Фракционный состав нефти и нефтепродуктов

Фракция- это группа углеводородов, выкипающих в определенном интервале температур.

Получение нефтепродуктов из нефти.

Жидкое топливо производится преимущественно двумя способами:

физическим и химическим.

Первый протекает без нарушения структуры углеводородов, второй(деструктивный) – с изменением ее.

Физический способ (или прямая перегонка нефти) представляет собой процесс разделения ее на отдельные фракции, отличающиеся температурой кипения. Для этого нефть нагревают в нефтеперегонных установках до температуры 300...380°С, а образовавшиеся пары отбирают и конденсируют по частям в ректификационных колонках. В результате перегонки получают топливные дистилляты и остаток, называемый мазутом(от арабского слова «макзулат»- отброс в переводе на русский), который может быть использован для химической переработки или получения смазочных масел.

Легкокипящие фракции в паровой фазе достигают верха колонны и вместе с

испарившимся оросителем отводятся из колонны в конденсатор - газоотделитель. Более тяжелые топливные фракции отводятся из колонны через холодильники и отбирают дистилляты: бензиновый - 35...205°С, керосиновый - 120...315°С, газойлевый - 230...360°С, соляровый - 280...380°С и в остатке мазут.

Типичные фракции перегонки нефти |Фракция |Температура |Число атомов |Содержание, || |кипения, °С |углерода в |масс. % || | |молекуле | ||Газы |<40 |1-4 |3 ||Бензин |40-100 |4-8 |7 ||Лигроин (нафта) |80-180 |5-12 |7 ||Керосин |160-250 |10-16 |13 ||Мазут: |350-500 |20-35 |25 ||Смазочное масло и| | | ||воск | | | |

|Битум |>500 |>35 |25 |

Температура кипения	Фракции
выше 430°C	Мазут
230-430°С	Газойль
160-230°С	Керосин
105-160°С	Нафта
32-105°С	Бензин
менее 32°С	Углеводородные газы

Из мазута на перегонных установках аналогичным способом получают смазочные масла. Чтобы не произошло расщепление масляных углеводородов, их нагрев и испарение ведут в вакуумных трубчатых печах с применением перегретого пара. Это позволяет снизить температуру кипения углеводородов и избежать их расщепления. При разгонке мазута на ректификационной колонне из более легкокипящих фракций получаются маловязкие смазочные масла - легкие индустриальные, из высококипящих получают средние и тяжелые масла - индустриальные, машинные, моторные, цилиндровые и др. Эти масла называют дистиллятными.

После отгона из мазута масляных дистиллятов в остатке получают гудрон, а при менее глубоком отборе масляных фракций -полугудрон. Применяя глубокую обработку гудронов и полугудронов серной кислотой и очистку отбеливающими глинами, из них получают высоковязкие остаточные масла (главным образом авиационные).

Деструкция- переработка высококипящих нефтепродуктов путем расщепления тяжелых углеводородных молекул на более легкие.

Деструктивный (химический) способ переработки нефти позволяет получать из более тяжелых высокомолекулярных фракций светлые нефтепродукты и тем самым существенно повысить выход светлых топлив (в частности, бензинов). Расщепление углеводородов с высокой молекулярной массой на углеводороды с меньшей молекулярной массой получило название крекинг - процесса. Принципиальная схема его такова:

С_2nН _4n+2= С_nН_2n+2 + С _nН_2n;

Крекинг-процесс, протекающий под действием теплоты, называется термическим крекингом, а под действием теплоты и в присутствии катализатора - каталитическим.

Основными факторами термического крекинга являются температура, давление, время процесса и состав сырья. При нагреве до 400°С для получения 30% бензина из мазута необходимо около 12 часов, при нагревании до 500°С время процесса составляет лишь 30 секунд. Лучшим сырьем для крекинг-процесса являются высокомолекулярные Н- парафины. Непредельные углеводороды обладают большей стойкостью к реакциям расщепления. При крекинге нафтеновых углеводородов происходят отщепление и расщепление боковых цепей, крекинг ароматических углеводородов сопровождается разрывом колец.

В состав крекинг - бензинов входит большое количество непредельных

углеводородов, а в бензинах прямой перегонки их почти нет. Поэтому крекинг-бензины нестойки при хранении. Для повышения стабильности в них добавляют специальные вещества -антиокислители, называемые стабилизаторами в сотых или тысячных долях процента.

Если крекинг-процесс осуществляется при давлении 2...5 МПа и температуре 480...500°С, он называется жидкофазным крекингом, а при давлении 0,2...0,6 МПа и температуре 520...550°С и выше - парофазным. При последнем бензины более насыщены непредельными углеводородами, и выход топлива ниже по сравнению с жидкофазным.

При каталитическом крекинге часть образующихся непредельных углеводородов превращается в предельные, а часть, в свою очередь переходят в изомерную форму. Вследствие этого качество бензинов каталитического крекинга более высокое. В качестве катализатора используют алюмосиликаты и другие вещества. При каталитическом крекинге выход автомобильных бензинов составляет около 40...50%, фракции дизельного топлива -30...40%, в то время как при прямой перегонке выход бензинов составляет лишь 9...12% редко 20%.

К разновидностям крекинг-процесса относятся: риформинг, применяемый для улучшения качества нефтепродуктов путем понижения молекулярной массы

углеводородов; деструктивная гидрогенизация - процесс, протекающий в присутствии водорода и катализатора при давлении 20...30 МПа, в результате чего происходит насыщение водородом продуктов расщепления; пиролиз, протекающий при температуре около 700°С с образованием ароматических углеводородов; гидроформинг, при котором происходит высокая ароматизация углеводородов (этот процесс протекает при температуре 480...530°С, давлении 2...3 МПа в присутствии водорода и катализатора - оксидов молибдена, ванадия, хрома, нанесенных на оксиды алюминия, магния или другого вещества, при этом получают бензины высокого качества).

Дата добавления: 2014-01-13