Prerada nafte. Rafinerije nafte. Suvremene tehnologije produbljivanja prerade nafte Tehnologija proizvodnje naftnih derivata

Nafta je složena tvar koja se sastoji od međusobno topljivih organskih tvari (ugljikovodika). Štoviše, svaka pojedinačna tvar ima svoju molekularnu težinu i vrelište.

Sirova nafta, u obliku u kojem se ekstrahira, beskorisna je za ljude i iz nje se može izdvojiti samo mala količina plina. Za dobivanje drugih vrsta naftnih derivata, nafta se više puta destilira kroz posebne uređaje.

Tijekom prve destilacije tvari sadržane u ulju razdvajaju se u zasebne frakcije, što dodatno doprinosi nastanku benzina, dizelskog goriva i raznih motornih ulja.

Postrojenja za primarnu preradu nafte

Primarna obrada ulja počinje njegovim dolaskom u postrojenje ELOU-AVT. Ovo je daleko od jedine i ne posljednje instalacije potrebne za dobivanje visokokvalitetnog proizvoda, ali učinkovitost preostalih karika u tehnološkom lancu ovisi o radu ovog odjeljka. Postrojenja za primarnu preradu nafte osnova su postojanja svih svjetskih prerađivačkih kompanija.

U uvjetima primarne destilacije nafte oslobađaju se sve komponente motornog goriva, mazivih ulja, sirovina za proces sekundarne rafinacije i petrokemije. Rad ove jedinice određuje kako količinu i kvalitetu komponenti goriva, ulja za podmazivanje, tako i tehničko-ekonomske pokazatelje čije je poznavanje potrebno za naknadne procese čišćenja.

Standardna instalacija ELOU-AVT sastoji se od sljedećih blokova:

• električna jedinica za desalinizaciju (EDU);


• atmosferski;


• vakuum;


• stabilizacija;


• rektifikacija (sekundarna destilacija);


• zaluživanje.

Svaki blok je odgovoran za isticanje određene frakcije.

Proces prerade nafte

Svježe ekstrahirano ulje se dijeli na frakcije. Za to se koristi razlika u vrelištu njegovih pojedinačnih komponenti i posebna oprema - instalacija.

Sirova nafta se transportira u jedinicu CDU, gdje se iz nje odvajaju soli i voda. Odsoljeni proizvod se zagrijava i šalje u jedinicu za atmosfersku destilaciju, u kojoj se ulje djelomično prelijeva, dijeli na donje i gornje proizvode.

Očišćena nafta s dna se preusmjerava u glavni atmosferski stup, gdje se odvajaju frakcije kerozina, lakog dizela i teškog dizela.

Ako vakuumska jedinica ne radi, tada loživo ulje postaje dio robne baze. Kada je vakuumska jedinica uključena, ovaj proizvod se zagrijava, ulazi u vakuumsku kolonu i iz njega se odvajaju lagano vakuumsko plinsko ulje, teško vakuumsko plinsko ulje, potamnjeli proizvod i katran.

Gornji proizvodi benzinske frakcije se miješaju, oslobađaju od vode i plinova i prenose u stabilizacijsku komoru. Gornji dio tvari se hladi, nakon čega isparava kao kondenzat ili plin, a donji dio se šalje na sekundarnu destilaciju kako bi se razdvojio na uže frakcije.

Tehnologija prerade nafte

Kako bi se smanjili troškovi rafiniranja nafte povezani s gubitkom lakih komponenti i trošenjem procesne opreme, sva se ulja podvrgavaju prethodnoj obradi, čija je suština uništavanje uljnih emulzija mehaničkim, kemijskim ili električnim sredstvima.

Svako poduzeće koristi vlastitu metodu rafiniranja nafte, ali opći obrazac ostaje isti za sve organizacije uključene u ovo područje.

Proces rafiniranja je izuzetno radno intenzivan i dugotrajan, a to je, prije svega, zbog katastrofalnog smanjenja količine lake (dobro prerađene) nafte na planetu.

Tešku naftu teško je preraditi, ali svake godine dolazi do novih otkrića na ovom području, pa je broj učinkovitih načina i metoda rada s ovim proizvodom sve veći.

Kemijska prerada nafte i plina

Rezultirajuće frakcije mogu se pretvoriti jedna u drugu, za to je dovoljno:

• koristiti metodu krekiranja - veliki ugljikovodici se razgrađuju na male;


• unificirati frakcije - izvršiti obrnuti proces, kombinirajući male ugljikovodike u velike;


• napraviti hidrotermalne promjene - presložiti, zamijeniti, kombinirati dijelove ugljikovodika da bi se dobio željeni rezultat.

Tijekom procesa krekiranja veliki ugljikohidrati se razgrađuju na male. Ovaj proces olakšavaju katalizatori i visoka temperatura. Za spajanje malih ugljikovodika koristi se poseban katalizator. Po završetku spajanja oslobađa se plin vodik koji također služi u komercijalne svrhe.

Da bi se proizvela drugačija frakcija ili struktura, molekule u preostalim frakcijama se preuređuju. To se radi tijekom alkilacije - miješanja propilena i butilena (spojevi niske molekularne težine) s fluorovodičnom kiselinom (katalizator). Rezultat su visokooktanski ugljikovodici koji se koriste za povećanje oktanskog broja u mješavinama benzina.

Tehnologija primarne prerade nafte

Primarna rafinacija nafte pomaže u njenom razdvajanju na frakcije, bez utjecaja na kemijske karakteristike pojedinih komponenti. Tehnologija ovog procesa nije usmjerena na radikalnu promjenu strukturne strukture tvari na različitim razinama, već na proučavanje njihovog kemijskog sastava.

