Общая характеристика технологий очистки нефтепродуктов

Каталитическая очистка. Гидрогенизация в мягких условиях ( гидроочистка ) применяется для удаления сернистых, азотистых и кислородных соединений, которые переходят в углеводороды и легко удаляемые соединения (сероводород, аммиак, воду). Гидрогенизация в жёстких условиях используется при депарафинизации масляного сырья. В этом случае происходит деструкция твёрдых углеводородов с образованием низкомолекулярных и низкозастывающих углеводородов. При жёстких режимах гидрирования можно также получать масла с высоким индексом вязкости.

4.1. Очистка светлых  нефтепродуктов 

Нежелательными примесями в дистиллятах светлых нефтепродуктов являются сернистые соединения, нафтеновые кислоты, непредельные соединения, смолы, твердые парафины. Присутствие в моторных топливах сернистых соединений и нафтеновых кислот вызывает коррозию деталей двигателей. Непредельные соединения в топливах при хранении и эксплуатации образуют осадки, загрязняющие систему топливопроводов и препятствующие нормальной эксплуатации двигателей. Повышенное содержание смол в топливе приводит к нагарообразованию, осаждению смол на деталях камер сгорания. Присутствие в нефтепродуктах твердых углеводородов приводит к увеличению температуры их застывания, в результате чего парафин осаждается на фильтрах, ухудшается подача топлива в цилиндры, двигатель глохнет.

К отдельным нефтепродуктам предъявляются специфические требования. Так, в осветительных керосинах нежелательно присутствие ароматических углеводородов, образующих коптящее пламя. Наличие ароматических углеводородов в ряде растворителей (например, уайт-спирите) делает последние токсичными.

Для удаления вредных примесей из светлых нефтепродуктов применяются следующие процессы:

1) щелочная очистка (выщелачивание);

2) кислотно-щелочная очистка;

3) депарафинизация;

4) гидроочистка;

5) каталитическая очистка алюмосиликатными  катализаторами;

6) ингибирование.

Щелочная очистка заключается в обработке бензиновых, керосиновых и дизельных фракций водными растворами каустической или кальцинированной соды. При этом из бензинов удаляют сероводород и частично меркаптаны, из керосинов и дизельных топлив ─ нафтеновые кислоты.

Кислотно - щелочная очистка применяются с целью удаления из

дистиллятов непредельных и ароматических углеводородов, а также смол. Заключается она в обработке продукта сначала серной кислотой, а затем ─

в ее нейтрализации водным раствором щелочи.

Депарафинизация используется для понижения температуры застывания дизельных топлив и заключается в обработке дистиллята раство- ром карбамида. В ходе реакции парафиновые углеводороды образуют с карбамидом соединение, которое сначала отделяется от продукта, а затем при нагревании разлагается на парафин и карбамид.

Гидроочистка применяется для удаления сернистых соединений из бензиновых, керосиновых и дизельных фракций первичной перегонки нефти. Для этого в систему при температуре 350…4300 С и давлении 3…7 МПа в присутствии катализатора вводят водород. Он вытесняет серу в виде сероводорода.

Гидроочистку применяют также для очистки продуктов вторичного происхождения от непредельных соединений, которые, присоединяя водород, становятся предельными.

Каталитическая очистка алюмосиликатными катализаторами применяется для увеличения октанового числа и уменьшения содержания непредельных углеводородов в бензинах, получаемых при каталитическом крекинге.

Ингибирование применятся для подавления реакций окисления и полимеризации непредельных углеводородов в бензинах термического крекинга путем введения специальных добавок.

4.2. Очистка смазочных  масел

Для очистки смазочных масел применяют следующие процессы:

1) селективную очистку растворителями;

2) депарафинизацию;

3) гидроочистку;

4) деасфальтизацию;

5) щелочную очистку.

Селективными растворителями называют вещества, которые

обладают способностью извлекать при определенной температуре из нефтепродукта только какие-то определенные компоненты, не растворяя других компонентов и не растворяясь в них.

Очистка производится в экстракционных колоннах, которые бывают либо полыми внутри, либо с насадкой или тарелками различного типа.

Для очистки масел применяют следующие растворители: фурфурол, фенол, пропан, ацетон, бензол, толуол и другие. С их помощью из масел удаляют смолы, асфальтены, ароматические углеводороды и твердые парафиновые углеводороды.

В результате селективной очистки образуются две фазы: полезные компоненты масла (рафинат) и нежелательные примеси (экстракт).

