Переработка нефти и нефтепродуктов: способы переработки нефти, продукты переработки нефти и газа

История использования газа и нефти

Сегодня сложно представить, как люди раньше обходились без современного топлива и многих видов оборудования. Между тем нефть, которая была известна еще в древности и дала человечеству значительную часть этого разнообразия материалов, активно стала использоваться сравнительно недавно — во второй половине XIX века. Первым ее назначением стало освещение. Но неочищенная нефть горела довольно тускло и сильно коптила, так что люди стали искать методы ее перегонки — в результате удалось получить масло, которое подходило для ламп лучше. Так что продукты переработки нефти возглавил керосин, буквально перевернувший всю индустрию освещения. Лампы на его основе были проще в использовании и уходе и экономичнее масляных, так что неудивительно, что вскоре они заняли весь рынок. Так началась эпоха развития нефтепереработки.

Для получения керосина в большом количестве начали строить специальные заводы, однако перегонка давала много побочных продуктов — бензин, мазут и т. д. От них избавлялись, не находя им должного применения. Но позднее стало ясно, что нефть может использоваться и как топливо, особенно актуально это стало после изобретения двигателя внутреннего сгорания. Поиск новых применений черному золоту толкал промышленность вперед, открывая все новые перспективы.

Природный газ тоже стал известен человеку очень давно. Его выходы на поверхность использовались людьми, например в качестве маяков, если они располагались вблизи моря, а в Китае — для освещения, обогрева и выварки соли. В современности он долгое время считался бесполезной примесью, мешающей при добыче нефти, а потому сжигался. И широкое применение он получил лишь в середине XX века.

Как работает нефтепереработка?

Процесс переработки нефти начинается с дробной ректификационной колонны.

Главная проблема с сырой нефтью заключается в том, что она содержит сотни различных типов углеводородов, смешанные все вместе. И наша задача заключается в том, чтобы отделить различные виды углеводородов, чтобы получить что-нибудь полезное. К счастью, есть простой способ отделить эти вещи, и это то, что нефтепереработка и делает.

Различные длины углеводородной цепи имеют прогрессивно более высокие точки кипения, так что они могут быть разделены простой перегонкой с различными температурами. Проще говоря, нагревая нефть до какой-либо температуры, начинают закипать определённые цепочки углеводородов, и, таким образом, мы можем отделять “зёрна от плевел”. Это то, что происходит на нефтеперерабатывающем заводе — в одной части процесса нефть нагревают, и различные цепи выкипают при соответствующих температурах кипения. Каждая отличающаяся длина цепи имеет своё уникальное свойство, что делает её полезной по-своему.

Чтобы понять разнообразие, содержащееся в сырой нефти, и понять, почему переработка сырой нефти настолько важна в нашей цивилизации, посмотрите на следующий список продуктов, которые получаются из сырой нефти:

Нефтяные газы — используются для отопления, приготовления пищи, изготовления пластмасс:

• это небольшие алканы (от 1 до 4 атомов углерода)
• широко известны по таким названиям как метан, этан, пропан, бутан
• диапазон кипения – менее 40 градусов по Цельсию
• часто сжижаемые под давлением газы

Нафта или лигроин – промежуточный продукт, который будет дополнительно обработан, чтобы впоследствии стать бензином:

• содержит от 5 до 9 атомов алканов углерода
• диапазон кипения – от 60 до 100 градусов по Цельсию

Бензин – моторное топливо:

• всегда жидкий продукт
• представляет собой смесь алканов и циклоалканов (от 5 до 12 атомов углерода)
• диапазон кипения – от 40 до 205 градусов по Цельсию

Керосин – топливо для реактивных двигателей и тракторов; исходный материал для изготовления других продуктов:

• жидкость
• смесь алканов (от 10 до 18 атомов углерода) и ароматических углеводородов
• диапазон кипения — от 175 до 325 градусов по Цельсию

Дизельный дистиллят – используется для дизельного топлива и мазута; исходный материал для изготовления других продуктов:

• жидкость
• алканы, содержащие 12 или более атомов углерода
• диапазон кипения — от 250 до 350 градусов по Цельсию