Tijekom korištenja posebnih instrumenata i instalacija iz ulja koje se isporučuje u proizvodnju izdvajaju se:

• frakcije benzina (vrelište se postavlja pojedinačno, ovisno o tehnološkoj namjeni - dobivanje benzina za automobile, zrakoplove i druge vrste opreme);


• kerozinske frakcije (kerozin se koristi kao motorno gorivo i sustavi rasvjete);


• frakcije plinskog ulja (dizelsko gorivo);


• katran;


• lož ulje

Razdvajanje na frakcije je prvi korak u pročišćavanju ulja od raznih vrsta nečistoća. Za dobivanje istinski visokokvalitetnog proizvoda potrebno je sekundarno pročišćavanje i duboka obrada svih frakcija.

Duboka prerada nafte

Duboka rafinacija nafte uključuje uključivanje već destiliranih i kemijski obrađenih frakcija u proces rafinacije.

Svrha tretmana je uklanjanje nečistoća koje sadrže organske spojeve, sumpor, dušik, kisik, vodu, otopljene metale i anorganske soli. Tijekom prerade frakcije se razrjeđuju sumpornom kiselinom koja se iz njih uklanja pomoću sumporovodikovih skrubera ili vodikom.

Obrađene i ohlađene frakcije se miješaju kako bi se dobile različite vrste goriva. Kvaliteta konačnog proizvoda - benzina, dizel goriva, motornih ulja - ovisi o dubini prerade.

Tehničar, tehnolog za preradu nafte i plina

Industrija prerade nafte ima značajan utjecaj na različita područja društva. Zanimanje tehnologa za preradu nafte i plina smatra se jednim od najprestižnijih, a ujedno i opasnih u svijetu.

Tehnolozi su izravno odgovorni za proces pročišćavanja, destilacije i rafinacije nafte. Tehnolog osigurava da kvaliteta proizvoda zadovoljava postojeće standarde. Tehnolog zadržava pravo odabira redoslijeda operacija koje se izvode tijekom rada s opremom; ovaj stručnjak je odgovoran za njegovo postavljanje i odabir željenog načina rada.

Tehnolozi stalno:

• istražiti nove metode;


• primijeniti eksperimentalne tehnologije obrade u praksi;


• utvrditi uzroke tehničkih grešaka;


• tražeći načine za sprječavanje nastalih problema.

Za posao tehnologa nije potrebno samo znanje iz naftne industrije, već i matematički um, snalažljivost, točnost i preciznost.

Nove tehnologije primarne i naknadne prerade nafte na izložbi

Korištenje ELOU postrojenja u mnogim se zemljama smatra zastarjelim načinom prerade nafte.

Potreba za izgradnjom posebnih peći od vatrostalne opeke postaje hitna. Unutar svake takve peći nalaze se cijevi duge nekoliko kilometara. Kroz njih se nafta kreće brzinom od 2 metra u sekundi na temperaturama do 325 stupnjeva Celzijusa.

Kondenzacija i hlađenje pare provodi se pomoću destilacijskih kolona. Konačni proizvod ulazi u niz spremnika. Proces je kontinuiran.

Na izložbi možete upoznati suvremene metode rada s ugljikovodicima "Neftegaz".

Tijekom izložbe sudionici posebnu pozornost posvećuju recikliranju proizvoda i korištenju metoda kao što su:

• visbreaking;
• koksiranje teških naftnih ostataka;
• reformiranje;
• izomerizacija;
• alkilacija.

Tehnologije prerade nafte svake godine se poboljšavaju. Na izložbi se mogu vidjeti najnovija dostignuća u industriji.

Primarna rafinacija nafte uključuje kontinuirani proizvodni proces. Proizvodni pogoni u sastavu rafinerija nafte su u stalnom opterećenju, obavljajući funkcionalne zadatke. Kako bi pravodobno izvršili velike popravke procesne opreme, rafinerije nafte su prisiljene zaustaviti proizvodnju najmanje jednom svake 3 godine.

Priprema za fazu primarne prerade nafte

Oprema na kojoj se provodi primarna rafinacija nafte, koja dolazi u izravan kontakt s agresivnim komponentama prerađenog proizvoda, podložna je korozivnom trošenju. Jedna od njih su soli, koje su zasićene masom sirove nafte. Komponente soli vrlo su topive u vodi. Metoda za odsoljavanje naftne sirovine temelji se na ovom principu.

Iz skladišnih spremnika prerađeni proizvodi ulaze u poseban spremnik, gdje se miješaju s konsolidiranim punilom. Dobivena emulzija dovodi se u posebnu električnu jedinicu za odsoljavanje (EDU), koja se sastoji od jedinica cilindrične strukture (električni dehidratori). U unutarnjem dijelu svakog od njih fiksirani su elektrodni uređaji koji su izloženi visokom naponu (od 25 kV).

Tijekom procesa primarne rafinacije nafte emulzija prolazi kroz električne dehidratore, gdje pod utjecajem struje i visoke temperature (100-120C) počinje kolabirati. Slana voda, koja ima veću gustoću u odnosu na naftu, nakuplja se na dnu aparata i ispumpava se pumpom. Kao katalizator procesa odvajanja vode od uljne mase, otopini se dodaju posebni deemulgatori.

Proces primarne rafinacije nafte

Masa ulja, očišćena od soli, upućuje se na daljnju preradu u atmosfersko-vakuumske uređaje, gdje se vrši primarna obrada ulja - AVT. Naziv postrojenja je zbog procesa obrade (dijeljenja na pojedinačne čestice), koji se sastoji od zagrijavanja i filtriranja ulja kroz zavojnice peći cjevastog oblika. Za zagrijavanje se koristi toplina goruće komponente i oslobođene dimne plinovite tvari. Atmosfersko-vakuumski uređaj omogućuje dvije vrste obrade.

