Этапы переработки нефти. Перегонка нефти на бензин


Переработка нефтепродуктов

Версия для печати

В настоящее время из сырой нефти можно получить различные виды топлива, нефтяные масла, парафины, битумы, керосины, растворители, сажу, смазки и другие нефтепродукты, полученные путем переработки сырья. 

Добытое углеводородное сырье (нефть, попутный нефтяной газ и природный газ) на месторождении проходит долгий этап, прежде чем из этой смеси будут выделены важные и ценные компоненты, из которых впоследствии будут получены пригодные к использованию нефтепродукты.

Переработка нефти очень сложный технологический процесс, который начинается с транспортировки нефтепродуктов на нефтеперерабатывающие заводы. Здесь нефть проходит несколько этапов, прежде чем стать готовым к использованию продуктом:

  1. подготовка нефти к первичной переработке
  2. первичная переработка нефти (прямая перегонка)
  3. вторичная переработка нефти
  4. очистка нефтепродуктов

Этапы переработки нефти

Подготовка нефти к первичной переработке

Добытая, но не переработанная нефть, содержит различные примеси, например, соль, воду, песок, глина, частицы грунта, попутный газ ПНГ. Срок эксплуатации месторождения увеличивает обводнение нефтяного пласта и, соответственно, содержание воды и других примесей в добываемой нефти. Наличие механических примесей и воды мешает транспортированию нефти по нефтепродуктопроводам для дальнейшей ее переработки, вызывает образование отложений в теплообменных аппаратах и других емкостях, усложняет процесс переработки нефти.

Вся добытая нефть проходит процесс комплексной очистки, сначала механической, затем тонкой очистки.

На данном этапе также происходит разделение добытого сырья на нефть и газ в сепараторах нефти и газа.

Отстаивание в герметичных резервуарах на холоде или при подогреве способствует удалению большого количества воды и твердых частиц. Для получения высоких показателей работы установок по дальнейшей переработке нефти последнюю подвергают дополнительному обезвоживанию и обессоливанию на специальных электрообессоливающих установках.

Зачастую вода и нефть образуют труднорастворимую эмульсию, в которой мельчайшие капли одной жидкости распределены в другой во взвешенном состоянии.

Выделяются два вида эмульсий:

  • гидрофильная эмульсия, т.е. нефть в воде
  • гидрофобная эмульсия, т.е. вода в нефти

Существует несколько способов разрушения эмульсий:

  • механический
  • химический
  • электрический

Механический метод в свою очередь делится на:

  • отстаивание
  • центрифугирование

Разность плотностей составляющих эмульсии позволяет легко расслаивать воду и нефть методом отстаивания при нагреве жидкости до 120-160°С под давлением 8-15 атмосфер в течение 2-3 часов. При этом не допускается испарение воды.

Эмульсия также может разделяться под действием центробежных сил в центрифугах при достижении 3500-50000 оборотов в минуту.

При химическом методе эмульсия разрушается путем применения деэмульгаторов, т.е. поверхностно-активных веществ. Деэмульгаторы имеют большую активность по сравнению с действующим эмульгатором, образуют эмульсию противоположного типа, растворяют адсорбционную пленку. Данный способ применяется вместе с электрическим.

В установках электродегидратора при электрическом воздействии на нефтяную эмульсию частицы воды объединяются, и происходит более быстрое расслоение с нефтью.

Первичная переработка нефти

Добытая нефть есть смесь нафтеновых, парафиновых, ароматических углеводов, которые имеют разный молекулярный вес и температуру кипения, и сернистые, кислородные и азотистые органические соединения. Первичная переработка нефти заключается в разделении подготовленной нефти и газов на фракции и группы углеводородов. При перегонке получают большой ассортимент нефтепродуктов и полупродуктов.

Суть процесса основана на принципе разности температур кипения компонентов добытой нефти. В результате сырье разлагается на фракции - до мазута (светлые нефтепродукты) и до гудрона (масла).

Первичная перегонка нефти может осуществляться с :

  • однократным испарением
  • многократным испарением
  • постепенным испарением

При однократном испарении нефть нагревается в подогревателе до заданной температуры. По мере нагрева образуются пары. При достижении заданной температуры парожидкостная смесь поступает в испаритель (цилиндр, в котором пар отделяется от жидкой фазы).

Процесс многократного испарения представляет собой последовательность однократных испарений при постепенном повышении температуры нагрева.

Перегонка постепенным испарением представляет собой малое изменение состояния нефти при каждом однократном испарении.

Основные аппараты, в которых проходит перегонка нефти, или дистилляция,  - это трубчатые печи, ректификационные колонны и теплообменные аппараты.

В зависимости от типа перегонки трубчатые печи делятся на атмосферные печи АТ, вакуумные печи ВТ и атмосферно-вакуумные трубчатые печи АВТ. В установках АТ осуществляют неглубокую переработку и получают бензиновые, керосиновые, дизельные фракции и мазут. В установках ВТ производят углубленную переработку сырья и получают газойлевые и масляные фракции, гудрон, которые в последствии используются для производства смазочных масел, кокса, битума и др. В печах АВТ комбинируются два способа перегонки нефти. 

Процесс переработки нефти принципом испарения происходит в ректификационных колоннах. Там исходная нефть с помощью насоса поступает в теплообменник, нагревается, затем поступает в трубчатую печь (огневой подогреватель), где нагревается до заданной температуры. Далее нефть в виде парожидкостной смеси входит в испарительную часть ректификационной колонны. Здесь происходит деление паровой фазы и жидкой фазы: пар поднимается вверх по колонне, жидкость стекает вниз.

Вышеперечисленные способы переработки нефти не могут быть использованы для выделения из нефтяных фракций индивидуальных углеводородов высокой чистоты, которые впоследствии станут сырьем для нефтехимической промышленности при получения бензола, толуола, ксилола и др. Для получения углеводородов высокой чистоты в установки перегонки нефти вводят дополнительное вещество для увеличения разности в летучести разделяемых углеводородов.

Полученные компоненты после первичной переработки нефти обычно не используются в качестве готового продукта. На этапе первичной перегонки определяются свойства и характеристики нефти, от которых  зависит выбор дальнейшего процесса переработки для получения конечного продукта.

В результате первичной обработки нефти получают следующие основные нефтепродукты:

  • углеводородный газ (пропан, бутан)
  • бензиновая фракция (температура кипения до 200 градусов)
  • керосин (температура кипения 220-275 градусов)
  • газойль или дизельное топливо (температура кипения 200-400 градусов)
  • смазочные масла (температура кипения выше 300 градусов)остаток (мазут)

Вторичная переработка нефти

В зависимости от физико-химический свойств нефти и от потребности в конечном продукте происходит выбор дальнейшего способа деструктивной переработки сырья. Вторичная переработка нефти заключается в термическом и каталитическом воздействии на нефтепродукты, полученные методом прямой перегонки. Воздействие на сырье, то есть содержащиеся в нефти углеводороды, меняют их природу. 

Выделяются варианты переработки нефти:

  • топливный
  • топливно-масляный
  • нефтехимический

Топливный способ переработки применяется для получения высококачественных автомобильных бензинов, зимних и летних дизельных топлив, топлив для реактивных двигателей, котельных топлив. При данном методе используется меньшее количество технологических установок. Топливный метод представляет собой процессы, в результате которых из тяжелых нефтяных фракций и остатка получают моторные топлива. К данному виду переработки относят каталитический крекинг, каталитический риформинг, гидрокрекинг, гидроочистка и другие термические процессы.

При топливно-масляной переработке наряду с топливами получают смазочные масла и асфальт. К данному виду относятся процессы экстракции и деасфальтизации. 

Наибольшее разнообразие нефтепродуктов получается в результате нефтехимической переработки. В связи с этим используется большое число технологических установок. В результате нефтехимической обработки сырья вырабатываются не только топлива и масла, но и азотные удобрения, синтетический каучук, пластмассы, синтетические волокна, моющие средства, жирные кислоты, фенол, ацетон, спирт, эфиры и другие химикалии. 

Каталитический крекинг

При каталитическом крекинге используется катализатор для ускорения химических процессов, но в то же время без изменения сути этих химических реакций. Суть крекинг-процесса, т.е. реакции расщепления, заключается в прогоне нагретых до парообразного состояния нефтей через катализатор.

Риформинг

Процесс риформинга применяется в основном для производства высокооктанового бензина. Данной переработке могут подвергаться только парафиновые фракции, кипящие в пределах 95-205°С.

Виды риформинга:

  • термический риформинг
  • каталитический риформинг

При термическом риформинге фракции первичной переработки нефти подвергаются воздействию только высокой температуры.

При каталитическом риформинге воздействие на исходные фракции происходит как температурой, так и с помощью катализаторов.

Гидрокрекинг и гидроочистка

Данный метод переработки заключается в получении бензиновых фракций, реактивного и дизельного топлива, смазочных масел и сжиженных газов за счет воздействия водорода на высококипящие нефтяные фракции под воздействием катализатора. В результате гидрокрекинга исходные нефтяные фракции проходят также гидроочистку. 

Гидроочистка заключается в удалении серы и других примесей из сырья. Обычно установки гидроочистки совмещают с установками каталитического риформинга, так как в результате последнего выделяется большое количество водорода. В результате очистки качество нефтепродуктов повышается, уменьшается коррозия оборудования. 

Экстракция и деасфальтизация

Процесс экстракции заключается в разделения смеси твердых или жидких веществ при помощи растворителей. В используемом растворителе хорошо растворяются извлекаемые компоненты. Далее проводится депарафинизация для снижения температуры застывания масла. Получение конечного продукта заканчивается гидроочисткой. Данный метод переработки применяется для получения дистдизельного топлива и извлечении ароматических углеводородов. 

В результате деасфальтизации из остаточных продуктов дестиляции нефти получаются смолисто-асфальтеновые вещества. В последствии деасфальтизат используется для производства битума, применяется в качестве сырья для каталитического крекинга и гидрокрекинга. 

