Come funziona la raffinazione del petrolio? Una breve descrizione dei principali processi tecnologici di produzione del carburante Qual è il nome della raffinazione del petrolio

introduzione
Olio
Composto
Composti di idrocarburi
Eterocomposti
Proprietà fisiche
Modalità di trattamento
Elaborazione primaria
Preparazione dell'olio per la raffinazione
Informazioni generali sulla distillazione e rettifica dell'olio
Frazioni di olio
Raccolta differenziata
Tipi e finalità dei processi termolitici
Il processo per ottenere benzina dal cherosene
Processo di produzione del bitume
Processo di produzione del nerofumo
Aumento del numero di ottano
Problemi ecologici
Giacimenti petroliferi nella Federazione Russa
I prezzi del petrolio
Olio e vita

I. INTRODUZIONE

L'olio ei prodotti della sua trasformazione erano conosciuti in un lontano passato, venivano usati per l'illuminazione o per scopi medicinali. La domanda di petrolio e prodotti petroliferi è aumentata notevolmente all'inizio del XX secolo. a causa dell'avvento dei motori a combustione interna e del rapido sviluppo dell'industria.

Attualmente, petrolio e gas, così come i prodotti da essi ottenuti, sono utilizzati in tutti i settori dell'economia mondiale.
Petrolio e gas vengono utilizzati non solo come combustibile, ma anche come preziosa materia prima per l'industria chimica. Il grande scienziato russo D.I.Mendeleev ha affermato che bruciare olio nelle fornaci è un crimine, poiché è una preziosa materia prima per ottenere molti prodotti chimici. Attualmente viene prodotto un numero enorme di prodotti da petrolio e gas, che vengono utilizzati nell'industria, agricoltura, nella vita di tutti i giorni (fertilizzanti minerali, fibre sintetiche, plastica, gomma, ecc.). Negli ultimi anni, in molti paesi del mondo, sono state condotte ricerche con l'obiettivo di trasformare olio e prodotti petroliferi con l'aiuto di microrganismi in proteine ​​​​che possono essere utilizzate come mangime per il bestiame.

Le economie degli Stati dipendono dal petrolio più che da qualsiasi altro prodotto. Pertanto, dall'inizio della sua produzione industriale fino ai giorni nostri, il petrolio è stato oggetto di un'intensa concorrenza, causa di numerosi conflitti e guerre internazionali.

La dipendenza dello stato dal petrolio come materia prima o metodo di influenza economica determina il suo livello di sviluppo e posizione nell'arena mondiale.
Quindi, l'olio gioca molto Ruolo significativo v mondo moderno... Non è solo uno dei minerali più importanti, materia prima per un'incredibile varietà di sostanze e una potente risorsa energetica, ma anche il più grande oggetto del commercio internazionale e un collegamento integrale nelle relazioni economiche.

II. OLIO

Il petrolio è un liquido oleoso naturalmente infiammabile appartenente al gruppo delle rocce sedimentarie, una delle risorse minerarie più importanti della Terra. Ha un potere calorifico eccezionalmente alto: durante la combustione emette molta più energia termica rispetto ad altre miscele combustibili.

1. Composizione

Il petrolio è costituito principalmente da carbonio - 80-85% e idrogeno - 10-15% della massa petrolifera. Oltre a loro, l'olio contiene altri tre elementi: zolfo, ossigeno e azoto. Il loro importo totale è solitamente dello 0,5 - 8%. Vanadio, nichel, ferro, alluminio, rame, magnesio, bario, stronzio, manganese, cromo, cobalto, molibdeno, boro, arsenico, potassio, ecc. si trovano in concentrazioni insignificanti nell'olio, il loro contenuto totale non supera lo 0,03% in peso di olio... Questi elementi formano organico e composti inorganici che compongono l'olio. L'ossigeno e l'azoto si trovano nell'olio solo allo stato legato. Lo zolfo può presentarsi allo stato libero o essere parte dell'idrogeno solforato.

1.1 Composti di idrocarburi

La composizione dell'olio comprende circa 425 composti idrocarburici. L'olio in condizioni naturali è costituito da una miscela di metano, naftenici e idrocarburi aromatici. L'olio contiene anche alcuni idrocarburi disciolti solidi e gassosi. La quantità di gas naturale in metri cubi, disciolta in 1 tonnellata di petrolio in condizioni di giacimento, è chiamata fattore di gas.
Nei gas petroliferi (associati), oltre al metano e ai suoi omologhi gassosi, sono contenuti vapori di pentano, esano ed eptano.

Paraffina- idrocarburi saturi (non aventi doppi legami tra atomi di carbonio) a struttura lineare o ramificata. Suddiviso nei seguenti gruppi principali:

1. Paraffine normali con molecole lineari. Hanno un basso numero di ottano e un alto punto di scorrimento, pertanto molti processi secondari di raffinazione del petrolio prevedono la loro conversione in idrocarburi di altri gruppi.
2. Isoparaffine - con molecole ramificate. Hanno buone caratteristiche antidetonanti e un punto di scorrimento inferiore rispetto alle normali paraffine.
   I nafteni (cicloparaffine) sono composti di idrocarburi saturi di struttura ciclica. La quota di nafteni ha un effetto positivo sulla qualità dei combustibili diesel (insieme alle isoparaffine) e degli oli lubrificanti. L'alto contenuto di nafteni nella frazione della benzina pesante determina l'elevata resa e il numero di ottano del prodotto di reforming.

Idrocarburi aromatici- composti idrocarburici insaturi, le cui molecole comprendono anelli benzenici, costituiti da 6 atomi di carbonio, ciascuno dei quali è legato ad un atomo di idrogeno o ad un radicale idrocarburico. Avere un effetto negativo su proprietà ecologiche i carburanti, invece, hanno un alto numero di ottano.

olefine- idrocarburi di struttura normale, ramificata o ciclica, in cui i legami di atomi di carbonio, le cui molecole contengono doppi legami tra atomi di carbonio. Sono praticamente assenti nelle frazioni ottenute durante la raffinazione primaria del petrolio, sono principalmente contenute nei prodotti del cracking catalitico e del coking. A causa della maggiore attività chimica, hanno un effetto negativo sulla qualità dei carburanti.

1.2 Eterocomposti

Insieme agli idrocarburi, nell'olio sono presenti altre classi di composti chimici. Di solito tutte queste classi sono combinate in un gruppo: eterocomposti. Nel petrolio sono stati trovati anche più di 380 eterocomposti complessi, in cui elementi come zolfo, azoto e ossigeno sono attaccati ai nuclei di idrocarburi. La maggior parte di questi composti appartiene alla classe dei composti solforati: i mercaptani. Questi sono acidi molto deboli con un odore sgradevole. Con i metalli, formano composti simili al sale: i mercaptidi. Negli oli, i mercaptani sono composti in cui il gruppo SH è attaccato ai radicali idrocarburici. I mercaptani corrodono i tubi e altre attrezzature metalliche nelle piattaforme di perforazione. La massa principale dei composti non idrocarburici negli oli è costituita da componenti resinosi-asfalto. Si tratta di sostanze di colore scuro che contengono, oltre a carbonio e idrogeno, ossigeno, azoto e zolfo. Sono rappresentati da resine e asfalteni. Le sostanze resinose contengono circa il 93% dell'ossigeno nell'olio. L'ossigeno nell'olio si trova anche allo stato legato nella composizione degli acidi naftenici (circa 6%), fenoli (non più dell'1%) e acidi grassi e loro derivati. Il contenuto di azoto negli oli non supera l'1%. La sua massa principale è contenuta nelle resine. Il contenuto di resine negli oli può raggiungere il 60% della massa di olio, asfalteni - 16%. Gli asfalteni sono solidi neri. Nella composizione, sono simili alle resine, ma sono caratterizzati da diversi rapporti di elementi. Si distinguono per un alto contenuto di ferro, vanadio, nichel, ecc. Se le resine si dissolvono in idrocarburi liquidi di tutti i gruppi, gli asfalteni sono insolubili negli idrocarburi metanici, parzialmente solubili in quelli naftenici e si dissolvono meglio in quelli aromatici. Nell'olio "bianco" le resine sono contenute in piccole quantità e gli asfalteni sono del tutto assenti.

2. Proprietà fisiche dell'olio

Le proprietà più importanti dell'olio sono densità, contenuto di zolfo, composizione frazionata, viscosità e contenuto di acqua, sali di cloruro e impurità meccaniche.
La densità dell'olio dipende dal contenuto di idrocarburi pesanti come paraffine e resine.

Per densità, si può giudicare approssimativamente la composizione idrocarburica del petrolio e dei prodotti petroliferi, poiché il suo valore per gli idrocarburi di vari gruppi è diverso. Una densità di petrolio greggio più elevata indica un contenuto di aromatici più elevato, mentre una densità inferiore indica un contenuto di idrocarburi paraffinici più elevato. Gli idrocarburi del gruppo naftenico occupano una posizione intermedia. Pertanto, il valore della densità in una certa misura caratterizzerà non solo la composizione chimica e l'origine del prodotto, ma anche la sua qualità. La più alta qualità e il più prezioso sono i greggi leggeri. Minore è la densità del greggio, più facile è il processo di raffinazione del petrolio e maggiore è la qualità dei prodotti petroliferi da esso ottenuti.

In termini di tenore di zolfo, il petrolio greggio in Europa e in Russia è suddiviso in a basso tenore di zolfo (fino allo 0,5%), solforoso (0,51-2%) e ad alto contenuto di zolfo (oltre il 2%).
Il petrolio è una miscela di diverse migliaia di composti chimici, la maggior parte dei quali sono idrocarburi; ognuno di questi composti è caratterizzato da un proprio punto di ebollizione, che è il più importante proprietà fisica petrolio, ampiamente utilizzato nell'industria della raffinazione del petrolio.

La presenza di impurità meccaniche nella composizione dell'olio è spiegata dalle condizioni della sua presenza e dai metodi di produzione. Le impurità meccaniche sono costituite da particelle di sabbia, argilla e altre rocce dure che, depositandosi sulla superficie dell'acqua, contribuiscono alla formazione di un'emulsione oleosa. Nelle vasche di sedimentazione, nei serbatoi e nelle tubazioni, quando l'olio viene riscaldato, una parte delle impurità meccaniche si deposita sul fondo e sulle pareti, formando uno strato di fango e sedimento solido. Allo stesso tempo, la produttività dell'attrezzatura diminuisce e quando il sedimento si deposita sulle pareti dei tubi, la loro conduttività termica diminuisce. La frazione di massa delle impurità meccaniche fino allo 0,005% compreso è stimata come la loro assenza.

La viscosità è determinata dalla struttura degli idrocarburi che compongono l'olio, ad es. la loro natura e rapporto, caratterizza le proprietà di spruzzatura e pompaggio di petrolio e prodotti petroliferi: minore è la viscosità del liquido, più facile è trasportarlo attraverso le condutture, elaborarlo. Questa caratteristica è particolarmente importante per determinare la qualità delle frazioni di olio ottenute dalla raffinazione del petrolio e la qualità degli oli lubrificanti standard. Maggiore è la viscosità delle frazioni di olio, maggiore è il punto di ebollizione.

III. METODI DI RAFFINAZIONE DEL PETROLIO

I processi tecnologici di una raffineria di petrolio sono generalmente classificati in due gruppi: fisici e chimici.
I processi fisici (scambio di massa) realizzano la separazione dell'olio nei suoi componenti costitutivi (combustibile e frazioni di petrolio) senza trasformazioni chimiche e rimozione (estrazione) da frazioni di petrolio, residui di petrolio, frazioni di petrolio, gas condensato e gas di componenti indesiderabili (areni policiclici, asfalteni, paraffine refrattarie), composti non carboidrati.
Nei processi chimici, la lavorazione della materia prima del petrolio viene effettuata mediante trasformazioni chimiche per ottenere nuovi prodotti che non sono contenuti nella materia prima. Processi chimici utilizzati nelle moderne raffinerie di petrolio, secondo il metodo di attivazione, le reazioni chimiche sono divise in termiche e catalitiche.

