Способы переработки нефти и продукты переработки нефти



Скачать 86.68 Kb.
Дата03.08.2016
Размер86.68 Kb.
Способы переработки нефти и продукты переработки нефти

Нгуен Нгок Куи, Хуинь Бао Суиен, Фан Вьет Линь

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Руководитель - Кашкан Г.В., доц. ТПУ
Крекинг нефти

При первичной перегонке нефть подвергается только физическим изменениям. От неё отгоняются лёгкие фракции, т. е. отбираются части нефти, кипящие при низких температурах и состоящие из разных по величине углеводородов. Сами углеводороды остаются при этом неизменёнными. Выход бензина, в этом случае, составляет лишь 10-15%. Такое количество бензина не может удовлетворить всё возрастающий спрос на него со стороны авиации и автомобильного транспорта.

Выход бензина из нефти значительно увеличивается до 65-70 %,если использовать такой способ переработки как крекинг нефти. В аппаратах крекинг-заводов происходят такие сложные химические реакции, какрасщепление углеводородов с длинной цепью на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой. (Кре́кинг от англ.cracking, расщепление). Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600о), часто при повышенном давлении. Крекинг протекает с разрывом связей С—С и образованием свободных радикалов иликарбанионов. (Карбанионы– это сопряженные основания для углеводородов, со свойствами кислот Льюиса.)

Одновременно с разрывом связей С—С происходит дегидрирование, изомеризация, полимеризация и конденсация как промежуточных, так и исходных веществ.

Аппаратура крекинг-заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырьем является мазут. Мазут – это остаток первичной перегонки – густ и тяжёл, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда на крекинг-заводе мазут снова подвергается переработке, часть составляющих его углеводородов дробится на более мелкие. А из легких углеводородов как раз и состоят лёгкие нефтяные продукты – бензин, керосин, лигроин.
Термический крекинг

Расщепление молекул углеводородов протекает при более высокой температуре (470-550°С) и давлении 2-7МПа. Процесс протекает медленно, образуются углеводороды с неразветвленной цепью атомов углерода. Таким способом получают главным образом автомобильный бензин. Выход его из нефти достигает 70%.

В бензине, полученном в результате термического крекинга, наряду с предельными углеводородами, содержится много непредельных углеводородов. Поэтому этот бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки, но такой бензин менее устойчив при хранении. При его сгорании могут засориться различные части двигателя. Для устранения этого вредного действия к такому бензину добавляют окислители.

Продуктами распада углеводородов могут быть:

C16H34→ C8H18+ C8H16

гексадеканоктан октилен

Образуется смесь предельных и непредельных углеводородов с меньшими молекулярными массами.

Получившиеся жидкие вещества частично могут разлагаться далее, например:

C8H18– C4H10+ C4H8



октан бутан бутилен

C4H10– C2H8+ C2H4



бутан этан этилен

Выделившийся в процессе крекинга этилен широко используется в качестве сырья для химической промышленности: производства полиэтилена и этилового спирта.

При температурах 700-1000°С проводят пиролиз (термическое разложение) нефтепродуктов, в результате которого получают главным образом легкие алкены – этилен, пропилен и ароматические углеводороды. При пиролизе возможно протекание следующих реакций:

CH3– CH3→ CH2= CH2+H2

CH3– CH2– CH(CH3) – CH3→ CH2– CH(CH3) – CH3+ CH4и.т.д.
Каталитический крекинг
Расщепление молекул углеводородов протекает в присутствии катализаторов (обычно алюмосиликатов) при температуре (450-500° С) и атмосферном давлении. Алюмосиликаты (глина)в мелком раздробленном состоянии – в виде пыли – вводятся в аппарат. Углеводороды, находящиеся в парообразном и газообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и дробятся на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга теперь широко распространяется. Катализатор отделяется от углеводородов. Углеводороды идут на ректификацию и в холодильники, а катализатор – в резервуары, где его свойства восстанавливаются.

В результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина был разработан каталитический крекинг. По сравнению с термическим крекингом этот процесс протекает значительно быстрее, при этом происходит не только расщепление молекул углеводородов, но и их изомеризация, т.е. образуются предельные углеводороды с разветвленным углеродным скелетом молекул, что улучшает качество бензина.

Этим способом получают авиационный керосин с выходом до 80%. Такому виду крекинга подвергается преимущественно керосиновая и газойлиевая фракции нефти.

Бензин каталитического крекинга по сравнению с бензином термического крекинга обладает еще большей детонационной стойкостью, т.к. в нем содержатся углеводороды с разветвленной цепью углеродных атомов.

В бензине каталитического крекинга непредельных углеводородов содержится меньше, и поэтому процессы окисления и полимеризации в нем не протекают. Такой бензин более устойчив при хранении.

.

Реактор

Сырье проходит через нагреватель, смешивается с катализатором и поступает в вертикальную трубу (райзер), ведущую в нижнюю часть большого сосуда, похожего на резервуар для воды, который называется реактором. В момент, когда сырье поступает в реактор, процесс уже идет, поэтому время пребывания сырья в реакторе всего несколько секунд. В более современных конструкциях крекинг, в основном, происходит уже в райзере. Таким образом, реактор нужен только для отделения углеводородов от катализатора. Это производится с помощью циклона, механического приспособления, использующего центрифугирование.


Ректификационная колонна крекинга
Тем временем углеводородная смесь, полученная в результате крекинга, подается в ректификационную колонну, предназначенную для разделения продуктов каталитического крекинга. В колонне смесь

обычно разделяется на фракции: углеводородные газы (С4 и более легкие, то есть С4~), крекинг-бензин, легкий крекинг-газойль, тяжелый крекинг-газойль и кубовый остаток, который называется рециркулирующий газойль.