1. Atmosferska metoda obrade. Ova faza primarne rafinacije nafte ima zadatak izolirati lake komponente koje iskuhavaju na visokim temperaturama (350 stupnjeva). Naftni proizvodi koji nastaju su benzin, kerozin i dizelsko gorivo. Prinos lakog frakcijskog sastava je određen na oko šezdeset posto ukupne mase naftne sirovine. Nusprodukt atmosferske destilacije je loživo ulje.

Destilacija uljne mase zagrijane u pećima odvija se u vertikalnom cilindričnom uređaju - rektifikacijskoj cijevi, čija je unutarnja zona opremljena kontaktnim mehanizmima. Kroz rupe kontaktnih elemenata, para se diže u gornji sektor, a tekući sastav se odvodi u donju zonu. Za obavljanje operacije kao što je primarna rafinacija nafte, potreban broj kontaktnih uređaja je do šezdeset komada, što ovisi o veličini i konfiguraciji procesa uređaja rektifikacijske kolone.

2. Vakuum destilacija je namijenjena za preradu loživog ulja u postrojenjima za gorivo i uljne profile. Primarni proizvod destilacije su naftni destilati, a nusprodukt je katran. Vakuumsko okruženje (40-60 mm Hg) omogućuje smanjenje temperature procesa na 360-380 C, iznad koje dolazi do toplinske razgradnje ugljikovodika. Zbog toga se povećava izbor vakuumskog plinskog ulja čije je krajnje vrelište iznad 520 C.

Količina nafte za provođenje procesa kao što je primarna prerada nafte utvrđuje se prema podacima sa stacionarnih mjernih uređaja ili mjerenjem razine u kojoj se skladišti, odakle se sustavom cjevovoda doprema u sve tehnološke instalacije.

Proces prerade nafte može se podijeliti u 3 glavna tehnološka procesa:

1. Primarna obrada - Odvajanje naftne sirovine u frakcije različitih područja vrelišta;

2. Recikliranje - Prerada frakcija primarne obrade kemijskom pretvorbom ugljikovodika koje sadrže i proizvodnja komponenti komercijalnih naftnih proizvoda;

3. Komercijalna proizvodnja - Miješanje komponenata korištenjem raznih aditiva za dobivanje komercijalnih proizvoda sa zadanim pokazateljima kvalitete.

Asortiman proizvoda rafinerije nafte može uključivati ​​do 40 artikala, uključujući:

Motorno gorivo,

Sirovine za petrokemijsku proizvodnju,

ulja za podmazivanje, hidraulika i druga ulja,

Ostali n/proizvodi.

Asortiman proizvoda koji se proizvode u pojedinim rafinerijama ovisi o sastavu i svojstvima isporučene sirove nafte i potražnji za proizvodima.

Karakteristike frakcije:

Plinovi otopljeni u nafti u količini od 1,9 % težine nafte, a dobiveni tijekom primarne destilacije nafte, sastoje se uglavnom od propana i butana. To su sirovine postrojenja za frakcioniranje plina i goriva (kućni ukapljeni plin).

Frakcije nc -62 i 62-85 o C imaju nizak oktanski broj, pa se šalju u jedinicu izomerizacije za povećanje oktanskog broja.

Frakcija 85-120 o C je sirovina katalitičkog reforminga za proizvodnju benzena i toluena, komponenti visokooktanskog benzina.

Frakcije 85-120 i 120-180 o C - sirovine za katalitički reforming za proizvodnju komponenti visokooktanskog benzina i komponenti mlaznog goriva.

Frakcija 180-230 o C sastavni je dio mlaznog i dizel goriva.

Frakcije 230-280 o C i 280-350 o C su frakcije ljetnog i zimskog dizel goriva. Cetanski broj kombinirane frakcije je 240 - 350 o C = 55. Točka sticanja je -12 o C. Deparafinizacija frakcije 230 - 350 o C omogućuje dobivanje zimskog dizelskog goriva.

Frakcija 350-500 o C - vakuumsko plinsko ulje - sirovina za procese katalitičkog krekiranja i hidrokrekiranja za proizvodnju visokooktanskog benzina.

Frakcija koja ispari na temperaturama iznad 500 o C - katran - koristi se kao sirovina za postrojenja za termičko krekiranje, viskozitet, koksiranje i proizvodnju bitumena.

Prerada nafte je kontinuirani tehnološki proces, čije je zaustavljanje predviđeno samo radi planiranog preventivnog održavanja (PPR), otprilike svake 3 godine.

Jedan od glavnih ciljeva modernizacije rafinerija koju provode tvrtke je povećanje roka obrta, koji je, primjerice, u Moskovskoj rafineriji oko 4,5 godine.

Glavna tehnička jedinica rafinerije je tehnološka instalacija, čiji sklop opreme omogućuje izvođenje svih operacija glavnih tehnoloških procesa rafinerije.

Osnovne operacije

1. Dobava i prijem ulja.

Glavni pravci isporuke sirovina u rafinerije:

Glavni naftovodi (MOP) glavna su opcija za isporuku sirove nafte u Ruskoj Federaciji,

Željeznicom pomoću cisterni,

Tankeri za naftu za obalne rafinerije

Nafta se isporučuje u naftni terminal postrojenja (slika 1) (obično tipa Šuhov), koji je naftovodima povezan sa svim procesnim jedinicama postrojenja.

Obračun zaprimljene nafte na naftnom terminalu provodi se instrumentima ili mjerenjem u spremnicima nafte.