1. Elaborazione primaria

1.1 Preparazione dell'olio per la lavorazione

L'olio estratto dai pozzi contiene sempre associati gas, impurità meccaniche e acqua di formazione, in cui sono disciolti vari sali. Ovviamente, tale petrolio “sporco” e greggio, che contiene anche componenti di gas organici e inorganici altamente volatili, non può essere trasportato e lavorato nelle raffinerie senza un'attenta preparazione in campo.
L'olio viene preparato per la lavorazione in 2 fasi: nel giacimento e nella raffineria per separare da esso il gas associato, le impurità meccaniche, l'acqua e i sali minerali.

1.2 Informazioni generali sulla distillazione e rettifica dell'olio

Distillazione(frazionamento) è il processo di separazione fisica di petrolio e gas in frazioni (componenti) che differiscono tra loro e dalla miscela iniziale in termini di punti di ebollizione.
La distillazione con rettifica è il processo di trasferimento di massa più comune nella tecnologia chimica e petrolifera e del gas, effettuato in apparecchiature - colonne di rettifica mediante ripetuti contatti in controcorrente di vapori e liquidi. Il contatto di correnti di vapore e liquido può essere effettuato in modo continuo (in colonne impaccate) oa gradini (in colonne di distillazione a disco). Quando i controflussi di vapore e liquido interagiscono ad ogni stadio di contatto (vassoio o letto di imballaggio), si verifica tra di essi un trasferimento di calore e di massa, dovuto alla tendenza del sistema ad uno stato di equilibrio. Come risultato di ogni contatto, i componenti vengono ridistribuiti tra le fasi: il vapore è alquanto arricchito con componenti a basso punto di ebollizione e il liquido - con componenti ad alto punto di ebollizione. Con un contatto sufficientemente lungo e un'elevata efficienza del dispositivo di contatto, il vapore e il liquido che escono dal vassoio o dal letto dell'imballaggio possono raggiungere uno stato di equilibrio, ovvero le temperature dei flussi diventeranno le stesse e le loro composizioni saranno legate dall'equilibrio equazioni. Questo contatto di liquido e vapore, che termina nel raggiungimento dell'equilibrio di fase, è solitamente chiamato stadio di equilibrio o piatto teorico. Scegliendo il numero di fasi di contatto e parametri di processo, è possibile fornire qualsiasi chiarezza richiesta di frazionamento delle miscele di olio. Il luogo in cui vengono introdotte le materie prime distillate riscaldate nella colonna di distillazione è chiamato sezione di alimentazione (zona), dove viene eseguita l'evaporazione flash. La parte della colonna, situata sopra la sezione di alimentazione, serve per la rettifica del flusso di vapore ed è chiamata concentrazione (rafforzamento), e l'altra, la parte inferiore, in cui viene effettuata la rettifica del flusso liquido, è la sezione spogliatura, o esaustiva.

Distinguere tra colonne semplici e complesse.
Le semplici colonne di rettifica forniscono la separazione della miscela iniziale in due prodotti: rettificato (distillato) scaricato dalla parte superiore della colonna allo stato di vapore e il resto - il prodotto liquido inferiore della rettifica.

Colonne di distillazione sofisticate separano la miscela di mangime in più di due prodotti. Distinguere tra colonne complesse con la selezione di ulteriori frazioni direttamente dalla colonna sotto forma di spallacci laterali e colonne, da cui vengono prelevati prodotti aggiuntivi da speciali colonne di stripping, chiamate stripping. Quest'ultimo tipo di colonne è ampiamente utilizzato nelle unità di distillazione dell'olio primario.
La chiarezza della separazione - l'indicatore principale dell'efficienza della colonna di rettifica - caratterizza la loro capacità di separazione. Può essere espresso nel caso di miscele binarie dalla concentrazione del componente target nel prodotto.

Applicato alla rettifica di miscele petrolifere, è solitamente caratterizzato dalla purezza di gruppo delle frazioni selezionate, cioè la frazione di componenti che bolle lungo la curva del vero punto di ebollizione ad un dato limite di temperatura per la separazione della miscela nel frazioni selezionate (distillati o residui), nonché dalla selezione di frazioni dal potenziale. Come indicatore indiretto della chiarezza (purezza) della separazione, in pratica, vengono spesso utilizzate caratteristiche come la sovrapposizione dei punti di ebollizione delle frazioni vicine nel prodotto. Nella pratica industriale, di solito non sono imposti requisiti elevatissimi per quanto riguarda la chiarezza della separazione della sezione trasversale, poiché per ottenere componenti ultrapuri o frazioni ultra-strette, sono richiesti capitali e costi operativi ultra-grandi corrispondenti.

1.3 Frazioni di olio

Frazione gassosa del petrolio (t balla< 40°С, CH 4 - C 4 H 10)

Durante la raffinazione del petrolio si formano gas che sono alcani non ramificati: butano, propano, etano. Il nome industriale di questa frazione è gas di petrolio. La frazione gassosa dell'olio viene rimossa anche prima della distillazione primaria dell'olio oppure viene isolata dalla frazione benzina dopo la distillazione. Il gas di petrolio viene utilizzato come combustibile o viene liquefatto per produrre gas liquefatto, che viene quindi utilizzato come materia prima per la produzione di etilene.

Frazione benzina dell'olio (t balla = 40-200 ° C, C 5 H 12 - C 11 H 24)

È una miscela di idrocarburi e viene utilizzata per produrre vari tipi di carburanti. Con una separazione più fine di questa frazione si ottengono etere di petrolio e benzina. La qualità della benzina è determinata dal numero di ottano.

Frazione nafta di olio (t balla = 150-250 ° C, C 5 H 18 - C 14 H 30)

Risulta tra le frazioni di benzina e cherosene. È costituito quasi interamente da alcani. La maggior parte della nafta viene riformata, convertendola così in benzina. La nafta è anche usata come materia prima per altri prodotti chimici.

Frazione cherosene dell'olio (t balla = 180-300 ° C, C 12 H 26 - C 18 H 38)

La frazione è costituita da alcani alifatici, idrocarburi aromatici e naftaleni. Dopo la purificazione, una parte della frazione cherosene viene utilizzata per ottenere idrocarburi-paraffine e l'altra parte viene convertita in benzina. Tuttavia, la maggior parte del cherosene viene utilizzata come carburante per gli aerei a reazione.

Frazione gasolio dell'olio (balla = 200-360 ° C, C 13 H 28 - C 19 H 36)

Questa frazione di petrolio ha un nome diverso e più comune: gasolio. Da una parte si ricavano gas di raffineria e benzina, ma in generale viene utilizzato come combustibile per motori diesel e forni industriali.

Olio combustibile (C 15 H 32 - C 50 H 102)

L'olio combustibile si ottiene dopo che tutte le altre frazioni dell'olio sono state rimosse. In genere, l'olio combustibile e ciò che è prodotto dal petrolio vengono utilizzati come combustibili liquidi per generare vapore e caldaie di calore in centrali elettriche, impianti industriali e navi. Tuttavia, una certa parte dell'olio combustibile viene distillata per ottenere cera di paraffina e oli lubrificanti. Dopo la distillazione sotto vuoto dell'olio combustibile, si forma una sostanza di colore scuro, chiamata "asfalto" o "bitume". Il bitume è utilizzato nella costruzione di strade.

2. Riciclaggio

I prodotti petroliferi primari raffinati, di regola, non sono prodotti petroliferi commerciabili. Ad esempio, il numero di ottano della frazione benzina è di circa 65 punti, il contenuto di zolfo nella frazione diesel può raggiungere l'1% o più, mentre lo standard è, a seconda della marca, dallo 0,005% allo 0,2%. Inoltre, le frazioni di petrolio scure possono essere sottoposte a ulteriori lavorazioni qualificate.
A questo proposito, le frazioni petrolifere vengono alimentate a unità di processo secondario progettate per migliorare la qualità dei prodotti petroliferi e approfondire la raffinazione del petrolio.

2.1 Tipi e finalità dei processi termolitici

Per processi termolitici si intendono i processi di trasformazione chimica delle materie prime petrolifere.

cucinare- un lungo processo di termolisi di residui pesanti o distillati altobollenti aromatizzati a bassa pressione e temperatura di 470-540 °C. Lo scopo principale del coke è la produzione di coke di petrolio di vari gradi, a seconda della qualità delle materie prime lavorate. I sottoprodotti della cokeria sono gas di basso valore, benzine di bassa qualità e gasoli.

Pirolisi- termolisi ad alta temperatura (750-800°C) di materie prime carboidratiche gassose, a leggera o media distillazione, effettuata a bassa pressione e di brevissima durata. Il principale scopo previsto la pirolisi è la produzione di gas contenenti alcheni. Come sottoprodotto della pirolisi si ottiene un liquido altamente aromatizzato di ampia composizione frazionata con un alto contenuto di alcheni.

Il processo di ottenimento di pece di petrolio (cottura)- un nuovo processo di termolisi (carbonizzazione) di distillazione pesante o materia prima residua, che viene introdotta nella raffinazione domestica del petrolio, condotta a pressione ridotta, temperatura moderata (360-420 ° C) e lunga durata. Oltre al prodotto di destinazione - pece, il processo produce gas e frazioni di cherosene-gasolio.

Catalisi- un processo fisico-chimico multistadio di modifica selettiva del meccanismo e della velocità del possibile reazioni chimiche sostanza - un catalizzatore che forma composti chimici intermedi con i partecipanti alle reazioni.

2.2 Il processo per ottenere benzina dal cherosene

Ottenere benzina dal cherosene viene effettuato rompendolo. Il cracking è stato inventato dall'ingegnere russo V.G. Shukhov nel 1891
Il processo di cracking avviene con la rottura delle catene idrocarburiche e la formazione di idrocarburi saturi e insaturi più semplici:

La scissione delle molecole di idrocarburi avviene per meccanismo radicalico.

2.3 Il processo di ottenimento del bitume

Il processo di ottenimento del bitume è un processo a media temperatura ea lungo termine di deidrocondensazione ossidativa (carbonizzazione) di residui di olio pesante (catrame, asfaltiti diasfaltanti), effettuato a pressione atmosferica e una temperatura di 250-300 ° C.

2.4 Processo di produzione del nerofumo

Il processo di ottenimento del carbonio tecnico (fuliggine) è una termolisi ad altissima temperatura (oltre 1200°C) di materie prime di distillazione pesante altamente aromatizzate, effettuata a bassa pressione e di breve durata. Questo processo può essere considerato come una pirolisi dura, finalizzata non all'ottenimento di gas contenenti alcheni, ma alla produzione di carbonio solido altamente disperso - un prodotto della decomposizione termica profonda delle materie prime carboidratiche, essenzialmente in elementi costitutivi.

2.5 Aumento del numero di ottano

numero di ottano- un indicatore che caratterizza la resistenza alla detonazione dei combustibili per motori a combustione interna a carburatore. Numericamente uguale al contenuto (in% in volume) di isoottano nella sua miscela con n-eptano, a cui questa miscela è equivalente in termini di resistenza alla detonazione del carburante in esame in condizioni di prova standard. L'isoottano è difficile da ossidare anche ad alti rapporti di compressione e la sua resistenza alla detonazione è convenzionalmente presa come 100 unità. La combustione in un motore di n-eptano, anche a bassi rapporti di compressione, è accompagnata da detonazione, pertanto la sua resistenza alla detonazione è assunta pari a 0. Per valutare il numero di ottano superiore a 100 è stata creata una scala convenzionale in cui si utilizza l'isoottano con il aggiunta di quantità diverse piombo tetraetile.

