT atmoszférikus kemencékre, VT vákuumkemencékre és AVT atmoszférikus vákuumcső kemencékre oszthatók. Az AT létesítményei sekély feldolgozást végeznek, és benzint, kerozint, dízelfrakciókat és fűtőolajat nyernek. A VT berendezésekben a nyersanyagok fejlett feldolgozását végzik, és gázolajat és olajfrakciókat, kátrányt állítanak elő, amelyet később kenőolajok, koksz, bitumen stb. előállítására használnak fel. Az AVT kemencékben az olajlepárlásnak két módja van. kombinált.
Az olajfinomítás folyamata a párolgás elvén megy végbe desztillációs oszlopok. Ott a forrásolajat egy szivattyú segítségével egy hőcserélőbe juttatják, felmelegítik, majd belép egy cső alakú kemencébe (tűzmelegítő), ahol adott hőmérsékletre melegszik fel. Ezután az olaj gőz-folyadék keverék formájában belép a desztillációs oszlop párologtató részébe. Itt megtörténik a gőzfázis és a folyadékfázis szétválása: a gőz felszáll az oszlopon, a folyadék lefelé folyik.
Az olajfinomítás fenti módszerei nem használhatók elkülönítésre olajfrakciók egyedi nagy tisztaságú szénhidrogének, amelyek a későbbiekben a petrolkémiai ipar nyersanyagaivá válnak benzol, toluol, xilol stb. előállításához. A nagy tisztaságú szénhidrogének előállításához további anyagot vezetnek be az olajdesztilláló egységekbe, hogy növeljék az olaj illékonyságának különbségét. az elválasztott szénhidrogének.
Az elsődleges olajfinomítás után keletkező komponenseket általában nem használják késztermékként. Az elsődleges lepárlási szakaszban meghatározzák az olaj tulajdonságait és jellemzőit, amelyektől függ a végtermék előállításához szükséges további feldolgozási eljárás megválasztása.
Ennek eredményeként elsődleges feldolgozás A következő főbb kőolajtermékeket nyerik olajból:
- szénhidrogén gáz (propán, bután)
- benzinfrakció (forráspont 200 fokig)
- kerozin (forráspont 220-275 fok)
- gázolaj vagy gázolaj (forráspont 200-400 fok)
- kenőolajok (300 fok feletti forráspont) maradék (fűtőolaj)
Olaj újrahasznosítás
Az olaj fizikai és kémiai tulajdonságaitól és a végtermék igényétől függően a nyersanyagok roncsoló feldolgozásának további módszerét választják ki. A kőolaj-újrahasznosítás a közvetlen desztillációval nyert kőolajtermékekre gyakorolt termikus és katalitikus hatásokból áll. A nyersanyagokra, vagyis az olajban lévő szénhidrogénekre gyakorolt hatás megváltoztatja azok természetét.
Vannak lehetőségek az olajfinomításra:
- üzemanyag
- üzemanyag és olaj
- petrolkémiai
Üzemanyag módszer A feldolgozás során kiváló minőségű motorbenzint, téli és nyári dízel üzemanyagot, sugárhajtómű-üzemanyagot és kazán üzemanyagot állítanak elő. Ez a módszer kevesebb technológiai telepítést igényel. Az üzemanyag-eljárás egy olyan eljárás, amely nehéz kőolajfrakciókból és maradékokból motor-üzemanyagot állít elő. Ez a fajta feldolgozás magában foglalja a katalitikus krakkolást, a katalitikus reformálást, a hidrokrakkolást, a hidrogénezést és más termikus eljárásokat.
Az üzemanyag- és olajfeldolgozás során Az üzemanyagokkal együtt kenőolajokat és aszfaltot állítanak elő. Ez a típus magában foglalja az extrakciós és aszfaltmentesítési eljárásokat.
Ennek eredményeként a legkülönfélébb kőolajtermékek érhetők el petrolkémiai finomítás. Ebben a tekintetben nagyszámú technológiai telepítést használnak. A nyersanyagok petrolkémiai feldolgozása során nemcsak üzemanyagok és olajok keletkeznek, hanem nitrogén-műtrágyák, szintetikus gumi, műanyagok, szintetikus szálak, mosószerek, zsírsavak, fenol, aceton, alkohol, éterek és egyéb vegyszerek is.
Katalitikus krakkolás
A katalitikus krakkolás katalizátort használ a kémiai folyamatok felgyorsítására, ugyanakkor ezek lényegének megváltoztatása nélkül. kémiai reakciók. A repedési folyamat lényege, i.e. A hasítási reakció abból áll, hogy egy katalizátoron átvezetik a gőz állapotára melegített olajokat.
Reformálás
A reformálási eljárást elsősorban magas oktánszámú benzin előállítására használják. Csak a 95-205°C-os forráspontú paraffinfrakciók vethetők alá ennek a feldolgozásnak.
A reformálás típusai:
- termikus reformálás
- katalitikus reformálás
Termikus reformálás során az elsődleges olajfinomítás frakcióinak csak magas hőmérsékletű.
A katalitikus reformálás során a kezdeti frakciókra gyakorolt hatás mind a hőmérséklettel, mind a katalizátorok segítségével történik.
Hidrokrakkolás és hidrogénezés
Ez a feldolgozási módszer benzinfrakciók, sugárhajtómű- és dízel üzemanyag, kenőolajok és cseppfolyósított gázok a hidrogénnek a magas forráspontú olajfrakciókra gyakorolt hatása miatt katalizátor hatására. A hidrokrakkolás következtében az eredeti olajfrakciók is hidrogénezésen esnek át.