Смазочные масла – используются для изготовления моторного масла, жира, других смазочных материалов:

• жидкость
• длинноцепочечные структуры (от 20 до 50 углеродных атомов) алканы, циклоалканы, ароматики
• диапазон кипения — от 300 до 370 градусов по Цельсию

Мазут – используется для промышленного топлива; исходный материал для изготовления других продуктов:

• жидкость
• длинноцепочечные структуры (от 20 до 70 углеродных атомов) алканы, циклоалканы, ароматики
• диапазон кипения — 370 до 600 градусов по Цельсию

Остатки продуктов переработки – кокс, асфальт, гудрон, парафины; исходный материал для изготовления других продуктов:

• твердые частицы
• множественные кольцевые соединения с 70 или более атомами углерода
• диапазон кипения не менее 600 градусов по Цельсию.

Вы, возможно, заметили, что все эти продукты имеют различные размеры и диапазоны кипения. Химики воспользовались этими свойствами для нефтепереработки. Давайте теперь далее узнаем детали этого увлекательного процесса!

Почему требуется переработка

Нефть не зря называют «чёрным золотом». Из природного материала с древних времён добывают множество полезных вещей. Именно этот продукт лежит в основе научно-технического прогресса.

В старину нефть называли «земляным» или «каменным маслом». Если использовать сырьё в чистом виде, оно сильно чадит и источает в атмосферу неприятные запахи. Для того, чтобы «чёрное золото» не имело запаха и чада, его перерабатывают.

Переработка требуется для того, чтобы получить высококачественные нефтепродукты.

Как осуществляется разделения нефти и воды?

Ещё до начала запуска процедуры переработки нефть очищают от ненужных примесей. К таковым относятся и подземные воды. На первых порах эксплуатации месторождения она составляет 20-30% состава всего вещества. Чем длительнее срок добычи, тем больше будет в составе материала жидкости. На конечном этапе доля воды может достигать 90%.

Помимо воды в извлечённой нефти присутствуют примеси:

• газообразных частиц;
• грунта;
• солей;
• песка.

Всё перечисленное мешает транспортировать сырьё к местам переработки. Образуемый примесями налёт снижает сроки эксплуатации теплообменных аппаратов и иных ёмкостей.

Для того, чтобы удалить из «каменного масла» примеси, производят его комплексное очищение — механическое и тонкое. Из основного сырья выделяют 2 компонента:

• природный газ;
• нефть.

В результате очисток получается труднорастворимая эмульсия, состоящая из 2-х жидкостей — компоненты одной жидкости распределены внутри другой жидкости. Есть 2 вида эмульсий:

1. Гидрофобная. Её основа нефть, в которой содержатся водные частички.
2. Гидрофильная. В основе вода, в которой содержатся нефтяные частички.

Применяют ряд способов разрушения эмульсий:

• химическая методика;
• электрическая методика;
• механическая методика.

Для успешного разделения компонентов механическим способом создаются такие условия:

• давление — 8-15 атмосфер;
• температура от 120 до 160°C;
• недопущение испарений воды.

Отстаивание продукта длится 2-3 часа. Затем процесс продолжают с помощью центрифуг. Вращение в центрифуге достигает 3 500 — 50 000 оборотов в минуту.

При запуске химического метода очистки используют деэмульгаторы — поверхностно-активные вещества. Деэмульгаторы растворяют адсорбционную плёнку, что ведёт к разделению продуктов.

Электрический способ предполагает воздействие на эмульсию электротоком. В результате частицы воды объединяются, что облегчает их выделение.

Часто комбинируют химический и электрический методы.

Процесс переработки

Первый этап начинается на месторождении. Только что извлеченная из земли нефть содержит посторонние примеси, которые могут испортить дорогое перерабатывающее оборудование. Чтобы этого не произошло, требуется предварительная обработка и очистка.

Подготовка нефти

Необходимо удалить песок, глину и другие горные породы. В месторождении нефть находится между слоями других пород, они проникают друг в друга. Добывающее оборудование захватывает сырье вместе с твердыми частицами.

