Процесс нефтепереработки: этапы и методы
Получение готовых нефтепродуктов становится результатом выделения из сырой нефти отдельных фракций. Сама же перегонка проходит в 2 этапа, включая первичную и вторичную переработку
Первичная перегонка
Целью первичной переработки является удаление из сырой нефти воды, солей и других компонентов, которые загрязняют сырье. Перечисленные вещества значительно ухудшают качество готовых нефтепродуктов и способствуют быстрой коррозии оборудования. После первичной очистки нефти содержание в ней солей составляет не более 3 — 4 мг/л, а воды — не более 0,1%.
Выделение отдельных составляющих стало возможным после того, как было установлено, что в нефти присутствуют различные углеводороды, отличающиеся температурой кипения. Появились предприятия по нефтепереработке, на которых выделялись фракции на разных фазах кипения:
- бензин — выкипает при нагревании до +180°С;
- реактивное топливо — выкипает при температуре от +180°С до +240°С;
- дизельное топливо — выкипает при нагревании свыше +240°С.
Остатком после выделения из нефти всех фракций является мазут. Первичная перегонка позволяет получить как готовые нефтепродукты, так и их компоненты. Пребывая в парообразном состоянии, отдельные фракции отличаются по составу от таких же фракций, но в состоянии жидкости. Первичная перегонка не дает возможности получить чистый нефтепродукт: каждая фракция — это достаточно сложный комплекс углеводородов. Чтобы выделить отдельный углеводород, фракцию следует перегонять несколько раз
Нефтепереработка может проводиться несколькими методами:
- однократное испарение (равновесная дистилляция);
- прямая перегонка (фракционная дистилляция);
- с применением ректификации;
- без применения ректификации;
- с применением испаряющего агента;
- в вакууме;
- при нормальном давлении.
Фракционная дистилляция более предпочтительна, поскольку более четко разделяет нефть на фракции. При равновесной дистилляции в процессе нагревания в пар превращается большее количество нефти. При прямой перегонке удается получить разные виды топлива, сырья, растворители и др. Эти продукты далее поступают на дополнительную обработку.
Вторичная перегонка
При вторичной переработке полученные нефтепродукты подвергаются термическому и химическому воздействию. Это позволяет выделить большее число бензиновых фракций, а также компоненты для получения ароматических углеводородов (толуол, бензол и т. д.).
Чаще всего вторичная перегонка осуществляется методом крекинга. Под ним подразумевают высокотемпературную обработку нефтепродуктов с целью получения соединений с меньшей молекулярной массой. На этой стадии получают всевозможные смазочные средства, моторное топливо и сырье, используемое в химическом производстве
Крекинг нефтепродуктов сопровождается разрывом С — С связей. При этом образуются свободные радикалы и карбанионы, а также происходят полимеризация, дегидратация, изомеризация и конденсация компонентов. В конечном итоге выделяются крекинг-осадок (то есть фракция, которая кипит при температуре свыше +350°С) и кокс.
Метод крекинга был разработан В. Шуховым и С. Гавриловым в 1891 году. Позднее он был использован У. Бартоном при запуске первой промышленной установки. Сейчас крекинг проводится как с помощью простого нагревания нефтепродуктов, так и нагревания в присутствии катализаторов. Его важным преимуществом является возможность выделить из мазута большое число полезных продуктов.