2. Primarna obrada

2.1. Priprema ulja za rafinaciju (električno odsoljavanje).

Odsoljavanje služi za smanjenje korozije procesne opreme od sirove nafte.

Sirova nafta koja dolazi iz naftnih tankova miješa se s vodom kako bi se otopile soli i šalje u ELOU - električno postrojenje za odsoljavanje.

2.2.3. Stabilizacija i sekundarna destilacija benzina

Frakcija benzina dobivena iz AVT jedinice ne može se koristiti iz sljedećih razloga:

Sadrži plinove, uglavnom propan i butan, u količinama koje prelaze zahtjeve kvalitete, što ne dopušta njihovu upotrebu kao sastavnih dijelova motornog benzina ili komercijalnog benzina za direktnu vožnju,

Procesi prerade nafte usmjereni na povećanje oktanskog broja benzina i proizvodnju aromatskih ugljikovodika koriste uske frakcije benzina kao sirovinu.

Stoga se koristi tehnički postupak kojim se iz benzinske frakcije destiliraju ukapljeni plinovi, koji se destiliraju u 2-5 uskih frakcija na odgovarajućem broju kolona.

Proizvodi primarne prerade nafte se, naime, kao i proizvodi u drugim procesima prerade, hlade:

U izmjenjivačima topline, što osigurava uštedu u procesnom gorivu,

U vodenim i zračnim hladnjacima.

Primarna prerađivačka jedinica - obično kombinirana ELOU -AVT - 6 s kapacitetom prerade do 6 milijuna tona nafte godišnje, sastoji se od:

ELOU jedinica dizajnirana za pripremu ulja za preradu uklanjanjem vode i soli iz njega,

AT blok, dizajniran za destilaciju lakih naftnih proizvoda u uske frakcije,

VT blok, namijenjen za destilaciju loživog ulja (>350 o C) u frakcije

Jedinica za stabilizaciju dizajnirana za uklanjanje plinovitih komponenti iz benzina, uključujući korozivni sumporovodik i ugljikovodične plinove,

Jedinica za sekundarnu destilaciju frakcija benzina, namijenjena razdvajanju benzina na frakcije.

U standardnoj konfiguraciji instalacije, sirova nafta se miješa s deemulgatorom, zagrijava u izmjenjivačima topline, odsoljuje se u 4 paralelna toka u 2 stupnja horizontalnih električnih dehidratora, dodatno se zagrijava u izmjenjivačima topline i šalje u kolonu za punjenje.

Toplina se dovodi do dna ovog stupca pomoću vruće struje koja cirkulira kroz peć.

Zatim se djelomično očišćena nafta iz kolone, nakon zagrijavanja u peći, šalje u glavnu kolonu, gdje se provodi rektifikacija kako bi se proizvele benzinske pare u gornjem dijelu kolone, 3 bočna destilata iz odvojenih kolona i loživo ulje u donji dio stupca.

Uklanjanje topline u koloni provodi se gornjim navodnjavanjem isparavanjem i 2 srednja cirkulacijska navodnjavanja.

Smjesa benzinskih frakcija iz kolona šalje se na stabilizaciju u kolonu, gdje se odozgo biraju lake (tekuće) frakcije, a odozdo uzima stabilni benzin.

Stabilni benzin u kolonama podvrgava se sekundarnoj destilaciji kako bi se dobile uske frakcije koje se koriste kao sirovina za katalitički reforming.

Toplina se dovodi do dna stabilizatora i sekundarne destilacijske kolone cirkulirajućim refluksom koji se zagrijava u peći.

Fotografije postrojenja za primarnu preradu različitih konfiguracija

3. Recikliranje ulja

Proizvodi primarne prerade nafte u pravilu nisu komercijalni proizvodi.

Na primjer, oktanski broj frakcije benzina je oko 65 bodova, sadržaj sumpora u frakciji dizela može doseći 1,0% ili više, dok je standard, ovisno o marki, 0,005% - 0,2%.

Osim toga, tamne frakcije ulja mogu se podvrgnuti daljnjoj kvalificiranoj obradi.

Stoga se naftne frakcije isporučuju u pogone sekundarne prerade, čime se poboljšava kvaliteta naftnih derivata i produbljuje prerada nafte.

Katalitički krekiranje () je najvažniji proces rafiniranja nafte koji značajno utječe na učinkovitost rafinerije u cjelini.

Suština procesa je razgradnja ugljikovodika uključenih u sirovinu (vakuumsko plinsko ulje) pod utjecajem temperature u prisutnosti aluminosilikatnog katalizatora koji sadrži zeolit.

Ciljni produkt CC instalacije je visokooktanska komponenta benzina s oktanskim brojem 90 p ili više, čiji je prinos 50 - 65% ovisno o korištenim sirovinama, korištenoj tehnologiji i načinu rada.

Visoki oktanski broj posljedica je činjenice da se izomerizacija događa i tijekom cat crackinga.

Tijekom procesa nastaju plinovi koji sadrže propilen i butilen, koji se koriste kao sirovina za petrokemiju i proizvodnju visokooktanskih komponenti benzina, lako plinsko ulje - komponenta dizela i goriva za grijanje, te teško plinsko ulje - sirovina za proizvodnja čađe, odnosno komponente loživih ulja.

Kapacitet modernih postrojenja je u prosjeku 1,5 - 2,5 milijuna tona godišnje, ali ima i 4,0 milijuna tona godišnje.

Ključni dio postrojenja je reaktorsko-regeneratorska jedinica.

Jedinica uključuje peć za zagrijavanje sirovina, reaktor u kojem se izravno odvijaju reakcije krekiranja i regenerator katalizatora.