I test di detonazione vengono eseguiti su un motore automobilistico a grandezza naturale o su installazioni speciali con motori monocilindrici. Sui motori a grandezza naturale in condizioni di banco, il numero di ottano effettivo (FOC) è determinato, in condizioni stradali - il numero di ottano su strada (RON). Su installazioni speciali con un motore monocilindrico, è consuetudine determinare il numero di ottano in due modalità: più rigido (metodo motore) e meno rigido (metodo di ricerca). Il numero di ottani di ricerca di un carburante è generalmente leggermente superiore al numero di ottani del motore. La differenza tra questi numeri di ottano caratterizza la sensibilità del carburante alla modalità di funzionamento del motore.

Per aumentare il numero di ottano della benzina, utilizzare riformazione catalitica - trasformazione chimica degli idrocarburi compresi nella loro composizione, fino a 92-100 punti. Il processo viene condotto in presenza di un catalizzatore alluminio-platino-renio. Un aumento del numero di ottano si verifica a causa di un aumento della proporzione di idrocarburi aromatici. Le basi scientifiche del processo sono state sviluppate dal nostro connazionale - l'eccezionale chimico russo N.D. Zelinsky all'inizio del ventesimo secolo.

L'uscita del componente ad alto numero di ottano è dell'85-90% per la materia prima. L'idrogeno viene generato come sottoprodotto e viene utilizzato in altre unità della raffineria. La capacità delle unità di reforming va da 300 a 1000 mila tonnellate e oltre all'anno per le materie prime.

La materia prima ottimale è la frazione di benzina pesante con intervalli di ebollizione di 85-180 ° C. La carica subisce un idrotrattamento preliminare - rimozione di composti solforati e azotati, anche in piccole quantità, avvelenando irreversibilmente il catalizzatore di reforming.

Il reforming catalitico è utilizzato anche in alcune raffinerie per la produzione di idrocarburi aromatici, materia prima per l'industria petrolchimica. I prodotti ottenuti a seguito del reforming di frazioni ristrette di benzina vengono sottoposti a distillazione per ottenere benzene, toluene e una miscela di xileni.

Nel processo di reforming, si verifica l'isomerizzazione degli idrocarburi lineari:

Formazione di benzine di grado superiore per riunificazione di alcani e alcheni:

Oltre alla loro trasformazione in idrocarburi ciclici e aromatici, che porta ad un aumento del numero di ottano:

Anche la benzina ad alto numero di ottani viene prodotta dal cracking catalitico. Le ricerche di E. Goodry sulle argille refrattarie come catalizzatori portarono alla creazione nel 1936 di un catalizzatore efficace a base di alluminosilicati per il processo di cracking. In questo processo, i distillati di olio di media ebollizione venivano riscaldati e trasferiti allo stato di vapore; aumentare la velocità delle reazioni di scissione, ad es. processo di cracking e cambiamenti nella natura delle reazioni, questi vapori sono stati fatti passare attraverso il letto di catalizzatore. Le reazioni sono avvenute a temperature moderate di 430-480°C e pressione atmosferica, contrariamente ai processi di cracking termico, dove vengono utilizzate alte pressioni. Il processo Goodry è stato il primo processo di cracking catalitico ad essere implementato con successo su scala industriale.

IV. PROBLEMI ECOLOGICI

I problemi ambientali associati al petrolio sono significativi e vari. La perdita anche di piccole quantità di olio provoca spesso danni irreparabili. ambiente così come l'economia. Lo sviluppo di metodi sicuri per trovare giacimenti di petrolio, la sua produzione e lavorazione è uno dei compiti più prioritari del mondo. Non solo lo stato di natura oggi dipende da questo, ma anche il suo stato futuro.
Le conseguenze ambientali delle fuoriuscite di petrolio sono devastanti, poiché l'inquinamento da petrolio interrompe molti processi e relazioni naturali, modifica in modo significativo le condizioni di vita di tutti i tipi di organismi viventi e si accumula nella biomassa.

L'olio è un prodotto di decomposizione a lungo termine e copre molto rapidamente la superficie dell'acqua con uno strato denso di film d'olio, che impedisce l'accesso all'aria e alla luce.
10 minuti dopo che una tonnellata di olio è stata nell'acqua, si forma una chiazza d'olio, il cui spessore è di 10 mm. Nel tempo, lo spessore del film diminuisce a meno di 1 millimetro, mentre la macchia si espande. Una tonnellata di petrolio può coprire un'area fino a 12 chilometri quadrati. Ulteriori cambiamenti si verificano sotto l'influenza del vento, delle onde e del tempo. Di solito la slick va alla deriva per volere del vento, disintegrandosi gradualmente in slick più piccoli, che sono in grado di allontanarsi a distanze considerevoli dal luogo dello sversamento. Forti venti e temporali accelerano la dispersione del film. Durante i disastri, non c'è morte di massa in uno stadio di pesci, rettili, animali e piante. Tuttavia, a medio e lungo termine, l'impatto delle fuoriuscite di petrolio è estremamente negativo. La fuoriuscita colpisce maggiormente gli organismi che vivono nella zona costiera, in particolare quelli che vivono sul fondo o in superficie.

Gli uccelli, che trascorrono la maggior parte della loro vita sull'acqua, sono più vulnerabili alle fuoriuscite di petrolio sulla superficie dei corpi idrici. L'inquinamento da petrolio esterno distrugge il piumaggio, impiglia le piume e irrita gli occhi. La morte è il risultato dell'esposizione all'acqua fredda. Le fuoriuscite di petrolio da medie a grandi di solito uccidono 5.000 uccelli. Le uova di uccello sono molto sensibili agli effetti dell'olio. Una piccola quantità di alcuni tipi di olio può essere sufficiente per uccidere durante il periodo di incubazione.

Se l'incidente è avvenuto vicino a una città o altro insediamento, quindi l'effetto tossico è potenziato, perché l'olio forma pericolosi “cocktail” con altri inquinanti di origine umana.
Le fuoriuscite di petrolio uccidono i mammiferi marini. Le lontre marine, gli orsi polari, le foche e le foche appena nate sono le vittime più frequenti. La pelliccia contaminata dall'olio inizia ad aggrovigliarsi e perde la sua capacità di trattenere calore e acqua. L'olio, intaccando lo strato grasso di foche e cetacei, aumenta il consumo di calore. Inoltre, l'olio può irritare la pelle, gli occhi e interferire con la normale capacità di nuotare.
L'olio ingerito può causare sanguinamento gastrointestinale, insufficienza renale, intossicazione epatica e disturbi della pressione sanguigna. I vapori dei vapori d'olio portano a problemi respiratori nei mammiferi che si trovano vicino o in prossimità di grandi fuoriuscite di petrolio.

I pesci sono esposti a fuoriuscite di petrolio nell'acqua attraverso il consumo di cibo e acqua contaminati e dal contatto con l'olio durante il movimento delle uova. Le morti di pesci, esclusi i giovani, di solito si verificano con gravi fuoriuscite di petrolio. Tuttavia, il petrolio greggio e i prodotti petroliferi sono caratterizzati da una varietà di effetti tossici su tipi diversi pesce. Una concentrazione di 0,5 ppm o meno di olio nell'acqua può uccidere le trote. L'olio ha un effetto quasi letale sul cuore, cambia la respirazione, ingrandisce il fegato, rallenta la crescita, distrugge le pinne, porta a vari cambiamenti biologici e cellulari e influenza il comportamento.
Le larve e i giovani di pesce sono i più sensibili agli effetti del petrolio, le cui fuoriuscite possono uccidere uova e larve di pesce sulla superficie dell'acqua e giovani - in acque poco profonde.

L'impatto delle fuoriuscite di petrolio sugli invertebrati può durare da una settimana a 10 anni. Dipende dal tipo di olio; le circostanze della fuoriuscita e i suoi effetti sugli organismi. Gli invertebrati muoiono più spesso nella zona costiera, nei sedimenti o nella colonna d'acqua. Le colonie di invertebrati (zooplancton) in grandi volumi d'acqua tornano allo stato precedente (prima della fuoriuscita) più velocemente di quelle che si trovano in piccoli volumi d'acqua.
Va notato che i derivati ​​dei prodotti petroliferi tendono ad accumularsi nel corpo e causare mutazioni. Le mutazioni genetiche nei microrganismi possono essere trasmesse lungo la catena alimentare ai pesci e ad altra fauna marina.

Le piante dei giacimenti muoiono completamente se la concentrazione di idrocarburi poliaromatici (formati durante la combustione dei prodotti petroliferi) raggiunge l'1%.
Petrolio e prodotti petroliferi violano lo stato ecologico della copertura del suolo e, in generale, deformano la struttura delle biocenosi. I batteri del suolo, così come i microrganismi del suolo invertebrati e gli animali non sono in grado di svolgere qualitativamente le loro funzioni più importanti a causa dell'intossicazione con frazioni leggere di olio.

Da tali incidenti, non solo l'animale e mondo vegetale... I pescatori, gli hotel e i ristoranti locali subiscono gravi perdite. Inoltre, altri settori dell'economia devono affrontare problemi, in particolare quelle imprese le cui attività richiedono una grande quantità di acqua. Nel caso in cui si verifichi una fuoriuscita di petrolio in un corpo idrico dolce, anche la popolazione locale subisce conseguenze negative (ad esempio è molto più difficile per le utility depurare l'acqua che entra reti di approvvigionamento idrico) e agricoltura.

L'effetto a lungo termine di tali incidenti non è esattamente noto: un gruppo di scienziati è dell'opinione che le fuoriuscite di petrolio abbiano un impatto negativo per molti anni e persino decenni, l'altro - che le conseguenze a breve termine siano estremamente gravi, ma in in un tempo abbastanza breve, gli ecosistemi colpiti vengono ripristinati.
Il danno da fuoriuscite di petrolio su larga scala è difficile da calcolare. Dipende da molti fattori, come il tipo di petrolio sversato, le condizioni dell'ecosistema interessato, le condizioni meteorologiche, le correnti oceaniche e marine, il periodo dell'anno, lo stato della pesca e del turismo locali, ecc.

Marea nera nel Golfo del Messico

Il 20 aprile 2010 si è verificata un'esplosione sulla piattaforma petrolifera Deepwater Horizon a 80 chilometri al largo della costa della Louisiana, che ha ucciso 11 persone. Il 22 aprile la piattaforma è affondata. A seguito dell'incidente, un pozzo è stato danneggiato in tre punti, da cui ha iniziato a scorrere il petrolio. BP è stata in grado di fermare la perdita solo dopo tre mesi. All'inizio di settembre 2010 la società ha presentato una relazione sui risultati dell'indagine sulle cause dell'incidente. Secondo questo documento, sia il fattore umano che i difetti di progettazione della piattaforma petrolifera hanno portato all'esplosione. Successivamente, la commissione, creata su iniziativa di Barack Obama, ha preparato un rapporto, secondo il quale la causa dell'incidente è stata una riduzione dei costi di sicurezza per BP e i suoi partner.

V. DEPOSITI DI PETROLIO NELLA FEDERAZIONE RUSSA

Prirazlomnoye

Il giacimento petrolifero di Prirazlomnoye si trova sulla piattaforma del Mare di Barents.

Progetti di scaffale Sakhalin

I progetti dello scaffale di Sakhalin sono il nome generico di un intero gruppo di progetti per lo sviluppo di giacimenti di idrocarburi sulla piattaforma continentale del Mare di Okhotsk e del Mare del Giappone e dello stretto tataro adiacente all'isola di Sakhalin.

Arlanskoe

Il giacimento di Arlanskoye è unico in termini di riserve petrolifere, situato nel nord-ovest della Bashkiria all'interno della provincia petrolifera e del gas del Volga-Ural. Situato sul territorio delle regioni Krasnokamsky e Dyurtyulinsky della repubblica e in parte sul territorio dell'Udmurtia. Scoperta nel 1955, messa a punto nel 1958. La lunghezza supera i 100 km, con una larghezza fino a 25 km.

Bovanenkovskoe

Il giacimento a condensazione di petrolio e gas di Bovanenkovskoye è il più grande giacimento della penisola di Yamal. Bovanenkovo ​​​​si trova sulla penisola di Yamal, a 40 chilometri dalla costa del Mare di Kara, il corso inferiore dei fiumi Syo-Yakha, Morda-Yakha e Naduy-Yakha. Il numero di giacimenti di gas presso l'impianto è tre. Il numero totale di pozzi è 743.

