Производство нефтепродуктов

 На заводах сооружается несколько установок первичной переработки во избежание полной остановки завода при выводе одной из установок в ремонт. 

 

Фотографии установок первичной  переработки различной конфигурации

Рис.4. Установка ЭЛОУ-АВТ-6 Саратовского НПЗ. В центре - атмосферная колонна (показаны точки отбора фракций), справа - вакуумная.	Рис.5. Установки вторичной перегонки бензина и атмосферной перегонки на НПЗ "Славнефть-ЯНОС" (слева направо).

 

Рис.6. Установка вакуумной перегонки мощностью 1,5 млн. тонн в год на Туркменбашинском НПЗ по проекту фирмы Uhde.	Рис. 7. Установка вакуумной перегонки мощностью 1,6 млн. тонн в год на НПЗ "ЛУКОЙЛ-ПНОС". На переднем плане - трубчатая печь (жёлтого цвета).	Рис.8. Вакуумсоздающая аппаратура фирмы Graham. Видны 3 эжектора, в которые поступают пары с верха колонны.

 

 

 

1.1.6 Продукты первичной переработки нефти 
                                                                                                            Таблица 1

Наименование	Интервалы кипения  (состав)	Где отбирается	Где используется  (в порядке приоритета)
Рефлюкс стабилизации	Пропан, бутан, изобутан	Блок стабилизации	Газофракционирование, товарная продукция, технологическое топливо
Стабильный прямогонный бензин (нафта)	н.к.*-180	Вторичная перегонка бензина	Смешение бензина, товарная продукция
Стабильная легкая бензиновая	н.к.-62	Блок стабилизации	Изомеризация, смешение бензина, товарная продукция
Бензольная	62-85	Вторичная перегонка бензина	Производство соответствующих ароматических углеводородов
Толуольная	85-105	Вторичная перегонка бензина
Ксилольная	105-140	Вторичная перегонка бензина
Сырьё каталитического риформинга	85-180	Вторичная перегонка бензина	Каталитический риформинг
Тяжелая бензиновая	140-180	Вторичная перегонка бензина	Смешение керосина, зимнего дизтоплива, каталитический риформинг
Компонент керосина	180-240	Атмосферная перегонка	Смешение керосина, дизельных топлив
Дизельная	240-360	Атмосферная перегонка	Гидроочистка, смешение дизтоплив, мазутов
Мазут	360-к.к.**	Атмосферная перегонка (остаток)	Вакуумная перегонка, гидрокрекинг, смешение мазутов
Вакуумный газойль	360-520	Вакуумная перегонка	Каталитический крекинг, гидрокрекинг, товарная продукция, смешение мазутов.
Гудрон	520-к.к.	Вакуумная перегонка (остаток)	Коксование, гидрокрекинг, смешение мазутов.

*) - н.к. - начало кипения 
**) - к.к. - конец кипения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    1.2 Описание основных нефтепродуктов

 

1.2.1 Бензин

 

Бензин - горючая жидкость, является смесью лёгких углеводородных веществ, имеющих температуры кипения в пределах 30 - 200 градусов. Плотность бензина примерно 0,7 г/см3, теплотворная способность около 10,500 ккал/кг.

Бензин в промышленных масштабах  производится на нефтехимических предприятиях комплексом процессов: перегонкой, гидрокрекингом, каталитическим крекингом, риформингом. Для производства бензинов специального назначения дополнительно используется процесс очистки от нежелательных включений и компонентов, смешение с присадками.

 

1.2.2 Дизельное топливо

 

Дизельное топливо (дизтопливо, солярка) - органическая жидкость, получаемая при переработке нефти и используемая в качестве топливной смеси в дизельных двигателях. Обычно под термином дизтопливо понимают продукт, получаемый из керосино-газойлевых фракций в процессе прямой перегонки нефтяного сырья.

Применение дизтоплива

Основным потребителем дизтоплива является транспортный сектор экономики - железнодорожники, автотранспортники, производители сельхозпродукции. Кроме этого дизтопливо часто как котельное топливо, топливо для стационарных и передвижных электрогенераторов, в кожевенной промышленности, как смазочно-охлаждающая среда в машинах и агрегатах, как средство для закалки изделий при термообработке металла.

Ещё одна градация дизтоплива основана на сезонности - летнее и зимнее дизтопливо. Различаются сезонные виды дизтоплива показателем температуры помутнения и застывания топлива и показателем температуры предельной фильтруемости.