Svrha regeneratora je izgaranje koksa koji nastaje tijekom krekiranja i taloži se na površini katalizatora. Reaktor, regenerator i ulazna jedinica sirovine povezani su cjevovodima (pneumatski transportni vodovi) kroz koje cirkulira katalizator.

Kapaciteti katalitičkog krekiranja u ruskim rafinerijama trenutno su nedostatni, a uvođenjem novih jedinica rješava se problem s predviđenom nestašicom benzina.

Sirovine s temperaturom od 500-520°C, pomiješane s prašnjavim katalizatorom, kreću se prema gore kroz reaktor elevatora 2-4 sekunde i podvrgavaju se krekiranju.

Produkti krekiranja ulaze u separator koji se nalazi na vrhu uzlaznog reaktora, gdje se dovršavaju kemijske reakcije i odvaja katalizator, koji se uklanja iz donjeg dijela separatora i teče gravitacijom u regenerator, u kojem se koks izgara pri temperatura 700°C.

Nakon toga se obnovljeni katalizator vraća u jedinicu za unos sirovina.

Tlak u jedinici reaktor-regenerator je blizu atmosferskog.

Ukupna visina reaktorsko-regeneratorske jedinice je 30 - 55 m, promjeri separatora i regeneratora su 8, odnosno 11 m, za postrojenje kapaciteta 2,0 milijuna tona godišnje.

Proizvodi krekiranja napuštaju vrh separatora, hlade se i šalju na ispravljanje.

Cat krekiranje može biti dio kombiniranih postrojenja, uključujući preliminarni hidrotretman ili lagani hidrokrekiranje sirovina, pročišćavanje plina i frakcioniranje.

S desne strane je reaktor, s lijeve strane je regenerator

Hidrokreking je proces usmjeren na proizvodnju visokokvalitetnih kerozina i dizelskih destilata, kao i vakuumskog plinskog ulja, krekiranjem ugljikovodika sirovine u prisutnosti vodika.

Istovremeno s krekiranjem, proizvodi se pročišćavaju od sumpora, olefini i aromatski spojevi se zasićuju, što rezultira visokim performansama i ekološkim karakteristikama dobivenih goriva.

Rezultirajuća frakcija benzina ima nizak oktanski broj, a njen teški dio može poslužiti kao sirovina za reforming.

Hidrokreking se također koristi u naftnoj industriji za proizvodnju visokokvalitetnih baznih ulja s radnim karakteristikama sličnim sintetičkim.

Asortiman sirovina za hidrokrekiranje je prilično širok - vakuumsko plinsko ulje za izravnu destilaciju, plinska ulja za katalitički krekiranje i koksiranje, nusproizvodi uljnih blokova, loživo ulje, katran.
Jedinice za hidrokrekiranje u pravilu se grade s velikim jediničnim kapacitetom prerade - 3-4 milijuna tona godišnje.

Tipično, količine vodika proizvedene u jedinicama za reforming nisu dovoljne da podrže hidrokrekiranje, pa se u rafinerijama grade zasebne jedinice za proizvodnju vodika reformingom ugljikovodičnih plinova parom.

Tehnološke sheme su u osnovi slične jedinicama za hidrotretiranje - sirovine pomiješane s plinom koji sadrži vodik (HCG) zagrijavaju se u peći, ulaze u reaktor sa slojem katalizatora, a produkti iz reaktora se odvajaju od plinova i šalju na rektifikaciju. .

Međutim, reakcije hidrokrekinga odvijaju se uz oslobađanje topline, pa je u tehnološkoj shemi predviđeno uvođenje hladnog VSG u reakcijsku zonu, čiji protok regulira temperaturu. Hidrokrekiranje je jedan od najopasnijih procesa rafiniranja nafte, a kada temperaturni režim izmakne kontroli, dolazi do naglog porasta temperature, što dovodi do eksplozije reaktorske jedinice.

Strojna konstrukcija i tehnološki način rada jedinica za hidrokrekiranje variraju ovisno o zadacima određenim tehnološkom shemom pojedine rafinerije i korištenim sirovinama.

Na primjer, za proizvodnju vakuumskog plinskog ulja s niskim sadržajem sumpora i relativno male količine lakog ulja (lagani hidrokreking) proces se provodi pri tlaku do 80 atm u jednom reaktoru na temperaturi od oko 350°C.

Za maksimalnu svjetlosnu snagu (do 90%, uključujući do 20% benzinske frakcije sirovine), proces se provodi u 2 reaktora.

U tom slučaju produkti nakon 1. reaktora ulaze u destilacijsku kolonu, gdje se lagani produkti dobiveni kao rezultat kemijskih reakcija destiliraju, a ostatak ulazi u 2. reaktor, gdje se ponovno podvrgava hidrokrekiranju.

U ovom slučaju, kod hidrokrekinga vakuumskog plinskog ulja, tlak je oko 180 atm, a kod hidrokrekinga loživog ulja i katrana - više od 300.

Procesna temperatura, sukladno tome, varira u rasponu od 380 - 450°C i više.

U Rusiji je tehnologija hidrokrekinga uvedena 2000-ih u rafinerijama u Permu, Jaroslavlju i Ufi; u nizu postrojenja jedinice za hidrotretiranje rekonstruirane su za proces laganog hidrokrekinga.

Zajednička izgradnja jedinica hidrokrekinga i katalitičkog krekinga u okviru kompleksa duboke prerade nafte čini se najučinkovitijom za proizvodnju visokooktanskih benzina i visokokvalitetnih srednjih destilata.

4. Robna proizvodnja

U navedenim tehnološkim procesima proizvode se isključivo komponente motornih, zrakoplovnih i kotlovskih goriva različitih pokazatelja kvalitete.