A hidrokezelés magában foglalja a kén és egyéb szennyeződések eltávolítását a nyersanyagokból. Jellemzően a hidrogénező egységeket katalitikus reformáló egységekkel kombinálják, mivel az utóbbi eredményeként nagyszámú hidrogén. A tisztítás eredményeként javul a kőolajtermékek minősége, csökken a berendezések korróziója.
Elszívás és aszfalttalanítás
Kivonási folyamat szilárd vagy folyékony anyagok keverékének oldószerekkel történő szétválasztásából áll. Az extrahált komponensek jól oldódnak a használt oldószerben. Ezt követően az olaj dermedéspontjának csökkentése érdekében viaszmentesítést végeznek. A végterméket hidrogénezéssel nyerik. Ezt a feldolgozási módszert dízel üzemanyag előállítására és aromás szénhidrogének kivonására használják.
Az aszfaltmentesítés eredményeként a visszamaradó olajdesztillációs termékekből gyantaszerű aszfaltén anyagok keletkeznek. Ezt követően az aszfaltmentesített olajat bitumen előállítására használják, és nyersanyagként használják katalitikus krakkoláshoz és hidrokrakkoláshoz.
Kokszolni
Kőolajkoksz- és gázolajfrakciók előállításához az olajdesztilláció nehézfrakcióiból, az aszfaltmentesítési maradékokból, a termikus és katalitikus krakkolásból, valamint a benzin pirolíziséből a kokszolási eljárást alkalmazzák. Ez a típus A kőolajtermékek finomítása egymás után következő reakciókból áll: krakkolás, dehidrogénezés (hidrogén felszabadulása a nyersanyagokból), ciklizálás (ciklusos szerkezet kialakítása), aromatizálás (aromás szénhidrogének mennyiségének növekedése az olajban), polikondenzáció (melléktermékek, pl. víz, alkohol) és tömörítéssel, hogy egy teljes "kokszlepényt" alkossanak. A kokszolási folyamat során felszabaduló illékony termékeket rektifikációs eljárásnak vetik alá, hogy megkapják a célfrakciókat és stabilizálják azokat.
Izomerizáció
Az izomerizációs folyamat abból áll, hogy az izomereket a nyersanyagból átalakítják. Az ilyen átalakulások magas oktánszámú benzin előállításához vezetnek.
Alkilezés
Alkincsoportok vegyületekbe történő bevitelével szénhidrogéngázokból nagy oktánszámú benzint nyernek.
Meg kell jegyezni, hogy az olajfinomítás és a végtermék előállításához az olaj-, gáz- és petrolkémiai technológiák teljes komplexumát használják fel. A kitermelt alapanyagokból nyerhető késztermékek összetettsége és változatossága az olajfinomítási folyamatok sokszínűségét is meghatározza.
Olajfinomítás – a kőolaj fizikai és kémiai feldolgozásának többlépcsős folyamata, amelynek eredményeként kőolajtermék-komplexet állítanak elő. Az olajfinomítás desztillációval történik, vagyis az olaj fizikai szétválasztásával frakciókra.
Vannak elsődleges és másodlagos olajfinomító eljárások. Az elsődleges folyamatok közé tartozik az olaj közvetlen (atmoszférikus-vákuum) desztillációja, amelynek során az olajszénhidrogének nem mennek át kémiai átalakuláson. Másodlagos folyamatok (krakkolás, reformálás) eredményeként a szénhidrogének szerkezete megváltozik a kémiai reakciók során.
Elsődleges olajfinomítás. A közvetlen desztilláció vagy az olaj frakciókra való szétválasztása különböző molekulatömegű szénhidrogének különböző forráspontjain alapul, és normál körülmények között történik. légköri nyomásés 350 °C-ig terjedő hőmérséklet.
Az olaj desztillációját atmoszférikus vagy légköri-vákuum egységekben végzik, amelyek csőkemencéből, desztillációs oszlopból, hőcserélőkből és egyéb berendezésekből állnak.
Az olaj újrahasznosítása. Az egyenes futású termékek nem felelnek meg a követelményeknek modern technológiaés ezért további feldolgozás tárgyát képezik. Az egyenes lefutású benzinek kénvegyületeket tartalmaznak, amelyek rontják az üzemanyagok környezeti teljesítményét, motorkorróziót okoznak, és mérgező katalizátorokat tartalmaznak, ezért hidrogénezésnek vetik alá.
Hidrokezelés egy termokatalitikus eljárás, amely biztosítja az olaj szerves kénvegyületeinek hidrogén-szulfiddá történő hidrogénezését, amelyet ezután felfognak és elválasztanak. Reccsenés – nehéz szénhidrogének hasítása további mennyiségű benzin és dízel üzemanyag előállítására. A következő típusú repedéseket különböztetjük meg:
- termikus– 500 - 750 °C-on és 4 - 6 MPa nyomáson készül, a benzin hozama eléri a 60 - 70%-ot.
- katalitikus– katalizátorok felhasználásával készült.
Reformálás katalitikus – magas oktánszámú benzinkomponensek előállításának folyamata az olaj benzin- és benzinfrakcióiból.
Alkilezés– alkilvegyületek bevitele szénhidrogén molekulákba. Magas oktánszámú benzin alkatrészek gyártására használják.
Az olajminőség osztályozása és mutatói.
Az olajnak több osztályozása van. A GOST R szerint az olajat a fizikai és kémiai tulajdonságok, az előkészítés foka, a hidrogén-szulfid és a könnyű merkaptán tartalma szerint osztályozzák osztályokba, típusokba, csoportokba, típusokba. Az olajminősítés jelei egyben mutatói is, amelyek alapján az olaj minőségét elfogadják.
