Билеьт 6
Состав и свойства нефти и нефтепродуктов. Нефть представляет собой сложную органическую смесь, содержащую главным образом парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические углеводороды. Парафиновые углеводороды наиболее полно представлены в нефти: от низших газообразных (СН4 — С5Н12) до твердых парафинов, растворенных в жидких углеводородах.
Кроме углеводородов в состав нефти в небольшом количестве входят также соединения, содержащие кислород, серу, азот. К кислородным и сернистым соединениям относятся также смолистые и асфальтовые вещества. Минеральный состав нефти характеризуется содержанием в ней воды (часто в виде стойких эмульсий) и зольных веществ (золы).
Нефть —маслянистая вязкая горючая жидкость от светло-желтого до темно-коричневого цвета со специфическим запахом. Нефть легче воды—плотность большинства нефтей 830—970 кг/м3, температура застывания от +10 (нефть с высоким содержанием твердого парафина) до —20°С и ниже. Предел температуры кипения нефти (начало и конец выкипания) характеризует фракционный состав нефти; теплота сгорания нефти 39 800—44 000 кДж/кг.
Методы обработки и типовая аппаратура. Для переработки нефти применяют физические и химические методы.
Этапы переработки нефти:
1. Первичные процессы:
Подготовка нефти  к переработке является первой стадией производства. Нефть, добытая из скважин, прежде чем поступить на переработку, подвергается очистке от примесей. Из сырой нефти выделяют растворенные в ней газы, удаляют воду, образующую с нефтью стойкие эмульсии, минеральные соли и механические примеси: песок и глину. Попутные газы из нефти десорби-руются понижением давления. Выделяющиеся при этом наиболее легкие углеводороды нефти отделяют от попутных газов абсорбцией при помощи поглотительных масел или адсорбцией активированным углем.
Воду из нефти удаляют длительным отстаиванием в специальных отстойниках (одновременно отделяют механические примеси) или чаще, применением различных способов разрушения стойких эмульсий. Растворенные соли и остатки воды (наиболее стойкие эмульсии) удаляют электрическими методами — совместное электрообезвоживание и электрообессоливание. При пропускании пленки нагретой нефти через аппарат с переменным электрическим полем высокого напряжения происходит разрушение эмульсии и выделение из нефти соленой воды.
Перегонка
Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.
При перегонке нефть разделяется на фракции имеющие различные температуры кипения:
Процесс перегонки нефти осуществляется в реактификационной колонне:
колоннна
Перегонку нефти в промышленности произ­водят на непрерывно действующих так называемых трубчатых установках. Установка состоит из двух сооружений — трубчатой печи для нагрева нефти и ректификационной колонны для разде­ления нефти на отдельные продукты.
Трубчатая печь представляет собой помещение, выложенное внутри огнеупорным кирпичом. Внутри печи расположен много­кратно изогнутый стальной трубопровод. Печь обогревается горя­щим мазутом, подаваемым в неё при помощи форсунок. По трубо­проводу непрерывно, с помощью насоса, подаётся нефть. В нём она быстро нагревается до 300—325° и в виде смеси жидкости и пара поступает далее в ректификационную колонну.
Ректификационная колонна имеет внутри ряд горизонтальных перегородок с отверстиями — так называемых тарелок. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках. Постепенно охлаждаясь, они сжижаются на тех или иных тарелках в зависимости от температур кипения. Углеводороды, менее летучие, сжижаются уже на первых тарелках, образуя соляровое масло; более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосин; ещё выше собирается лигроин; наиболее летучие углеводороды выходят в виде паров из колонны и образуют бензин. Часть бензина подаётся в колонну в виде орошения для охлаждения и конденсации поднимающихся паров. Жидкая часть нефти, поступающей в колонну, стекает по тарелкам вниз, обра­зуя мазут. Чтобы облегчить испарение летучих углеводородов, задерживающихся в мазуте, снизу навстречу стекающему мазуту подают перегретый пар.
Устройство колонны:

Вакуумная дистилляция - процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов.
2. Вторичные процессы
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.
Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85-180°С[1]. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями и его октановое число повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения ароматических углеводородов.
Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов.
Каталитический крекинг - Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин), которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.
Коксование - Процесс получения нефтяного кокса из тяжелых фракций и остатков вторичных процессов. Процесс переработки жидкого и твёрдого топлива нагреванием без доступа кислорода. При разложении топлива образуются твёрдый продукт — кокс и летучие продукты.
Изомеризация - Процесс получения изоуглевородов (изопентан, изогексан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопрен из изопентана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.
Сайт управляется системой uCoz