Na primjer, oktanski broj benzina za izravnu vožnju je oko 65, reformata - 95-100, benzina za koksiranje - 60.

Ostali pokazatelji kvalitete (na primjer, frakcijski sastav, sadržaj sumpora) također se razlikuju među komponentama.

Kako bi se dobili tržišni ne-proizvodi, dobivene komponente se miješaju u odgovarajućim rafinerijskim spremnicima u omjerima koji daju standardizirane pokazatelje kvalitete.

Proračun recepture miješanja () komponenti provodi se korištenjem modula matematičkih modela koji se koriste za planiranje proizvodnje za rafineriju kao cjelinu.

Polazni podaci za modeliranje su prognozirane bilance sirovina, komponenata i utrživih proizvoda, plan prodaje neproizvoda po proizvodnom asortimanu te planirani obujam zaliha nafte. Na taj način je moguće izračunati najučinkovitije omjere između komponenti pri miješanju.

Tvornice često koriste utvrđene recepte za miješanje, koji se prilagođavaju kada se promijeni tehnološka shema.

Komponente ne-proizvoda u zadanom omjeru pumpaju se u posudu za miješanje, gdje se mogu dodavati i aditivi.

Dobiveni komercijalni proizvodi prolaze kontrolu kvalitete i pumpaju se u spremnike baze robnih sirovina, odakle se otpremaju potrošaču.

5. Isporuka naftnih derivata

Prijevoz željeznicom glavna je metoda isporuke ne-proizvoda u Rusiji. Za utovar se koriste utovarne police.

Kroz glavne produktovode () Transnefteprodukt,

Riječna i morska plovila.

Danas je glavni prirodni izvor ugljikovodika nafta. Prve rafinerije nafte građene su upravo na proizvodnim mjestima, ali je tehničkom modernizacijom prometnih sredstava došlo do odvajanja prerade nafte od proizvodnje nafte. Centri za preradu nafte sve se više grade daleko od proizvodnih mjesta, u regijama masovne potrošnje naftnih derivata ili uz naftovode.

Proces prerade nafte

Prerada nafte odvija se u tri glavne faze:

• u prvoj fazi se sirova nafta dijeli na frakcije koje se razlikuju po rasponima vrelišta (primarna obrada)
• daljnja obrada dobivenih frakcija provodi se kemijskim transformacijama ugljikovodika sadržanih u njima uz stvaranje komponenti komercijalnih naftnih proizvoda (recikliranje)
• u posljednjoj fazi, komponente se miješaju uz dodatak, ako je potrebno, raznih aditiva, uz stvaranje komercijalnih naftnih proizvoda s određenim pokazateljima kvalitete (komercijalna proizvodnja).

Rafinerije nafte proizvode motorna i kotlovska goriva, ukapljene plinove, razne vrste sirovina za petrokemijska postrojenja, kao i maziva, hidraulička i druga ulja, bitumen, petrolkoks i parafine. Na temelju korištene tehnologije prerade nafte, rafinerije proizvode od 5 do 40 vrsta komercijalnih naftnih derivata. Prerada nafte je kontinuirani proces, razdoblje proizvodnje između velikih remonta u sadašnjim uvjetima doseže oko 3 godine.

Primarna prerada nafte

Procesi primarne rafinacije ne uključuju kemijske promjene u nafti i predstavljaju njezino fizičko razdvajanje na frakcije. Na području Rusije glavne količine prerađene sirove nafte dovode se u rafinerije iz proizvodnih poduzeća putem magistralnih naftovoda. Male količine nafte transportiraju se željeznicom. U zemljama uvoznicama nafte koje imaju izlaz na more opskrba lučkih rafinerija odvija se vodenim putem.
Sirova nafta sadrži soli koje uzrokuju brzu koroziju procesne opreme. Za uklanjanje soli ulje se miješa s vodom u kojoj su te soli otopljene. Zatim se ulje dovodi u ELOU - električni aparat za odsoljavanje. Postupak odsoljavanja provodi se u električnim dehidratorima. U uvjetima visokog napona struje (preko 25 kV) dolazi do uništavanja smjese vode i ulja (emulzije), uslijed čega se voda skuplja na dnu aparata i ispušta. Sve se to događa na temperaturama od 100 do 120°C. Nafta iz koje su uklonjene soli dovodi se iz ELOU-a u aparat za atmosfersko-vakuumsku destilaciju, koji se u ruskim rafinerijama naziva AVT - atmosfersko-vakuumska cijev. AVT proces je podijeljen u dva bloka – atmosfersku i vakuum destilaciju.
Zadatak atmosferske destilacije je odabir lakih naftnih frakcija - benzina, kerozina i dizela, koje vriju do 360°C. Volumen njihove potencijalne proizvodnje doseže 45-60% za naftu. Ostatak atmosferske destilacije je loživo ulje. Ulje zagrijano u peći dijeli se na zasebne frakcije u destilacijskoj koloni unutar koje se nalaze kontaktni uređaji (ploče). Kroz ove ploče, pare se dižu, a tekućina teče prema dolje. Kao rezultat ovog procesa, frakcija benzina se uklanja na vrhu kolone u obliku pare, a pare frakcija kerozina i dizela pretvaraju se u kondenzat u drugim dijelovima kolone i uklanjaju, dok loživo ulje ne ne mijenja svoje stanje i ispumpava se u tekućem obliku s dna kolone.
Zadaća vakuumske destilacije je izdvajanje naftnih destilata iz loživog ulja u rafinerijama loživog ulja, kao i široke frakcije nafte (vakuumskog plinskog ulja) u rafinerijama goriva. Na kraju vakuumske destilacije ostaje katran. Uljne frakcije moraju se birati pod vakuumom jer na temperaturi od oko 400°C dolazi do termičke razgradnje ugljikovodika (krekiranja), a krajnje vrelište vakuum plinskog ulja je 520°C. Zbog toga se destilacija provodi u uvjetima zaostalog tlaka od 40-60 mm Hg. Art., zbog čega se maksimalna temperatura u aparatu smanjuje na 360-380°C.
Benzinska frakcija dobivena u atmosferskom bloku sadrži plinove (uglavnom propan i butan) u volumenu koji premašuje zahtjeve kvalitete i ne može se koristiti niti kao komponenta motornog benzina niti kao komercijalni benzin za izravnu destilaciju. Osim toga, rafiniranje nafte s ciljem povećanja oktanskog broja benzina i proizvodnje aromatskih ugljikovodika uključuje korištenje uskih frakcija benzina kao sirovina. Stoga je potrebno u proces prerade nafte uključiti destilaciju ukapljenih plinova iz benzinske frakcije. Produkti primarne prerade nafte moraju se hladiti u izmjenjivačima topline, gdje odaju toplinu hladnoj sirovini koja se isporučuje u preradu, čime se ostvaruju uštede u procesnom gorivu. Visokotehnološki uređaji za primarnu obradu najčešće su kombinirani i mogu provoditi navedene procese u različitim konfiguracijama. Kapacitet takvih uređaja doseže od 3 do 6 milijuna tona sirove nafte godišnje.