Депарафинизаци подвергают рафинаты селективной очистки, полученные из парафинистых нефтей и содержащие твердые углеводороды. Если этого не сделать, то при понижении температуры масла теряют подвижность и становятся непригодными для эксплуатации.

Депарафинизацию масел выполняют охлаждением их растворов в различных низкокипящих растворителях (ацетон, метилэтилкетон, сжиженный пропан и др.). Можно производить депарафинизацию, так же, как и дизтоплива, при помощи карбамида.

Целью гидроочистки является улучшение цвета и стабильности масел, повышение их вязкостно-температурных свойств, снижение коксуемости и содержания серы. Сущность данного процесса заключается в воздействии водорода на масляную фракцию в присутствии катализатора при температуре, вызывающей распад сернистых и других соединений.

Деасфальтизация масел производится с целью их очистки от асфальто-смолистых веществ. Для этого используется серная кислота.

Щелочная очистка применяется для удаления из масел нафтеновых кислот, меркаптанов, а также для нейтрализации серной кислоты и продуктов ее взаимодействия с углеводородами, остающимися после деасфальтизации.

В технологии очистки нефтепродуктов широко применяется эффективная аппаратура, позволяющая использовать автоматизацию: экстракционные колонны, центробежные экстракторы, роторно-дисковые контакторы, вакуум-фильтры, инжекторные смесители и др.

В настоящее время в промышленных масштабах применяются совершенно различные способы очистки нефтепродуктов от примесей – от более консервативных типа гравитационной, электрической или химической очистки или фильтрования через коалесцирующие перегородки, до совершенно инновационных – с помощью ультразвука, магнитного поля и т.д. Однако чаще всего для более эффективной обработки на всех стадиях получения готового нефтепродукта и достижения наилучшего результата очистки используют целый комплекс методик. Наиболее распространенным является использование различных фильтров, что помогает расправиться с совершенно разнообразными типами загрязнений. Один из самых популярных фильтрэлементов в наши дни – это специальный пористый материал, обладающий высокой эффективностью ввиду возможности тонкой очистки от механических загрязнений и поглощению воды.

При неглубокой очистке концентрация загрязняющих веществ, например, в баке автомобиля может достигать 0,04-0,06 г/кг для бензинов и от 0,15 до 0,6 г/кг для дизельных топлив, что, безусловно, пагубно воздействует на качество работы и износостойкость. Несомненно, очистка от инородных элементов является одним из важнейших действий, сопровожда- ющих каждую ступень в изготовлении нефтепродуктов.

Заключение

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет. Нефть составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран.

В настоящее время нефтехимия дает почти четверть всей химической продукции. Нефть – ценнейшее природное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности “химического перевоплощения”. Всего производных нефти насчитывается уже около 3 тысяч.

Современный уровень цивилизации и технологии был бы немыслим без той дешевой и обильной энергии, которую предоставляет нам нефть. Сегодня она имеет несколько значений для народного хозяйства страны: 
• сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей; 
• источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут), строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт); 
• сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестве добавок в корм скоту для стимуляции его роста.

Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.

Нефть – наше национальное богатство, источник могущества России, фундамент ее экономики.

Список используемой литературы:

1. Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая  переработка нефти:

технологический и экологический аспекты. М.: Издательство «Техника».

ООО «ТУМА ГРУПП», 2001. — 384 с.

2. Химия и технология нефти  и газа: учебное пособие / С.В. Вержичинская,

Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин. - 2-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2009. -

400 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Профессиональное  образование).

3. Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология  переработки нефти. В 2 ч. Часть 

вторая. Деструктивные процессы. - М.: КолосС, 2008. - 334 с.

4. Кузор И.Е., Туров А.В., Томин  В.П. Нефтепереаботка и нефтехимия,

2005. - 328 с.

5. Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Очистка нефтепродуктов от 

загрязнения. - М.: Недра, 1990. - 361 с. 
6. Капустин В.М., Глаголева О.Ф. Технология переработки нефти. В 2 ч.

Часть первая. Первичная переработка нефти. - М.: КолосС, 2005. - 400 с.

7. Ахрименко З.М., Ахрименко В.Е., Пащевская Н.В., Марусов М.А. Химия 

нефти: Методические указания к лабораторным и практическим

занятиям, тестовые и индивидуальные контрольные задания. - Краснодар:

КСЭИ, 2007. - 76 с.

8. Егоров А.С., Шацкая К.П. Химия. Пособие-репетитор для поступающих  в 

ВУЗы/ 2-е изд., перераб. и доп. - Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001.

- 768 с.

9. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы  нефтегазового дела. Учебник для

ВУЗов: - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001 - 544 с.: илл