Коксование

Для получения нефтяного кокса и газойлевых фракций из тяжелых фракций перегонки нефти, остатков деасфальтизации, термического и каталитического крекинга, пиролиза бензинов используют процесс коксования. Данный вид переработки нефтепродуктов заключается в последовательном протекании реакций крекинга, дегидрирования (выделение водорода из сырья), циклизации (образование циклической структуры), ароматизации (увеличение ароматических углеводородов в нефти), поликонденсации (выделение побочных продуктов, таких как, вода, спирт) и уплотнения для образования сплошного "коксового пирога". Летучие продукты, выделяющиеся в процессе коксования, подвергают процессу ректификации, чтобы получить целевые фракции и их стабилизировать.

Изомеризация

Процесс изомеризации заключается в превращении из исходного сырья его изомеров. Подобные превращения приводят к получении бензинов с высоким октановым числом.

Алкинирование

Путем введения в соединения алкиновых групп получают высокооктановые бензины из углеводородных газов.

Следует отметить, что в процессе переработки нефти и для получения конечного продукта используется весь комплекс нефтегазовых и нефтехимических технологий. Сложность и разнообразие готовых продуктов, которые можно получить из добытого сырья, определяют и разнообразность нефтеперерабатывающих процессов.

01 Ноября 2012 г.

gazovik-pgo.ru

Перегонка нефти

Перегонка нефти

1. Варианты переработки

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 три основных варианта переработки нефти:

  • 1) топливный;
  • 2) горюче-смазочный;
  • 3) нефтехимический.

По топливном варианте нефть перерабатывается в основном на моторные и котельные топлива. Топливный вариант переработки отличается наименьшим числом технологических установок и низкими капиталовложениями. Различают глубокую и неглубокую топливную переработку. При глубокой переработке нефти стремятся получить максимально возможный выход высококачественных автомобильных бензинов, зимних и летних дизельных топлив и топлив для реактивных двигателей самолетов. Выход котельного топлива в этом варианте сводится к минимуму. Таким образом, предусматривается такой набор процессов вторичной переработки, при котором из тяжелых нефтяных фракций и остатка - гудрона получают высококачественные легкие моторные топлива. По этому варианту применяются каталитические процессы - каталитический крекинг, каталитический риформинг, гидрокрекинг и гидроочистки, а также термические процессы, например коксование. Переработка заводских газов в этом случае направлена ​​на увеличение выхода высококачественных бензинов. При неглубокой переработке нефти предусматривается высокий выход котельного топлива.

При топливно-масляном варианте переработки наряду с топливами получают масла. Для производства масел обычно подбирают нефти с высоким потенциальным содержанием масляных фракций. В этом случае для выработки высококачественных масел требуется минимальное количество технологических установок. Масляные фракции (фракции, выкипающие выше 350 ? С), выделенные из нефти, сначала подвергаются очистке избирательными (селективными) растворителями: фенолом или фурфуролом, чтобы удалить часть смолистых веществ и низькоиндексни углеводороды, затем проводят депарафинизацию с помощью смесей метилэтилкетона или ацетона с толуолом для снижения температуры застывания масла. Заканчивается обработка масляных фракций доочисткой отбеливающими глинами. В последних технологиях для получения масел используют процессы гидроочистки взамен селективной очистки и обработки отбеливающими глинами. Таким образом получают дистиллятные масла (легкие и средние индустриальные, автотракторные и др.).. Остаточные масла (авиационные, цилиндровые) выделяют из гудрона путем его деасфальтизации жидким пропаном. При этом образуются деасфальты и асфальт. Деасфальт подвергается дальнейшей обработке, а асфальт перерабатывают в битум или кокс.

Нефтехимический вариант переработки нефти по сравнению с предыдущими вариантами отличается большим ассортиментом нефтехимической продукции и в связи с этим наибольшим числом технологических установок и высокими капиталовложениями. Нефтеперерабатывающие заводы, строительство которых проводилось в последние десятилетия, направленные на нефтехимическую переработку. Нефтехимический вариант переработки нефти представляет собой сложное сочетание предприятий, на которых помимо выработки высококачественных моторных топлив и масел не только проводится подготовка сырья (олефинов, ароматических, нормальных и изопарафинив углеводородов и др.). Для тяжелого органического синтеза, но и осуществляются сложные физико-химические процессы , связанные с крупнотоннажных производством азотных удобрений, синтетического каучука, пластмасс, синтетических волокон, моющих веществ, жирных кислот, фенола, ацетона, спиртов, эфиров и многих других химикалий. В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины, битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и их соли, высшие спирты.

2. ПЕРЕГОНКА НЕФТИ ПЕРВИЧНАЯ

ПЕРЕГОНКА НЕФТИ ПЕРВИЧНАЯ, ( рус. первичная перегонка нефти ; англ. primary oil [petroleum] refining ; нем. prim?re Erd?ldestillation f ) - Разделение нефти на фракции по температуре кипения при первичной переработке нефти для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Осуществляется на атмосферных трубчатых и атмосферно-вакуумных трубчатых оборудования, часто комплектуются оборудованием обессоливания нефти и вторичной перегонки бензина.

Продукцией П.н.п. являются:

1) углеводородный газ, который выводится из установок в газообразном и жидком ("головка стабилизации") виде, направляется для дальнейшей переработки на газофракционуючих установках и используется как топливо нефте-заводских печей;

2) бензиновая фракция, которая выкипает в пределах 50-180 ? С, используется как компонент товарной автобензины, сырье оборудованная каталитического риформинга и пиролиза, подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций;

3) керосиновая фракция, выкипает в пределах 120-315 ? С, используется как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения, как сырье установок гидроочистки;

4) дизельная фракция (атмосферное газойль), которая выкипает в пределах 180-360 ? С, используется как топливо для дизельных двигателей и сырье установок гидроочистки;

5) мазут - остаток атмосферной перегонки, который выкипает выше 350 ? С, используется как котельное топливо или сырье для установок гидроочистки и термического крекинга;

6) вакуумные дистилляты (вакуумные газойли), которые выкипают в пределах 350 - 500 ? С, используются как сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга (на нефтеперерабатывающих заводах с масляной схемой переработки получают несколько (2-3) вакуумных дистиллятов)

7) гудрон - остаток атмосферно-вакуумной перегонки нефти, выкипает при температуре выше 500 ? С, используется как сырье установок термического крекинга, коксования, производства битума и масел.

3. ПЕРЕГОНКА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ ВТОРИЧНАЯ

ПЕРЕГОНКА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ ВТОРИЧНАЯ ( рус. перегонка нефтяных фракций вторичная ; англ. secondary oil (petroleum) fractions refining ; нем. sekund?re Erd?lfraktionsdestillation f ) - Процесс температурного разделения фрак-ций, полученных при перегонке нефти первичной, на узкие фракции (погоны), каждая из которых используется по своему назначению. На нефтеперерабатывающих заводах вторичной перегонке подвергаются широкая бензиновая и дизельная фракция (на установках адсорбционного извлечения парафинов), масляные фракции и т.д.

При вторичной перегонке бензина продукция:

1) фракция 50-62 ? С - используется как компонент автомобильного бензина, сырье для изомеризации;

2) фракция 62-85 ? С - сырье для каталитического риформинга, на основе которой производят бензол;

3) фракция 85-105 ? С - сырье установок каталитического риформинга, на основе которой производят толуол;

4) фракция 105-140 ? С - сырье для каталитического риформинга, на основе которой производят ксилолы;

5) фракция 140-180 ? С - компонент товарного автобензина и керосина, сырье установок каталитически го риформинга и гидроочистки керосина.

Таблица - Типичные составы смесей, получаемых при деструктивной переработке нефтей (% масс.)

Компоненты Метод переработки
Пиролиз газойля Пиролиз дистиллятного фракции Газы крекинга
Термического Каталитического
Водород 9,1 9,9 3,5 11,7
Азот + оксид углерода - - - 15,3
Метан 21,9 24,3 36,8 12,2
Этилен 24,4 22,9 6,7 4,0
Этан 7,6 7,5 29,3 6,8
Пропилен 15,2 13,6 6,5 16,0
Пропан 1,0 1,4 10 8,3
Бутадиен 2,0 2,6 - -
Изобутилен 3,8 1,8 2,5 14,3
Бутилен-2 1,0 1,7 - -
Бутан 0,1 0,1 4,2 10,8
Пентан и выше 12,9 14,4 0,5 0,6

4. Продукты перегонки нефти. Параметры и режимы перегонки.

Чаще нефть перегоняют на следующие фракции: бензиновый, что выкипает до 170-200 о C; керосиновую, что выкипает при 175-270 о C; газойлевая, что выкипает при 270-350 ? С и остаток- мазут.

При перегонке нефти получают также газ прямой гонки, который представляет собой трудную часть попутных газов, оставшихся растворенными в нефти. Как правило, выход газа прямой перегонки невелик.

Применяют высокопроизводительные непрерывно действующие трубчатые перегонные установки, отличающиеся конструкцией печей, в которых происходит нагревание нефти, или конструкцией других аппаратов, входящих в состав установки.

В большинстве случаев трубчатая непрерывно действующая установка состоит из трубчатой ​​печи, насоса, качает нефть через трубчатую печь под давлением 1,0 МПа и более, колонны фракционирования, куда поступает перегретая нефть и где она разделяется на необходимые фракции, которые отбираются из колонны на разной высоте, конденсатора, водовидбирача и пароперегревателя, который служит для перегрева пара.

Бензин с газами прямой перегонки отбирается в верхней части колонны и направляется на охлаждение и конденсацию. После отделения от него воды в отстойнике бензин собирают в промежуточном резервуаре откуда насосом перекачивают в хранилище. Газ, который остается после конденсации бензина, направляют в газгольдеры.

Другие фракции также собирают по высоте колонны и направляют в резервуары. Остаток, неиспарившегося (мазут) со дна колонны направляется в приемник.

На трубчатых установках можно перегонять более 2000 т нефти в сутки. Полученные в результате перегонки нефти фракции используют после соответствующей обработки (очистки и др.)., Как товарные виды топлива и масел, или подвергают вторичной переработке.

Братья Дубинин впервые создали устройство для перегонки нефти (1823 г.). Завод Дубининым был очень прост. Котел в печке, из котла идет труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой - холодильник, пустая бочка - приемник для керосина.

Различают перегонку с однократным, многократным и постепенным испарением. При перегонке с однократным испарением нефть нагревают до определенной температуры и отбирают все фракции, перешедшие в паровую фазу. Перегонка нефти с многократным испарением производится с поэтапным нагреванием нефти, и отбором на каждом этапе фракций нефти с соответствующей температурой перехода в паровую фазу. Перегонку нефти с постепенным испарением в основном применяют в лабораторной практике для получения особо точного разделения большого количества фракций. Отличается от других методов перегонки нефти низкой производительностью.

Процесс первичной переработки нефти (прямой перегонки), с целью получения нефтяных фракций, различающихся по температуре кипения без термического распада, осуществляют в кубовых или трубчатых установках при атмосферном и повышенном давлении или в вакууме. Трубчатые установки отличаются низкой температурой перегонки сырья, меньше крекингом сырья, и большим КПД. Поэтому на современном этапе нефтепереработки трубчатые установки входят в состав всех нефтеперерабатывающих заводов и служат поставщиками как товарных нефтепродуктов, так и сырья для вторичных процессов (термического и каталитического крекинга, риформинга).

Перегонку нефти в промышленности производят на непрерывно действующих трубчатых установках. В их состав входит трубчатая печь, для конденсации и разделения паров сооружаются крупные ректификационные колонны, а для приема продуктов перегонки выстраиваются целые городки резервуаров.

Трубчатая печь представляет собой помещение, выложена внутри огнеупорным кирпичом. Внутри печи находится многократно изогнутый стальной трубопровод. Длина труб в печах достигает километра. Когда завод работает, по этим трубам непрерывно, с помощью насоса, подается нефть с большой скоростью - до двух метров в секунду. Печь обогревается мазутом, подаваемым в нее при помощи форсунок и сгорает в факеле. В трубопроводе нефть быстро нагревается до 350-370 ?. При такой температуре более летучие вещества нефти превращаются в пар.

Так как нефть - это смесь углеводородов различной молекулярной массы, имеющие разные температуры кипения, то перегонкой ее разделяют на отдельные нефтепродукты. При перегонке нефти получают светлые нефтепродукты: бензин (t кип 90-200 ? С), лигроин (t кип 150-230 ? С), керосин (t кип -300 ? С), легкий газойль - соляровое масло (t кип 230-350 ? С), тяжелый газойль (t кип 350-430 ? С), а в остатке - вязкую черную жидкость - мазут (t кип выше 430 ? С). Мазут подвергают дальнейшей переработке. Его перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить разложение) и выделяют масла.

При перегонке с однократным испарением нефть нагревают в змеевике какого-либо нагревателя заранее заданной температуры. По мере повышения температуры образуется все больше пары, находится в равновесии с жидкой фазой, и при заданной температуре парожидкостных смесь оставляет подогреватель и поступает в адиабатический испаритель. Последний представляет собой пустотелый цилиндр, в котором паровая фаза отделяется от жидкой. Температура паровой и жидкой фаз в этом случае одинакова. Перегонка с многократным испарением включает два или более однократных процессы перегонки с повышением рабочей температуры на каждом этапе.

Точность разделения нефти на фракции при перегонке с однократным испарением меньше по сравнению с перегонкой с многократным и постепенным испарением. Но если высокой точности разделения фракций не требуется, то метод однократного испарения дешевле: при максимально допустимой температуре нагрева нефти 350-370 ? С (при более высокой температуре начинается разложение углеводородов) больше продуктов переходит в паровую фазу по сравнению с многократным или постепенным испарением. Для отбора из нефти фракций, выкипающие выше 350-370 ? С, применяют вакуум или водяной пар. Использование в промышленности принципа перегонки с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз позволяет достигать высокой четкости разделения нефти на фракции, непрерывности процесса и экономичного расхода топлива на нагрев сырья.

При первичной перегонке происходят только физические изменения нефти. От нее отгоняются легкие фракции, кипящие при низких температурах. Сами углеводороды остаются при этом неизменными. Выход бензина, в этом случае, составляет всего 10-15%. Такое количество бензина не может удовлетворить все возрастающий спрос на него со стороны авиации и автомобильного транспорта. При крекинге имеют место химические изменения нефти. Изменяется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Выход бензина из нефти значительно увеличивается (до 65-70%) 'путем расщепления углеводородов с длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с относительно меньшей молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack - расщеплять).

Крекинг изобрел русский инженер Шухов в 1891 г. В 1913 г. изобретение Шухова начали применять в Америке. Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле Процесс ведется при более высоких температурах (до 600 ? С) часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов "измельчаются" на меньшие.

Аппаратура крекинг-заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это - печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье тоже другая - мазут.

Мазут - остаток первичной перегонки - густая и относительно тяжелая жидкость, его удельный вес близок к единице. Обусловлено это тем, что мазут состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда на крекинг-заводе мазут снова подвергается переработке, часть составляющих его углеводородов дробится на меньшие (т.е. с меньшей длиной молекул), из которых как раз и состоят легкие нефтяные продукты - бензин, керосин, лигроин.

Важным моментом является процесс сортировки и смешения нефти.

Различные нефти и выделенные из них соответствующие фракции отличаются физико-химическими и товарными свойствами. Так, бензиновые фракции некоторых нефтей характеризуются высокой концентрацией ароматических, нафтеновых или изопарафинов углеводородов и поэтому имеют высокие октановые числа, тогда как бензиновые фракции других нефтей содержат в значительных количествах парафиновые углеводороды и имеют очень низкие октановые числа. Важное значение в дальнейшей технологической переработке нефти имеет сирчистисть, маслянистость (мастильнисть), смолистость нефти и др.. Таким образом, существует необходимость отслеживания качественных характеристик нефти в процессе транспортировки, сбора и хранения с целью недопущения потери ценных свойств компонентов нефти. Однако раздельные сбор, хранение и перекачку нефти в пределах месторождения с большим числом нефтяных пластов существенно осложняет нефтепромысловое хозяйство и требует больших капиталовложений. Поэтому близкие по физико-химическим и товарным свойствам нефти на промыслах смешивают и направляют на совместную переработку.

4.1. Применение продуктов перегонки нефти

Наибольшее применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти в полтора раза большей теплотой сгорания по сравнению с лучшим углем. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков. Мазут применяется на ТЭС, заводах, на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.

  • Бензин применяется как топливо для двигателей внутреннего сгорания. В зависимости от назначения он подразделяется на два основных сорта: авиационный и автомобильный. Бензин используется также как растворитель масел, каучука, для очистки тканей от жирных пятен и т.п.
  • Керосин применяется как горючее для реактивных и тракторных двигателей, а также для бытовых нужд, флотореагент подобное.
  • После перегонки мазута остается нелетучая темная масса - гудрон, идущая на асфальтирование улиц.
  • Лигроин служит топливом для дизельных двигателей, а также растворителем в лакокрасочной промышленности. Большие количества его перерабатывают в бензин.
  • Парафин применяют для получения высших карбоновых кислот, для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для изготовления свечей, гуталина, в медицине, парфюмерии и т.д.

Энергетическое направление в использовании нефти до сих пор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансе составляет более 46%.

Однако в последние годы продукты переработки нефти все шире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% нефти потребляется как сырье для современной химии. Например, этиловый спирт применяется примерно в 50 отраслях производства. В химической промышленности применяются формальдегид, пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирт и т.д.

Продукты переработки нефти применяются и в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т.д. В машиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и части аппаратов из пластмасс, смазки и др.. Широкое применение нашел нефтяной кокс как анодная масса при електровиплавци. Прессованная сажа идет на огнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяются полиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин, производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем для которых служат метиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюмерной промышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт, хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др.. Производные нафтосинтезу находят широкое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительной промышленности.

См.. также

Литература

nado.znate.ru

Технологические схемы переработки нефти на топливо

из "Переработка нефти по топливному варианту"

Поточные схемы заводов, работающих на топливном варианте, обычно характериззтот по глубине переработки нефти, т. е. по отбору светлых нефтепродуктов с неглубокой и глубокой переработкой. [c.14] При неглубокой переработке нефти получают бензин, дизельное топливо в количестве, равном их содержанию в нефти (около 50 % на нефть). Полученный в остатке мазут используют для приготовления котельных топлив. [c.14] На рис. 1 представлена схема неглубокой переработки нефти на заводе топливного профиля. Нефть поступает на обессоливание на установку ЭЛОУ (или блоки ЭЛОУ в составе комбинированных установок), а затем на атмосферную перегонку. При этом от нефти отгоняется легкая бензиновая фракщш (н. к. - 62 °С) ее направляют на процесс изомеризации, а затем используют при компаундировании бензинов. [c.14] Схемой предусмотрена депарафинизация фракции дизельного топлива для снижения температуры застывания. Побочным продуктом процесса депарафинизации являются жидкие парафины - сырье нефтехимического синтеза. Остаток атмосферной перегонки - мазут (фр. 350 °С) применяют в качестве котельного топлива. [c.15] Газы прямой перегонки нефти, риформинга, изомеризации и гидроочистки направляют на очистку от серы и фракционирование. С установки газофракционирования (ГФУ) выводят сжиженные газы - пропан, бутан, изобутан, применяемые в качестве бытовых топлив или сырья нефтехимии, а также сухой газ (технологическое топливо) и газовый бензин (пентановая фракция), используемый в качестве компонента товарного бензина. [c.15] Характерной особенностью неглубокой переработки нефти является значительный выход мазута — котельного топлива. Такие схемы были осуществлены в тех районах, где высок спрос на котельное топливо. Для современных заводов более типична глубокая переработка нефти, схема которой представлена на рис. 2 (здесь не указаны схемы переработки дистиллятов атмосферной перегонки, см. рис. 1, являющиеся составной частью глубокой переработки нефти). [c.15] Головным процессом глубокой переработки нефти является уже не атмосферная, а атмосферно-вакуумная перегонка нефти, что позволяет довести глубину отбора дистиллятов до 75-80 %. Помимо светлых нефтепродуктов, отбираемых в атмосферной секции, в вакуумной части из мазута получают вакуумный дистиллят - фракцию 350—500 °С и в остатке гудрон. [c.15] С прямогонным дизельным топливом перед гидроочисткой, тяжелый газойль является сырьем в производстве технического углерода. [c.16] Наряду с каталитическим крекингом для увеличения выработки светлых нефтепродуктов в последнее время все шире применяют процесс гидрокрекинга. Если при каталитическом крекинге основным продуктом процесса является бензин, то при гидрокрекинге можно изменять соотношение получаемых продуктов (бензина и газойлей) в зависимости от спроса. Гудрон может идти на производство битума, но в основном его перерабатывают с применением одного из термических процессов - коксования или термического крекинга (висбрекинга). [c.16] При термической переработке гудрона получают газ и дистилляты. Бензин термических процессов перед использованием подвергают облагораживанию с применением процессов глубокого гидрирования и каталитического риформинга. [c.16] Для глубокой переработки нефти по топливному варианту разработана комбинированная установка переработки мазута КТ-1, которая состоит из следующих блоков вакуумная перегонка мазута, висбрекинг гудрона, каталитический крекинг газойля, гидроочистка сырья, абсорбция и газофракционирование. [c.17] Комбинированная система КТ-1 позволяет довести отбор светлых нефтепродуктов при переработке нефти до 70 % (на нефть). Непосредственно на установке из мазута похгучают 50% светлых нефтепродуктов и газов. [c.17]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Переработка нефти

1.Основные способы переработки нефти

Автомобильные топлива, смазочные масла и специальные жидкости являются продуктами переработки нефти. Перед переработкой нефть очищают от механических примесей, обезвоживают и обессоливают, после чего подвергают переработке прямой перегонкой или деструктивными методами (вторичные процессы с изменением структуры углеводородов).

схема переработки нефти

1.1.Схема разделения нефти на фракции различными методами переработки показана на рис. 1. На рисунке указаны средние температуры выкипания получаемых продуктов.

На нефтеперерабатывающих заводах переработка нефти ведется в установках непрерывного действия, где осуществляются одновременно процессы атмосферной перегонки нефти и вакуумной перегонки мазута. При нагреве нефти первыми закипают и испаряются наиболее легкие углеводороды, которые отбираются и используются в качестве сжиженных газов и бензина. Затем закипают более тяжелые углеводороды, из которых получают лигроин, керосин и дизельные топлива. В конце прямой перегонки остаются самые тяжелые углеводороды, образующие мазут.Прямая перегонка происходит по следующей схеме (рис. 2). В трубчатой, печи 1 нефть нагревается до определенной температуры и поступает в ректификационную колонну 2, где переходит в парообразное состояние и разделяется на ректификационных тарелках 3 на отдельные фракции.Тарелки представляют собой перфорированные пластины с патрубками и колпачками.   Через них   легкие   углеводороды в парообразном состоянии проходят в верхнюю часть колонны, а более тяжелые конденсируются и стекают на тарелки, расположенные ниже. Таким образом, на каждую ректификационную тарелку снизу поступают пары углеводородов, а сверху на ней уже находятся углеводороды в жидкой фазе, которые могут быть отобраны в соответствии с их температурой конденсации через систему теплообменников 4, 6. Так, фракции бензинов отбираются при температурах от 30 до 200°С, керосинов — от 150 до 300, дизельных топлив — от 200 до 300, мазутов — выше 350°С.Прямая перегонка является первой частью более глубокого процесса переработки нефти. После отбора фракций, кипящих при температурах до 300°С, оставшиеся мазутные фракции подвергают вторичной переработке в вакуумной колонне 5, в результате чего происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие с получением масляных дистиллятов — соляровых, веретенных, машинных и цилиндровых. Машинные дистилляты являются основой для получения автомобильных масел.Для увеличения выхода из нефти светлых нефтепродуктов (бензина, дизельного топлива   газойлевые фракции и гудрон подвергают также вторичным процессам переработки, которые называют крекингами. В переводе с английского слово «крекинг» означает расколоть, расщеплять. Применительно к процессу переработки нефти крекинг представляет процесс расщепления высокомолекулярных углеводородов на низкомолекулярные типа бензинов. Процессы крекинга позволяют получать до 75% бензина из нефти. В нефтеперерабатывающей промышленности при¬меняют в настоящее время термический и каталитический крекинги.Термический крекинг — это технологический процесс, в котором используется действие высокой температуры (470—540°С) и давление 2,0—7,0 МПа для расщепления молекул тяжелых углеводородов мазутных фракций на более легкие, входящие в состав газа, бензина, керосина и др. При термическом крекинге из мазута удается получить до 40% бензиновых фракций, однако бензины термического крекинга содержат значительное количество непредельных углеводородов, что ухудшает их химическую стабильность.Более совершенным процессом, позволяющим получать высококачественные нефтепродукты, является каталитический крекинг.

Каталитический крекинг— процесс превращения высоко кипящих фракций (газойля, мазута) в высокооктановые компоненты бензинов, протекающий при температуре 450—500°С, давлении, близком к атмосферному, и в присутствии катализатора, ускоряющего расщепление молекул исходного сырья.Разновидностью каталитического крекинга является гидрокрекинг, который позволяет расщеплять даже тяжелые молекулы гудрона под давлением водорода и в присутствии новых эффективных катализаторов. Выход светлых нефтепродуктов из нефти при использовании гидрокрекинга можно довести до 90%.перегонка нефти

1.1.1.Рис. 2. Схема установки для перегонки нефти и мазута:

1 — трубчатая печь, 2 — ректификационная колонна, 3 — ректификационные тарелки, теплообменники, 5 — вакуумная колонна.{jcomments on}

www.autoezda.com

Перегонка нефти

Перегонка нефти

1. Варианты переработки

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 три основных варианта переработки нефти:

  • 1) топливный;
  • 2) горюче-смазочный;
  • 3) нефтехимический.

По топливном варианте нефть перерабатывается в основном на моторные и котельные топлива. Топливный вариант переработки отличается наименьшим числом технологических установок и низкими капиталовложениями. Различают глубокую и неглубокую топливную переработку. При глубокой переработке нефти стремятся получить максимально возможный выход высококачественных автомобильных бензинов, зимних и летних дизельных топлив и топлив для реактивных двигателей самолетов. Выход котельного топлива в этом варианте сводится к минимуму. Таким образом, предусматривается такой набор процессов вторичной переработки, при котором из тяжелых нефтяных фракций и остатка - гудрона получают высококачественные легкие моторные топлива. По этому варианту применяются каталитические процессы - каталитический крекинг, каталитический риформинг, гидрокрекинг и гидроочистки, а также термические процессы, например коксование. Переработка заводских газов в этом случае направлена ​​на увеличение выхода высококачественных бензинов. При неглубокой переработке нефти предусматривается высокий выход котельного топлива.

При топливно-масляном варианте переработки наряду с топливами получают масла. Для производства масел обычно подбирают нефти с высоким потенциальным содержанием масляных фракций. В этом случае для выработки высококачественных масел требуется минимальное количество технологических установок. Масляные фракции (фракции, выкипающие выше 350 ? С), выделенные из нефти, сначала подвергаются очистке избирательными (селективными) растворителями: фенолом или фурфуролом, чтобы удалить часть смолистых веществ и низькоиндексни углеводороды, затем проводят депарафинизацию с помощью смесей метилэтилкетона или ацетона с толуолом для снижения температуры застывания масла. Заканчивается обработка масляных фракций доочисткой отбеливающими глинами. В последних технологиях для получения масел используют процессы гидроочистки взамен селективной очистки и обработки отбеливающими глинами. Таким образом получают дистиллятные масла (легкие и средние индустриальные, автотракторные и др.).. Остаточные масла (авиационные, цилиндровые) выделяют из гудрона путем его деасфальтизации жидким пропаном. При этом образуются деасфальты и асфальт. Деасфальт подвергается дальнейшей обработке, а асфальт перерабатывают в битум или кокс.

Нефтехимический вариант переработки нефти по сравнению с предыдущими вариантами отличается большим ассортиментом нефтехимической продукции и в связи с этим наибольшим числом технологических установок и высокими капиталовложениями. Нефтеперерабатывающие заводы, строительство которых проводилось в последние десятилетия, направленные на нефтехимическую переработку. Нефтехимический вариант переработки нефти представляет собой сложное сочетание предприятий, на которых помимо выработки высококачественных моторных топлив и масел не только проводится подготовка сырья (олефинов, ароматических, нормальных и изопарафинив углеводородов и др.). Для тяжелого органического синтеза, но и осуществляются сложные физико-химические процессы , связанные с крупнотоннажных производством азотных удобрений, синтетического каучука, пластмасс, синтетических волокон, моющих веществ, жирных кислот, фенола, ацетона, спиртов, эфиров и многих других химикалий. В настоящее время из нефти получают тысячи продуктов. Основными группами являются жидкое топливо, газообразное топливо, твердое топливо (нефтяной кокс), смазочные и специальные масла, парафины и церезины, битумы, ароматические соединения, сажа, ацетилен, этилен, нефтяные кислоты и их соли, высшие спирты.

2. ПЕРЕГОНКА НЕФТИ ПЕРВИЧНАЯ

ПЕРЕГОНКА НЕФТИ ПЕРВИЧНАЯ, ( рус. первичная перегонка нефти ; англ. primary oil [petroleum] refining ; нем. prim?re Erd?ldestillation f ) - Разделение нефти на фракции по температуре кипения при первичной переработке нефти для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Осуществляется на атмосферных трубчатых и атмосферно-вакуумных трубчатых оборудования, часто комплектуются оборудованием обессоливания нефти и вторичной перегонки бензина.

Продукцией П.н.п. являются:

1) углеводородный газ, который выводится из установок в газообразном и жидком ("головка стабилизации") виде, направляется для дальнейшей переработки на газофракционуючих установках и используется как топливо нефте-заводских печей;

2) бензиновая фракция, которая выкипает в пределах 50-180 ? С, используется как компонент товарной автобензины, сырье оборудованная каталитического риформинга и пиролиза, подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций;

3) керосиновая фракция, выкипает в пределах 120-315 ? С, используется как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения, как сырье установок гидроочистки;

4) дизельная фракция (атмосферное газойль), которая выкипает в пределах 180-360 ? С, используется как топливо для дизельных двигателей и сырье установок гидроочистки;

5) мазут - остаток атмосферной перегонки, который выкипает выше 350 ? С, используется как котельное топливо или сырье для установок гидроочистки и термического крекинга;

6) вакуумные дистилляты (вакуумные газойли), которые выкипают в пределах 350 - 500 ? С, используются как сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга (на нефтеперерабатывающих заводах с масляной схемой переработки получают несколько (2-3) вакуумных дистиллятов)

7) гудрон - остаток атмосферно-вакуумной перегонки нефти, выкипает при температуре выше 500 ? С, используется как сырье установок термического крекинга, коксования, производства битума и масел.

3. ПЕРЕГОНКА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ ВТОРИЧНАЯ

ПЕРЕГОНКА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ ВТОРИЧНАЯ ( рус. перегонка нефтяных фракций вторичная ; англ. secondary oil (petroleum) fractions refining ; нем. sekund?re Erd?lfraktionsdestillation f ) - Процесс температурного разделения фрак-ций, полученных при перегонке нефти первичной, на узкие фракции (погоны), каждая из которых используется по своему назначению. На нефтеперерабатывающих заводах вторичной перегонке подвергаются широкая бензиновая и дизельная фракция (на установках адсорбционного извлечения парафинов), масляные фракции и т.д.

При вторичной перегонке бензина продукция:

1) фракция 50-62 ? С - используется как компонент автомобильного бензина, сырье для изомеризации;

2) фракция 62-85 ? С - сырье для каталитического риформинга, на основе которой производят бензол;

3) фракция 85-105 ? С - сырье установок каталитического риформинга, на основе которой производят толуол;

4) фракция 105-140 ? С - сырье для каталитического риформинга, на основе которой производят ксилолы;

5) фракция 140-180 ? С - компонент товарного автобензина и керосина, сырье установок каталитически го риформинга и гидроочистки керосина.

Таблица - Типичные составы смесей, получаемых при деструктивной переработке нефтей (% масс.)

Компоненты Метод переработки
Пиролиз газойля Пиролиз дистиллятного фракции Газы крекинга
Термического Каталитического
Водород 9,1 9,9 3,5 11,7
Азот + оксид углерода - - - 15,3
Метан 21,9 24,3 36,8 12,2
Этилен 24,4 22,9 6,7 4,0
Этан 7,6 7,5 29,3 6,8
Пропилен 15,2 13,6 6,5 16,0
Пропан 1,0 1,4 10 8,3
Бутадиен 2,0 2,6 - -
Изобутилен 3,8 1,8 2,5 14,3
Бутилен-2 1,0 1,7 - -
Бутан 0,1 0,1 4,2 10,8
Пентан и выше 12,9 14,4 0,5 0,6

4. Продукты перегонки нефти. Параметры и режимы перегонки.

Чаще нефть перегоняют на следующие фракции: бензиновый, что выкипает до 170-200 о C; керосиновую, что выкипает при 175-270 о C; газойлевая, что выкипает при 270-350 ? С и остаток- мазут.

При перегонке нефти получают также газ прямой гонки, который представляет собой трудную часть попутных газов, оставшихся растворенными в нефти. Как правило, выход газа прямой перегонки невелик.

Применяют высокопроизводительные непрерывно действующие трубчатые перегонные установки, отличающиеся конструкцией печей, в которых происходит нагревание нефти, или конструкцией других аппаратов, входящих в состав установки.

В большинстве случаев трубчатая непрерывно действующая установка состоит из трубчатой ​​печи, насоса, качает нефть через трубчатую печь под давлением 1,0 МПа и более, колонны фракционирования, куда поступает перегретая нефть и где она разделяется на необходимые фракции, которые отбираются из колонны на разной высоте, конденсатора, водовидбирача и пароперегревателя, который служит для перегрева пара.

Бензин с газами прямой перегонки отбирается в верхней части колонны и направляется на охлаждение и конденсацию. После отделения от него воды в отстойнике бензин собирают в промежуточном резервуаре откуда насосом перекачивают в хранилище. Газ, который остается после конденсации бензина, направляют в газгольдеры.

Другие фракции также собирают по высоте колонны и направляют в резервуары. Остаток, неиспарившегося (мазут) со дна колонны направляется в приемник.

На трубчатых установках можно перегонять более 2000 т нефти в сутки. Полученные в результате перегонки нефти фракции используют после соответствующей обработки (очистки и др.)., Как товарные виды топлива и масел, или подвергают вторичной переработке.

Братья Дубинин впервые создали устройство для перегонки нефти (1823 г.). Завод Дубининым был очень прост. Котел в печке, из котла идет труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой - холодильник, пустая бочка - приемник для керосина.

Различают перегонку с однократным, многократным и постепенным испарением. При перегонке с однократным испарением нефть нагревают до определенной температуры и отбирают все фракции, перешедшие в паровую фазу. Перегонка нефти с многократным испарением производится с поэтапным нагреванием нефти, и отбором на каждом этапе фракций нефти с соответствующей температурой перехода в паровую фазу. Перегонку нефти с постепенным испарением в основном применяют в лабораторной практике для получения особо точного разделения большого количества фракций. Отличается от других методов перегонки нефти низкой производительностью.

Процесс первичной переработки нефти (прямой перегонки), с целью получения нефтяных фракций, различающихся по температуре кипения без термического распада, осуществляют в кубовых или трубчатых установках при атмосферном и повышенном давлении или в вакууме. Трубчатые установки отличаются низкой температурой перегонки сырья, меньше крекингом сырья, и большим КПД. Поэтому на современном этапе нефтепереработки трубчатые установки входят в состав всех нефтеперерабатывающих заводов и служат поставщиками как товарных нефтепродуктов, так и сырья для вторичных процессов (термического и каталитического крекинга, риформинга).

Перегонку нефти в промышленности производят на непрерывно действующих трубчатых установках. В их состав входит трубчатая печь, для конденсации и разделения паров сооружаются крупные ректификационные колонны, а для приема продуктов перегонки выстраиваются целые городки резервуаров.

Трубчатая печь представляет собой помещение, выложена внутри огнеупорным кирпичом. Внутри печи находится многократно изогнутый стальной трубопровод. Длина труб в печах достигает километра. Когда завод работает, по этим трубам непрерывно, с помощью насоса, подается нефть с большой скоростью - до двух метров в секунду. Печь обогревается мазутом, подаваемым в нее при помощи форсунок и сгорает в факеле. В трубопроводе нефть быстро нагревается до 350-370 ?. При такой температуре более летучие вещества нефти превращаются в пар.

Так как нефть - это смесь углеводородов различной молекулярной массы, имеющие разные температуры кипения, то перегонкой ее разделяют на отдельные нефтепродукты. При перегонке нефти получают светлые нефтепродукты: бензин (t кип 90-200 ? С), лигроин (t кип 150-230 ? С), керосин (t кип -300 ? С), легкий газойль - соляровое масло (t кип 230-350 ? С), тяжелый газойль (t кип 350-430 ? С), а в остатке - вязкую черную жидкость - мазут (t кип выше 430 ? С). Мазут подвергают дальнейшей переработке. Его перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить разложение) и выделяют масла.

При перегонке с однократным испарением нефть нагревают в змеевике какого-либо нагревателя заранее заданной температуры. По мере повышения температуры образуется все больше пары, находится в равновесии с жидкой фазой, и при заданной температуре парожидкостных смесь оставляет подогреватель и поступает в адиабатический испаритель. Последний представляет собой пустотелый цилиндр, в котором паровая фаза отделяется от жидкой. Температура паровой и жидкой фаз в этом случае одинакова. Перегонка с многократным испарением включает два или более однократных процессы перегонки с повышением рабочей температуры на каждом этапе.

Точность разделения нефти на фракции при перегонке с однократным испарением меньше по сравнению с перегонкой с многократным и постепенным испарением. Но если высокой точности разделения фракций не требуется, то метод однократного испарения дешевле: при максимально допустимой температуре нагрева нефти 350-370 ? С (при более высокой температуре начинается разложение углеводородов) больше продуктов переходит в паровую фазу по сравнению с многократным или постепенным испарением. Для отбора из нефти фракций, выкипающие выше 350-370 ? С, применяют вакуум или водяной пар. Использование в промышленности принципа перегонки с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз позволяет достигать высокой четкости разделения нефти на фракции, непрерывности процесса и экономичного расхода топлива на нагрев сырья.

При первичной перегонке происходят только физические изменения нефти. От нее отгоняются легкие фракции, кипящие при низких температурах. Сами углеводороды остаются при этом неизменными. Выход бензина, в этом случае, составляет всего 10-15%. Такое количество бензина не может удовлетворить все возрастающий спрос на него со стороны авиации и автомобильного транспорта. При крекинге имеют место химические изменения нефти. Изменяется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Выход бензина из нефти значительно увеличивается (до 65-70%) 'путем расщепления углеводородов с длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с относительно меньшей молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack - расщеплять).

Крекинг изобрел русский инженер Шухов в 1891 г. В 1913 г. изобретение Шухова начали применять в Америке. Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле Процесс ведется при более высоких температурах (до 600 ? С) часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов "измельчаются" на меньшие.

Аппаратура крекинг-заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это - печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье тоже другая - мазут.

Мазут - остаток первичной перегонки - густая и относительно тяжелая жидкость, его удельный вес близок к единице. Обусловлено это тем, что мазут состоит из сложных и крупных молекул углеводородов. Когда на крекинг-заводе мазут снова подвергается переработке, часть составляющих его углеводородов дробится на меньшие (т.е. с меньшей длиной молекул), из которых как раз и состоят легкие нефтяные продукты - бензин, керосин, лигроин.

Важным моментом является процесс сортировки и смешения нефти.

Различные нефти и выделенные из них соответствующие фракции отличаются физико-химическими и товарными свойствами. Так, бензиновые фракции некоторых нефтей характеризуются высокой концентрацией ароматических, нафтеновых или изопарафинов углеводородов и поэтому имеют высокие октановые числа, тогда как бензиновые фракции других нефтей содержат в значительных количествах парафиновые углеводороды и имеют очень низкие октановые числа. Важное значение в дальнейшей технологической переработке нефти имеет сирчистисть, маслянистость (мастильнисть), смолистость нефти и др.. Таким образом, существует необходимость отслеживания качественных характеристик нефти в процессе транспортировки, сбора и хранения с целью недопущения потери ценных свойств компонентов нефти. Однако раздельные сбор, хранение и перекачку нефти в пределах месторождения с большим числом нефтяных пластов существенно осложняет нефтепромысловое хозяйство и требует больших капиталовложений. Поэтому близкие по физико-химическим и товарным свойствам нефти на промыслах смешивают и направляют на совместную переработку.

4.1. Применение продуктов перегонки нефти

Наибольшее применение продукты переработки нефти находят в топливно-энергетической отрасли. Например, мазут обладает почти в полтора раза большей теплотой сгорания по сравнению с лучшим углем. Он занимает мало места при сгорании и не дает твердых остатков. Мазут применяется на ТЭС, заводах, на железнодорожном и водном транспорте дает огромную экономию средств, способствует быстрому развитию основных отраслей промышленности и транспорта.

  • Бензин применяется как топливо для двигателей внутреннего сгорания. В зависимости от назначения он подразделяется на два основных сорта: авиационный и автомобильный. Бензин используется также как растворитель масел, каучука, для очистки тканей от жирных пятен и т.п.
  • Керосин применяется как горючее для реактивных и тракторных двигателей, а также для бытовых нужд, флотореагент подобное.
  • После перегонки мазута остается нелетучая темная масса - гудрон, идущая на асфальтирование улиц.
  • Лигроин служит топливом для дизельных двигателей, а также растворителем в лакокрасочной промышленности. Большие количества его перерабатывают в бензин.
  • Парафин применяют для получения высших карбоновых кислот, для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для изготовления свечей, гуталина, в медицине, парфюмерии и т.д.

Энергетическое направление в использовании нефти до сих пор остается главным во всем мире. Доля нефти в мировом энергобалансе составляет более 46%.

Однако в последние годы продукты переработки нефти все шире используются как сырье для химической промышленности. Около 8% нефти потребляется как сырье для современной химии. Например, этиловый спирт применяется примерно в 50 отраслях производства. В химической промышленности применяются формальдегид, пластмассы, синтетические волокна, синтетический каучук, аммиак, этиловый спирт и т.д.

Продукты переработки нефти применяются и в сельском хозяйстве. Здесь используются стимуляторы роста, протравители семян, ядохимикаты, азотные удобрения, мочевина, пленки для парников и т.д. В машиностроении и металлургии применяются универсальные клеи, детали и части аппаратов из пластмасс, смазки и др.. Широкое применение нашел нефтяной кокс как анодная масса при електровиплавци. Прессованная сажа идет на огнестойкие обкладки в печах. В пищевой промышленности применяются полиэтиленовые упаковки, пищевые кислоты, консервирующие средства, парафин, производятся белково-витаминные концентраты, исходным сырьем для которых служат метиловый и этиловый спирты и метан. В фармацевтической и парфюмерной промышленности из производных переработки нефти изготовляют нашатырный спирт, хлороформ, формалин, аспирин, вазелин и др.. Производные нафтосинтезу находят широкое применение и в деревообрабатывающей, текстильной, кожевенно-обувной и строительной промышленности.

См.. также

Литература

www.nado.znate.ru

вторичная перегонка бензина перегонки нефти

    С целью повышения выхода и качества бензольной и ксилольной фракций, получаемых на блоках вторичной перегонки бензинов установки АВТ-6, а также с целью повышения производительности установки до 8 мл-н. т нефти в год без реконструкции основных колонн, в работе [6] предлагается изменить схему блока вторичной перегонки бензина следующим образом (рис. IV-4) с верха колонн / и 2 получать бензиновые фракции н.к.— 140°С вместо широкой фракции н.к.— 180°С фракцию 62—105°С получать в результате смешения кубового продукта колонны 6 и дистиллята колонны 7 фракцию 105—140 °С выводить с низа колонны 7. Отсутствие фракции 140—180°С в сырье блока вторичной перегонки бензинов позволяет увеличить производительность установки и улучшить условия разделения в колонне 5, значительно уменьшив потери целевых фракций. Сравнительный баланс и качество получаемых продуктов показаны в табл. IV.3. [c.212]     На атмосферно-вакуумной установке с секцией вторичной перегонки бензина перегоняют нефть и мазут на фракции и получают узкие бензиновые фракции, используемые далее в качестве сырья для производства ароматических углеводородов. Сырьем установки служит обессоленная и обезвоженная нефть. Установки данного типа проектируются на разные мощности 1, 2, 3 и б млн. т перерабатываемой нефти в год. Установка включает следующие секции блок частичного отбензинивания нефти, так называемая предварительная эвапорация блок атмосферной перегонки нефти блок стабилизации бензина блок вторичной перегонки бензина на узкие фракции вакуумная перегонка мазута с целью получения широкой масляной фракции — вакуумного дистиллята. Технологическая схема установки представлена на рис. II-6. [c.19]

    Мазут с низа основной ректификационной колонны 10 насосами прокачивается через теплообменники для подогрева нефти и затем через холодильники выводится из установки. Балансовое количество стабильной фракции н. к.— 180 °С при 200 °С поступает в блок вторичной перегонки бензина. Часть конденсата расходуется на орошение колонны 10. Циркулирующая флегма с низа колонны вторичной перегонки бензина прокачивается через змеевик печи и в паровой фазе возвращается в колонну. Фракция 85—180°С с низа колонны направляется в отпарную колонну для дополнительной отпарки. С верха второй колонны блока вторичной перегонки отбирается фракция н. к.—62°С, которая проходит конденсатор и затем направляется в емкость. Часть конденсата подается в колонну для острого орошения, а балансовый избыток после [c.78]

    Принятое в проекте давление на входе в отдельные аппараты оказалось в некоторых случаях заниженным. Например, расчетное абсолютное давление сырой нефти перед теплообменниками в проекте принято равным 11 кгс/см , фактически же требуется давление 18—20 кгс/см2. Гудронный холодильник рассчитан на абсолютное давление 5 кгс/см , что было недостаточно при откачке большого количества мазута или продавливании гудроновой системы. Кроме того, недостаточной для надежной работы была разница отметок уровня гудрона в вакуумной колонне и в гудронных насосах. Откачка флегмы из второй и третьей отпарных колонн предусматривалась одним насосом, что было мало для нормальной работы, принятая в проекте аппаратура для узла вторичной перегонки бензина не обеспечивала получение заданных фракций и т. д. [c.91]

    Фракция 120—140 °С отводится в качестве бокового погона из отпарной колонны. Пары из отпарной колонны возвращаются в предыдущую колонну. Остаток третьей колонны (фракция 140— 180°С) прокачивается в качестве теплоносителя через подогреватель, затем охлаждается в теплообменниках и отводится с установки. Теплоносителем на установке служит фракция 350—420 °С, которая циркулирует через печи. При наличии пара высокого давления предпочтительней его использовать в качестве теплоносителя. Остальные части установки аналогичны ранее описанным для установки ЭЛОУ — АВТ. В настоящее время в эксплуатации и в стадии строительства находятся установки АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 3,0 и 6,0 млн. т/год нефти. Схема их аналогична схеме установки производительностью [c.99]

    Принципиальная схема комбинированной установки со вторичной перегонкой бензина показана на рис. 44. Обессоленная нефть после насоса проходит теплообменники 2 и, нагретая за счет горячих потоков, поступает в эвапоратор 3. Пары нефтепродуктов с верха эвапоратора 3 направляются в основную ректификационную колонну 6. Отбензиненная нефть с низа эвапоратора забирается насосом и прокачивается через печь 4 в основную ректификационную колонну 6. Ректификационная колонна рассчитана на получение трех боковых погонов и обеспечена тремя промежуточными циркуляционными орошениями. Схема работы ректификацион- [c.100]

    Принципиальная схема поточности на комбинированной установке ЭЛОУ — АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 3 млн. т/год нефти представлена на рис. 53. На этой установке скомбинировано самое большое число технологически и энергетически связанных процессов первичной перегонки нефти ЭЛОУ, атмосферная перегонка нефти, вакуумная перегонка мазута, выщелачивание компонентов светлых нефтепродуктов, абсорбция и десорбция жидких газов, стабилизация легких бензинов, вто- [c.142]

    Нормами технологического проектирования предусматривается снижение температуры дымовых газов перед входом их в дымовую трубу при естественной тяге до 250 °С. При наличии специальных дымососов температуру можно снизить до 180—200 °С. Тепло дымовых газов, имеющих температуру 200—450°С (средняя цифра), может быть использовано для подогрева на установке воздуха, воды, нефти и для производства водяного пара. Ниже приводятся данные о тепловых ресурсах дымовых газов на установке ЭЛОУ — АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти  [c.211]

    Установка ЭЛОУ — АВТ-6 производительностью б млн. т/год осуществляет процессы обезвоживания и обессоливания нефти, ее атмосферно-вакуумную перегонку и вторичную перегонку бензина. Схема этой установки представлена на рис. 198. [c.319]

    По топливно-масляному варианту переработки в вакуумной колонне отбирают три-четыре масляные фракции. Как при топливном, так и при нефтехимическом вариантах переработки нефти в схему АВТ включают вторичную перегонку бензина с получением сырья для каталитического риформинга или для выделения бензольной, толуольной и ксилольной фракций. [c.27]

    Эти эмпирические зависимости даны графически и в виде уравнений. Для светлых дистиллятов нефти, получаемых в промышленных атмосферных колоннах и колоннах вторичной перегонки бензина, предложенное [12 3] уравнение имеет вид  [c.197]

    Пефть по топливной схеме перерабатывают следующим образом. Ее обезвоживают и обессоливают на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ), а затем передают для переработки на атмосферно-вакуумные установки (АВТ) топливного направления, которые, как правило, включают также установку вторичной перегонки бензинов (ВП). На указанных установках нефть и отдельные нефтяные фракции подвергают ректификации, в результате чего получают фракции с пределами выкипания начало кипения (н. к.) 62, 62—85, 85—105, 105— 140, 140—180, 180—240, 240—350 и 350—500 °С, а также гуд- [c.5]

    Первичная перегонка предназначена для получения нефтяных фракций, которые используются как сырье для последующей переработки или в качестве компонентов товарной продукции. Первичная перегонка осуществляется на атмосферных трубчатых (АТ) и атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Первичная перегонка на современных НПЗ комбинируется с обессоливанием нефти и вторичной перегонкой бензинов, целью которой является получение узких бензиновых фракций для производства ароматических углеводородов и высокооктанового бензина. В табл. 2.1 приводится перечень получаемых на установках первичной перегонки различного типа фракций и направ- [c.38]

    Производительность современных установок первичной переработки нефти достигла 8 -9 млн. т/год и газа 5 млрд. м /год. Существенно возросли мощности установок, осуществляющих вторичные процессы (вторичная перегонка бензинов, каталитический крекинг, пиролиз и др.). [c.6]

    По технологическому назначению колонные аппараты подразделяются на колонны атмосферных и атмосферно-вакуумных установок разделения нефти и мазута, колонны установок вторичной перегонки бензинов, каталитического крекинга, установок газоразделения, установок регенерации растворителей при депарафинизации масел и др. [c.220]

    Рассмотрим принципиальную технологическую схему блока стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ-АВТ мощностью 7,5 млн.т нефти в год (рис. 5.1). [c.62]

    На рис.5.2 приводится принципиальная схема и на рис.5.4 линейная схема блока стабилизации и абсорбции комбинированной установки ЭЛОУ-АВТ со вторичной перегонкой бензина (тип А-12/9) производительностью 3 млн.т/год сернистой нефти Ромашкинского месторождения. Смесь легких бензиновых паров и газа из первой ректификационной колонны атмосферной части установки АВТ поступает в емкость для сепарации газа 2. Г аз после отделения от жидкой фазы проходит в абсорбер 9. Абсорбентом служит фракция н.к. - 85 ос, часть которой подается с низа стабилизатора через теплообменники 8. Абсорбентом для абсорбера 2-й ступени служит фракция 140-240 °С атмосферной части основной ректификационной колонны. [c.64]

    На рис. 115 представлен один из вариантов схемы глубокой переработки сернистой нефти типа самотлорской . Нефть поступает на установку ЭЛОУ-АТ. Бензиновую фракцию н. к. — 180 °С разделяют вторичной перегонкой на более узкие. Легкий бензин (н. к. — 62 °С) подвергают изомеризации, а изомеризат смешивают с бензином риформинга. Фракция 62—140 С идет на риформинг для получения ароматических углеводородов. Фракция 140—180 °С поступает частично на риформинг для получения высокооктанового бензина, а частично используется как компонент авиационного керосина, который вместе с фракцией 180—240 °С подвергают гидроочистке. Фракция дизельного топлива (240—350°С) также проходит гидроочистку, после чего полностью или частично идет на депарафинизацию для получения зимнего дизельного топлива. Из катализата, полученного при риформинге фракции 62—140°С, экстрагируют ароматические углеводороды Се—Сз, которые затем разделяют перегонкой, а фракцию Се — четкой ректификацией в сочетании с адсорбцией. Рафинат (остаток после выделения экстракта) может явиться сырьем пиролиза. [c.310]

    Назначение — разделение нефти на фракции для исследующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Первичная перегонка осуществляется на атмосферных трубчатых (АТ) и атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Установки АТ и АВТ часто комбинируются с установками обессоливания нефти и вторичной перегонки бензинов. [c.60]

    Мощность и материальный баланс. Мощность установок и блоков вторичной перегонки бензинов составляет 0,5—1,5 млн. т/год. Выход продукцип зависит от потенциального содержания узких бензиновых фракций в нефти и четкости выделения бензина на АТ и АВТ. Ниже приводится материальный баланс вторичной перегонки бензина из нефти типа ромашкинской (1) и типа самотлорской (И)  [c.65]

    Не менее важ ным направлением является также концентрация праизводства — комбинирование различных технологических процессов в одной установке и увеличение единичной мощности установок. На современных НПЗ в одной установке комбинируют следующие процессы обессоливание и обезвоживание с первичной перегонкой 1нефти и мазута, стабилизацию и вторичную перегонку бензинов (установка ЭЛОУ — АВТ) гидроочистку и каталитический риформинг бензинов (установка Л-35/М) подготовку и первичную перегонку нефти, каталипичеокий риформинг бензинов, гидроочистку реактивных и дизельных топлив, газофракциониро-вание (установка ЛК-6У) и т. д. [c.344]

    В эксплуатации находится большое число укрупненных установок ЭЛОУ — АВТ строятся установки АВТ со вторичной перегонкой бензина с учетом опыта эксплуатации действующих установок. Установки АВТ производительностью 2,0 млн. т/год рассчитаны для переработки сернистых нефтей типа ромашкинской и туймазинской. Они могут также перерабатывать малосернистую нефть и работать по топливной или по масляной схеме. На установках можно получать широкий ассортимент товарных нефтепродуктов. [c.89]

    На рис. 55 приводится принципиальная схема блока стабилизации и абсорбции, используемого на комбинированной установке ЭЛОУ — АВТ со вторичной перегонкой бензина (тип А-12/9) производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти Ромашкинского месторождения. Смесь легких бензиновых паров и газа из первой ректификационной колонны атмосферной части установки АВТ поступает в емкость для сепарации газа 2. Газ после отделения от жидкой фазы проходит в абсорбер 9. Абсорбентом служит фракция н. к. — 85 °С, коточая подается с низа стабилизатора через теплообменники 8. Избыток фракции н. к. — 85 °С выводится из системы. Абсорбентом для абсорбера II ступени служит фракция 140—240 °С, выходящая из осксзной ректификационной колонны атмосферной части. Насыщенный абсорбент из абсорбера II ступени насосом подается в основную ректификационную колонну. Сухой газ, выходящий с верха абсорбера II ступени, поступает в топливную сеть завода. Тепло абсорбции во фракционирующем [c.149]

    Электродвигатели, применяемые в качестве привода для йасо-сов, характеризуются следующими данными. Двигатели серии МА-35 мощность на валу 22, 30, 42, 60, 110, 145 кВт скорость вращения 2960 об/мин к.п.д. 87,5—92% созф 0,89—0,92. Двигатели серии М.А-36 изготовляют с короткозамкнутым и фазовым ротором мощность на валу для первых типов 60—145 кВт, а для вторых типов 55—90 кВт число оборотов в минуту 740, 985, 1480 к.п.д. 91—92% созф 0,88—0,89. Двигатели типа ТАГ маломощные (мощность на валу 0,42—3,5 кВт). Двигатели КО и К предназначены для работы в тяжелых условиях. Они широко распространены и изготовляются разных типоразмеров. В связи с укрупнением установок АВТ потребовалось создание высокопроизводительных насосов и приводов к ним. Так, для установок мощностью 3 и 6 млн. т/год используют сырьевые насосы производительностью до 500 и 1000 м /ч. Соответственно возрастает требуемая мощность электродвигателей. В табл. 37 приводится техническая характеристика насосов, применяемых на установке ЭЛОУ — АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти. [c.193]

    Наряду с повышением мопщости уставовохс по первичной переработке нефтей стали комбинировать этот процесс нефти с другими технологическими процессами, прежде всего с обезвоживанием и обессоливанием, стабилизацией и вторичной перегонкой бензина (с целью получения узких фракций), с каталитическим крекингом, коксованием и др. Производительность некоторых установок по первичной переработке нефтей составляет 6— 7 млн. т/год. В СССР ведутся работы по созданию установок первичной переработки мощностью 10—12 млн. т/год. Маломощные установки первичной переработки нефтей модернизируются или заменяются более производительными, отвечающими современному уровню техники. [c.296]

    Качество получаемых нефтепродуктов. В таблице приводятся усредненные показатели качества нефтепродуктов, получаемых на блоках стабилизации и вторичной перегонки бензинов при переработке нефти типа ромашкинской  [c.30]

    Данные методы применялись для анализа объектов вторичной перегонки бензина и атмосферной перегонки нефти Ново-Уфи мского нефтеперерабаты-ваюшего завода и установки дистилляции на содовом производстве ОАО Сода)), исходными данными служили режимные листы соответствующих процессов. [c.199]

    Современная нефте- и газоперерабатывающая промышленность представляет собой комплекс мощных установок первичной переработк[1 нефти и газа, каталитического крекинга, гидроочистки, каталитического риформинга, депарафинизации масел, битумных и других установок, оснащенных современным оборудованием, поставляемым заводами химического и нефтяного маипшостроения. Отличительная особенность развития современной нефтегазопереработки — строительство комбинированных и укрупненных установок с применением агрегатов большой единичной мощности. Так, производительность установок по первичной переработке нефти достигла 8—9 млн. т/год, газа 5 млрд. м /год, каталитического крекинга 1 млн. т/год. Существенно возросли также мощности установок для осуществления вторичных процессов вторичной перегонки бензинов, каталитического риформинга, пиролиза и др. Это позволило снизить капиталовложения, затраты металла и эксплуатационные расходы на 1 т перерабатываемого сырья. [c.3]

    При переработке высокосернистой нефти бензин прямой перегонки очищается. Лигроин подвергается крекингу. Получаемый дестиллат содержит меньще серы, чем исходный лигроин, но требует все же кислотной очистки и вторичной перегонки. Керосин отдельно не получается, а входит в состав легкого солярового дестиллата. Как легкий, так и тяжелысоляровый дестиллаты направляются на термический крекинг. Крекинг-бензин очищается серной кислотой, защелачивается. и подвергается вторичной перегонке. Остаток вакуумной перегонки продувается воздухом и дает товарные сорта битумов. [c.425]

    Во-первых, размещение датчиков целесообразно на тех источниках выбросов вредных веществ, которые являются наиболее экологически опасными. В соответствии с рассчитанными величинами индекса суммарной токсичности Г3 и критерием С ,-Ьп, к наиболее экологически опасным технологическим объектам на примере Московского НПЗ относятся установки первичной переработки нефти, получения элементной серы, Г-43-107, висбрекинга (АТ-ВБ), сероочистки и газофракционирования (УОР и ГФУ-2), вторичной перегонки бензина (22/4), получения битума, утилизации, гидроочистки (ЛЧ-24-2000), ЭЛОУ-1,2, а также объекты очистных сооружений и сливно-наливная эстакады. [c.333]

chem21.info

ПРОСТАЯ И СЛОЖНАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

Переработка Нефти

Простота редко встречается в наше время.