BAN BEN a kén tömeghányadától függően Az olaj 1-4 osztályba sorolható:
1. osztály – alacsony kéntartalom;
2. osztály – kénes;
3. osztály – magas kéntartalom;
4. osztály – különösen magas kéntartalmú.
Által sűrűség, és exportra szállítva - emellett a frakciók hozama és a paraffin tömeghányada szerint Az olajat öt típusra osztják:
0. típus – különösen könnyű;
1. típus – könnyű;
2. típus – átlagos;
3. típus – nehéz;
4. típus – bitumenes.
Felkészültségi fok szerint az olajat 1-3 csoportba osztják olyan mutatók szerint, mint a víztartalom, a kloridsók koncentrációja, a nyomás telített gőzök, mechanikai szennyeződések tömeghányada.
A hidrogén-szulfidok és a könnyű merkaptánok tömegaránya szerint Az olaj 2 típusra oszlik.
Az olajszimbólum négy számból áll, amelyek megfelelnek az olaj osztályának, típusának, csoportjának és típusának. Az olaj exportra történő szállításakor az „e” indexet hozzá kell adni a típusmegjelöléshez.
Technológiai osztályozás Az olaj 1967 óta van érvényben Oroszországban, és meghatározza bizonyos kőolajtermékek nyersanyagaként való felhasználását. A technológiai besorolás szerint az olajat a következőkre osztják:
osztályok (1 – 3) – kéntartalom szerint;
Típusok (T1 – T3) – 350 °C-ra desztillált könnyű frakciók hozama alapján;
Csoportok (M1 – M4) – lehetséges alapolaj-tartalom szerint;
Alcsoportok (I1 – I2) – az alapolajok viszkozitási indexe szerint;
Típusok (P1 – P2) az olaj paraffintartalma alapján.
Kémiai osztályozás a különböző mezőkből származó olajokat szénhidrogén-összetételük szerint hat csoportra osztja:
Paraffin
Naftén
Aromás
Paraffin-naftén
Paraffin-naftén-aromás
Naftén-aromás
Kőolajtermékek. Motorbenzinek típusai és jellemzői
Az olajfinomító ipar kínálatában rendeltetésüktől függően több mint 500 féle gáznemű, folyékony és szilárd kőolajtermék található. A kőolajtermékeket rendeltetésük szerint a következő csoportokba sorolják: üzemanyagok, kőolajok, paraffinok és cerezinek, aromás szénhidrogének, petróleum bitumen, kőolajkoksz és egyéb kőolajtermékek.
Üzemanyag - éghető anyagok, amelyek égéskor hőenergiát termelnek. Az üzemanyag gyakorlati értékét a teljes égés során felszabaduló hő mennyisége határozza meg.
Motorbenzinek.
A motorbenzineket dugattyús repülési és gépkocsik kényszergyújtású belső égésű motorjaihoz szánják.
A modern autó- és repülőgépbenzineknek meg kell felelniük a következő követelményeknek:
Jó illékonysággal rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy bármilyen hőmérsékleten homogén levegő-üzemanyag keveréket kapjon;
Csoportos szénhidrogén-összetétellel kell rendelkeznie, amely stabil, kopogásmentes égési folyamatot biztosít a motor minden üzemmódjában; ne változtassa meg összetételét és tulajdonságait a hosszú távú tárolás során;
Ne biztosítsa káros befolyást a részletekért üzemanyagrendszerés a környezet.
Gépkocsi benzinek használt benzinmotorok belső égés. A benzin minőségének fő mutatói a frakcionált összetétel és az oktánszám. Frakciós összetétel a kezdeti forráspont és a párolgási hőmérséklet jellemzi. Oktánszám a benzin minőségének fő mutatója, amely a robbanásállóságát jellemzi. Robbanás - az üzemanyag-keverék égése a motor hengerében. Ha egy benzinmárka az „I” betűindexet tartalmazza, ez azt jelenti, hogy ennek a benzinnek az oktánszámát kutatási módszer határozza meg; ha csak az „A” betű a motor.
Repülőbenzinek. A repülőgépbenzineket dugattyús repülőgép-hajtóművekben való használatra szánják.
Repülőgép üzemanyagok modern légzőmotoros repülőgépekhez tervezték.
Gázolaj szárazföldi és tengeri berendezések nagy sebességű dízel- és gázturbinás motorjaihoz tervezték
Előadás vázlata
1. Modern módszereküzemanyagok és olajok beszerzése.
2. Tüzelőanyagok előállítása olaj közvetlen lepárlásával.
3. Olaj és kőolajtermékek újrahasznosítása.
4. Termikus repedés.
5. Termokatalitikus folyamatok.
6. Hidrokrakkolás.
7. Kereskedelmi minőségű üzemanyagok tisztítása, ötvözése és gyártása.
8. Metil-terc-butil-éter (MTBE) előállítása.
9. Alkilezés.
10. Hidrokezelés.
1. Az üzemanyagok és olajok beszerzésének korszerű módszerei
A folyékony üzemanyagok és olajok nagy részét (több mint 90%-át) olajból állítják elő, és számos szintetikus anyagot (gumi, műanyag, bitumen, különféle szintetikus szálak stb.) is előállítanak. Az üzemanyagot kis mennyiségben állítják elő gyanták feldolgozásával (barnaszén, agyagpala), gáznemű szénhidrogének polimerizálásával és egyéb módszerekkel. Az utóbbi években a szintetikus olajok gyártása egyre jobban fejlődik.
Az olajfinomításban három fő olajfeldolgozási módszer létezik:
üzemanyaggal;
Vaj;
Petrolkémiai változat.
Kőolaj-üzemanyagok beszerezhetők fizikai és chimisztikus módszerek, és olajok - csak fizikai.