Что будет, если твердые примеси не убрать:

• засорение труб, клапанов, быстрый износ трубопроводов;
• плавление и образование налета на всех нагревающих элементах оборудования;
• механическое воздействие на движущиеся части, клапаны, фильтры.

Чтобы очистить нефть от примесей, ее помещают в герметичные резервуары. Процесс отстаивания похож на тот, который помогает избавиться от осадка в питьевой воде: под действием силы тяжести твердые частицы опускаются на дно. Чтобы ускорить процесс, нефть нагревают и охлаждают.

Для устранения растворенных в нефти соединений используются электрообессоливающие установки, так как они позволяют вывести соли в твердое состояние, чтобы они выпали в осадок. После того как нефть отстоялась, ее отправляют на следующие этапы, а осадок периодически счищают со стенок резервуара.

Разделения нефти и воды

Вода попадает в нефть двумя путями — естественным и искусственным. Первый — это соседство нефтяных и водоносных пластов. Слой воды лежит выше нефти, поэтому всегда повреждается при добыче, происходит смешивание пластов. Искусственный — вода используется для более эффективной и экономной добычи нефти.

Но разбавление водой резко снижает качество природного сырья, затрудняет его переработку. Вода способна превращаться в пар и замерзать, что значительно снижает возможности транспортировки. Каким бы путем ни смешались две жидкости, их нужно разделить.

Нефть без твердых примесей называют эмульсией. Она может быть гидрофильной (преобладает вода) или гидрофобной (преобладает полезное ископаемое).

Способы разделения эмульсии:

• Отстаивание. Используются герметичные емкости под давлением и с высокой температурой. Вода опускается вниз, нефть поднимается на поверхность.
• Центрифугирование — разделяет тяжелую фракцию (воду) и легкую — нефть.
• Электрохимический метод — сочетание тока и поверхностно-активных веществ.

После этих процедур нефть готова к транспортировке на перерабатывающий завод.

Оборудование для перегонки нефти

На этапе утилизации сырья и производства готовой продукции из нефтепродуктов используют разные агрегаты, линии, станки. Они предназначаются для выполнения различных задач, а потому не являются взаимозаменяемыми. При наладке линии по переработке сырья учитывают это, сразу решают, какие работы будут выполняться на участке. Основные устройства:

• фильтровальные установки;
• паротурбины;
• компрессоры;
• генераторы;
• факельная система;
• нагревательная система;
• теплообменники;
• накопители;
• колонны ректификации;
• электрообессоливающая установка;
• вакуумный блок;
• защелачивающий блок и др.

Процессы первичной переработки нефти

Методы переработки нефти делятся на первичные и вторичные. Рассмотрим первичные методы при поступлении нефти на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ).

Предварительная подготовка нефти

Поступающая на НПЗ нефть очищается от механических примесей, легких газов, а также обессоливается и обезвоживается на установках ЭЛОУ.

Ректификация

Предварительно подготовленная сырая нефть разделяется на группы углеводородов (фракции) при помощи процессов первичной переработки — атмосферной перегонки и вакуумной дистилляции.
Сам процесс переработки представляет собой испарение сырой нефти и отгон полученных фракций за счёт разности температур закипания. Такой процесс называется прямой перегонки или ректификацией.

Атмосферная перегонка – происходит в ректификационной колонне при атмосферном давлении. В результате которой получают бензиновую, керосиновую, дизельную фракции и мазут.

Вакуумная дистилляция – разделение мазута, оставшегося от атмосферной перегонки, до гудрона с получением либо широкой дистиллятной фракции (топливный вариант), либо узких масляных фракций (маслянный вариант).

Таким образом, результатом первичной переработки нефти являются нефтепродукты и полупродукты для дальнейшей переработки вторичными методами с улучшением их товарного качества.

Установки для первичной переработки нефти

Переработка нефти — это процесс производства нефтепродуктов, в первую очередь различных видов топлива, а также сырья для дальнейшей химической переработки.

