Классификация нефти. Переработка нефти

Технологическая классификация: нефти подразделяют на:

- 3 класса (I-III) по содержанию  серы в нефти (малосернистые, сернистые  и высокосернистые), а также в  бензине (начало кипения - 180 °С), в  реактивном топливе (120-240 °С) и дизельном топливе (240-350 °С);

- 3 типа по потенциальному  содержанию фракций, перегоняющихся  до 350 °С (T1-T3);

- 4 группы по потенциальному  содержанию базовых масел (М1-М4);

- 4 подгруппы по качеству  базовых масел, оцениваемому индексом  вязкости (И1-И4);

- 3 вида по содержанию  парафинов (П1-П3).

Техническая классификация. По ГОСТ России Р 51858-2002 нефть подразделяют:

- по содержанию общей  серы на четыре класса (1-4);

- по плотности при 20 °С на пять типов (0-4);

- по содержанию воды  и хлористых солей на 3 группы (1-3);

- по содержанию сероводорода  и легких меркаптанов на 3 вида (1-3).

Классификация процессов переработки нефти: технологические процессы нефтеперерабатывающего завода принято классифицировать на следующие две группы: физические и химические.

Физическими (массообменными) процессами достигается разделение нефти на составляющие. Физические процессы по типу массообмена можно подразделить на типы:

- гравитационные (электрообессоливающая  утановка), ректификационные (атмосферная  трубчатка (перегонка);

- атмосферно-вакуумная  трубчатка, газофракционирующая установка  и др.);

- экстракционные (деасфальтизация, селективная очистка, депарафинизация  кристаллизацией);

- адсорбционные (депарафинизация  цеолитная, контактная очистка);

- абсорбционные (абсорбционно-газофракционирующая установка, очистка от H2S, CO2).

В химических процессах переработка нефтяного сырья осуществляется путем химических превращений с получением новых продуктов, не содержащихся в исходном сырье. Химические процессы, применяемые на современных нефтеперерабатывающих заводах, по способу активации химические реакции подразделяют на:

- термические (термолитические) - термодеструктивные и термоокислительные;

- каталитические - гетеролитические, гомолитические и гидрокаталитические.

В термодеструктивных процессах протекают преимущественно реакции распада (крекинга) молекул сырья на низкомолекулярные, а также реакции конденсации с образованием высокомолекулярных продуктов, например кокса, пека и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Важнейшие химические процессы переработки нефти

Целью переработки нефти является производство нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки. Существуют первичная и вторичная переработки нефти. Первичными являются процессы разделения нефти на фракции перегонкой, вторичные процессы - это деструктивная (химическая) переработка нефти и очистка нефтепродуктов.

2.1 Первичные процессы переработки нефти

Первичная переработка нефти - первый технологический процесс разделения нефти на фракции, которые отличаются по температурам кипения как между собой, так и с исходной смесью. При перегонке нефть нагревается до кипения и частично испаряется; получают дистиллят и остаток, которые по составу отличаются от исходной смеси. На современных установках перегонка нефти проводится с применением однократного испарения. При однократном испарении низкокипящие фракции, перейдя в пары, остаются в аппарате и снижают парциальное давление испаряющихся высококипящих фракций, что дает возможность вести перегонку при более низких температурах.

Первичные процессы переработки нефти заключаются в разделении ее на отдельные фракции (дистилляты), каждая из которых представляет смесь углеводородов. Первичная переработка является физическим процессом и не затрагивает химической природы и строения содержащихся в нефти соединений. На сегодняшний день, известен тот факт, что первичная переработка нефти ежегодно снижается, как и добыча нефти.

2.2 Вторичные процессы переработки нефти

Вторичные процессы переработка нефти. Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

Направления вторичных процессов можно разделить на 3 вида.

Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т.д.

Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д.

Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д.

Риформинг - это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов в бензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют более высокое октановое число, чем молекулы других углеводородов, и поэтому они предпочтительней для производства современного высокооктанового бензина.

Существуют два основных вида риформинга - термический и каталитический. В первом соответствующие фракции первичной перегонки нефти превращаются в высокооктановый бензин только под воздействием высокой температуры; во втором преобразование исходного продукта происходит при одновременном воздействии как высокой температуры, так и катализаторов. Более старый и менее эффективный термический риформинг используется кое-где до сих пор, но в развитых странах почти все установки термического риформинга заменены на установки каталитического риформинга.

Гидроочистка осуществляется действием водорода на прямогонные нефтяные фракции и вторичные продукты их термокаталитической переработки в присутствии катализатора. Применяется с целью получения малосернистых бензинов, реактивных, дизельных и печных топлив, а также подготовки сырья для каталитического крекинга и риформинга, гидрокрекинга. Основные реакции, происходящие при гидроочистке: гидрогенолиз связей углерод - гетероатом с практически полным превращение серо-, азот- и кислородсодержащих органических соединений в предельные углеводороды с одновременным образованием легко удаляемых H2S, NH3 и водяных паров; гидрирование непредельных углеводородов. При гидроочистке происходит также разрушение металлоорганических соединений.

