Природный и попутный газы

Нефть

Характеристика нефти как жидкого горючего полезного ископаемого дается в курсах «Химия нефти» и «Химическая технология переработки нефти и газа».

Характеристика природных и попутных газов дается в курсах «Химия нефти» и «Химическая технология переработки нефти и газа».

Классификация процессов переработки нефти:

1. физические процессы переработки нефти:

· подготовка нефти (УКПН, УПН и ТХУ);

· первичная и вторичная переработка нефти (ЭЛОУ+АВТ);

· переработка газов (ГПЗ);

· разделение нефтезаводских газов на компоненты (ГФУ);

· осушка и очистка нефтезаводских газов от влаги и кислых компонентов ( и ) адсорбентами и абсорбентами;

· селективная очистка масляных фракций;

· депарафинизация дизельного топлива и масел;

· деасфальтизация гудрона.

В физических процессах не происходит химическое превращение компонентов сырья. Все физические процессы предназначены для разделения сырья на компоненты.

2. химические процессы подразделяются на термические и каталитические:

· термический крекинг;

· пиролиз;

· коксование;

· производство битумов;

· кат. крекинг;

· кат. риформинг;

· изомеризация;

· полимеризация;

· алкилирование;

· гидроочистка;

· гидрокрекинг.

В химических процессах происходит химическое превращение компонентов, которые осуществляются целенаправленно, т.е. создаются условия для протекания преимущественно нужных реакций, например, реакций дегидрирования, дегидроциклизации, гидрирования, крекинга, изомеризации и т.д.

Первая стадия – подготовка угля к обогащению включает операции дробления, извлечения металлических предметов и грохочения.

Вторая стадия – обогащение угля может осуществляться гравитационным или флотационным методами.

Гравитационный метод использует принцип разделения частиц по их скорости осаждения в жидких средах. Обычно это осуществляется на восходящем потоке жидкости.

Флотационный метод является одним из наиболее совершенных технологических процессов обогащения мелкого угля с частицами до 5 мм. В основе этого метода использовано то, что частицы угля плохо смачиваются водой, а порода – хорошо. При пропускании через суспензию пузырьков воздуха они избирательно прилипают к частицам угля и выносят последние в виде пены на поверхность, тогда как частицы породы опускаются на дно аппарата.

Завершающая третья стадия обогащения угля включает обезвоживание всех продуктов, получающихся при обогащении.

Вначале на ситах или грохотах понижают остаточную влажность угля. Затем остаточную влажность снижают на центрифугах или вакуум-фильтрах. При этом можно достигнуть концентрацию остаточной влажности 8-9%, что вполне приемлемо.

При фильтрации шламов и флотоконцентратов влажность высокая (приблизительно до 20%), поэтому требуется их сушка. Сушка осуществляется в барабанных сушилках или в псевдосжиженном состоянии.

При обогащении угля образуются загрязненные шламовые воды, которые необходимо осветлять и очищать. Сначала их отстаивают, затем осадок отфильтровывают в вакуум-фильтрах. В настоящее время применяют также гидроциклоны.

ЛЕКЦИЯ №5

Классификация процессов подготовки и переработки нефти и газа

Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки.

Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции. Сначала промысловая нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей - этот процесс называется первичной сепарацией нефти.

Подготовка нефти

Нефть поступает на НПЗ в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

Атмосферная перегонка

Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.

Материальный баланс атмосферной перегонки западно-сибирской нефти.

Вакуумная дистилляция

Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов.

Вторичные процессы

Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида:

Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т.д.

Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д.

Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д.

Каталитический риформинг - каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85-180°С[2]. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями и его октановое число повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения ароматических углеводородов.

Каталитический крекинг - процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов. Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.

Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит газ риформинга. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).

Процесс получения нефтяного кокса из тяжелых фракций и остатков вторичных процессов.

Основная статья: Изомеризация

Процесс получения изоуглеводородов (изопентан, изогексан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопрен из изопентана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.

Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.

Выбор направления переработки нефти и ассортимента получаемых нефтепродуктов определяется физико-химическими свойствами нефти, уровнем технологии нефтеперерабатывающего завода и настоящей потребности хозяйств в товарных нефтепродуктах. Различают четыре основных варианта переработки нефти:

1) топливный с глубокой переработкой нефти;

2) топливный с неглубокой переработкой нефти;

3) топливно-масляный;

4) топливно-нефтехимический.

По топливному варианту нефть перерабатывается в основном на моторные и котельные топлива. Топливный вариант переработки отличается наименьшим числом участвующих технологических установок и низкими капиталовложениями. Различают глубокую и неглубокую топливную переработку. При неглубокой переработке нефти отбор светлых нефтепродуктов составляет не более 40 – 45%, а выработка котельного топлива достигает 50 – 55% на исходную нефть. При глубокой переработке нефти стремятся получить максимально возможный выход высококачественных и автомобильных бензинов, зимних и летних дизельных топлив и топлив для реактивных двигателей. Выход котельного топлива в этом варианте сводится кминимуму.

Таким образом, предусматривается такой набор процессов вторичной переработки, при котором из тяжелых нефтяных фракций и остатка— гудрона получают высококачественные легкие моторные топлива. Сюда относятся каталитические процессы — каталитический крекинг, каталитический риформинг, гидрокрекинг и гидроочистка, а также термические процессы, например коксование. Переработка заводских газов в этом случае направлена на увеличение выхода высококачественных бензинов. Более перспективным является вариант глубокой переработки нефти, при котором выход светлых нефтепродуктов составляет 65% на нефть, а котельное топливо (мазут) вырабатывается только для обеспечения собственных нужд НПЗ.

По топливно-масляному варианту переработки нефти наряду с топливами получают смазочные масла. Для производства смазочных масел обычно подбирают нефти с высоким потенциальным содержанием масляных фракций. Попутно с получением масел производят парафины и церезин, а из асфальтов и экстрактов, являющихся также продуктами установок очистки масел, получают битумную продукцию и нефтяной кокс.

Топливно-нефтехимический вариант переработки нефти предусматривает не только получение широкого ассортимента топлив, но и развитие нефтехимического производства. Нефтехимические производства используют в качестве сырья: прямогонный бензин, ароматические углеводороды, жидкие и твердые парафины. При переработке этого сырья получается целая гамма нефтехимической продукции: этилен и полиэтилен, дивинил и изопрен, бутиловые спирты и ксилолы, фенол и ацетон, стирол и полимерные смолы.

Дата добавления: 2015-06-25