Destilacija ulja. Frakcijska destilacija

Ulje je mineral koji ima konzistenciju uljne tekućine. Ovaj zapaljivi materijal je uglavnom crn, ali ovisi o području njegove proizvodnje. S obzirom na naftu s kemijskog stajališta, može se reći da je ova tvar složena mješavina ugljikovodika, koja također sadrži takve nečistoće spojeva kao što su sumpor, dušik itd. Miris tekućine ovisi o sadržaju sumpornih spojeva i aromatskih ugljikovodika u svom sastavu. Nafta se koristila u razne svrhe, ali tek u prošlom stoljeću počela se koristiti izravna destilacija nafte, koja je postala glavna sirovina za proizvodnju goriva i raznih organskih spojeva.

Sastav ulja

Po prvi puta Karl Shorlemmer, poznati njemački kemičar, počeo je proučavati naftu u 19. stoljeću. Tijekom istraživanja otkrio je najjednostavniji ugljikovodik butan (C4H10), heksan (C6H14) i pentan (C5H12). Nakon nekog vremena, ruski znanstvenik, V.V. Markovnikov, u procesu istraživanja otkrio je u ulju dovoljnu količinu cikličkih zasićenih ugljikovodika - ciklopentana (C5H10) i cikloheksana (C6H12).

Danas je utvrđeno da se nafta i naftni derivati ​​sastoje od više od tisuću različitih tvari, a neke od njih su u malim količinama. Važno je napomenuti da ova tvar sadrži alicikličke, zasićene i nezasićene tvari aromatski ugljikovodici ima raznoliku strukturu. Sastav ulja može također uključivati ​​spojeve dušika, sumpora, kao i spojeve koji sadrže kisik (fenoli i kiseline).

Destilacija nafte

Trenutno tehnologija rafiniranje nafte uključuje takve procese: pojedinačnu destilaciju ulja i ratifikaciju smjesa. Na njega se često primjenjuju zajednička imena.

U postupku separacije ulja destilacijom i ratifikacijom dobivaju se frakcije i destilati. Kuhaju na određenim temperaturama i prilično su složene smjese. Istodobno, odvojene frakcije ulja u nekim slučajevima sastoje se od male količine komponenti koje se značajno razlikuju u točkama vrenja. Zbog toga se smjese mogu klasificirati kao diskretne, kontinuirane i diskretno-kontinuirane.

Naftni proizvodi

Rafinirani proizvodi uključuju parafin, vazelin, cerezin, različita ulja i druge tvari s izraženim vodoodbojnim svojstvima. Zbog toga se koriste za proizvodnju sredstava za čišćenje i krema.

Takozvana primarna destilacija ulja posljedica je prirodnog tlaka podzemne vode, koji se nalazi ispod naftnog ležišta. Pod pritiskom će se iz dubine podići ulje na površinu. Postupak možete ubrzati uporabom crpki. Ovaj postupak omogućuje ekstrakciju oko 25-30% ulja. Za sekundarnu proizvodnju voda se uglavnom pumpa u rezervoar za ulje ili se ubrizgava ugljični dioksid. Kao rezultat tih postupaka, oko 35% tvari može se istisnuti na površinu.

U procesu primarne destilacije sirove nafte i sekundarne termičke obrade oslobađaju se proizvodi za destilaciju ulja koji sadrže vodikov sulfid. To u velikoj mjeri ovisi o uvjetima pre-separacije nafte, kao i eksploatiranih naslaga. Sadržaj u ulju vodikovog sulfida je važan pokazatelj koji određuje mnoge čimbenike.

Metode prerade nafte. Frakcijska destilacija

Glavna metoda prerade je frakcijska destilacija ulja. Ovaj postupak uključuje odvajanje tvari u frakcije koje se razlikuju u sastavu. Destilacija se temelji na razlikama u vrelištima komponenti ulja.

Frakcija je kemijski dio tvari s istim fizičkim i kemijskim svojstvima, koja se oslobađa tijekom procesa destilacije.