Recikliranje ulja

Sekundarne metode prerade nafte uključuju postupke kojima je cilj povećati količinu proizvedenog motornog goriva. Tijekom takvih procesa vrši se kemijska modifikacija molekula ugljikovodika koji se nalaze u nafti, najčešće njihovom transformacijom u oblike pogodnije za oksidaciju.
Svi sekundarni procesi podijeljeni su u tri kategorije:

• produbljivanje: razne vrste krekiranja, visbreaking, usporeno koksiranje, stvaranje bitumena i dr.
• dogradnja: reforming, hidroobrada, izomerizacija
• drugi, na primjer, proizvodnja nafte, MTBE, alkilacija, proizvodnja aromatskih ugljikovodika.

Pucanje

Postoje sljedeće vrste krekiranja:

• toplinski
• katalitički
• hidrokrekiranje.

Motorni benzin sadrži ugljikovodike s 4-12 atoma ugljika, dizelsko gorivo sadrži ugljikovodike s 12-25 atoma, a ulje - s 25-70 atoma. Kako se broj atoma povećava, tako se povećava i masa molekula. Krekiranjem se teške molekule razgrađuju na lakše i pretvaraju u lako kipuće ugljikovodike. U tom slučaju nastaju frakcije benzina, kerozina i dizela.
Kod toplinskog krekiranja postoje:

• krekiranje u parnoj fazi, u kojem se ulje zagrijava na 520-550°C i tlak od 2-6 atm. Danas je ova metoda zastarjela i ne koristi se jer ju karakterizira niska produktivnost i visok sadržaj (do 40%) nezasićenih ugljikovodika u konačnom proizvodu.
• krekiranje tekuće faze provodi se pri temperaturi od 480-500°C i tlaku od 20-50 atm. Povećava se razina produktivnosti, smanjuje se volumen (25-30%) nezasićenih ugljikovodika. Benzinske frakcije dobivene termičkim krekiranjem koriste se kao komponenta komercijalnog motornog benzina. Goriva nakon ovog procesa imaju nisku kemijsku stabilnost, što se može poboljšati uvođenjem posebnih antioksidativnih aditiva u gorivo.

Katalitički krekiranje je napredniji tehnološki proces. Tijekom ovog procesa teške molekule naftnih ugljikovodika razgrađuju se u uvjetima temperature 430-530°C i tlaka koji je blizak atmosferskom uz prisutnost katalizatora. Zadaća katalizatora je usmjeravati proces i poticati izomerizaciju zasićenih ugljikovodika, kao i reakciju pretvorbe iz nezasićenih u zasićene. Ovako dobiveni benzin karakterizira visoka otpornost na detonaciju i kemijska stabilnost.
Osim toga, koristi se podvrsta katalitičkog krekiranja - hidrokrekiranje. Tijekom ovog procesa teške sirovine se razgrađuju uz pomoć vodika na temperaturi od 420-500°C i tlaku od 200 atm. Reakcija je moguća samo u posebnom reaktoru uz prisutnost katalizatora (oksidi W, Mo, Pt). Rezultat hidrokrekinga je gorivo za turbomlazne agregate.
Tijekom procesa katalitičkog reforminga dolazi do aromatizacije benzinskih frakcija zbog katalitičke pretvorbe naftenskih i parafinskih ugljikovodika u aromatske. Osim aromatizacije, molekule parafinskih ugljikovodika prolaze kroz izomerizaciju, najteži ugljikovodici se dijele na manje.