Первичная переработка нефти всегда начинается с ее поступления в электрообессоливающую установку. Схема данной установки изображена на рисунке ниже.

Вторичная перегонка

Еще недостаточно чистые продукты, получаемые после первой перегонки, отправляются на дальнейшую обработку. Этот процесс называется вторичной перегонкой. В современной промышленности можно перечислить несколько способов разделения фракций с кратким описанием:

1. Гидроочистка. Для проведения необходим водород, который взаимодействует с серно-азотистыми соединениями при высоких температурах (350—400 °C), в результате чего образуются сероводород и аммиак. Получается чистое и высококачественное топливо, которое можно использовать в чистом виде или в сочетании с другими составами.
2. Каталитический крекинг. Процесс предполагает применение мощных катализаторов, в которых температура достигает 550 °C. В результате образуются высококачественный бензин и мазутные фракции, соответствующие всем современным стандартам экологической безопасности. Этот способ наиболее распространен на современных нефтеперерабатывающих заводах, в таблицах уровней экономической эффективности ему отводят первое место.
3. Каталитический риформинг. Способ подразумевает сочетание высоких температур с водородной средой и катализаторами. В процессе некоторые углеводороды меняют свою химическую структуру и превращаются из нафтеновых в ароматические (тема подробно рассматривается на уроках химии о нефти в 10 классе). Метод позволяет также повысить качество уже произведенного ранее бензина.
4. Экстракция и деасфальтизация. Первый метод используется только для обработки тяжелых и плотных фракций (гудрона, мазута), в результате чего получают качественные масла, сохраняющие свойства при низких температурах. Если сочетать экстракцию с гидроочисткой, то образуются чистейшие масла и высококачественное дизельное топливо. При деасфальтизации происходит разделение тяжелых и легких мазутов. Первые отправляются для производства битумов и асфальтных покрытий, а вторые становятся сырьем для изготовления масел.

Несколько лет назад состоялась презентация и первая апробация гидрокрекинга. Это один из новейших способов нефтепереработки, при котором используются молибденовые катализаторы, высокая температура и давление. Процесс происходит с добавлением водорода, его цель — получить качественное реактивное топливо.

Другие методы

Для получения некоторых специфических видов топлива и масел используются нестандартные методики нефтеперегонки. О них ученики могут узнать не из школьной программы, а подготовив самостоятельно на уроке химии в 10 классе сообщение о нефти, конспект или реферат. К нестандартным способам вторичной переработки относятся:

• алкилирование — получение бензина высшего качества в результате реакции с органическими соединениями;
• полимеризация — соединение простых углеводородов в сложные фракции;
• изомеризация — воздействие на структуру веществ с целью ее изменения для повышения октанового числа бензина;
• коксование — способ получения нефтяного кокса из остающихся после перегонки тяжелых фракций.

Нефтеперерабатывающая отрасль считается одной из наиболее перспективных и прибыльных, она активно развивается, а ее продукция никогда не утратит актуальности и значимости для других сфер промышленности и хозяйственной деятельности. Добыча и переработка нефти — основополагающая сфера экономики. Она требует регулярных инвестиций и нуждается в разработке инновационных способов обработки природного сырья с целью защиты окружающей среды.

Товарное производство

Все перечисленные выше процессы позволяют получать не сами моторные топлива, а их компоненты, отличающиеся по своему качеству.

К примеру,  октановое число бензина прямой перегонки — примерно 65, бензина- риформата — от 95-ти до 100, бензина, полученного коксованием — около 60-ти. Также в этих компонентах различается  фракционный состав, концентрация серы и прочие характеристики.

Чтобы получить товарные нефтепродукты, полученные компоненты смешивают для обеспечения нормируемых качественных показателей. Такое смешивание называется компаундирование. Расчет его рецептуры проводят с помощью соответствующих математических моделей, которые применяются при планировании производства.

В качестве исходных данных при таком моделировании выступают:

• прогнозные количества  сырьевых остатков;
• прогнозное количество получаемых компонентов;
• ассортиментный план реализации продукции;
• плановый объём поставок сырой нефти.