Риформинг
Риформинг– это промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высокооктановых бензинов и ароматических углеводородов.

Установки каталитического риформинга являются в настоящее время почти обязательным звеном нефтеперерабатывающего завода. Назначение этого процесса — получение высоко ароматизированных бензиновых дистиллятов, которые используются в качестве высокооктанового компонента или для выделения из них индивидуальных ароматических углеводородов: бензола, толуола, ксилолов.

Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-520°С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. Риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов.

При каталитическом риформинге бензинов происходит образование ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и др.) из парафинов и циклопарафинов, например:

CH3– (CH2)5– CH3→ C6H5CH3+ 4H2

Циклоалканы превращаются в ароматические соединения, подвергаются изомеризации, гидрированию. Ароматические углеводороды теряют при риформинге боковые цепи, например:

C6H5CH3+ H2→ C6H6+ CH4и т.д.

Ранее основным источником получения ароматических углеводородов была коксовая промышленность.

Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты.

Продукты переработки нефти


Удивительно, но чуть ли не все товары, которыми мы пользуемся в повседневной жизни, имеют в своем составе продукты переработки нефти. Их порядка 6000, а может даже и больше. Я хочу рассказать только о некоторых из них. Все мы знаем, что нефть – это сырье для получения бензина и дизельного топлива – топлива для автомобилей или авиационного керосина для реактивных двигателей самолетов. Топливо является одним из основных продуктов, которые получают из нефти. Но кроме топлива из нефти получают много других полезных компонентов, которые используются в совершенно неожиданных вещах.

Полиэтилен или пластик – это самый распространенный продукт переработки нефти. Миллионы тонн полиэтиленового пластика используют для изготовления пластиковых мешков, пищевых контейнеров и других потребительских товаров. Пластик удобен тем, что он может принимать любую необходимую форму. Кроме того, свойства изделий из пластика также можно изменять в соответствии с заданными условиями.

Вы знаете, что такое Вазелин? Вазелин изобретен английским химиком Робертом Чезбро, который благодаря своему любопытству и наблюдательности смог разглядеть полезные свойства этого продукта в остатках переработки нефти еще в конце 19 века. Вазелин сегодня используется в медицинских целях, в косметике и даже как пищевая добавка.

Косметику в целом и губную помаду, в частности, женщины используют на протяжении тысячелетий. Раньше в составе губной помады часто были вредные вещества. Сегодня губная помада благодаря развитию химии имеет не только эстетический эффект, но также увлажняющий, питательный, противовоспалительный эффекты. Одним из компонентов губной помады являются углеводороды: жидкий и твердый парафин, церезин и другие продукты переработки нефти.

Аспирин уже давно зарекомендовал себя в качестве одного из самых надежных и безопасных препаратов. Ежегодно употребляется несколько миллиардов таблеток аспирина для того, чтобы избавиться от головной боли, от жара. Препарат также принимается в качестве профилактического метода борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Ацетилсалициловая кислота в сочетании с химическим салицином и дают эффект избавления от боли. Однако, производство аспирина начинается с бензола и углеводорода, которые являются производными нефтепродуктов.

А жевательная резинка? Ее основа готовится как из природных компонентов, так и из полиэтиленовых и парафиновых смол. Из-за того, что в жвачке используются полученные из нефти полимеры, ее разложение происходит очень длительное время. Поэтому не бросайте жвачку на улице, иначе она, как и полиэтиленовые пакеты, пролежит в земле долгие и долгие годы.



Мы все любим немнущуюся одежду, которая обретает свои свойства благодаря добавлению в ткань волокон полиэстера, получаемого из нефти. Полиэстер производится в виде волокон, пленки или пластмассы. Полиэстер придает ткани полезные свойства. Они не мнутся, легко стираются, не растягиваются и не садятся после стирки.

Панели солнечных батарей. Альтернативные источники энергии, такие как солнечные батареи, призваны заменить собой невозобновляемые источники энергии. Но по иронии судьбы для их изготовления также необходимы продукты переработки нефти. Дело в том, что фотоэлементы, которые преобразуют солнечную энергию в электрическую, наносятся на панели, которые делают из нефтяных смол.

Еще один уникальный материал, который мы получаем из нефти – это нейлон. Миллионы современных женщин носят нейлоновые колготки. Нейлон - крепкое, легкое синтетическое волокно – имеет широкое применение. Сегодня нейлон используется при изготовлении огромного количества вещей, начиная от средств для мытья посуды и заканчивая парашютами. Также нейлон находит применение в промышленности для изготовления втулок, подшипников и т.п.



В детстве многие из нас пользовались цветными парафиновыми карандашами. И это тоже продукт переработки нефти. Такие карандаши изготавливаются из парафиновых смол. Из них же, кстати, делают и свечи.
Каталог: smotr -> exhibition -> cat
cat -> Монгольский язык в системе мировых языков
cat -> Борьба с отложениями парафина в газлифтных скважин месторождения белый тигр (вьетнам)
cat -> Особенности развития объемного разряда в гелии
cat -> Проблема перевода сленга в англйском языке
cat -> Египет. Красное море
cat -> Роль женщин вьетнама в истории
cat -> Организационно технологические решения специального способа бетонирования монолитных конструкций напорным методом
cat -> Анализ сигналов вибрации двигателя внутреннего сгорания
cat -> Влияние электрического торможения электроподвижного состава на безопасность
cat -> Развитие методологии проектирования магистральной улично- дорожной сетиг. Хартума(Судан)


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница