Переробка нафти

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Версія від 09:44, 20 серпня 2017, створена Білецький В.С. (обговореннявнесок) (Література)
(різн.) ← Попередня версія • Поточна версія (різн.) • Новіша версія → (різн.)
Перейти до: навігація, пошук
Переробка нафти.JPG
Нафтопереробний завод компанії Shell в Каліфорнії

Переробка нафти — складний багатоступеневий технологічний процес, в результаті якого отримують широкий асортимент товарних продуктів, що відрізняються структурою, фізико-хімічними властивостями, складом і сферами використання. Розрізняють первинну і вторинну переробку нафти (Див. переробка нафти первинна, переробка нафти вторинна). На нафтопереробних підприємствах установки первинної, вторинної переробки і гідроочистки звичайно з’єднані в єдину технологічну схему (рис.).

Підготовка нафти до переробки[ред.ред. код]

Видобуток нафти супроводжується вилученням із природних підземних резервуарів значних кількостей газу, води, механічних домішок і солей. При надходженні на поверхню газ, розчинений у нафті, відокремлюють від неї за допомогою системи сепарації. Найбільш легкі компоненти вуглеводних газів відокремлюють від нафти в нафтових трапах, колонках і мірниках.

Найважчі вуглеводні гази відокремлюють від нафти в газових сепараторах. У трапі також відбувається очищення газу від нафтового пилу. Відділення газу від нафти і пилу в трапі відбувається за рахунок зміни тиску і швидкості нафтового потоку, що рухається. Для поліпшення процесу сепарації суміш, що надходить у трап, розприскують, для чого в трапах установлюють спеціальні ґрати, відбійники, тарілки й інші пристосування.

Для розділення продуктів фонтанування високого тиску (вище 20 атм.) застосовують східчасту сепарацію, при якій досягається грубе фракціонування газу і використовується пластовий тиск для транспорту газу. Відділена від газу нафта спрямовується в промислові резервуари, а звідти на нафтопереробні заводи. При відділенні газу від нафти в трапах і інших пристроях відокремлюється й основна маса води і механічних домішок. Відділення домішок і води відбувається також при відстоюванні і збереженні нафти в промислових резервуарах.

Присутність у нафті механічних домішок ускладняє її транспортування по трубопроводах і переробку, викликає ерозію внутрішніх поверхонь труб нафтопроводів і утворення відкладень у теплообмінниках, печах і холодильниках, що приводить до зниження коефіцієнту теплопередачі, підвищує зольність залишків від перегонки нафти (мазуту і гудронів), сприяє утворенню стійких емульсій.

Крім того, у процесі видобутку й транспортування нафти відбувається втрата легких компонентів нафти – (метан, етан, пропан і т.д., включаючи бензинові фракції) – приблизно до 5% від фракцій, що википають до 100°С.

З метою зниження витрат на переробку нафти, викликаних втратою легких компонентів і надмірним зношуванням нафтопроводів і апаратів переробки, нафта піддається попередній обробці.

Переробка нафти первинна[ред.ред. код]

Сукупність процесів демінералізації нафти, перегонки первинної нафти, вакуумної перегонки мазуту, подальший поділ та очищення нафтових фракцій, одержаних при атмосферній та вакуумній перегонках. При первинній переробці первісний хімічний склад нафти не змінюється, тому її називають фізичною, недеструктивною або прямою перегонкою. Нафту поділяють на окремі фракції шляхом випаровування та подальшого поділу парів на фракції, які википають у певному інтервалі температур.

Для скорочення втрат легких компонентів здійснюють стабілізацію нафти, а також застосовують спеціальні герметичні резервуари зберігання нафти. Від основної кількості води й твердих частинок нафту звільняють шляхом відстоювання в резервуарах на холоді або при підігріві. Остаточно її зневоднюють і знесолюють на спеціальних установках. Однак вода й нафта часто утворюють важко роздільну емульсію, що сильно сповільнює або навіть перешкоджає зневоднюванню нафти. У загальному випадку емульсія – це система із двох взаємно нерозчинних рідин, у яких одна розподілена в іншій у зваженому стані у вигляді дрібних крапель. Існують два типи нафтових емульсій: нафта у воді, або гідрофільна емульсія, і вода в нафті, або гідрофобна емульсія. Частіше зустрічається гідрофобний тип нафтових емульсій. Утворенню стійкої емульсії передують зниження поверхневого натягу на межі розділення фаз і створення навколо частинок дисперсної фази міцного адсорбційного шару. Такі шари утворюють треті речовини – емульгатори. До гідрофільних емульгаторів належать лужні мила, желатин, крохмаль. Гідрофобними є добре розчинні в нафтопродуктах лужноземельні солі органічних кислот, смоли, а також дрібнодисперсні частинки сажі, глини, оксидів металів.

Переробка нафти вторинна[ред.ред. код]

Сукупність процесів деструктивної переробки нафти і очищення нафтопродуктів. При цьому відбувається розщеплення великих молекул на дрібніші, які входять до складу легких палив. При вторинній переробці нафти застосовують термічний і каталітичний крекінг, риформінг, гідрокрекінг, гідроочистку, вісбрекінг, ізомеризацію і т.д.

Неформальна класифікація продуктів переробки[ред.ред. код]

В даний час існують десятки класифікацій нафтопродуктів, і все завдяки тому, що технології переробки нафти постійно удосконалюються. Вчені дають світу все нові різновиди палива і сировини. Так, якщо розглядати нафтопродукти, виходячи з їх призначення, то паливо ділять на моторне та енергетичне. Також розрізняють нафтові олії і різне нафтохімічну сировину, одержуване з «чорного золота». І щоб спростити класифікацію нафтових продуктів, їх часто ділять на темні і світлі.