Vankor

Il giacimento di Vankor è un promettente giacimento di petrolio e gas nel Territorio di Krasnoyarsk in Russia; insieme ai giacimenti di Lodochny, Tagulskoye e Suzunskoye, fa parte del blocco di Vankor. Situato nel nord della regione, comprende Vankor (regione di Turukhansk Territorio di Krasnojarsk) e Severo-Vankor (situato nel territorio delle aree autonome di Taimyr (Dolgan-Nenets)). Un campo di turno Vankor è stato creato per lo sviluppo del campo.

Verkhnechonskoe

Il giacimento petrolifero di Verkhnechonskoye è un grande giacimento petrolifero nella regione di Irkutsk in Russia.

Lyantorskoe

Lyantorskoye è un gigantesco giacimento di condensati di petrolio e gas in Russia. Situato nel distretto autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Khanty-Mansiysk. Aperto nel 1965. Le riserve petrolifere totali sono 2 miliardi di tonnellate e le riserve petrolifere residue sono 380 milioni di tonnellate.

Mamontovskoe

Mamontovskoye è un grande giacimento petrolifero in Russia. Situato nel distretto autonomo di Khanty-Mansi. Aperto nel 1965. Lo sviluppo è iniziato nel 1970. Riserve di petrolio di 1,4 miliardi di tonnellate. Depositi a una profondità di 1,9-2,5 km.

Nizhnechutinskoe

Il giacimento petrolifero di Nizhnechutinskoye è un grande giacimento petrolifero nella provincia petrolifera e del gas di Timan-Pechora, situato nel territorio della Repubblica di Komi, vicino alla città di Ukhta.

Pravdinskoe

Pravdinskoye è un grande giacimento petrolifero in Russia. Situato nel distretto autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Khanty-Mansiysk. Aperto nel 1966. Lo sviluppo è iniziato nel 1968.

Priobskoe

Priobskoye è un gigantesco giacimento petrolifero in Russia. Situato nel distretto autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Khanty-Mansiysk. Diviso dal fiume Ob in due parti: riva sinistra e destra. Lo sviluppo della riva sinistra è iniziato nel 1988, la riva destra nel 1999.

Romashkinskoe

Il giacimento petrolifero di Romashkinskoye è il più grande giacimento della provincia del Volga-Ural, nel sud del Tatarstan. Aperto nel 1948.

samotlor

Il giacimento petrolifero Samotlor (Samotlor) è il più grande della Russia e uno dei più grandi giacimenti petroliferi del mondo. Situato nell'Okrug autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Nizhnevartovsk, nell'area del lago Samotlor. Tradotto da Khanty, Samotlor significa "lago morto", "acqua sottile".

Fedorovskoe

Fedorovskoye è un grande giacimento petrolifero in Russia. Situato nel distretto autonomo di Khanty-Mansi, vicino a Surgut. Aperto nel 1971. Riserve di petrolio di 2,0 miliardi di tonnellate. Depositi a una profondità di 1,8-2,3 km.

Kharasoveyskoe

Il giacimento di petrolio e gas condensato di Kharasoveyskoye è un giacimento nella penisola di Yamal. Situato sulla costa occidentale della penisola di Yamal, 1/3 della superficie totale è sommerso sulla piattaforma costiera.

Yuzhno-Russkoe

Il giacimento di petrolio e gas di Yuzhno-Russkoye si trova nel distretto di Krasnoselkupsky dell'Okrug autonomo di Yamalo-Nenets, uno dei più grandi della Russia.

Vi. PREZZI DEL PETROLIO

Il petrolio viene utilizzato per produrre beni e servizi. Ciò significa che il suo prezzo, in primo luogo, influisce sul costo di beni e servizi e, in secondo luogo, crea un profitto, che viene ridistribuito nell'economia. Inoltre, il che è del tutto naturale, l'intera somma di denaro, che aumenta il costo di produzione a causa dell'aumento del prezzo del petrolio, ritorna all'economia, sia attraverso la spesa pubblica (quello che assume sotto forma di tasse e accise) , o come società profit che producono questo olio.

Una parte significativa delle industrie che servono la produzione di petrolio e gas è stata rimossa dal paese. E poiché il costo dei loro servizi cresce anche con l'aumento del prezzo del petrolio, e talvolta più velocemente del petrolio stesso, è possibile che la maggior parte dell'aumento del costo del petrolio vada fuori dalla Russia. E se teniamo conto anche del fatto che il livello di degrado dell'economia russa crescerà, la probabilità di una tale ridistribuzione diventa ancora più alta.

C'è un altro fattore: l'aumento dei prezzi del petrolio provoca l'inflazione dei costi nella produzione di quasi tutti i prodotti. Tenendo conto del fatto che una parte significativa dei beni di consumo in Russia è ottenuta dalle importazioni, una parte significativa delle entrate petrolifere aggiuntive che vengono ridistribuite nell'economia del nostro paese andrà anche all'estero. Per non parlare del fatto che le nostre aziende mantengono una parte significativa dei loro soldi all'estero - che ha anche il suo effetto, non la redistribuzione del reddito non a nostro favore.

Nelle attuali difficili condizioni economiche, i rischi di investire nei mercati emergenti, in particolare in Russia, sono troppo grandi. Dipendenza mercato russo dalle materie prime e le caratteristiche di governo societario esistono. Il calo dei prezzi delle materie prime sta avendo il massimo effetto negativo sul mercato russo, data l'elevata quota di questi settori. La quota del settore petrolifero e del gas nell'indice RTS è del 60%, la quota delle società di materie prime è del 15%. Pertanto, tre quarti del mercato russo dipendono dai prezzi mondiali del petrolio e dai prezzi delle materie prime.

Il basso livello dei prezzi delle materie prime è problema globale... I prezzi del petrolio potrebbero raggiungere un nuovo livello più alto dopo la ripresa economia globale e una ripresa della domanda di petrolio. Allo stesso tempo, le azioni petrolifere russe in vigore alto livello la tassazione del settore potrebbe non essere la più attraente rispetto alle controparti estere che operano sia nei paesi sviluppati che in quelli in via di sviluppo. Un'ampia quota di società di materie prime nell'indice RTS può essere ridotta attraverso offerte pubbliche di nuove società.

L'elevata dipendenza dai prezzi del petrolio e il loro significativo calo porta a una brusca revisione delle previsioni sul tasso di crescita del PIL russo. In termini di portata delle revisioni, la Russia è il leader tra gli altri paesi in via di sviluppo: se nell'autunno del 2008. La crescita del PIL era ancora prevista nel 2009. al livello del 6%, ma ora la previsione ufficiale è di meno 2,4%, alcune società di investimento prevedono una riduzione ancora più forte - a meno 3,5%. Storicamente, l'inversione dei mercati azionari coincide con la stabilizzazione del calo del PIL su base annua.

Quindi, la Russia è completamente dipendente dal petrolio: la sua produzione, i prezzi, essendo uno dei principali esportatori di questo minerale. Vendendo petrolio greggio all'estero e acquistando materie prime lavorate già pronte, il nostro stato fa dipendere l'economia, la politica e l'intera infrastruttura dalle minime fluttuazioni dei prezzi del petrolio.

A prima vista, una soluzione ovvia a questo problema è rivedere il lavoro del complesso del carburante e dell'energia: l'introduzione di nuovi progetti, piani, concetti di sviluppo, avviare la lavorazione del petrolio greggio, utilizzare metodi di estrazione meno costosi, nonché il razionale uso di giacimenti petroliferi, ecc.

Ma tutto questo non può essere fatto senza sviluppi e progetti scientifici e tecnici, scienziati e altri specialisti, la cui mancanza in Russia è significativa.
Di conseguenza, per liberarsi dalla dipendenza dalle materie prime, è necessario un vasto complesso di misure piuttosto impopolari in politica, economia, scienza, istruzione, ecc., e solo dopo un lavoro sistematico coordinato di tutte le industrie ed economie sarà possibile "Togliti l'ago dell'olio".

Vii. OLIO E VITA

L'olio dona calore e luce -
Non c'è semplicemente alcun sostituto per esso.
Fanno molto olio:
E strade asfaltate
E abiti e camicie
Coppe fantastiche!
Ricorda come una locomotiva diesel
Una volta sei stato portato al mare...
L'olio bruciava nelle sue fornaci,
E senza petrolio, qual è il problema?
E non per niente nella nostra terra,
Ogni petroliere lo sa,
La stanno aspettando
Lo chiamano oro nero.

L'importanza del petrolio nella nostra vita non può essere sopravvalutata.
Gas, benzina, cherosene, olio combustibile e altri tipi di carburante che si ottengono dal petrolio e senza i quali non ci sarebbero automobili, aerei, locomotive a vapore, navi, centrali termiche, idroelettriche, sottomarini, fabbriche, impianti e tutto il resto Infrastrutture in genere, non costituiscono nemmeno un centesimo di quello che è fatto dal petrolio.

Dal petrolio si ottengono molte sostanze diverse: dagli idrocarburi agli alcoli e agli acidi, da cui vengono successivamente medicinali, cosmetici, prodotti chimici per la casa, imballaggi in cellophan, plastica (dalle penne a sfera a parti di navi pilotate), componenti radio e apparecchiature radio, abbigliamento e tessuti. fatto. Questo elenco di cose, senza le quali oggi non possiamo immaginare la nostra vita, è lungi dall'essere completo.

Qualsiasi professione, medico o insegnante, economista o avvocato, scienziato o sviluppatore, è associata all'estrazione e alla raffinazione del petrolio, poiché il petrolio, soprattutto in Russia, unisce tutte le sfere della vita, per non parlare di quelle persone che lavorano direttamente in questo campo.

Ho intenzione di collegare la mia vita con la chimica, vale a dire di dedicare parte della mia carriera allo sviluppo high-tech.

Il processo di raffinazione del petrolio può essere suddiviso in 3 principali processi tecnologici:

1. Lavorazione primaria - Separazione del petrolio greggio in frazioni di diversi intervalli di ebollizione;

2. Lavorazione secondaria - Lavorazione di frazioni di lavorazione primaria mediante trasformazione chimica degli idrocarburi in esse contenuti e produzione di componenti di prodotti petroliferi commerciali;

3. Produzione commerciale - Miscelazione di componenti con l'uso di vari additivi, con la ricezione di non prodotti commerciali con indicatori di qualità specificati.

La gamma di prodotti di una raffineria di petrolio (raffineria) può comprendere fino a 40 articoli, tra cui:

carburante per motori,

Materie prime per la produzione petrolchimica,

Lubrificanti, idraulici e altri oli,

Altri n/prodotti.

La nomenclatura di n/prodotti ottenuti presso specifiche raffinerie dipende dalla composizione e dalle proprietà del greggio fornito e dai requisiti per n/prodotti.

Caratteristiche della fazione:

I gas disciolti nell'olio nella misura dell'1,9% della massa dell'olio, e ottenuti dalla distillazione primaria dell'olio, sono costituiti principalmente da propano e butano. Sono le materie prime degli impianti di frazionamento del gas e del combustibile (gas liquefatto domestico).

Le frazioni nk -62 e 62-85 o C hanno un numero di ottano basso, quindi vengono inviate all'unità di isomerizzazione per aumentare il numero di ottano.

La frazione 85-120 о è una materia prima di reforming catalitico per la produzione di benzene e toluene, componenti della benzina ad alto numero di ottani.

Le frazioni 85-120 e 120-180 o C sono la materia prima del reforming catalitico per la produzione di componenti di benzina ad alto numero di ottano e un componente del carburante per aerei.

Frazione 180-230 о С - un componente del carburante per jet e diesel.