С помощью математического прогнозного моделирования рассчитывают  наиболее оптимальные и эффективные пропорции смешиваемых компонентов.

В большинстве случаев на заводах существуют свои, устоявшиеся схемы и рецепты смешивания, которые корректируют в случае внесения изменений в технологическую схему предприятия.

Смешивание происходит в специальных емкостях, куда также могут добавляться различные присадки.

Товары широкого применения

Из нефтепродукции изготавливают самые разнообразные товары:

• игрушки;
• полимерные емкости и прочая продукция;
• топливо;
• стройматериалы, отделочные смеси;
• резиновые изделия;
• электроды, прочие детали из отрасли металлургии;
• косметику;
• упаковочные материалы;
• текстиль;
• препараты;
• бытовую технику;
• моющие средства;
• пищевые добавки;
• обувную подошву и др.

Список неполный. Он включает в себя еще множество нефтепродуктов, изделий на их основе.

Помимо того, что из нефти делают продукты, одежду и топливо, из неё делают некоторые виды детской продукции. Происходит это из-за того, что получаемые при переработке углеводородов вещества могут как иметь уникальные свойства, превосходящие другие с подобными характеристиками, так и просто быть более практичными и подходящими для товаров широкого потребления.

Первым и наиболее широко использующимся из продуктов, что делают из нефти для детей, являются подгузники. Верхняя влагоупорная плёнка, а также полипропиленовое покрытие резинок данного изделия изготавливаются из продуктов переработки углеводородов.

Также из нефтепродуктов изготавливается вторая важнейшая составляющая жизни детей, присутствующая в их жизни с первых дней и до совершеннолетия, а иногда и дальше — это игрушки.

• Причём из нефти сделаны не только пластмассовые модели, но и подавляющее большинство мягких, мех и набивка которых, в большинстве случаев — стопроцентная синтетика.

Также из нефтепродуктов состоит большинство гибких резиновых игрушек. Вопреки опасениям родителей, вреда детям такие игрушки, если они изготовлены качественно, без отклонений от технологий, не причиняют.

Глобальная проблема такой продукции — экология, поскольку подобные изделия крайне проблематично использовать для вторичной переработки.

Третьим товаром для малышей, изготавливаемым из нефти, являются соски-пустышки. Некоторые из них полностью изготовлены из продуктов переработки углеводородов, у других из пластика изготовлена только верхняя часть, а сама соска делается из натурального латекса.

Также из нефтепродуктов получают ткань для многих видов детской одежды, материалы для изготовления зубных щёток, элементов колясок, корпусов радионянь и других предметов обихода, которые окружают ребёнка.

Смазочные материалы

К данной группе относятся вещества, которые характеризуются умеренной вязкостью, отличаются свойствами, а также подвержены горению:

• моторные масла;
• технические масла;
• смазки разных видов.

В 1876 году В.И. Рогозиным был сооружен первый в мире завод по изготовлению мазута и масел около Нижнего Новгорода. Рассматривая способ производства, масла можно разделить остаточные и дистиллятные масла. В первом случае мазут нагревают до температуры около 400°С в вакуумной колонне. Из мазута выходит только 50% дистиллятных масел, а остальная часть состоит из гудрона.

Остаточные масла представляют собой очищенные гудроны. Для их образования полугудрон или мазут дополняют сжиженным пропаном, в условиях невысокой температуры около 50°С. Прямая перегонка позволяет производить трансмиссионные и авиационные масла. В смазочных маслах, которые будут получены из мазута, содержатся углеводороды. Кроме них, имеются сернистые соединения, нафтеновые кислоты, а также смолисто-асфальтовые вещества, поэтому необходимо выполнять их очистку.

Промышленное производство

Продукция, полученная на основе горючей жидкости, используется в разных сферах. В числе прочего отмечают не только готовые товары, но и компоненты, применяемые для получения энергии, тепла и др. К данной группе относят прочие вещества ГСМ (горюче-смазочные материалы):

• газообразное топливо;
• бензин;
• дизель;
• керосин и др.