NAK NEK fizikai Ide tartoznak azok a módszerek, amelyeknél a szénhidrogének szerkezete nem bomlik, így az eredeti olaj és a keletkező olajtermékek kémiai tulajdonságai hasonlóak lesznek.
Nál nél kémiai A feldolgozás során a szénhidrogének szerkezete megváltozik, így a keletkező termékek (benzin) jelentősen eltérnek az alapanyagtól nemcsak fizikai tulajdonságok, hanem a szénhidrogének szerkezete, és ennek következtében a kémiai tulajdonságai is. Minden kémiai folyamatok Az olajfinomítás a hidrogén szénhidrogén-molekulák közötti újraelosztásával jár. Magasabb hőmérsékleten, katalizátor jelenlétében vagy anélkül, a szénhidrogének komponenseikre bomlanak, és ezek egyik része hidrogénben dúsul, a másik részük kimerül benne.
A belső égésű motorok tüzelőanyagainak előállítása összetett folyamat, amely magában foglalja az elsődleges összetevők beszerzését, összekeverését és a szabványok követelményeinek megfelelő adalékanyagokkal történő javítását. Az üzemanyagok kezdeti nyersanyaga hagyományosan az olaj.
Olaj előkészítése finomításhoz. A mezőkön termelt olaj a benne oldott gázokon kívül bizonyos mennyiségű szennyeződést is tartalmaz - homok-, agyag-, sókristály- és vízrészecskéket. A kőolaj szárazanyag-tartalma általában nem haladja meg az 1,5%-ot, a víz mennyisége pedig széles skálán változhat. A szántóföldi üzemidő növekedésével az olajtározó víztartalma és a kitermelt olaj víztartalma nő. Egyes régebbi kutakban a képződményből keletkező folyadék 90%-ban vizet tartalmaz. A finomításra szállított olaj legfeljebb 0,3% vizet tartalmazhat. A mechanikai szennyeződések jelenléte az olajban megnehezíti annak szállítását a csővezetékeken és a feldolgozáson, az olajvezetékek belső felületeinek erózióját okozza, és lerakódásokat okoz a hőcserélőkben, kemencékben és hűtőszekrényekben, ami a hőátbocsátási tényező csökkenéséhez vezet, az olajdesztillációs maradékok (fűtőolajok és kátrányok) hamutartalmát, és hozzájárul a perzisztens emulziók képződéséhez. Ezen túlmenően az olajtermelés és -szállítás során a könnyűolaj-komponensek (metán, etán, propán stb., beleértve a benzinfrakciókat is) jelentős vesztesége következik be – a 100°-on kiforródó frakciók körülbelül 5%-a. C.
A könnyű alkatrészek elvesztése, valamint az olajvezetékek és feldolgozó berendezések túlzott kopása miatti olajfinomítási költségek csökkentése érdekében a kitermelt olajat előkezelésnek vetik alá.
Az olaj válogatása és keverése. A különféle olajok és a belőlük izolált megfelelő frakciók fizikai, kémiai és kereskedelmi tulajdonságaikban különböznek egymástól. Így, benzinfrakciók Egyes olajokra jellemző az aromás, nafténes vagy izoparaffin szénhidrogének nagy koncentrációja, ezért magas oktánszámúak, míg más olajok benzinfrakciói jelentős mennyiségű paraffinos szénhidrogént tartalmaznak, és nagyon alacsony oktánszámúak. Az olaj további technológiai feldolgozásában fontosak az olaj kéntartalma, olajossága, gyantatartalma, stb. Így a szállítás, a begyűjtés és a tárolás során is figyelemmel kell kísérni az olajok minőségi jellemzőit, hogy elkerülhető legyen az értékvesztés. olajkomponensek tulajdonságai.
Az olajok elkülönített gyűjtése, tárolása és szivattyúzása egy nagy számú olajtárolóval rendelkező mezőn belül azonban jelentősen megnehezíti az olajipart, és jelentős tőkebefektetést igényel. Ezért a hasonló fizikai, kémiai és kereskedelmi tulajdonságokkal rendelkező olajokat a mezőkön összekeverik és közös feldolgozásra küldik.
Az olaj frakciókra való szétválásának tisztasága a desztilláció során egyszeri párolgásniya rosszabb az ismételt és fokozatos bepárlással végzett desztillációhoz képest. De ha nincs szükség a frakciók nagy pontosságú szétválasztására, akkor az egyszeri bepárlási módszer gazdaságosabb: a megengedett legnagyobb olajfűtési hőmérsékleten, 350-370 ° C-on (magasabb hőmérsékleten megindul a szénhidrogének bomlása), több termék kerül a gőzfázis a többszörös vagy fokozatos párolgáshoz képest. A 350-370 °C feletti forráspontú olajfrakciók kiválasztásához vákuumot vagy vízgőzt használnak. Az egyszeri bepárlással történő desztilláció elvének ipari alkalmazása a gőz- és folyadékfázisok rektifikálásával kombinálva lehetővé teszi az olaj frakciókra való szétválasztásának nagy pontosságát, a folyamat folytonosságát és a nyersanyagok fűtéséhez szükséges üzemanyag gazdaságos felhasználását.
Megkülönböztetni az olajfinomítási módszerek két csoportjaüzemanyagok és kenőanyagok beszerzése céljából:
1) olyan módszerek, amelyek nem változtatják meg az egyes szénhidrogéneket;
2) az egyes szénhidrogének termokatalitikus megsemmisítésének módszerei.
Az első csoportba magában foglalja az olajfinomítókban az elsődleges desztillációt, azaz az olajnak a forrásponttól függően külön frakciókra való szétválasztását.
Olaj desztilláció(lepárlás) - folyamat, kötelezõny a benzin, a gázolaj és az olajban található egyéb frakciók természetes frakcióinak előállítására.