Le frazioni 230-280 о С e 280-350 о sono frazioni di gasolio estivo e invernale. Il numero di cetano della frazione combinata è 240 - 350 о С = 55. Il punto di scorrimento è -12 о La deparaffinazione della frazione 230 - 350 о permette di ottenere gasolio invernale.

Frazione 350-500 о С - gasolio sotto vuoto - materia prima per processi di cracking catalitico e hydrocracking per l'ottenimento di benzina ad alto numero di ottani.

La frazione che evapora a temperature superiori a 500°C - catrame - viene utilizzata come materia prima per le unità di cracking termico, visbreaking, coking e produzione di bitume.

La raffinazione del petrolio è un processo tecnologico continuo, il cui arresto è previsto solo per la manutenzione preventiva programmata (PPM), circa ogni 3 anni.

Uno dei compiti principali dell'ammodernamento della raffineria svolto dalle società è aumentare i tempi di consegna, che, ad esempio, per la raffineria di Mosca è di circa 4,5 anni.

L'unità tecnica principale della raffineria è un'unità tecnologica, il cui complesso di attrezzature consente di eseguire tutte le operazioni dei principali processi tecnologici in lavorazione.

Operazioni di base

1. Consegna e ricezione dell'olio.

Le principali vie di consegna delle materie prime alla raffineria:

Gli oleodotti Trunk (MNP) sono l'opzione principale per la Federazione Russa per la consegna di petrolio greggio,

Di Ferrovia utilizzando autocisterne,

Petroliere per raffinerie costiere

Il petrolio entra nel terminale petrolifero dell'impianto (Fig. 1) in (di solito, del tipo Shukhov), che è collegato da oleodotti con tutte le unità tecnologiche dell'impianto.

La contabilizzazione del petrolio ricevuto al terminal petrolifero viene effettuata mediante strumenti o misurazioni in serbatoi di petrolio.

2. Elaborazione primaria

2.1. Preparazione dell'olio per la raffinazione (desalinizzazione elettrica).

La desalinizzazione serve a ridurre la corrosione delle apparecchiature di processo dal petrolio greggio.

Il petrolio greggio proveniente dai serbatoi di petrolio viene miscelato con acqua per sciogliere i sali e inviato a ELOU - un impianto di desalinizzazione elettrico.

2.2.3. Stabilizzazione e distillazione secondaria della benzina

La frazione di benzina ottenuta presso l'unità AVT non può essere utilizzata per i seguenti motivi:

Contiene gas, principalmente propano e butano, in eccesso rispetto ai requisiti di qualità, che non ne consentono l'uso come componenti di benzina per motori o benzina commerciale di prima distillazione,

I processi di raffinazione volti ad aumentare il numero di ottano della benzina e la produzione di idrocarburi aromatici utilizzano come materie prime frazioni ristrette di benzina.

Pertanto, viene utilizzato un processo tecnico, a seguito del quale i gas liquefatti vengono distillati dalla frazione benzina e viene distillata in 2-5 frazioni strette su un numero appropriato di colonne.

I prodotti della raffinazione primaria del petrolio, infatti, come prodotti in altri processi tecnologici di raffinazione, vengono raffreddati:

Negli scambiatori di calore, che consente di risparmiare combustibile di processo,

Nei frigoriferi ad acqua e ad aria.

Unità di lavorazione primaria - solitamente combinata ELOU-AVT-6 con una capacità di lavorazione fino a 6 milioni di tonnellate/anno di petrolio, composta da:

Blocco ELOU, progettato per preparare l'olio alla lavorazione rimuovendo da esso acqua e sali,

Blocco AT, progettato per la distillazione di prodotti petroliferi leggeri in frazioni strette,

Blocco VT, progettato per la distillazione di olio combustibile (> 350 о С) in frazioni,

Un'unità di stabilizzazione progettata per rimuovere i componenti gassosi dalla benzina, inclusi idrogeno solforato corrosivo e gas di idrocarburi,

Un blocco per la distillazione secondaria delle frazioni di benzina, progettato per separare la benzina in frazioni.

Nella configurazione standard dell'unità, il petrolio greggio viene miscelato con un demulsionatore, riscaldato in scambiatori di calore, dissalato in 4 flussi paralleli in 2 stadi di disidratatori elettrici orizzontali, ulteriormente riscaldato in scambiatori di calore e inviato a una colonna di rabbocco.

Il calore è fornito al fondo di questa colonna da un getto caldo che circola attraverso il forno.

Inoltre, l'olio parzialmente strippato dalla colonna, dopo il riscaldamento nel forno, viene inviato alla colonna principale, dove viene eseguita la rettifica per ottenere vapori di benzina nella parte superiore della colonna, 3 distillati laterali dalle colonne di strippaggio e olio combustibile nella parte inferiore della colonna.

La rimozione del calore nella colonna viene effettuata dal riflusso evaporativo superiore e da 2 riflussi circolanti intermedi.

La miscela di frazioni di benzina dalle colonne viene inviata alla colonna per la stabilizzazione, dove le frazioni di testa leggera (testa liquida) vengono prelevate dall'alto e la benzina stabile viene prelevata dal basso.

La benzina stabile nelle colonne subisce una distillazione secondaria per ottenere tagli stretti utilizzati come materia prima per il reforming catalitico.

Il calore viene fornito al fondo dello stabilizzatore e delle colonne di distillazione secondaria facendo circolare i riflussi riscaldati in un forno.

Foto di impianti di prima lavorazione di varie configurazioni

3. Raffinazione secondaria del petrolio

I prodotti primari della raffinazione del petrolio, di regola, non sono commerciabili n / prodotti.

Ad esempio, il numero di ottano della frazione benzina è di circa 65 punti, il contenuto di zolfo nella frazione diesel può raggiungere l'1,0% o più, mentre lo standard è, a seconda della marca, 0,005% - 0,2%.

Inoltre, le frazioni di petrolio scure possono essere sottoposte a ulteriori lavorazioni qualificate.

Pertanto, le frazioni petrolifere vengono inviate alle unità di processo secondario, che forniscono un miglioramento della qualità dei prodotti petroliferi e un approfondimento della raffinazione del petrolio.

Il cracking catalitico () è il processo di raffinazione più importante che influisce in modo significativo sull'efficienza dell'intera raffineria.

L'essenza del processo è la decomposizione degli idrocarburi che costituiscono la materia prima (gasolio sotto vuoto) sotto l'influenza della temperatura in presenza di un catalizzatore di alluminosilicato contenente zeolite.

Il prodotto di destinazione dell'unità KK è un componente ad alto numero di ottano della benzina con un numero di ottano di 90 p e oltre, la sua resa è del 50 - 65%, a seconda della materia prima utilizzata, della tecnologia applicata e della modalità.

L'alto numero di ottano è dovuto al fatto che l'isomerizzazione si verifica anche durante il cracking del gatto.

Durante il processo si formano gas contenenti propilene e butileni, che vengono utilizzati come materia prima per prodotti petrolchimici e per la produzione di componenti di benzina ad alto numero di ottano, gasolio leggero - un componente di combustibili diesel e da forno, e gasolio pesante - una materia prima per la produzione di fuliggine, o un componente di oli combustibili.

La capacità degli impianti moderni è in media di 1,5-2,5 milioni di tonnellate/anno, ma sono presenti anche 4,0 milioni di tonnellate/anno.

La sezione chiave dell'impianto è l'unità di rigenerazione del reattore.

Il blocco comprende un forno di riscaldamento dell'alimentazione, un reattore in cui avvengono le reazioni di cracking e un rigeneratore del catalizzatore.

Lo scopo del rigeneratore è bruciare il coke formatosi durante il cracking e depositato sulla superficie del catalizzatore. Il reattore, il rigeneratore e l'unità di ingresso della carica sono collegati da tubazioni (linee di trasporto pneumatico) attraverso le quali circola il catalizzatore.

Le capacità di cracking catalitico delle raffinerie russe sono attualmente insufficienti e l'introduzione di nuove unità sta risolvendo il problema della prevista carenza di benzina.

La materia prima con una temperatura di 500-520 ° C miscelata con un catalizzatore polverizzato risale il reattore riser per 2-4 secondi e subisce il cracking.

I prodotti di cracking entrano nel separatore posto nella parte superiore del reattore riser, dove si completano le reazioni chimiche e si separa il catalizzatore, che viene rimosso dalla parte inferiore del separatore e fluisce per gravità nel rigeneratore, nel quale viene bruciato il coke ad una temperatura di 700°C.

Successivamente, il catalizzatore recuperato viene restituito all'unità di ingresso della materia prima.

La pressione nel blocco reattore-rigeneratore è vicina a quella atmosferica.

L'altezza totale dell'unità reattore-rigeneratore è di 30 - 55 m, i diametri del separatore e del rigeneratore sono rispettivamente di 8 e 11 m per un'unità con una capacità di 2,0 milioni di tonnellate / anno.

I prodotti di cracking escono dalla parte superiore del separatore, vengono raffreddati e inviati alla rettifica.

Il catcracking può essere parte di unità combinate, compreso l'idrotrattamento preliminare o l'idrocracking leggero delle materie prime, la purificazione e il frazionamento dei gas.

A destra c'è il reattore, a sinistra c'è il rigeneratore

L'idrocracking è un processo finalizzato all'ottenimento di cherosene e distillati diesel di alta qualità, nonché gasolio sotto vuoto, mediante cracking di idrocarburi della materia prima in presenza di idrogeno.

Contemporaneamente al cracking, i prodotti vengono purificati dallo zolfo, le olefine e i composti aromatici vengono saturi, il che porta ad elevate caratteristiche operative e ambientali dei combustibili risultanti.

La frazione di benzina risultante ha un basso numero di ottano, la sua parte pesante può servire come materia prima per il reforming.

L'hydrocracking viene utilizzato anche nella produzione di olio per ottenere oli base di alta qualità con caratteristiche prestazionali simili a quelli sintetici.

La gamma di materie prime per l'idrocracking è piuttosto ampia: gasolio da vuoto di prima distillazione, gasoli da cracking catalitico e da coke, sottoprodotti del blocco dell'olio, olio combustibile, catrame.
Le unità di hydrocracking, di norma, sono costruite con una grande capacità di elaborazione dell'unità - 3-4 milioni di tonnellate / anno.

Di solito, il volume di idrogeno prodotto nei reformer non è sufficiente per supportare l'hydrocracking, pertanto nella raffineria vengono costruite unità separate per la produzione di idrogeno mediante steam reforming di gas idrocarburici.

Gli schemi tecnologici sono fondamentalmente simili alle unità di idrotrattamento: la materia prima miscelata con gas contenente idrogeno (HSG) viene riscaldata in un forno, entra nel reattore con un letto catalitico, i prodotti del reattore vengono separati dai gas e alimentati alla rettifica.

Tuttavia, le reazioni di hydrocracking procedono con rilascio di calore, quindi schema tecnologico Prevede l'introduzione nella zona di reazione di HSG freddo, la cui portata è controllata dalla temperatura. L'idrocracking è uno dei processi di raffinazione più pericolosi, quando regime di temperatura fuori controllo, si verifica un forte aumento della temperatura, che porta a un'esplosione del blocco del reattore.

L'hardware e il regime tecnologico delle unità di hydrocracking differiscono a seconda dei compiti associati allo schema tecnologico di una particolare raffineria e delle materie prime utilizzate.

Ad esempio, per ottenere gasolio sotto vuoto a basso contenuto di zolfo e una quantità relativamente piccola di olio leggero (idrocracking leggero), il processo viene eseguito a una pressione fino a 80 atm in un reattore a una temperatura di circa 350 ° C.

Per la massima resa di luce (fino al 90%, compreso fino al 20% della frazione benzina per materie prime), il processo viene effettuato in 2 reattori.

Contemporaneamente i prodotti dopo il 1° reattore entrano nella colonna di distillazione, dove viene distillata la luce ottenuta a seguito di reazioni chimiche, e il resto entra nel 2° reattore, dove viene nuovamente sottoposto a hydrocracking.