 

1.2.3 Мазут

 

Мазут является нефтепродуктом. Используется мазут в качестве котельного топлива, а также для производства ряда продуктов, таких как смазочные  масла, кокс, битумы и моторные масла. Мазут имеет темно-коричневый цвет и жидкую консистенцию. Он представляет собой смесь большого количества компонентов, в частности карбенов, органических соединений, асфальтенов, нефтяных смол, а также углеводородов с молекулярной массой 400-1000 г/моль.

В зависимости от состава и физико-химических свойств исходного материала получают мазут с различными свойствами. Качество мазута определяется в зависимости от содержания в нем серы, а также его плотности и вязкости.

Вязкость мазута определяется при 100С и может варьироваться от 8 до 80 мм2/с. Плотность же составляет от 0,89 до 1 г/см3 и определяется при температуре 20С. Также важным параметром является температура застывания, которая равна 10-40С. Исключение составляют флотские мазуты, у которых данная характеристика ниже (от -5С до -10С). Содержание серы в мазуте обычно составляет от 0,5% до 3,5%.

Мазут широко применяется в ряде отраслей. Однако основными потребителями  по-прежнему остаются жилищно-коммунальные хозяйства, а также промышленные предприятия. Его используют в качестве топлива для котельных установок, паровых котлов, а также промышленных печей. Кроме того, мазут широко применяется в двигателях тепловозов и морских судов. В настоящее время достаточно большое количество мазута подвергается дальнейшей переработке. В результате получаются дистиллятные смазочные материалы, а также моторные топлива.

Основными эксплуатируемыми свойствами мазута является высокая теплотворность вместе с небольшим содержанием золы (менее 0,3%). Это позволяет получать необходимые температуры при относительно небольшом расходе сырья. Основной пик потребления мазута приходится на зимние месяцы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологическая часть

 

1. Производство автомобильного топлива

 

                  2.1.1 Получение бензина

 
           Один из способов получения бензина – прямая перегонка нефти. Проходя через ряд теплообменников, нефть подогревается, очищается и попадает в ректификационную колонку высотой 15-30 метров. Различные фракции выкипают в разных интервалах температур и конденсируются на разной высоте. Бензин выкипает при температурах 95 - 180 0С.

Для получения  высококачественного топлива и  присадок проводят и вторичную перегонку нефти.

Основными методами деструктивной переработки  нефти и получения высококачественного бензина(получение присадок) являются:

Термический крекинг – переработка сырья  при температуре 450 - 5000С и давлении 2-5 МПа.

Каталитический  крекинг – протекает при температуре 470-5300С и давлении 70-370 МПа в  присутствии катализатора для получения  желательных углеводородов.

Каталитический  риформинг – это процесс облагораживания  низкокачественного бензина путем его каталитической переработки под давлением водорода в присутствии катализатора. В результате каталитического риформинга получается высокооктановый компонент автомобильных бензинов в результате каталитических превращений низкооктановых фракций, вырабатываемых при прямой перегонке и крекинге.

Гидрокрекинг  – это каталитическая переработка  нефтяных фракций и остаточных продуктов  дистилляции нефти (мазута, гудрона) под давлением водорода для получения бензина. Гидрокрекинг протекает при температуре 260-4500С и давлении 5-20 МПа на целиотсодержащих катализаторах.

Гидроочистка  проводится для повышения качества и стабильности светлых дистиллятов  при температуре 250-4200С и давлении 2-5МПа в присутствии катализаторов.

Известны  особые случаи, когда для производства бензинов применяется и иное углеводородное сырьё. Возможен отгон бензиновых фракций из смол полукоксования и коксования (утилизация тяжелых остатков крекинга с целью получения дистиллята широкого фракционного состава) с дополнительной их очисткой (например, в Эстонской ССР бензин производился из горючих сланцев). Производятся бензины и из синтез-газа (продукт газификации угля, конверсии метана) при помощи синтин-процесса (синтез Фишера — Тропша). 

 Синтезирование применяют для получения индивидуальных углеводородов, обладающих высокими антидетонационными свойствами и используемых в качестве добавок к бензинам. Процесс осуществляется в присутствии катализаторов.

 Существуют и другие процессы получения высокооктановых компонентов бензина (алкилирование, изомеризация).