Темні нафтопродукти[ред.ред. код]

До темних нафтопродуктів відносяться будь-які типи мазутів і дистилятів масла. Також сюди можна включити бітуми, гудрони і вакуумні газойлі. До темних нафтових продуктів відносять й газотурбінне паливо. Всі ці речовини містять важкі залишки переробки, тому не є прозорими.

Світлі нафтопродукти[ред.ред. код]

Світлі нафтопродукти, навпаки, не мають у своєму складі якихось важких фракцій нафти, і тому вони прозорі. До цієї категорії належать бензин, гас, дизельне паливо. Чим якісніше буде перероблено сировину, тим менше домішок буде в підсумку в паливі.

Існує навіть такий параметр, як глибина переробки нафти. Він визначається як відношення обсягу вироблених світлих нафтопродуктів до кількості тієї сировини, що було витрачено на їх отримання. Наприклад, у США глибина переробки нафти доходить до 90-95%. На пострадянській території цей показник коливається в межах 60-70%.

Призначення і застосування продукції, міжгалузева кооперація[ред.ред. код]

Продукти переробки нафти і природного газу що раз ширше використовуються як сировина для хімічної промисловості. Із них виготовляються, зокрема, різні види олив і мастил: моторні оливи (автоли) для двигунів внутрішнього згорання — автомобільних, тракторних, авіаційних та інш.; індустріальні оливи (веретенні, машинні, циліндрові) для змащування різних машин і механізмів, котрі працюють при відносно невисокій температурі; спеціальні оливи, — турбінні, трансформаторні, компресорні; масла для змащування парових машин (знаходяться в безпосередньому контакті із перегрітою парою); консистентні мастила — антифрикційні (зменшують зношування частин механізмів), фрикційні (збільшують тертя з метою попередження ковзання трансмісій та інших передач); білі масла — медичні, парфумерні та інші.

Близько 8 % видобувної нафти і газу використовуються як цінна сировина для сучасної хімії. Шляхом хімічного перероблення продуктів нафти і природних газів отримують ряд речовин, використання яких далеко не обмежується межами одної чи двох галузей. Наприклад, етиловий спирт використовується приблизно в 150 галузях виробництва. Бензол застосовується для виробництва моторного палива, а також як розчинник у лакофарбовій промисловості, використовується як вхідна сировина для отримання барвників, ліків (аспірин, пірамідон та інш.), прянощів, отрутохімікатів та ін. Фенол (карболова кислота) використовується для дезинфекції, виробництва барвників, ліків, пластмас, синтетичного волокна (капрон) та багатьох інших видів продукції.

У хімічній промисловості використовуються формальдегід, пластмаси, синтетичні волокна, синтетичний каучук, барвники, лаки, етиловий спирт, аміак, розчинники, пластифікатори та пом'якшувачі, поверхнево-активні речовини, сажа та інші.

Продукти перероблення нафти і газу знайшли широке застосування в сільському господарстві. Тут використовуються азотні добрива, сечовина, стимулятори росту, протруювачі насіння, отрутохімікати, плівки для парників і т. д. Досліджується використання в сільському господарстві нафтової мульчі — спеціально приготовленої емульсії із нафтових смол, яка містить до 50 % води. Насіння, обприскані цією емульсією, починають проростати при температурі −7ºС. мульча зберігає у ґрунті тепло і вологу та знижує випаровування.

У машинобудуванні і металургійній промисловості використовуються універсальні клеї, деталі і частини апаратів із пластмас, змащувальні масла, антикорозійні покриття та інші.

Нафтовий кокс використовують також як анодну масу при електровиплавлюванні алюмінію і сталі. Особливо чистий загартований кокс, перетворений у графіт, використовують як уповільнювач нейтронів у реакторах. В електропечах для створення вогнестійких обкладок використовується пресована сажа. Сажа йде також на виготовлення електроізоляційних матеріалів, електродів, щіток і т. д.

Налагоджено виробництво ізоляторів із полістиролу. Він використовується також при виготовленні корпусів електроприладів і радіоапаратури. У радіотехнічній промисловості майже половина виробів виробляється із пластмас. У харчовій промисловості застосовуються сітки і канати із синтетичних волокон, поліетиленові упаковки, харчові кислоти, консервувальні засоби, парафін. У деяких країнах, із продуктів перероблення нафти виготовляють білково-вітамінні концентрати (кормові дріжджі), що використовуються в сільському господарстві, вхідною сировиною для котрих слугує метиловий і етиловий спирти, а також метан.

У фармацевтичній і парфумерній промисловості із похідних переробки нафти і природного газу виготовляють нашатирний спирт, хлороформ, формалін, аспірин, уротропін, вазелін, прянощі та ін.

Із нафтопродуктів роблять фільтрувальні тканини, транспортер стрічки, вибухові речовини та інші матеріали і речовини, що використовуються в гірничій промисловості. Похідні нафтосинтезу знаходять широке застосування також у деревнообробній, текстильній, шкіряно-взуттєвій і будівельній промисловостях, а також у сфері культурно-побутового обслуговування.

Хімізація нафти і природного газу дала змогу значно скоротити витрати цінних харчових продуктів на технічні цілі, наприклад олій, із яких виготовлялись мило, оліфи, змазки, гума, вищі спирти і жирні кислоти, а також натуральних жирів, які використовувались для виробництва вищих спиртів, картоплі і зерна, які переробляються на етиловий спирт, тощо.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]