In questo caso, nell'idrocracking del gasolio sotto vuoto, la pressione è di circa 180 atm e nell'idrocracking di olio combustibile e catrame - più di 300.

La temperatura di processo, di conseguenza, varia nell'intervallo 380 - 450 ° C e oltre.

In Russia, la tecnologia di hydrocracking è stata introdotta negli anni 2000 nelle raffinerie di Perm, Yaroslavl e Ufa; in alcuni impianti sono state ricostruite unità di hydrotreating per il processo di hydrocracking leggero.

La costruzione congiunta di unità di hydrocracking e di cracking catalitico nell'ambito di complessi di raffinazione profonda del petrolio sembra essere la più efficiente per la produzione di benzine ad alto numero di ottani e distillati medi di alta qualità.

4. Produzione commerciale

Nel corso dei suddetti processi tecnologici, vengono prodotti solo componenti di combustibili per motori, aviazione e caldaie con diversi indicatori di qualità.

Ad esempio, il numero di ottano della benzina di prima scelta è di circa 65, riformato - 95-100, benzina da coke - 60.

Anche altri indicatori di qualità (ad esempio composizione frazionata, contenuto di zolfo) sono diversi per i componenti.

Per ottenere n/prodotti commerciali, i componenti risultanti vengono miscelati negli appositi serbatoi di raffineria in rapporti che forniscano indicatori di qualità standardizzati.

Il calcolo della ricetta di miscelazione () dei componenti viene effettuato utilizzando i moduli dei modelli matematici utilizzati per pianificare la produzione della raffineria nel suo complesso.

I dati iniziali per la modellazione sono i saldi previsti di materie prime, componenti e prodotti commerciabili, il piano per la vendita di n / prodotti nel contesto dell'assortimento, il volume pianificato delle forniture di petrolio. In questo modo è possibile calcolare i rapporti di miscelazione più efficaci tra i componenti.

Spesso le fabbriche utilizzano ricette di miscelazione stabilite, che vengono adattate quando lo schema tecnologico cambia.

I componenti di n/prodotti in un rapporto predeterminato vengono pompati in un recipiente di miscelazione, dove possono essere forniti anche additivi.

La merce ricevuta n / i prodotti sono sottoposti a controllo di qualità e vengono pompati nei serbatoi della merce base, da dove vengono spediti al consumatore.

5. Consegna di prodotti petroliferi

Il trasporto ferroviario è il principale metodo di consegna di n / prodotti in Russia. Le rastrelliere di carico vengono utilizzate per il caricamento.

Sui principali oleodotti di prodotti petroliferi () Transnefteproduct,

Navi fluviali e marittime.

L'olio è un minerale, ovvero un liquido oleoso insolubile in acqua che può essere quasi incolore o marrone scuro. Le proprietà e i metodi di raffinazione del petrolio dipendono dalla percentuale prevalentemente di idrocarburi nella sua composizione, che differisce nei diversi campi.

Quindi, nel campo di Sosninskoye (Siberia) gli alcani (gruppo paraffinico) rappresentano il 52 percento, i cicloalcani - circa il 36%, gli idrocarburi aromatici - il 12 percento. E, ad esempio, nel campo di Romashkinskoye (Tatarstan), la quota di alcani e carboni aromatici è più alta - 55 e 18 percento, rispettivamente, mentre i cicloalcani hanno una quota del 25 percento. Oltre agli idrocarburi, questa materia prima può includere zolfo, composti azotati, impurità minerali, ecc.

Per la prima volta il petrolio fu "raffinato" nel 1745 in Russia

Questo fossile naturale non viene utilizzato nella sua forma grezza. Per ottenere prodotti tecnicamente validi (solventi, carburanti, componenti per la produzione chimica), l'olio viene raffinato con metodi primari o secondari. I tentativi di trasformare queste materie prime furono fatti già a metà del Settecento, quando, oltre alle candele e alle torce utilizzate dalla popolazione, si usava "l'olio ardente", che era una miscela di olio vegetale e olio raffinato, le lampade di alcune chiese.

Opzioni di raffinazione del petrolio

La raffinazione spesso non è inclusa direttamente nei processi di raffinazione del petrolio. Piuttosto, è una fase preliminare, che può consistere in:

Pulizia chimica, quando l'olio è esposto all'oleum e all'acido solforico concentrato. Questo rimuove gli idrocarburi aromatici e insaturi.

Pulizia ad adsorbimento. Qui, resine e acidi possono essere rimossi dai prodotti petroliferi mediante trattamento con aria calda o facendo passare l'olio attraverso un adsorbente.

Pulizia catalitica - blanda idrogenazione per rimuovere i composti azotati e solforati.

Pulizia fisica e chimica. In questo caso, i costituenti in eccesso vengono selettivamente isolati mediante solventi. Ad esempio, il solvente polare fenolo viene utilizzato per rimuovere i composti azotati e solforati, mentre i solventi non polari - butano e propano - rilasciano catrame, idrocarburi aromatici, ecc.

Nessun cambiamento chimico...

La raffinazione del petrolio attraverso processi primari non comporta trasformazioni chimiche della materia prima. Qui, il minerale viene semplicemente separato nei suoi componenti costitutivi. Il primo dispositivo per la distillazione dell'olio fu inventato nel 1823, in Impero russo... I fratelli Dubinin indovinarono di mettere la caldaia in un forno riscaldato, da dove un tubo passava attraverso un barile di acqua fredda in un contenitore vuoto. Nella caldaia del forno l'olio veniva riscaldato, fatto passare attraverso il "frigorifero" e depositato.

Metodi moderni di preparazione delle materie prime

Oggi, nei complessi di raffinazione del petrolio, la tecnologia di raffinazione del petrolio inizia con un'ulteriore purificazione, durante la quale il prodotto viene disidratato su dispositivi ELOU (impianti di dissalazione elettrici), liberato da impurità meccaniche e carboidrati leggeri (C1 - C4). Quindi la materia prima può andare alla distillazione atmosferica o alla distillazione sotto vuoto. Nel primo caso, l'attrezzatura di fabbrica, secondo il principio di funzionamento, assomiglia a quella utilizzata nel 1823.

Solo l'unità di raffinazione del petrolio stessa ha un aspetto diverso. L'azienda dispone di forni delle dimensioni di case senza finestre, realizzati con i migliori mattoni refrattari. Al loro interno ci sono molti chilometri di tubi, in cui l'olio si muove ad alta velocità (2 metri al secondo) e viene riscaldato fino a 300-325 C con una fiamma da un grande ugello (a temperature più elevate, gli idrocarburi si decompongono semplicemente). Il tubo per la condensazione e il raffreddamento dei vapori oggi viene sostituito da colonne di rettifica (può raggiungere i 40 metri di altezza), dove i vapori vengono separati e condensati, e interi borghi da diversi serbatoi vengono costruiti per ricevere i prodotti risultanti.

Cos'è il bilancio materiale?

La raffinazione del petrolio in Russia fornisce diversi bilanci di materia durante la distillazione atmosferica delle materie prime dall'uno o dall'altro campo. Ciò significa che l'output può essere in proporzioni diverse per diverse frazioni: benzina, cherosene, diesel, olio combustibile, gas associato.

Ad esempio, per il petrolio della Siberia occidentale, la resa e le perdite di gas sono rispettivamente dell'uno percento, le frazioni di benzina (rilasciate a temperature da circa 62 a 180 ° C) occupano circa il 19%, cherosene - circa 9,5%, frazione diesel - 19% , carburante olio - quasi il 50 percento (rilasciato a temperature da 240 a 350 gradi). I materiali risultanti sono quasi sempre soggetti a lavorazioni aggiuntive, poiché non soddisfano i requisiti operativi per gli stessi motori della macchina.

Produzione con meno sprechi

La lavorazione sottovuoto dell'olio si basa sul principio dell'ebollizione delle sostanze a una temperatura più bassa con una diminuzione della pressione. Ad esempio, alcuni idrocarburi nell'olio bollono solo a 450 °C (pressione atmosferica), ma possono essere fatti bollire a 325 °C se la pressione viene ridotta. La lavorazione sottovuoto delle materie prime viene effettuata in evaporatori rotanti sottovuoto, che aumentano la velocità di distillazione e consentono di ottenere ceresine, paraffine, combustibili, oli da olio combustibile e utilizzare ulteriormente il residuo pesante (catrame) per la produzione di bitume. La distillazione sotto vuoto produce meno rifiuti rispetto alla distillazione atmosferica.

Il riciclaggio consente di ottenere benzina di alta qualità

Il processo di raffinazione secondaria del petrolio è stato inventato per ottenere più carburante dalla stessa materia prima agendo sulle molecole degli idrocarburi del petrolio, che acquisiscono formule più adatte all'ossidazione. Il riciclaggio include diversi tipi di cosiddetto "cracking", tra cui idrocracking, opzioni termiche e catalitiche. Questo processo è stato originariamente inventato anche in Russia, nel 1891, dall'ingegnere V. Shukhov. È la scissione degli idrocarburi in forme con meno atomi di carbonio per molecola.

Raffinazione di petrolio e gas a 600 gradi Celsius

Il principio di funzionamento degli impianti di cracking è approssimativamente lo stesso degli impianti. pressione atmosferica produzione del vuoto. Ma qui la lavorazione delle materie prime, che è più spesso rappresentata dall'olio combustibile, viene effettuata a temperature vicine a 600 C. Sotto questa influenza, gli idrocarburi che compongono la massa dell'olio combustibile si scompongono in quelli più piccoli, di cui gli stessi cherosene o benzina consiste. Il cracking termico si basa sulla lavorazione ad alte temperature e produce benzina con una grande quantità di impurità, il cracking catalitico anche su trattamento termico, ma con l'aggiunta di catalizzatori (ad esempio polvere di argilla speciale), che consente di ottenere più benzina di buon qualità.

Hydrocracking: tipologie base

La produzione e la raffinazione del petrolio oggi possono includere vari tipi di idrocracking, che è una combinazione di processi di idrotrattamento, la scissione di grandi molecole di idrocarburi in molecole più piccole e la saturazione di idrocarburi insaturi con idrogeno. L'idrocracking può essere leggero (pressione 5 MPa, temperatura circa 400 C, viene utilizzato un reattore, principalmente gasolio e materiale per il cracking catalitico) e duro (pressione 10 MPa, temperatura circa 400 C, diversi reattori, fazione diesel, benzina e cherosene) . L'idrocracking catalitico consente di produrre una gamma di oli con coefficienti di viscosità elevati e basso contenuto di idrocarburi aromatici e solforosi.

La raffinazione del petrolio, inoltre, può utilizzare i seguenti processi tecnologici:

Visbreaking. In questo caso, a temperature fino a 500 C e pressioni comprese tra metà e tre MPa, dalla materia prima si ottengono asfalteni secondari, gas idrocarburici e benzina per scissione di paraffine e nafteni.

La coking dei residui di olio pesante è una lavorazione profonda del petrolio, quando la materia prima viene lavorata a temperature vicine a 500 C sotto una pressione di 0,65 MPa per ottenere componenti di gasolio e coke di petrolio. Le fasi del processo si concludono con la produzione di una "coke cake", che è preceduta (in ordine inverso) da densificazione, policondensazione, aromatizzazione, ciclizzazione, deidrogenazione e cracking. Inoltre il prodotto è anche soggetto ad essiccamento e calcinazione.

Riformare. Questo metodo di lavorazione dei prodotti petroliferi è stato inventato in Russia nel 1911 dall'ingegnere N. Zelinsky. Oggi, il reforming catalitico viene utilizzato per ottenere idrocarburi aromatici e benzine di alta qualità da frazioni di nafta e benzina, nonché gas contenenti idrogeno per ulteriori elaborazioni nell'idrocracking.

Isomerizzazione. La lavorazione del petrolio e del gas in questo caso comporta l'ottenimento da composto chimico isomero a causa di cambiamenti nello scheletro carbonioso della sostanza. Pertanto, i componenti ad alto numero di ottano vengono isolati dai componenti di olio a basso numero di ottano per ottenere benzine commerciali.