Бензин

Горючая жидкость для двигателей внутреннего сгорания производится путём переработки (гидрокрекинг, ароматизации). Для некоторых бензинов необходима доп.очистка от нежелательных веществ и смешивание с полезными добавками. Разные виды материала обладают общими признаками.

За счет испаряемости топлива создается однородная масса бензина с воздухом, что позволяет сохранять оптимальную структуру в разных температурных режимах, а состав способствует надежной работе двигателя.

Kra15.cC читать дальше. Kra14.cc по материалам www.kra14.cc. Kra17.cC подробнее. Kra16.cC по материалам сайта. Kra18.cC подробности на сайте. Kra19.cc узнать больше. Kra20.cC и еще.

Керосин

Представляет собой прозрачную жидко-маслянистую консистенцию желтоватой окраски с запахом. Целевое предназначение:

• горючее для бытовых приборов (лампы, горелки, резка металлов, обжиг изделий);
• реактивное топливо;
• растворитель;
• обезжиреватель;
• очистка ржавчины;
• пропитка кожаных изделий;
• топливо для с/х техники;
• артистичные огненные представления.

Керосин получают из смеси углеводородов при кипении до 250 градусов в процессе обработки нефти.

Дизель

Прозрачный жидкий продукт светложелтого или коричневого цветов. Выступает топливом в дизельном двигателе. Сфера потребления:

• железнодорожный транспорт;
• грузовики;
• сельскохозяйственная техника;
• водный транспорт;
• котельные.

Цетановое число определяет область применения. Встречается использование дизеля в качестве пропитки кож, компонента охлаждающих или закалочных веществ при термообработке металлов.

СНГ

Изготовление СНГ заключается в извлечении углеводородов из нефтяного газа. При увеличении давления вещество принимает жидкую консистенцию, что удобно в процессе хранения или транспортировки.

Составные компоненты:

• пропан;
• бутан;
• изобутан.

Используется в бытовых целях (газовые печки, система отопление, зажигалки) и как топливо для автотранспорта.

Свойства нефтяного топлива

Свойства нефтяного топлива или продуктов, необходимых для энергетических применений варьируются от одного применения к другому и от одной энергетической системы к другой.

Как правило, топливо должно:

1. Иметь низкое содержание золы как негорючего остатка. Значение золы связано с неорганическим материалом. Чрезмерное количество золы в жидком топливе может привести к образованию отложений загрязнений в оборудовании для сжигания. Зола оказывает эрозионное воздействие на наконечники горелок, вызывает повреждение огнеупоров при высоких температурах, а также приводит к высокотемпературной коррозии и загрязнению оборудования.
2. Иметь высокую теплотворную способность. Теплотворная способность-это измерение тепла или энергии, произведенной на килограмм. Измеряется либо как валовая, либо как чистая теплотворная способность. Валовая теплотворная способность предполагает, что весь пар, образующийся в процессе горения, полностью конденсируется. Чистая теплотворная способность предполагает, что вода уходит вместе с продуктами сгорания, не будучи полностью конденсированной. Топливо сравнивается по чистой теплотворной способности.
3. Подходящую удельная теплоемкость. Удельная теплоемкость-это термин, обозначающий количество энергии (ккал), необходимое для повышения температуры 1 кг масла на 1° C. единица удельной теплоемкости составляет 4 ккал.
4. Иметь не агрессивный состав. Это свойство важно при работе в металлических энергетических системах.
5. Низкое содержание серы. Желательно иметь сырую нефть с более низким содержанием серы. Как правило, количество серы зависит главным образом от источника сырой нефти и в меньшей степени от процесса переработки. Типичный диапазон содержания серы для керосина и дизельного топлива составляет 0,05-0,25 частей.
6. Низкая температура застывания. Температура застывания топлива-это самая низкая температура, при которой оно будет разливаться или течь при охлаждении в предписанных низкотемпературных условиях. Это показатель самой низкой температуры, при которой топливо легко перекачивается. Это также означает, что топливо с низкой температурой застывания не будет легко затвердевать при понижении температуры.
7. Высокая температура вспышки. Температура вспышки топлива-это самая низкая температура, при которой топливо может быть нагрето так, что пар испускает мгновенные вспышки, когда над ним проходит открытое пламя. Чем выше температура вспышки, тем безопаснее будет топливо, особенно в энергетических приложениях, которые имеют дело с высокой температурой окружающей среды.
8. Низкая или подходящая вязкость. Вязкость топлива-это мера его внутреннего сопротивления потоку. Вязкость зависит от температуры и уменьшается с увеличением температуры. Это наиболее важная характеристика при хранении, транспортировке и использовании. Это влияет на степень предварительного нагрева, необходимого для обработки, хранения и удовлетворительного распыления. Если состав слишком вязкий, то он может стать трудным для перекачки, трудно зажечь в горелке и привести к плохому распыливанию топлива. Плохое распыление может, в свою очередь, вызвать образование нагара на наконечниках горелок или на стенках. Поэтому предварительный нагрев высоковязкого масла при промышленном нагреве необходим для правильного распыления.
9. Безопасность, простота транспортировки и хранения. Добыча и переработка нефти должна закончиться производством топлива. Всё произведенное топливо должно быть относительно безопасным и легким для транспортировки (например, для применения в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств). Топливо должно относительно легко хранится и извлекаться.
10. Другие подходящие реологические, физические и химические свойства. Например, для сжигания топлива на электростанциях обычно оно должно обладать более высоким октановым числом, чтобы достичь более высокой степени сжатия и, следовательно, тепловой эффективности. Цетан (эталон) дизельного топлива должен быть как можно выше.