Izravna destilacija je fizikalna metoda rafiniranja nafte uporabom atmosferskog vakuumskog sustava.

Princip rada atmosferske vakuumske jedinice

Ulje se zagrijava na temperaturi od 350 ° C u posebnoj cijevnoj peći. Kao rezultat ovog postupka nastaje smjesa tekućeg ostatka i para tvari, koja ulazi u destilacijski stupac s izmjenjivačima topline.

Nadalje, uočena je shema destilacije ulja, koja osigurava odvajanje uljnih para u frakcije u destilacijskom stupcu, koji čine različite naftne proizvode. Istodobno, njihova točka vrenja ima razlike od nekoliko stupnjeva.

Teške frakcije tvari ulaze u uređaj u tekućoj fazi. Odvajaju se od pare u njegovom donjem dijelu iu obliku loživog ulja uklanjaju se iz njega.

Sljedeće metode koriste se za destilaciju ulja za proizvodnju goriva, ovisno o kemijskom sastavu ulja. U prvom slučaju, zrakoplovni benzini uzimaju se u području vrenja od 40 do 150 ° C, a također i kerozin za proizvodnju mlaznog goriva - od 150 do 300 ° C. U drugom slučaju, automobilski benzini proizvode se u točki vrenja od 40 do 200 ° C, a dizelska goriva od 200 do 350 ° C.

Lož ulje, koje ostaje nakon destilacije frakcija goriva, koristi se za stvaranje benzina i ulja za krekiranje. Ugljikovodici koji imaju vrelište ispod 40 ° C koriste se kao sirovine za proizvodnju određenih sintetičkih proizvoda, aditiva za određene benzine, kao i kao gorivo za automobile.

Prema tome, vakuumska destilacija ulja omogućuje proizvodnju takvih destilata: benzin, kerozin, dizel, ligroin i plinsko ulje. Prosječni prinos benzinskih frakcija ovisi o značajkama ekstrahirane tvari i varira od 15 do 20%. Udio preostalog goriva je do 30%. Nafta ima veću gustoću od benzina, a koristi se za stvaranje visokooktanskog benzina, kao i dizelskog goriva za automobile. Plinsko ulje je posrednik između ulja za podmazivanje i kerozina. Nastaje izravnom destilacijom ulja, nakon čega se koristi kao sirovina za katalitičko krekiranje i gorivo za dizelske motore.

Proizvodi dobiveni izravnom destilacijom su visoko kemijski stabilni zbog odsutnosti nezasićenih ugljikovodika u njihovom sastavu.

kreking

Povećanje prinosa frakcija benzina moguće je primjenom procesa krekiranja za rafiniranje nafte. Krekiranje je proces destilacije nafte i naftnih proizvoda koji se temelji na cijepanju molekula složenih ugljikovodika pod visokim tlakovima i temperaturama. Godine 1875., A.A. Ljetni, ruski znanstvenici, nakon čega ga je 1891. razvio VG Shukhov. Usprkos tome, u SAD-u je izgrađeno prvo industrijsko postrojenje koje je osiguravalo izravnu destilaciju.

Krekiranje je podijeljeno na sljedeće vrste: toplinsko, katalitičko, hidrokreking i katalitičko reformiranje. Toplinski krekiranje se koristi za stvaranje benzina, kerozina i dizelskog goriva. Na primjer, na temperaturama do 500 ° C i tlaku od 5 MPa, ugljikovodični cetan u sastavu dizelskog goriva i kerozina razgrađuje se u tvari koje su dio benzina.

Toplinski pucanje

Benzin nastao termičkim krekiranjem ima nizak oktanski broj i visok sadržaj nezasićenih ugljikovodika. Iz toga možemo zaključiti da je benzin slabe kemijske stabilnosti. Stoga će se koristiti samo kao komponenta za formiranje komercijalnog benzina.

Do danas se ne grade jedinice za termičko krekiranje. To proizlazi iz činjenice da se uz njihovu pomoć oksidiraju proizvodi destilacije ulja koji se dobivaju u uvjetima skladištenja. U njima se formiraju smole, stoga se u supstancu uvode posebni aditivi kako bi se smanjio stupanj tarifikacije.