Alchilazione. Questo processo si basa sull'incorporazione di sostituenti alchilici nella molecola organica. Così, da gas idrocarburici di natura insatura, si ottengono componenti per benzine ad alto numero di ottani.

Alla ricerca degli standard europei

La tecnologia di lavorazione del petrolio e del gas nelle raffinerie viene costantemente migliorata. Quindi, nelle imprese nazionali, è stato notato un aumento dell'efficienza della lavorazione delle materie prime in termini di: profondità di lavorazione, aumento della selezione di prodotti petroliferi leggeri, diminuzione delle perdite irrecuperabili, ecc. I piani delle fabbriche per il Gli anni 10-20 del XXI secolo prevedono un ulteriore aumento della profondità di lavorazione (fino all'88 per cento), il miglioramento della qualità dei prodotti fabbricati fino agli standard europei, la riduzione dell'impatto tecnologico sull'ambiente.

La raffinazione del petrolio è un processo piuttosto complesso che richiede coinvolgimento. Molti prodotti sono ottenuti dalle materie prime naturali estratte: diversi tipi di carburante, bitume, cherosene, solventi, lubrificanti, oli di petrolio e altri. La raffinazione del petrolio inizia con il trasporto degli idrocarburi alla raffineria. Il processo produttivo avviene in più fasi, ognuna delle quali è molto importante dal punto di vista tecnologico.

Processo di riciclaggio

Il processo di raffinazione dell'olio inizia con la sua preparazione specializzata. Ciò è dovuto alla presenza di numerose impurità nelle materie prime naturali. Il deposito oleoso contiene sabbia, sale, acqua, terra, particelle gassose. L'acqua viene utilizzata per estrarre una grande quantità di cibo e risparmiare depositi energetici. Questo ha i suoi vantaggi, ma riduce significativamente la qualità del materiale risultante.

La presenza di impurità nella composizione dei prodotti petroliferi rende impossibile il loro trasporto all'impianto. Provocano la formazione di placca su scambiatori di calore e altri contenitori, il che riduce significativamente la loro durata.

Pertanto, i materiali estratti sono sottoposti a una purificazione complessa - meccanica e fine. In questa fase del processo produttivo, le materie prime risultanti vengono suddivise in olio e. Questo viene fatto utilizzando speciali separatori d'olio.

Per la depurazione delle materie prime, viene principalmente difesa in vasche ermetiche. Per attivare il processo di separazione, il materiale viene esposto a freddo o ad alta temperatura. Gli impianti di dissalazione elettrici vengono utilizzati per rimuovere i sali contenuti nelle materie prime.

Come avviene il processo di separazione dell'olio e dell'acqua?

Dopo purificazione primaria si ottiene un'emulsione poco solubile. È una miscela in cui le particelle di un liquido sono distribuite uniformemente nel secondo. Su questa base esistono 2 tipi di emulsioni:

• idrofilo. È una miscela in cui le particelle di olio sono nell'acqua;
• idrofobico. L'emulsione è composta principalmente da olio contenente particelle d'acqua.

Il processo di rottura dell'emulsione può avvenire meccanicamente, elettricamente o chimicamente. Il primo metodo prevede la sedimentazione del liquido. Ciò accade in determinate condizioni: riscaldamento a una temperatura di 120-160 gradi, aumento della pressione fino a 8-15 atmosfere. La delaminazione della miscela di solito avviene entro 2-3 ore.

Affinché la separazione dell'emulsione abbia successo, è necessario prevenire l'evaporazione dell'acqua. Inoltre, la separazione dell'olio puro viene effettuata utilizzando potenti centrifughe. L'emulsione viene divisa in frazioni quando raggiunge i 3,5-50 mila giri al minuto.

L'utilizzo del metodo chimico prevede l'utilizzo di particolari tensioattivi detti demulsionanti. Aiutano a dissolvere il film di adsorbimento, a seguito del quale l'olio viene pulito dalle particelle d'acqua. Il metodo chimico è spesso utilizzato in combinazione con quello elettrico. L'ultimo metodo di pulizia prevede l'esposizione dell'emulsione a una corrente elettrica. Provoca il ristagno di particelle d'acqua. Di conseguenza, è più facile da rimuovere dalla miscela, il che consente di ottenere l'olio della massima qualità.

Elaborazione primaria

La produzione e la lavorazione dell'olio avviene in più fasi. Una caratteristica della produzione di vari prodotti da materie prime naturali è che anche dopo una purificazione di alta qualità, il prodotto risultante non può essere utilizzato per lo scopo previsto.

Il materiale di partenza è caratterizzato dal contenuto di vari idrocarburi, che differiscono significativamente per peso molecolare e punto di ebollizione. Contiene sostanze di natura naftenica, aromatica, paraffinica. Anche nella materia prima contiene composti di zolfo, azoto e ossigeno di tipo organico, che devono anche essere rimossi.

Tutti i metodi esistenti di raffinazione del petrolio mirano a dividerlo in gruppi. Nel processo produttivo si ottiene una vasta gamma di prodotti con caratteristiche differenti.

La lavorazione primaria delle materie prime naturali viene effettuata sulla base di diverse temperature ebollizione delle sue parti costitutive. Per eseguire questo processo, sono coinvolte installazioni specializzate, che consentono di ottenere vari prodotti petroliferi, dall'olio combustibile al catrame.

Se le materie prime naturali vengono lavorate in questo modo, non sarà possibile ottenere un materiale pronto per un ulteriore utilizzo. La distillazione primaria ha lo scopo solo di determinare le proprietà fisiche e chimiche dell'olio. Dopo il suo completamento, è possibile determinare la necessità di ulteriori elaborazioni. Stabiliscono inoltre il tipo di attrezzatura che deve essere coinvolta per eseguire i processi richiesti.

Raffinazione primaria del petrolio

Metodi di distillazione dell'olio

Si distinguono i seguenti metodi di raffinazione del petrolio (distillazione):

• evaporazione singola;
• evaporazione ripetuta;
• distillazione con evaporazione graduale.

Il metodo flash prevede la raffinazione dell'olio sotto l'influenza di una temperatura elevata con un valore predeterminato. Di conseguenza, si formano vapori, che entrano apparato speciale... Si chiama vaporizzatore. In questo dispositivo cilindrico, i vapori vengono separati dalla frazione liquida.

Con l'evaporazione ripetuta, la materia prima viene sottoposta a lavorazione, in cui la temperatura viene aumentata più volte secondo un determinato algoritmo. Quest'ultimo metodo di distillazione è più complesso. La raffinazione dell'olio con evaporazione graduale implica un cambiamento graduale nei principali parametri operativi.

Attrezzatura per la distillazione

La raffinazione industriale del petrolio viene effettuata utilizzando diversi apparati.

Forni tubolari. A loro volta, sono anche divisi in diversi tipi. Questi sono forni atmosferici, sottovuoto, atmosferici sottovuoto. Con l'aiuto di apparecchiature del primo tipo, viene eseguita una lavorazione superficiale dei prodotti petroliferi, che consente di ottenere frazioni di olio combustibile, benzina, cherosene e diesel. Nei forni a vuoto, a seguito di un lavoro più efficiente, le materie prime sono suddivise in:

• catrame;
• particelle di olio;
• particelle di gasolio.

I prodotti risultanti sono perfettamente idonei alla produzione di coke, bitume, lubrificanti.

Colonne di distillazione. Il processo di raffinazione del petrolio greggio utilizzando questa attrezzatura prevede il suo riscaldamento in una bobina a una temperatura di 320 gradi. Successivamente, la miscela entra nei livelli intermedi della colonna di rettifica. In media ha 30-60 avvallamenti, ognuno dei quali è distanziato e dotato di un bagno di liquido. Ciò consente ai vapori di fluire verso il basso sotto forma di goccioline man mano che si forma la condensa.

C'è anche la lavorazione utilizzando scambiatori di calore.

Raccolta differenziata

Dopo aver determinato le proprietà dell'olio, a seconda della necessità di un determinato prodotto finale, viene selezionato il tipo di distillazione secondaria. Fondamentalmente, consiste in un effetto termo-catalitico sulla carica. La raffinazione profonda dell'olio può essere eseguita utilizzando diversi metodi.

Carburante. L'uso di questo metodo di distillazione secondaria consente di ottenere una serie di prodotti di alta qualità: benzine per motori, diesel, jet e combustibili per caldaie. Per eseguire l'elaborazione, non è necessario coinvolgere molte attrezzature. Come risultato dell'applicazione di questo metodo, si ottiene un prodotto finito da frazioni pesanti di materie prime e sedimenti. Il metodo di distillazione del carburante include:

• fessurazione;
• riformare;
• idrotrattamento;
• idrocracking.

Carburante e olio. Come risultato dell'utilizzo di questo metodo di distillazione, si ottengono non solo vari combustibili, ma anche asfalto e oli lubrificanti. Questo viene fatto usando il metodo di estrazione, deasfaltazione.

Petrolchimico. Come risultato dell'applicazione di questo metodo con il coinvolgimento di apparecchiature ad alta tecnologia, si ottiene un gran numero di prodotti. Questo non è solo carburante, oli, ma anche plastica, gomma, fertilizzanti, acetone, alcol e molto altro.

Come gli oggetti intorno a noi sono ottenuti da petrolio e gas - accessibile e comprensibile

Questo metodo è considerato il più comune. Viene utilizzato per la lavorazione dell'olio solforoso o acido. L'idrotrattamento può migliorare significativamente la qualità dei combustibili risultanti. Vari additivi vengono rimossi da loro: composti solforosi, azotati, di ossigeno. Il materiale viene lavorato su catalizzatori speciali in un ambiente di idrogeno. Allo stesso tempo, la temperatura nell'apparecchiatura raggiunge i 300-400 gradi e la pressione - 2-4 MPa.

Come risultato della distillazione, i composti organici contenuti nelle materie prime si decompongono quando interagiscono con l'idrogeno che circola all'interno dell'apparato. Di conseguenza, si formano ammoniaca e idrogeno solforato, che vengono rimossi dal catalizzatore. L'idrotrattamento permette di lavorare il 95-99% delle materie prime.

Cracking catalitico

La distillazione viene effettuata utilizzando catalizzatori contenenti zeolite ad una temperatura di 550 gradi. Il cracking è considerato un metodo molto efficiente per la lavorazione delle materie prime preparate. Con il suo aiuto, la benzina per motori ad alto numero di ottani può essere ottenuta da frazioni di olio combustibile. La resa del prodotto puro in questo caso è del 40-60%. Ottieni anche gas liquido (10-15% del volume originale).

Riforma catalitica

Il reforming viene effettuato utilizzando un catalizzatore allumina-platino a una temperatura di 500 gradi e una pressione di 1-4 MPa. Allo stesso tempo, all'interno dell'apparecchiatura è presente un ambiente di idrogeno. Questo metodo viene utilizzato per convertire gli idrocarburi naftenici e paraffinici in idrocarburi aromatici. Ciò consente di aumentare significativamente il numero di ottano dei prodotti. Quando si utilizza il reforming catalitico, la resa di materiale puro è del 73-90% della materia prima recuperata.

idrocracking

Fornisce carburante liquido se esposto a alta pressione(280 atmosfere) e temperature (450 gradi). Inoltre, questo processo avviene con l'uso di catalizzatori forti - ossidi di molibdeno.

Se l'idrocracking è combinato con altri metodi di lavorazione delle materie prime naturali, la resa di prodotti puri sotto forma di benzina e carburante per aerei è del 75-80%. Quando si utilizzano catalizzatori di alta qualità, la loro rigenerazione potrebbe non essere eseguita per 2-3 anni.

Estrazione e deasfaltazione

L'estrazione comporta la separazione della materia prima preparata nelle frazioni desiderate utilizzando solventi. Viene eseguita un'ulteriore deceratura. Può ridurre significativamente il punto di scorrimento dell'olio. Anche per ottenere prodotti Alta qualitàè idrotrattato. Come risultato dell'estrazione, si può ottenere carburante distillato. Inoltre, utilizzando questa tecnica, viene eseguita l'estrazione di idrocarburi aromatici dalle materie prime preparate.