Naftni proizvodi

Svima je poznato da je nafta vrijedna sirovina koja se koristi za proizvodnju goriva za razna vozila, na primjer, benzina i dizelskog goriva za automobile, zrakoplovnog kerozina za mlazne motore zrakoplova. Gorivo je glavni proizvod prerade nafte. No, prerada nafte ne završava samo na gorivu. Danas se od ulja proizvodi ogroman broj drugih korisnih komponenti koje se koriste u sasvim neočekivanim stvarima. Slične naftne derivate koristimo u svakodnevnom životu, ali nismo svjesni njihovog porijekla.
Najpopularniji danas je polietilen ili plastika. Milijuni tona polietilenske plastike koriste se za izradu plastičnih vrećica, spremnika za hranu i druge robe široke potrošnje.
Vjerojatno su svi ljudi u nekom trenutku koristili vazelin. Izumio ju je engleski kemičar Robert Chesbrough, koji je bio iznimno znatiželjan i pažljiv, zbog čega je uspio uočiti blagotvorna svojstva ove tvari u ostacima prerade nafte krajem 19. stoljeća. Danas se vazelin koristi u medicini, kozmetologiji, pa čak i kao dodatak hrani.
Žene koriste kozmetiku, a posebno ruž za usne tisućama godina. Ranije je ruž za usne sadržavao razne štetne sastojke. Međutim, danas ima niz korisnih svojstava, a njegov sastav uključuje ugljikovodike: tekući i čvrsti parafin, cerezin.
Još jedan popularan proizvod koji sadrži ugljikovodike je žvakaća guma. Temelji se ne samo na prirodnim komponentama, već i na polietilenskim i parafinskim smolama. S obzirom na to da se žvakaća guma sastoji od polimera dobivenih preradom nafte, potrebno joj je iznimno dugo vremena da se razgradi. Iz tog razloga nema potrebe bacati žvakaću gumu na ulicu, jer će ležati u zemlji mnogo godina.
Možda najunikatniji materijal dobiven iz nafte je najlon. Teško je zamisliti moderni život bez najlonskih tajica. Najlon je vrlo čvrst i lagan materijal. Njegova upotreba ne završava samo na tajicama. Koristi se za izradu deterdženata za pranje posuđa i padobrana. Ovaj polimer izumili su stručnjaci tvrtke DuPont 1935. godine.

Nafta se dijeli na frakcije da bi se dobili naftni derivati ​​u dvije faze, odnosno destilacija nafte prolazi kroz primarnu i sekundarnu preradu.

Proces primarne rafinacije nafte

U ovoj fazi destilacije, sirova nafta se prethodno dehidrira i odsoljuje pomoću posebne opreme za odvajanje soli i drugih nečistoća koje mogu uzrokovati koroziju opreme i smanjiti kvalitetu rafiniranih proizvoda. Nakon toga ulje sadrži samo 3-4 mg soli po litri i ne više od 0,1% vode. Pripremljeni proizvod je spreman za destilaciju.

Zbog činjenice da tekući ugljikovodici vriju na različitim temperaturama, ovo se svojstvo koristi tijekom destilacije nafte kako bi se iz nje odvojile zasebne frakcije u različitim fazama vrenja. Destilacija nafte u prvim rafinerijama nafte omogućila je izolaciju sljedećih frakcija ovisno o temperaturi: benzin (vrije 180°C i niže), mlazno gorivo (ključa 180-240°C) i dizelsko gorivo (vrije 240°C). -350°C). Od destilacije nafte ostaje lož ulje.

U procesu destilacije ulje se dijeli na frakcije (komponente). Rezultat su komercijalni naftni derivati ​​ili njihove komponente. Destilacija ulja početna je faza njegove prerade u specijaliziranim pogonima.

Zagrijavanjem nastaje parna faza čiji se sastav razlikuje od tekućeg. Frakcije dobivene destilacijom nafte obično nisu čisti produkt, već smjesa ugljikovodika. Pojedinačni ugljikovodici mogu se izolirati samo ponovljenom destilacijom frakcija nafte.

Izvodi se izravna destilacija ulja

Jednokratnim isparavanjem (tzv. ravnotežna destilacija) ili jednostavnom destilacijom (frakcijska destilacija);

Sa i bez ispravljanja;

Korištenje sredstva za isparavanje;

Pod vakuumom i atmosferskim tlakom.

Ravnotežna destilacija razdvaja ulje na frakcije manje jasno nego jednostavna destilacija. Štoviše, više ulja prelazi u stanje pare pri istoj temperaturi u prvom slučaju nego u drugom.

Frakcijskom destilacijom nafte mogu se dobiti različiti proizvodi za dizelske i mlazne motore, kao i sirovine (benzen, ksileni, etilbenzen, etilen, butadien, propilen), otapala i drugi proizvodi.

Proces sekundarne rafinacije nafte

Sekundarna destilacija nafte provodi se metodom kemijskog ili toplinskog katalitičkog cijepanja onih produkata koji su iz nje izolirani kao rezultat primarne destilacije nafte. Time nastaje veća količina benzinskih frakcija, kao i sirovina za proizvodnju aromatskih ugljikovodika (toluen, benzen i drugi). Najčešća tehnologija sekundarne rafinacije nafte je krekiranje.

Krekiranje je proces visokotemperaturne rafinacije nafte i odvojenih frakcija radi dobivanja (uglavnom) proizvoda nižeg udjela.To uključuje motorna goriva, ulja za podmazivanje itd., sirovine za petrokemijsku i kemijsku industriju. Do pucanja dolazi pucanjem C-C veza i stvaranjem karbaniona ili slobodnih radikala. Cijepanje C-C veze događa se istovremeno s dehidrogenacijom, izomerizacijom, polimerizacijom i kondenzacijom intermedijera i početnih materijala. Zadnja dva procesa stvaraju ostatak krekiranja, tj. frakcija s vrelištem iznad 350°C i koks.

Destilaciju nafte krekiranjem patentirali su 1891. V. G. Shukhov i S. Gavrilov, zatim je ova inženjerska rješenja ponovio W. Barton tijekom izgradnje prvog industrijskog postrojenja u SAD-u.

Krekiranje se provodi zagrijavanjem sirovina ili izlaganjem katalizatorima i visokoj temperaturi.

Krekiranje vam omogućuje izdvajanje više korisnih komponenti iz loživog ulja.