Katalitički krekiranje

Katalitički kreking je proces destilacije nafte za dobivanje benzina, koji se temelji na razgradnji ugljikovodika i promjenama u njihovoj strukturi, što je posljedica katalizatora i visokih temperatura. Po prvi put, 1919. godine u Rusiji je u tvornici proveden katalitički krekiranje.

U katalitičkom krekiranju kao sirovine koriste se frakcije dizelskog i plinskog ulja, koje nastaju u slučaju izravne destilacije nafte. Oni se zagrijavaju na temperaturu od oko 500 ° C pod tlakom od 0,15 MPa upotrebom katalizatora od aluminijevog-silicijevog dioksida. To vam omogućuje da ubrzate proces razdvajanja molekula sirovina i pretvara proizvode raspadanja u aromatske ugljikovodike. Izravna destilacija omogućuje benzinu da ima više oktanskog broja radije nego toplinsko pucanje. Proizvodi katalitičkog krekiranja obvezni su sastojci goriva razreda A-72 i A-76.

hidrokreking

Hidrokreking je postupak rafiniranja koji se primjenjuje na naftu i naftne derivate. Sastoji se od pucanja i hidrogenacije sirovina. Izvodi se u uvjetima temperature od oko 400 ° C i tlaka vodika do 20 MPa. Koriste se posebni molibdenski katalizatori. U ovom slučaju, oktanski broj benzinskih frakcija će biti još veći. Ovaj proces također može povećati prinos lakih naftnih proizvoda, kao što su mlazni i dizel gorivo, benzin.

Katalitički reforming

Sirovine za katalitički reforming su benzinske frakcije dobivene na temperaturi ne većoj od 180 ° C u procesu primarne destilacije ulja. Ovaj postupak se provodi u uvjetima plina koji sadrži vodu. Temperatura je oko 500 ° C, a tlak je 4 MPa. Također se koristi katalizator platine ili molibdena.

Hidroformiranje se naziva reformiranje pomoću molibdenskog katalizatora, a platforming je postupak koji koristi platinski katalizator. Jednostavnija i sigurnija metoda je platforming, pa se koristi mnogo češće. Za dobivanje visoko oktanske komponente motornog benzina koristi se katalitički reforming.

Dobivanje ulja za podmazivanje

1876., V.I. Rogozin je izgradio prvo postrojenje u svijetu za proizvodnju loživog ulja i ulja u blizini Nižnjeg Novgoroda. S obzirom na način proizvodnje, ulja se mogu odvojiti od ostatnih i destilatnih ulja. U prvom slučaju, loživo ulje se zagrijava do temperature od oko 400 ° C u vakuumskoj koloni. Samo 50% destilatnih ulja ostavlja loživo ulje, a ostatak se sastoji od katrana.

Rezidualna ulja su rafinirana katrana. Za njihovo formiranje, polu-katran ili loživo ulje se dopunjuje ukapljenim propanom, na niskim temperaturama od oko 50 ° C. Izravna destilacija omogućuje prijenos i zrakoplovna ulja. Maziva koja se dobivaju iz loživog ulja sadrže ugljikovodike. Osim njih, postoje i sumporni spojevi, naftenske kiseline, kao i katran-asfaltne tvari, pa ih je potrebno očistiti.

Rafinerija nafte u Rusiji

Industrija prerade nafte je industrija Ruska naftna industrija. Trenutno u zemlji djeluje više od trideset velikih poduzeća za preradu nafte. Oni proizvode velike količine motornog benzina, dizelskog goriva i loživog ulja. Prevladavajući broj poduzeća počeo je postojati u posljednja dva desetljeća. Međutim, neki od njih zauzimaju vodeću poziciju na tržištu.

U većini slučajeva koriste frakcijsku destilaciju ulja, što je u suvremenim uvjetima najrelevantnije. Poduzeća proizvode visokokvalitetne proizvode koji su traženi ne samo na domaćem, već i na globalnom tržištu.