Значение углеводородов

На данный момент нефть и газ являются важными ресурсами, за обладание которыми до сих пор борются государства. Несмотря на довольно активное использование альтернативных источников получения энергии, сравнимых с ними по эффективности, пожалуй, просто нет. Неудивительно, что люди так держатся за это сырье и продукты переработки. Нефти и газа на планете пока много, но активная добыча дает основания полагать, что запасы иссякнут в течение XXI века, и тогда человечество ожидает глобальный энергетический кризис. Все-таки не зря эта дурнопахнущая и не слишком привлекательно выглядящая субстанция была названа черным золотом.

Процедура крекинга

Процесс перегонки нефти основан на различии элементов в итоге. Если первичная процедура позволяет разделить сырьё на несколько вариантов топлива, то вторичный процесс предназначается для увеличения добычи мазута и конкретного вида топлива.

В основе методики лежит использование высоких температур для выпаривания элементов, у которых меньшая молекулярная масса. В результате получаются масла для техники, компоненты для создания пластика и другие варианты сырья химической промышленности.

В ядре процесса лежит образование свободных радикалов на фоне основного состава сырья. По эффективности и способу действия все вторичные методы делятся на несколько категорий:

• Углубляющие. Сюда относится изготовление битумов и главный процесс вторичной обработки.
• Облагораживающие. В основе процедуры — насыщение добавочными компонентами уже имеющегося сырья. Риформинг, изомеризация, может проводиться и гидроочистка.
• Дополнительные процессы по выработке разных групп масел и дополнительных веществ для производства ароматических углеводородов.

Выбор техники зависит от желаемого результата. Использование добавочных фильтров в работе даёт возможность очистить продукт от отходов и увеличить его качество.

Виды и особенности

В процессе термического разложения углеводородов используются дополнительные элементы и фильтры. Выделяется несколько подвидов методики:

• Жидкофазный этап позволяет получить из нефти максимум бензина и минимум отходов. Наиболее популярный метод, благодаря которому уменьшается число газов, в итоге остаётся приблизительно 10%.
• Парофазный метод заключается в выходе ароматических соединений и большого количества газа.
• Пиролизный крекинг ограничивает доступ воздуха к нефти и под давлением раскладывает формулы соединений на простые.
• Деструктивный тип гидрирования — увеличение давления с использованием катализаторов, используется для добычи бензина. Выход продукта составляет до 90%.

Также применяется и каталитический этап обработки, в котором, кроме катализаторов, используются алюмосиликаты. В итоге получаются газообразные продукты. Независимо от типа перегонки нефти обязательно проводятся процедуры добавочной фильтрации для качественной очистки.