 

2.1.2 Основные физические  и химические процессы 

производства бензина

 
            Главные технологические процессы производства бензина - каталитический крекинг и каталитический риформинг. Процесс каталитического риформинга, как и раньше, остается основным процессом производства бензина, несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, потому что он – это главный источник высокооктановых компонентов, и водорода для установок гидроочистки. 

Из-за ужесточения  норм, которые касаются содержания серы в моторных топливах, нужно увеличивать мощность гидрообессеривания, а это требует дополнительного водорода. Уменьшение роли и доли бензина риформинга в создании экологически чистого реформулированного бензина обусловлено кроме ограничения содержания ароматических углеводородов, ещё и неудовлетворительным распределением октановых свойств по фракциям катализата. 

Поэтому процесс бензинового риформинга при производстве бензина, лучше всего сочетать с процессами изомеризации бензина и удаления бензола. Последнее время коммерческая активность и технология по производству на нефтеперерабатывающих заводах мира новых установок каталитического крекинга в псевдоожиженном слое специального микросферического катализатора имеет очень высокий уровень. 

Так, если сейчас объем вырабатываемого по всему миру бензина каталитического крекинга почти сравнялся с суммарным объемом выработки бензина изомеризации и риформинга, то в будущем бензин каталитического крекинга и компоненты, которые сопряжены с этим процессом, будут занимать лидирующие позиции в производстве бензина на нефтеперерабатывающих заводах в сравнении с такими процессами риформинга, которые требуют дополнительных ресурсов нефти и прямогонных бензинов. 

 

2.1.3 Этапы производства  бензина

 
            За последние годы процесс каталитического крекинга при производстве бензина, стал усовершенствованным, с целью повышения селективности при конверсии исходного вторичного сырья в бензин. Нефтеперерабатывающее производство, в результате которого получают бензин, состоит из трех основных этапов: 

первичная переработка нефти: осуществляется разделение сырой нефти на отдельные  фракции, каждая из которых отличаются температурой кипения.

вторичная переработка: осуществляется обработка  фракций, которые были получены после  первого этапа. На данной стадии получаются "товарные" нефтепродукты.

товарное  производство: разные фракции должны пройти дополнительную очистку и, если это необходимо, обогащаются присадками, увеличивающими октановое количество топлива.

Хотя  в Европе уже давно такая практика запрещена, в будущем планируется запретить её и в России за счет нового технического регламента. Будет ли это так - большой вопрос, так как далеко не каждый завод по переработке нефти может пройти переоснащение. 

После того, как нефть прошла переработку, получают не только дизельное топливо и бензин, но и парафины, смазочные масла, битумы. Многие привычные для нас вещи созданы именно благодаря процессу переработки нефти.  
Уровень очистки нефти напрямую зависит от заводского оборудования. Не каждый нефтеперерабатывающий завод может создать 95-ю и хотя бы 92-ю марку бензина: оборудование не позволяет. Но, безусловно, стоит этим заниматься, так как применение присадок вредит окружающей природе и даже моторам автомобилей. 

 

 

2.1.4 Принципиальная технологическая схема получения

высокооктанового компонента бензина (ВОК)

 

На рис. 9 представлена принципиальная схема  переработки нефти.

Вся нефть  завода проходит атмосферно-вакуумную  перегонку. После этого сырье  распределяется на процессы. Часть  сразу преобразовывается в прямогонный  бензин для экспорта (голубая линия). Другая часть после гидроочистки превращается в топливо для реактивных двигателей и дизель класса «Евро-3» (серые линии). А производство бензина разделяется на два проходящих одновременно процесса — каталитический крекинг (красная цепочка) и реформин (оранжевая цепочка). После этого автобензин смешивается и разделяется на виды.

Очистка и переработка нефти происходит в специальных установках. Все процессы проходят за железными трубами и отображаются на компьютерных мониторах операторов, которые следят за происходящим в специальных комнатах. Правда, каждые два часа оператор встает с места и идет проверять вверенную ему часть техники и приборов. Датчики давления могут сработать, но на мониторе это может и не отразиться. Нефть приходит уже в минимальной обработке. В резервуарах она усредняется, смешивается и немного отстаивается. Потом «черное золото» поступает на установку первичной подготовки нефти, которая начинает работу с обессоливания и обезвоживания. Когда нефть добывают, в нее иногда вкачивают какие-то реагенты, и еще она содержит определенные соли и воду, которые без обработки вызывают коррозию и износ оборудования. Во время обессоливания и обезвоживания в нефть добавляют воду и воздействуют электричеством, ненужные соли оседают, нефть как бы промывается.