Az olaj mezőtől függően 10-15% benzinfrakciót, 15-20% sugárhajtómű-üzemanyagot, 15-20% dízelüzemanyagot és hozzávetőleg 50% fűtőolajat tartalmaz, amely viszont különféle kenőanyagok alapanyaga.
Második csoport magában foglalja az olaj-újrahasznosítási folyamatokat, amelyek elve az egyes szénhidrogének termikus lebontásán alapul, ami lehetővé teszi a benzin és más olajfrakciók hozamának jelentős növelését és minőségi mutatóik (kopogásállóság, kémiai stabilitás stb.) javítását. .
Az újrahasznosítási módszerek a következők: termikus krakkolás; katalitikus krakkolás; katalitikus reformálás; pirolízis; hidrokrakkolás; alkilezés stb. (lásd 1. ábra).
Rizs. 1. Az olajfinomítás sematikus diagramja
Az olajfinomítási folyamat 3 fő szakaszra osztható:
1. A nyersanyagok szétválasztása olyan frakciókra, amelyek a forráshőmérséklet-tartományban különböznek egymástól (elsődleges feldolgozás);
2. A keletkező frakciók feldolgozása a bennük lévő szénhidrogének kémiai átalakításával (újrahasznosítás);
3. Összetevők keverése meghatározott minőségi mutatókkal rendelkező kereskedelmi kőolajtermékek előállításához (kereskedelmi termelés).
Az olajfinomító funkcionális egysége a folyamategység - termelőüzem olyan berendezéssel, amely lehetővé teszi egy bizonyos technológiai folyamat végrehajtását.
Az üzembe szállított olaj először egy ELDU-ba (elektromos sótalanító egység) kerül a víz és a sók eltávolítására. A finomítókban használt ELOU alapvetően nem különbözik a hasonló létesítményektől. Az olajat 100-120 °C-ra melegítik, és körülbelül 30 kV-os feszültségnek teszik ki, ami a víz elválasztását eredményezi. A folyamat hatékonyabbá tétele érdekében a nyersanyaghoz demulgeálószert adnak - egy olyan anyagot, amely elősegíti az emulzió megsemmisülését. A víz összegyűlik a készülék alján, és eltávolítják, a tisztított olajat atmoszférikus-vákuum-desztilláló egységbe juttatják.
Az AVT (atmoszférikus vákuumcső) egy olajfinomító egyik fő berendezése. Két desztillációs oszlopból (atmoszférikus és vákuum) és csőkemencéből áll, amelyekben a nyersanyagokat melegítik.
Az atmoszférikus oszlop vékonyabb, a vákuumoszlop vastagabb. A bal oldalon a távolban egy másik AVT-telepítés látható. Több is lehet belőlük a gyárban.
Az atmoszférikus desztillációs eljárást a könnyű olajfrakciók - benzin, kerozin és könnyű dízel - kiválasztására tervezték. A desztillációt atmoszférikus nyomáson és 300-360 °C hőmérsékleten végezzük. A desztillálóoszlop egy hengeres függőleges berendezés, amelynek belsejében több tucat lemezszerű eszköz található. Az oszlop hőmérséklete fokozatosan csökken alulról felfelé, mivel az oszlopot alulról melegítik, és felülről távolítják el a hőt. A folyadék lefolyik a lemezeken, magasabb hőmérsékletű zónába kerül, és fokozatosan elpárolog. Ugyanakkor az alulról felszálló gőz fokozatosan lehűl és lecsapódik a lemezeken. Ennek eredményeként a gőz formájában lévő benzinfrakció az oszlop tetején gyűlik össze (forráspont - 180 °C-ig), a kerozin (180-240 °C) és a dízelfrakció (240-360 °C) kondenzálódik. alatt, és a fűtőolaj az oszlop alján marad - nehéz szénhidrogének keveréke. Az atmoszférikus desztilláció során kiválasztott könnyű frakciók a nyersanyag 40-60%-át teszik ki.
Az atmoszférikus desztilláció után visszamaradt fűtőolajat további feldolgozás céljából komponensfrakciókra kell osztani. A fűtőolajat alkotó nehéz frakciók 500°C felett felforrnak, de lehetetlen a nyersanyagot 380°C fölé melegíteni – ez a szénhidrogének ellenőrizetlen hőpusztulását okozza. A vákuumoszlop forráspontjának csökkentése érdekében szivattyúk segítségével akár 40-60 Hgmm-es vákuumot hoznak létre. Művészet. Ez lehetővé teszi a folyamat hőmérsékletének 360-380 °C-ra csökkentését. A vákuumdesztilláció során az olajfrakciókat vagy a vákuumgázolajat választják ki (az üzem profiljától függően), a maradék kátrány - a legnehezebb kőolaj-szénhidrogének.
Az elsődleges desztilláció során izolált frakciók nem elkészült termékekés további feldolgozást igényelnek. Például a benzinfrakció oktánszáma csak körülbelül 60 egység, ráadásul az összes közvetlen lepárlású frakció magas kénvegyületekkel rendelkezik. A nyersanyag jellemzőitől függően az egyenes lefutású dízelfrakció 0,2-2,0% ként tartalmazhat, míg az Oroszországban elfogadott műszaki előírások ezt az értéket 0,005% (4. osztályú üzemanyag) és 0,001% (5. osztályú üzemanyag) korlátozzák. A kiváló minőségű kereskedelmi kőolajtermékek előállítása érdekében az elsődleges desztillációs frakciókat másodlagos feldolgozó üzemekben különféle átalakításoknak kell alávetni.