Дополнительные техники

Риформинг используется для ароматизации нефтепродуктов. Чаще всего для процедуры применяются бензиновые фракции с высокой температурой кипения. В итоге повышается октановое число бензина, а сама фракция обогащается ароматическими соединениями. Продукт может использоваться для создания автомобильного топлива или для разложения компонентов на ароматические составляющие и выработок толуола, бензола и ксилолов.

Гидроочистка состоит из чередования действия водорода при высокой температуре и повышенном давлении. Это фильтрация готового продукта, удаление из его состава ненужных серных соединений, снижение количества разных смол и кислородосодержащих соединений. Техника считается одной из наиболее популярных вариантов вторичной переработки.

Каталитический крекинг относится к сложным процедурам и требует не только специального оборудования, но и составления формул для дозировки компонентов. Целью процедуры является получения бензина и группы жирных газов за счёт расщепления молекул тяжёлых углеводородов.

Отходом техники является компонент в составе мазута. Это наиболее экономичный метод вторичной обработки, поскольку практически все элементы входят в состав веществ, которые используются в разных отраслях промышленности.

В основе процедуры гидрокрекинга лежит:

• Очистка с помощью углеводородов и давления.
• Расщепление тяжёлых молекул на более мелкие.
• Насыщение водородом.

В зависимости от типа влияния выделяется мягкий и жёсткий процесс. Первый вариант применяется для получения дизельного топлива, а второй — для керосиновых и бензиновых фракций. Процедуры коксования и изомеризации относятся к вторичным дополнительным и используются для получения остатков и компонентов для продукции.

Основные фракции

В процессе переработки нефти и разложения её на дополнительные компоненты выделяются фракции. На получение того или иного компонента влияет тип переработки и количество этапов. Дополнительное фильтрование и очистка дают возможность получить качественный продукт.

• Газолиновая фракция. Для её получения необходимо использовать высокую температуру. В результате можно получить бензин и газолин.
• Лигроиновый этап. Позволяет создавать горючее для тракторов, продукт в процессе обработки будет содержать большое количество тяжёлых молекул. На следующих этапах переработки из лигроина можно получить бензин, но с применением дополнительной фильтрации.
• Керосиновая фракция. На этапе производится реактивное топливо.
• Газойлевый этап. Благодаря повышению температуры и использованию специального оборудования производится дизельное топливо, которое сразу без фильтрации можно использовать для заправки автомобилей.

Из нефти можно выделить приблизительно 25% бензина, остальное — продукты для промышленности. Благодаря теории строения органических соединений можно говорить об увеличении процесса разгонки нефти и получения большего количества топлива.

Индивидуальный состав нефтепродуктов

В настоящее время индивидуальный состав продуктов нефти может быть достаточно надежно определен методами газожидкостной хроматографии только для единичных бензиновых фракций. Поэтому индивидуальный углеводородный состав не может быть положен в основу прогнозных методов расчета теплофизических свойств (ТФС) ввиду его недоступности для потребителей.

В то же время фракционный состав и структурно-групповой углеводородный состав могут иметь более плодотворное применение на пути построения методов расчета теплофизических свойств нефти.

Поэтому ниже рассмотрены методики пересчета и экстраполяции кривых разгонок и способы расчета структурно-группового углеводородного состава фракций.

Нефтеперерабатывающая промышленность России

Нефтеперерабатывающая промышленность представляет собой отрасль нефтяной промышленности России. На данный момент в стране действует более тридцати крупных предприятий, специализирующихся на переработке нефти. Ими добываются большие объемы автомобильного бензина, дизельного топлива и мазута. Преимущественное количество предприятий начало свое существование в последние два десятилетия. При этом некоторые из них занимают лидирующие позиции на рынке.

В большинстве случаев ими применяется фракционная перегонка нефти, которая наиболее актуальна в современных условиях. Предприятиями изготавливаются высококачественные средства, которые пользуются большим спросом не только на отечественном, но и на мировом рынке.