La desasfaltazione è necessaria per ottenere composti resinoso-asfaltenici dai prodotti finali della distillazione delle cariche petrolifere. Le sostanze risultanti vengono utilizzate attivamente per la produzione di bitume, come catalizzatori per l'implementazione di altri metodi di lavorazione.

Altre tecniche di lavorazione

La lavorazione delle materie prime naturali dopo la distillazione primaria può essere effettuata in altri modi.

Alchilazione. Dopo aver lavorato i materiali preparati, si ottengono componenti di alta qualità per la benzina. Il metodo si basa sull'interazione chimica di idrocarburi olefinici e paraffinici, risultando in un idrocarburo paraffinico altobollente.

isomerizzazione... L'applicazione di questo metodo consente di ottenere una sostanza con un numero di ottano più elevato da idrocarburi paraffinici a basso numero di ottano.

polimerizzazione... Consente la trasformazione di butileni e propilene in composti oligomerici. Di conseguenza si ottengono materiali per la produzione di benzine e per vari processi petrolchimici.

cucinare... Viene utilizzato per la produzione di coke di petrolio da frazioni pesanti ottenute dopo distillazione del petrolio.

L'industria della raffinazione del petrolio è promettente e in via di sviluppo. Il processo di produzione viene costantemente migliorato grazie all'introduzione di nuove attrezzature e tecniche.

Video: raffinazione del petrolio

introduzione

I. Raffinazione primaria del petrolio

1. Distillazione secondaria di benzina e frazioni diesel

1.1 Distillazione secondaria della frazione benzina

1.2 Distillazione secondaria della frazione diesel

II. Processi termici delle tecnologie di raffinazione del petrolio

2. Fondamenti teorici del controllo sui processi di coking ritardato e coking nello strato refrigerante

2.1 Processi di coking ritardati

2.2 Coking nello strato di refrigerante

III. Tecnologia dei processi termocatalitici e termoidrocatalitici

raffinazione del petrolio

3. Idrotrattamento delle frazioni cherosene

IV. Tecnologie di trattamento del gas

4. Trattamento dei gas di raffineria - unità di assorbimento e frazionamento del gas (AGFU) e unità di frazionamento del gas (GFC)

4.1 Impianti di frazionamento del gas (HFC)

4.2 Impianti di assorbimento e frazionamento gas (AGFU)

Conclusione

Bibliografia

introduzione

L'industria petrolifera è oggi un grande complesso economico nazionale che vive e si sviluppa secondo leggi proprie. Cosa rappresenta oggi il petrolio per l'economia nazionale del Paese? Questi sono: materie prime per prodotti petrolchimici nella produzione di gomma sintetica, alcoli, polietilene, polipropilene, una vasta gamma di varie materie plastiche e prodotti finiti da essi, tessuti artificiali; una fonte per la produzione di carburanti (benzina, cherosene, diesel e carburanti per aviogetti), oli e lubrificanti, nonché combustibile per caldaie e forni (olio combustibile), materiali da costruzione(bitume, catrame, asfalto); materie prime per la produzione di una serie di preparati proteici utilizzati come additivi nei mangimi per stimolarne la crescita.

Attualmente l'industria petrolifera Federazione Russa al 3° posto nel mondo. Il complesso petrolifero della Russia comprende 148 mila pozzi petroliferi, 48,3 mila km di oleodotti, 28 raffinerie con una capacità totale di oltre 300 milioni di tonnellate di petrolio all'anno, oltre a un gran numero di altri impianti di produzione.

Le imprese dell'industria petrolifera e dei rami che la servono impiegano circa 900 mila lavoratori, anche nel campo della scienza e dei servizi scientifici - circa 20 mila persone.

La chimica organica industriale ha percorso un lungo e difficile percorso di sviluppo, durante il quale la sua base di materie prime è cambiata radicalmente. Partendo dalla lavorazione di materie prime vegetali e animali, si è poi trasformato in carbone o chimica del coke (utilizzando gli scarti della cokeria del carbone), per trasformarsi infine in una moderna petrolchimica, che da tempo non si accontenta più degli scarti della raffinazione del petrolio. Per il funzionamento riuscito e indipendente della sua industria principale, la sintesi organica pesante, cioè su larga scala, è stato sviluppato un processo di pirolisi, attorno al quale si basano i moderni complessi petrolchimici olefinici. Fondamentalmente, ricevono e quindi elaborano olefine e diolefine inferiori. La base della materia prima per la pirolisi può variare dai gas associati alla nafta, al gasolio e persino al petrolio greggio. Originariamente destinato solo alla produzione di etilene, il processo è ora anche un fornitore su larga scala di propilene, butadiene, benzene e altri prodotti.

L'olio è nostro ricchezza nazionale, la fonte del potere del Paese, il fondamento della sua economia.

tecnologia per la lavorazione del gas petrolifero

io... Raffinazione primaria del petrolio

1. Distillazione secondaria di benzina e frazioni diesel

Distillazione secondaria - separazione delle frazioni ottenute durante la distillazione primaria in spalline più strette, ciascuna delle quali viene poi utilizzata per il proprio scopo.

Nella raffineria viene eseguita la distillazione secondaria per un'ampia frazione di benzina, una frazione diesel (quando si ricevono materie prime per un'unità di estrazione di paraffina ad adsorbimento), frazioni di petrolio, ecc. Il processo viene eseguito in installazioni o unità separate che fanno parte delle installazioni AT e AVT.

La distillazione dell'olio - il processo di separazione in frazioni secondo i punti di ebollizione (da cui il termine "frazionamento") - è alla base della raffinazione dell'olio e dell'ottenimento contemporaneamente di carburante per motori, oli lubrificanti e vari altri prodotti chimici di valore. La distillazione primaria dell'olio è la prima fase del suo studio. Composizione chimica.

Le principali frazioni rilasciate durante la distillazione primaria dell'olio:

1. Frazione benzina- filo d'olio con punto di ebollizione da n.a. (l'inizio dell'ebollizione, individuale per ogni olio) fino a 150-205 0 С (a seconda dello scopo tecnologico di ottenere auto, aviazione o altra benzina speciale).

Questa frazione è una miscela di alcani, nafteni e idrocarburi aromatici. Tutti questi idrocarburi contengono da 5 a 10 atomi di carbonio.

2. Frazione di cherosene- olio tagliato con un punto di ebollizione da 150-180 0 a 270-280 0 Questa frazione contiene idrocarburi С10-С15.

Viene utilizzato come carburante per motori (cherosene per trattori, un componente del gasolio), per esigenze domestiche (cherosene per illuminazione), ecc.

3. Frazione di gasolio- punto di ebollizione da 270-280 0 a 320-350 0 Questa frazione contiene idrocarburi С14-С20. Usato come gasolio.

4. Carburante- il residuo dopo distillazione delle frazioni sopra elencate con punto di ebollizione superiore a 320-350 0 .

L'olio combustibile può essere utilizzato come combustibile per caldaie o essere sottoposto a ulteriori lavorazioni: distillazione a pressione ridotta (sotto vuoto) con la selezione di frazioni di petrolio o un'ampia frazione di gasolio sotto vuoto (che a sua volta funge da materia prima per il cracking catalitico in per ottenere un componente della benzina ad alto numero di ottani), o cracking.

5. Catrame- residuo quasi solido dopo la distillazione di frazioni oleose da olio combustibile. Da esso si ottengono i cosiddetti oli residui e bitume, da cui si ottiene l'asfalto per ossidazione, che viene utilizzato nella costruzione di strade, ecc. Dal catrame e da altri residui di origine secondaria si può ottenere per coke il coke, utilizzato nell'industria metallurgica.

1 .1 Distillazione secondaria della frazione benzina

La distillazione secondaria del distillato di benzina è un processo indipendente o fa parte di un'unità combinata che fa parte di una raffineria di petrolio. Nelle fabbriche moderne, le unità di distillazione secondaria del distillato di benzina sono progettate per ricavarne frazioni strette. Queste frazioni vengono ulteriormente utilizzate come materia prima per il reforming catalitico, un processo che produce singoli idrocarburi aromatici: benzene, toluene, xileni o benzina con un numero di ottano più elevato. Nella produzione di idrocarburi aromatici, il distillato di benzina iniziale viene separato in frazioni con punti di ebollizione: 62-85 ° C (benzene), 85-115 (120) ° C (toluene) e 115 (120) -140 ° C (xilene) ).

La frazione di benzina viene utilizzata per ottenere vari tipi di carburante per motori. È una miscela di vari idrocarburi, inclusi alcani non ramificati e ramificati. Le caratteristiche di combustione degli alcani non ramificati non sono ideali per i motori a combustione interna. Pertanto, la frazione benzina è spesso sottoposta a reforming termico per convertire molecole non ramificate in molecole ramificate. Prima dell'uso, questa frazione viene solitamente miscelata con alcani ramificati, cicloalcani e aromatici ottenuti da altre frazioni mediante cracking catalitico o reforming.

La qualità della benzina come carburante per veicoli è determinata dal suo numero di ottano. Indica la percentuale in volume di 2,2,4-trimetilpentano (isoottano) in una miscela di 2,2,4-trimetilpentano ed eptano (alcano a catena dritta) che ha le stesse caratteristiche di detonazione della benzina testata.

Il carburante difettoso ha un numero di ottano zero e un buon numero di ottano è 100. Il numero di ottano della frazione di benzina ottenuta dal petrolio greggio di solito non supera i 60. Le caratteristiche di combustione della benzina sono migliorate dall'aggiunta di un additivo antidetonante, che viene utilizzato come piombo tetraetile (IV) , Pb (C 2 H 5) 4. Il piombo tetraetile è un liquido incolore che si ottiene riscaldando il cloroetano con una lega di sodio e piombo:

Quando la benzina contenente questo additivo brucia, si formano piombo e particelle di ossido di piombo (II). Rallentano alcune fasi della combustione del carburante a benzina e quindi prevengono la detonazione. Insieme al piombo tetraetile, alla benzina viene aggiunto più 1,2-dibromoetano. Reagisce con piombo e piombo (II) per formare bromuro di piombo (II). Poiché il bromuro di piombo (II) è un composto volatile, viene rimosso dal motore dell'auto con i fumi di scarico. Il distillato di benzina di un'ampia composizione frazionata, ad esempio, dal punto di ebollizione a 180 ° C, viene pompato attraverso gli scambiatori di calore e alimentato alla prima serpentina del forno, quindi alla colonna di rettifica. Il prodotto di punta di questa colonna è la n-frazione. K. - 85 ° C, passando attraverso il refrigeratore d'aria e il frigorifero, entra nel ricevitore. Una parte della condensa viene pompata come riflusso alla sommità della colonna e il resto viene inviato ad un'altra colonna. Il calore viene fornito al fondo della colonna mediante riflusso circolante (frazione 85-180 ° C), che viene pompato attraverso la seconda bobina del forno e alimentato al fondo della colonna.Il resto dal fondo della colonna viene pompato ad un'altra colonna.

Partendo dalla sommità della colonna, i vapori della frazione di testa (n.c. - 62°C) vengono condensati nell'air cooler; la condensa, raffreddata in un refrigeratore d'acqua, viene raccolta in un ricevitore. Da qui la condensa viene pompata nel serbatoio e parte della frazione funge da riflusso per la colonna. Il prodotto residuo - frazione 62-85 ° C - nella parte inferiore della colonna viene pompato attraverso uno scambiatore di calore e refrigeratori nel serbatoio. Come prodotto superiore della colonna, si ottiene una frazione di 85-120 ° C che, dopo aver attraversato l'apparato, entra nel ricevitore. Parte della condensa viene restituita alla sommità della colonna come riflusso e la sua quantità rimanente viene rimossa dall'impianto da una pompa al serbatoio.

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