Az olajfinomító technológiai berendezéseket arra tervezték, hogy az olajat frakciókra bontsák, majd feldolgozzák, vagy kereskedelmi kőolajtermékek összetevőjeként használják fel. Ezek képezik minden finomító alapját. Itt állítják elő a motor-üzemanyagok, kenőolajok, a másodlagos folyamatok és a petrolkémiai termelés nyersanyagainak szinte minden alkatrészét. Munkájuktól függ a keletkező komponensek köre és minősége, valamint a későbbi kőolajfeldolgozási folyamatok műszaki és gazdasági mutatói.
Az olaj primer desztillálására szolgáló berendezéseinket csőszerűnek nevezték (nyilván a desztilláló berendezésekről a kemencetekercsben olajfűtésű berendezésekre való áttérés időszakában). Ennek megfelelően, ha a berendezést olaj lepárlására tervezték, csak könnyű desztillátumok (benzin, kerozin, dízel üzemanyag) kiválasztásával, amelyek 350 ° C-ig forralnak, akkor azt atmoszférikus csőszerű (AT) berendezésnek nevezik. Ha a berendezést csak fűtőolaj vákuum alatti desztillálására tervezték, akkor ezt vákuumcsöves (VT) berendezésnek nevezik. Általános esetben, ha a berendezést az olaj teljes, mélydesztillálására szánják, akkor azt atmoszférikus-vákuumcső (AVT) berendezésnek nevezik. Mély olajsótalanító egységgel kombinálva a telepítést ELOU-AVT-nek hívják.
A modern olajlepárlási eljárásokat kombinálják a víztelenítés és sómentesítés, a másodlagos desztilláció és a benzinfrakció stabilizálásának folyamataival: ELOU-AT, ELOU-AVT, ELOU-AVT-másodlagos desztilláció stb. ábrán. A 2. ábra egy ilyen telepítés alapvető technológiai diagramját mutatja, amely 4 blokkot tartalmaz - ELOU, AT, VT és egy benzin stabilizálására és másodlagos desztillálására szolgáló egységet (VTB).
A frakciók felhasználási irányától függően az olajlepárló üzemeket általában üzemanyagnak, olajnak vagy fűtőolajnak, és ennek megfelelően olajfinomítási lehetőségnek nevezik.
Az AT létesítményekben sekély olajat dolgoznak fel üzemanyag (benzin, kerozin, dízel) frakciók és fűtőolaj előállítására. A VT egységeket fűtőolaj desztillációra tervezték. A belőlük nyert gázolajat, olajfrakciókat és kátrányt a későbbi (másodlagos) feldolgozási folyamatok nyersanyagaként használják fel üzemanyagok, kenőolajok, koksz, bitumen és egyéb kőolajtermékek előállítására.
A jelenleg üzemelő AVT-k kapacitása 0,5-10 millió tonna/év között mozog. Kisebb létesítmények (0,5-2,0 millió tonna/év) főleg az 1950-es évek végéig épültek. Az 1960-as években Elkezdődött az ELOU-AVT egységek tömeges építése, először évi 3, majd 6 és 8 millió tonnával. A legnagyobb ABT üzem 11 millió tonna/év kapacitással 1975-ben épült Antwerpenben. Ugyanebben az években két 10,5 millió tonna/év kapacitású üzem indult az Egyesült Államokban. Ezt követően ilyen nagy teljesítményű létesítmények építése nem valósult meg, és az ELOU-AVT létesítmények kapacitása nagyrészt 6-8 millió tonna/év szinten maradt mind nálunk, mind külföldön. A jövőben az olajtermelés további visszaesése miatt elképzelhető, hogy a közepes és kis teljesítményű (2-3 millió tonna/év) AVT berendezések ismét jövedelmezőbbé válnak.
Rizs. 2.
/ - olajtartály; 2 - elektromos dehidratátorok; 3, 4 és 5 - feltöltő, atmoszférikus és vákuum oszlopok; 6 - lecsupaszítás; 7. és 8. - stabilizáló és másodlagos desztillációs oszlopok; 9, 10 - atmoszférikus és vákuumkemencék; // - kétfokozatú gőzkidobó szivattyúk; - olaj, és /// - szénhidrogén gáz alacsony és magas nyomású; IV - cseppfolyósított gáz; V" - benzinfej (Cf- 85 °C); VI - benzinfrakció (85-180 °C); VII - instabil benzin; VIII - leválasztott olaj; IX - benzin nehéz komponense (100-180 °C); X-kerozin (140-240 °C); XI - dízel üzemanyag (200-350 °C), XIII - nem kondenzálható gázok keveréke (XV - könnyű vákuum gázolaj); °C - vákuum gázolaj (350-500 °C) - kátrány (500 °C felett - vízgőz és annak kondenzátuma HS - felső és köztes cirkulációs öntözés);
Egy modern finomítóban az AVT egységek a fő szerepet töltik be az olajfinomítás teljes technológiai láncában, és meghatározzák az üzem egészének kapacitását. Teljes szám Az AVT-n az olajból leválasztott párlatok 7-10 tartományban vannak, és mindegyiket további technológiai műveletekre (tisztítás, korszerűsítés) küldik. kémiai összetétel, katalitikus feldolgozás). /
Az elsődleges olajfinomítás termikus folyamat, ezért jelentős energiaköltséggel jár (üzemanyag, víz, levegő a hűtéshez, villany szivattyúzáshoz, vízgőz). A 6 millió tonna/év kapacitású automata turbinák fajlagos energiafogyasztása (energiafogyasztás 1 tonna feldolgozott olajra vonatkoztatva) a következő:
kemencékben égetett tüzelőanyag - 35-38 kg/t (külön AT esetében - 20-25 kg/t);
újrahasznosított víz hűtési folyamatáramokhoz - 3-7 m3/t;
villamos energia - 7-8 kW * h/t vízgőz - 100-150 MJ/t.