При каталитическом крекинге протекают реакции расщепления, алкилирования, изомеризации, ароматизации, полимеризации, гидрогенизации и деалкилирования. Некоторые из них являются первичными, но большинство - вторичными.

Механизм каталитического крекинга - карбоний-ионный. Согласно этому механизму, часть молекул парафинов подвергается термическому расщеплению, а образующиеся олефины присоединяют протоны, находящиеся на катализаторе, и превращаются в карбоний-ионы. Карбоний-ионы являются агентами распространения цепной реакции. В результате целого ряда превращений образуются парафиновые углеводороды меньшего молекулярного веса, чем исходные, и новые большие карбоний-ионы, которые затем расщепляются. Реакции дегидрогенизации при крекинге высокомолекулярных парафинов играют незначительную роль. Однако процесс дегидрогенизации низкомолекулярных парафинов, особенно газообразных, имеет практическое значение для превращения малоценных газообразных продуктов в ценные - олефины.

Термический крекинг проводят при высокой температуре, обычно 450-600°С, и повышенном давлении 2- 7 МПа. Впервые в России процесс термического крекинга разработал русский инженер В. Г. Шухов в 1891 году. Его научные идеи были осуществлены на производстве значительно позднее, в XX веке. Именно процесс термического крекинга позволил увеличить выход бензина из сырой нефти путем деструкции более тяжелых дистиллятов и остатков, образовавшихся в результате первичной перегонки. Это происходит за счет разложения тяжелых фракций нефти во время кипения под высокими температурами. Благодаря этому образуется более широкий спектр продуктов по сравнению с составом сырой первоначальной нефти.

Гидрокрекинг - один из видов крекинга, переработка высоко кипящих нефтяных фракций, мазута, вакуумного газойля или деасфальтизата для получения бензина, дизельного и реактивного топлива, смазочных масел, сырья для каталитического крекинга и др. Проводят под действием водорода при 330-450 °С и давлении 5-30 МПа в присутствии никель-молибденовых катализаторов. Гидрокрекинг - один из самых опасных процессов нефтепереработки, при выходе температурного режима из-под контроля, происходит резкий рост температуры, приводящий к взрыву реакторного блока.

2.3 Классификация процессов переработки нефти

Технологические процессы нефтеперерабатывающего завода принято классифицировать на следующие две группы: физические и химические.

Физическими (массообменными) процессами достигается разделение нефти на составляющие компоненты (топливные и масляные фракции) без химических превращений и удаление (извлечение) из фракций нефти, нефтяных остатков, масляных фракций, газоконденсата и газов нежелательных компонентов (полициклических аренов, асфальтенов, тугоплавких парафинов), неуглеводных соединений.

Физические процессы по типу массообмена можно подразделить на типы:

- гравитационные (электрообессоливающая утановка), ректификационные (атмосферная трубчатка (перегонка);

- атмосферно-вакуумная трубчатка, газофракционирующая установка и др.);

- экстракционные (деасфальтизация, селективная очистка, депарафинизация кристаллизацией);

- адсорбционные (депарафинизация цеолитная, контактная очистка);

- абсорбционные (абсорбционно-газофракционирующая установка, очистка от H2S, CO2).

В химических процессах переработка нефтяного сырья осуществляется путем химических превращений с получением новых продуктов, не содержащихся в исходном сырье. Химические процессы, применяемые на современных нефтеперерабатывающих заводах, по способу активации химические реакции подразделяют на:

- термические  (термолитические) - термодеструктивные и термоокислительные;

- каталитические - гетеролитические, гомолитические и гидрокаталитические.

В термодеструктивных процессах протекают преимущественно реакции распада (крекинга) молекул сырья на низкомолекулярные, а также реакции конденсации с образованием высокомолекулярных продуктов, например кокса, пека и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Вержичинская С.В., Дигуров  Н.Г., Синицин С.А. «Химия и технология  нефти и газа». Учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. - 400 с.

2. Дерябина Г.И., Нечаева О.Н., Потапова И.А. «Практикум по органической химии. Часть II. Реакции органических соединений», 2011 г.

3. «Технология переработки  нефти». В 2-х частях. Часть первая. / Под ред. О.Ф. Глаголевой и В.М. Капустина. - М.: Химия, КолосС, 2012. - 400 с.

4. Ахметов С.А. «Технологии глубокой переработки нефти и газа», Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2012. - 672 с.

5. http://www.twirpx.com.

6. www. ngpedia.ru/.

7. www. vseonefti.ru.

8. www.dobi.oglib.ru/.

9. www.oilmedia.ru/.