Ha mindezeket az energiahordozókat a megfelelő egyenértékek felhasználásával tüzelőanyag-egyenértékké alakítjuk, akkor 1 tonna olaj primer desztillációjához átlagosan 50-60 kg, az olaj fűtőértékéhez közeli (vagy 60-80 kg) tüzelőanyagra van szükség. standard üzemanyag).
Az AVT-nél az olajlepárlás többlépcsős folyamat (sótalanítás, feltöltés, atmoszférikus és vákuumdesztilláció, benzin stabilizálása és másoddesztillációja), ezért az olajlepárlás általános és lépcsőzetes anyagmérlegét egyaránt figyelembe lehet venni. Az első esetben az anyagmérleg alatt az eredeti olajból származó összes végső desztillációs termék hozamát [tömeg%-ban] értjük, amelynek mennyiségét 100%-nak vesszük. A második esetben az egyes szakaszok anyagmérlegén a desztillációs termékek hozamát [tömeg%-ban] értjük egy adott szakaszban (lehet, hogy nem véglegesek, hanem közbensőek, mint például egy fedőoszlopban ) adott szakasz alapanyagaiból, amit minden lépésnél 100%-on túl elfogadnak.
Az alábbiakban a lepárlási végtermékek általános anyagmérlegéről lesz szó. Az AVT technológiai számításai során lépésről lépésre készül az anyagmérleg.
Olaj (I) (100%) kerül a létesítménybe 50-300 mg/l ásványi sótartalommal és 0,5-1,0% víztartalommal (május).
Szénhidrogén gáz (II) Kitermelése olajból a szántóföldi kezelés után feloldott gáztartalomtól függ. Ha az olaj könnyű (sűrűsége 0,8-0,85), akkor ennek a gáznak a hozama 1,5-1,8 tömeg% lehet. Nehézolajoknál ez a hozam kisebb, a stabilizáláson átesett olajoknál pedig nulla.
A fenti teljes gázhozamnak körülbelül 90%-a a feltöltő oszlopban felvett gáz. Ennek a gáznak az összetétele C1-C4 telített szénhidrogéneket tartalmaz C5 keverékkel. Ennek a gáznak az alacsony nyomása és kis mennyisége nem teszi lehetővé az egyes szénhidrogének szétválasztására szolgáló gázfrakcionáló egységekben (GFU) történő alkalmazását, és ezt a gázt gyakran használják energiahordozóként az AVT kemencékben. Ha ennek a gáznak a hozama kellően magas (1,5% és afeletti), akkor gazdaságilag kifizetődő lehet egy gázkompresszorral nagyobb nyomásra (2-4 MPa) sűríteni és HFC-kké feldolgozni.
A benzin stabilizálásának száraz szénhidrogéngáza (III) a könnyű C1-C3 szénhidrogének benzinben oldott része. Kibocsátása kicsi. Nyomása 1,0 MPa-ig terjed, így HFC-be küldhető, de kis mennyisége miatt gyakran kerül gázvezetékre és kemencékben elégetik.
A cseppfolyósított benzin stabilizáló fej (IV) főként propánt és butánokat tartalmaz pentánok keverékével. Termése is csekély. Cseppfolyósított háztartási gáz vagy gépjárművek gázmotor-üzemanyagaként (SPBTL vagy SPBTZ) használják.
A könnyűbenzin (V) az n benzin frakciója. k. -85 °C. Kitermelése olajból 4-6% (május). Az oktánszám a kémiai összetételtől függően nem haladja meg a 70-et (motoros módszerrel), leggyakrabban 60-65. Kőolaj oldószerek előállítására használják, vagy katalitikus feldolgozásra (izomerizálásra) küldik, hogy növeljék. az oktánszám 82-85 , és bele kell számítani a kereskedelmi motorbenzinbe .
Benzinfrakció 85-180°C (VI). Az olajból származó hozama az utóbbi frakciós összetételétől függően széles határok között változhat, de általában 10-14%. Ennek a benzinfrakciónak az oktánszáma alacsony (ROM = 45 t55), ezért katalitikus feljavításra (katalitikus reformálásra) küldik, ahol az n-alkánok és naftének aromás szénhidrogénekké való átalakulása miatt az oktánszáma 88-ra nő. - 92, majd a motorbenzin alapkomponenseként használják.
Kerozin (X). Ennek az olajáramnak a kiválasztására két lehetőség közül választhat. Az egyik lehetőség a repülési kerozin kiválasztása - 140-230 °C. Kitermelése 10-12%, és kész kereskedelmi TS-1 sugárhajtómű-üzemanyagként használják. Ha ilyen üzemanyagot nem lehet olajból nyerni (az kéntartalom, kikristályosodás kiindulási hőmérséklete vagy egyéb mutatók), majd az első oldalsó heveder Xв légköri oszlop távolítsa el a téli vagy sarkvidéki dízel üzemanyag alkatrészét. Az ilyen komponens (140-280 °C vagy 140-300 °C frakció) hozama 14-18 tömeg%. Közvetlenül ezen üzemanyagok összetevőjeként használják (ha megfelel a kéntartalomra, zavarosodási pontra és dermedéspontra vonatkozó szabványoknak), vagy kéntisztításra és az n-alkánok elválasztására (viaszmentesítés) küldik.
Dízel üzemanyag (XI). Kitermelése 22-26% (wt), ha a repülőgép-üzemanyagot az A-áramból veszik, vagy 10-12% (wt), ha a téli vagy sarkvidéki dízel üzemanyag egy komponensét az X vízfolyásból veszik. Általában ez az áram a téli vagy nyári dízel üzemanyag összetevője közvetlenül (ha megfelel a kéntartalomra és zavarosodási pontra vonatkozó előírásoknak), vagy kéntől és n-alkánoktól való tisztítás után.
Könnyű gázolaj frakció (XIV) Kitermelése 0,5-1,0 tömeg% olaj. Mint már említettük, ez a 100-250 °C töredéke, a fűtőolaj részleges termikus tönkremenetelének eredménye, amikor kemencében hevítik. Ezért nemcsak telített, hanem telítetlen alkánokat is tartalmaz. Dízel üzemanyag összetevőjeként használják, ha az utóbbit kénből történő hidrogénezésre, vagy könnyű kazántüzelőanyagba küldik.
Könnyű vákuum gázolaj (XV) - frakciója 240-380 °C, hozama olajból 3-5 tömeg%. Minőségi mutatóit tekintve a nyárhoz közelít gázolaj A XI-t ezért leggyakrabban összekeverik vele és ennek megfelelően használják.
A vákuum gázolaj (XVI) a fűtőolaj vákuumdesztillációjának fő desztillátuma az üzemanyag opció szerint (ha az olaj nem teszi lehetővé az olajok előállítását Jó minőség). Forrástartománya 350-500 °C (egyes esetekben 350-550 °C). Az olajból származó hozam ennek megfelelően 21-25 tömeg% (vagy 26-30 tömeg%). Nyersanyagként használják a katalitikus krakkolási folyamathoz (nagy oktánszámú benzin és egyéb motorüzemanyagok előállításához) vagy hidrokrakkoláshoz (repülési kerozin vagy magas indexű olajok előállításához). Felhasználható közvetlenül [ha a vákuumgázolaj kéntartalma 0,5% (tömeg) alatt van], vagy kéntől és egyéb szennyeződésektől (nitrogén, fémek) történő tisztítás után.
Ha az olaj (és ennek megfelelően a fűtőolaj) lehetővé teszi magas indexű olajok előállítását, akkor az 5. vákuumoszlopból egy XVI. menet helyett két sorozat olajpárlatot távolítanak el 350-420 ° C-on [olajhozam 10 - 14% (tömeg)] és 420-500 °C [hozam: 12-16% (tömeg)] - Mindkét darabot tisztításra küldik (gyantákból, nagy molekulatömegű aromás vegyületekből, paraffinból, kénből), hogy bázist nyerjenek belőlük közepes és nagy viszkozitású desztillált olajok.
A kátrány (XVII) az olaj azon maradék része, amely 500 °C felett forr, ha 550 °C végforráspontú vákuumgázolajat veszünk. Az olajból származó hozama a benne lévő aszfalt-gyantaszerű anyagok és nehéz szénhidrogén-frakciók tartalmától függően 10-20 tömeg% között mozog. Egyes esetekben, például a Tengiz olaj finomításakor eléri az 5-öt, a Karazhanbas olaj pedig akár 45% (tömeg).
A kátrány többféleképpen használható:
nehéz kazántüzelőanyagok összetevőjeként;
maradék bitumenként (ha az olaj lehetővé teszi az előállítást) vagy nyersanyagként oxidált bitumen előállításához;
nyersanyagként kokszoláshoz és értékes kőolajkoksz kinyeréséhez (ha alacsony kéntartalmú az olaj);
nyersanyagként bázismaradék olaj előállításához (1. és 2. csoport és alcsoportok olajaihoz).
Az AVT-ben az olajdesztilláció felsorolt végtermékein kívül számos feldolgozási hulladék is keletkezik, amelyek a következőket tartalmazzák.
Az ELOU szennyvíz főként az olaj sókból történő mosására használt víz. Ennek a víznek a mennyisége meglehetősen nagy - a feldolgozott olaj mennyiségének 1-3%-a (egy 6 millió tonna kapacitású ELOU-AVT létesítményben). évente ez körülbelül 250-700 t).
Ez a víz oldott anyagot tartalmaz ásványi sók, olajról mosva (10-30 g/l, pH 7,0-7,5), jelentős mennyiségű demulgeálószer, valamint vízben emulgeált olaj (1%-ig).
Az ilyen szennyezés miatt szennyvíz Az ELOU nem használható fel újra a víz-újrahasznosító rendszerben hűtőközegként, ezért kezelésre küldik. A tisztítás általában többlépcsős.
Vízgőz kondenzátum (KB) Az elsődleges desztilláció során a vízgőzt sztrippelőként használják a desztillációs oszlopokban, kilökőszerként a gőz-gáz keverék vákuumoszlopból történő leszívásához, és hűtőközegként az újraforralókban. A kondenzáció után ezek a patakok változó minőségű vízkondenzátumot képeznek.
A technológiai kondenzátum (az oszlopokból és ejektorokból) közvetlenül érintkezik kőolajtermékekkel, ezért szénhidrogénekkel és benne emulgeált kéntartalmú vegyületekkel szennyezett. Mennyisége olajnál 2,5 - 3,0%. Mosóvízként vagy tisztításra kerül az ELOU egységbe, majd újra felhasználható vízgőz előállítására.
Az energiakondenzátum (az újraforralókból) tiszta, és a gőz regenerálására kerül.
Az ejektorokból (XIII) származó nem kondenzálható gáz könnyű szénhidrogének (Q-ig), hidrogén-szulfid, levegő és vízgőz keveréke. E gázok keverékének hozama átlagosan az eredeti olaj 0,05 tömeg%-a (maximum 0,1 %). A gázokat az egyik cső alakú kemence tűzterébe irányítják az éghető alkatrészek elégetésére.
Az AVT működésének fontos jellemzője a könnyű desztillátumok mennyiségének és az olajpárlatok mennyiségének megválasztása.