Публий Овидий Назон. «Искусство любви»

В начале 80-х гг. бизнесмены и экономисты, имевшие дело с нефтепереработкой, совершили интеллектуальный прорыв. Они обнаружили, что состав оборудования, экс­плуатируемого на различных заводах, существенно влия­ет на цену нефтепродуктов и сырой нефти, а также на извлекаемую прибыль. Дальнейшее изучение этой про­блемы привело к появлению терминов простая и слож­ная (или комплексная) переработка, которые теперь проч­но вошли в словарь нефтепереработчиков.

Как и многие слова в английском языке, термины простая и сложная были взяты из другого контекста, имеющего лишь косвенное отношение к данному вопро­су. За двадцать лет до этого, в 60-е годы, Вилбур Е. Нель­сон разработал шкалу коэффициентов сложности. Его за­дача состояла в создании общего подхода к определению необходимых капиталовложений для строительства но­вых нефтеперерабатывающих заводов разных типов. В рам­ках схемы Нельсона капиталовложения на строительство каждой крупной единицы оборудования были отнесены к соответствующей величине для установки перегонки сырой нефти, сложность которой принималась за едини­цу. Всем прочим установкам присваивались коэффициен­ты, в зависимости от их сложности и стоимости. Напри­мер, установка каталитического крекинга имела коэф­фициент, равный 4,0, то есть она была в четыре раза сложнее, чем установка для перегонки сырой нефти при той же производительности.

Чтобы проиллюстрировать использование коэффици­ентов сложности, рассмотрим три типа нефтепереработ­ки: переработка, направленная на производство жидкого топлива, на производство бензина и нефтехимическое производство. Схему производства жидкого топлива, по­казанную на рисунке 19.1, иногда называют гидрооблаго­раживание легких фракций, так как в этом варианте лег­кие дистилляты, полученные из сырой нефти, перераба­тывают с использованием водорода. Источником водоро­да является каталитический риформинг, в котором фрак-

Рис. 19.1. Гидрооблагораживание легких фракций (простая нефтепереработка).

Ции типа нафты перерабатываются в качественные ком­поненты бензина. По этой схеме значительный объем тя­желого газойля при перегонке попадает в остаток, по­этому выход жидкого топлива оказывается достаточно высоким.

Теперь вычислим сложность такой схемы. Для пере­гонки сырой нефти эта величина по определению равна 1,0. Чтобы вычислить добавочную сложность для осталь­ных процессов, относительную производительность каж­дой установки следует умножить на соответствующий ко­эффициент сложности. Например, установка каталити­ческого риформинга забирает 15% продукта с установки перегонки, а ее коэффициент сложности (рассчитанный Нельсоном) равен 4,0. Таким образом, слагаемое для ус­тановки риформинга составляет 0,15 х 4,0 = 0,6. Для гид­роочистки коэффициент сложности составляет только 0,5, зато эта установка перерабатывает 35% общего пото­ка — произведение этих чисел дает 0,175. Аналогичные действия для прочих установок, входящих в схему гидро­облагораживания легких фракций, приводят к общей ве­личине сложности 2,5 (см табл. 19.1).

Таблица 19.1. Расчет сложности для схемы гидрооблагоражива ния легких фракций

Коэффициент Доля пере - Слож - сложности рабатывае - ность мого потока

Перегонка сырой нефти

1,0

1,0

1,000

ГФУ

0,5

0,5

0,250

Разделение

0,3

0,30

0,090

Гидроочистка нафты

2,0

0,15

0,300 I

Каталитический риформинг

4,0

0,15

0,600

Переработка

Прямогонного бензина

0,5

0,15

0,075

Гидроочистка керосина

0,5

0,15

0,075

Гидроочистка дистиллята

0,5

0,20

0,100

2,49

А как насчет более сложных вариантов нефтеперера­ботки, при которых большую часть остаточного топлива превращают в бензин или в дистилляты? Для таких схем нефтепереработки (по бензиновому варианту) коэффици­енты сложности оказываются гораздо выше, так как ус­тановки, которые при этом добавляются, очень дороги. Для схемы нефтепереработки по бензиновому варианту, показанной на рисунке 19.2, которая содержит установ-

Рис. 19.2. Сложная нефтепереработка (бензиновый вариант)

Ки вакуумной перегонки (коэффициент сложности 2,0), каталитического крекинга (6,0), гидрокрекинга (10,0), алкилирования (11,0) и некоторые дополнительные узлы, общая сложность оказывается равной При такой

Схеме выход остаточного топлива снижается до 15—20%, а выход бензина может составить 45—55%.

Наибольшей сложностью отличаются схемы нефтепе­реработки, включающие производство специальных особо ценных продуктов, например, смазочных масел или неф­техимической продукции. Соответствующие установки имеют высокие коэффициенты сложности, что отражает уровень капитальных затрат на их строительство. Напри­мер, коэффициент сложности для установки извлечения ароматических соединений равен 33, а для производства олефинов он составляет 10—20 (в зависимости от вида сырья и способа переработки выходящих потоков). Не является редкостью схема нефтепереработки с выходом химических продуктов (этилен, пропилен, бутадиен и ароматика) около 10%, имеющая показатель сложности не менее 16.

Вся идея анализа, предложенного Нельсоном, заклю­чалась в том, чтобы иметь возможность построить (и ис­пользовать) диаграмму, показанную на рисунке 19.3. Эта диаграмма отображает зависимость стоимости нефтепе­реработки от ее сложности с учетом эффекта масштаба производства. Числа на вертикальной оси в левой части диаграммы не являются абсолютными величинами — эта шкала должна быть откалибрована в зависимости от ре­альной стоимости сооружения установки для перегонки сырой нефти определенного типа в данный момент вре­мени с учетом инфляции. Остальная часть диаграммы показывает, как влияет на удельные капитальные вложе­ния показатель производительности (мощности) завода по переработке сырой нефти (традиционная характерис­тика «масштаба производства») в сочетании со слож­ностью (более тонким технологическим показателем, ха­рактеризующим масштаб производства в его современ­ном понимании).

Новый взгляд на сложность

Система Нельсона была разработана в эру растущей переработки дешевой арабской нефти и задумана для того, чтобы рассчитывать стоимость каждого нового неф­теперерабатывающего завода прежде, чем его строить. Но в 80-х годах интерес сместился из области расширения производства в область эксплуатации, то есть уже требо­валось оценивать не капитальные вложения в нефтепере­работку, а маржу переработчика. Вы скажете, что идею оценки сложности наверняка приспособили к этим но­вым требованиям. Так оно и было, и стимулирующую роль здесь сыграл рынок.

Общую концепцию понять несложно: чем более доро­гие продукты производит нефтеперерабатывающий за­вод, тем больше переработчик может позволить себе за­платить за сырье. Но в зыбком мире, где стоимость сырья, цена продукта и размер прибыли постоянно меняются, не все так уж лежит на поверхности. Рассмотрим для примера такую ситуацию.

Завод, работающий по схеме гидрооблагораживания легких фракций, перерабатывает высокосернистую нефть из Западного Техаса и продает продукты на местном рын­ке. Другой завод, работающий по схеме производства бен­зина, делает то же самое. В таблице 19.2 представлен не­кий гипотетический экономический расчет. Видно, что если оба завода будут покупать сернистую Западно-Те­хасскую нефть по цене 28 дол./бар., а цены на продук­цию будут соответствовать указанным в таблице, бензи­новый завод может рассчитывать на более высокую при­быль. В случае более сложной схемы переработки маржа переработчика выше, чем в случае менее сложной (про­стой) схемы. Это достаточно очевидно.

Но стоит тронуть лишь одну переменную, как ре­зультат окажется несколько иным (табл. 19.3). Давайте вместо сернистой нефти из Западного Техаса по цене 28 дол./бар. возьмем очень тяжелую сырую нефть место­рождения Mayan (Мексика) по цене 26 дол./бар. По кри­вым разгонки и другим характеристикам эта нефть отли­чается от Западно-Техасской, однако оборудование на обоих заводах остается тем же. Выходы продуктов на этот раз будут другими, и посмотрите, что стало с маржой переработчика! Завод, работающий по простой схеме, зарабатывает почти столько же денег, что и завод, рабо­тающий по сложной.

Здесь можно сделать несколько важных наблюдений.

Переработка нефти месторождения Mayan на разных типах заводов, простом и сложном,[8] примерно оди­наково выгодна.

Завод, работающий по простой схеме, не может себе позволить перерабатывать сернистую нефть из Запад­ного Техаса. Ее стоимость слишком высока для того

Западно-Техасская сернистая нефть Бензин

Таблица 19.2. Переработка сернистой нефти из Западного Техаса стоимостью 28 дол./бар.

Реактивное топливо Дистиллятное топливо Остаточное топливо Заводское топливо (со знаком минус — прирост объема) Общий выход Затраты на переработку Маржа переработчика

06.5

Выручка или общая стоимость, дол.

100 30 10

20 35

28 32 32 31 27

100 50

17

5 100 100 100

100 100 Too"

Гидрооблагораживание легких фракций

Об.5

Стоимость единицы объема или цена, дол.

28,00 9,60 3,20 6,20 9,45

28,45 1,00 -0,55

>< ><

О

О

Н >

3D

Бензиновый вариант

Выручка или общая стоимость, дол.

О

Ь о X

X >

3D

X m

M

-о >

СП

О

28,00 16,00 6,08 5,27 5,40

X m Є

32,75 3,00 1,75

Стоимость единицы объема или цена, дол

28 32 32 31 27

03

Со

Таблица 19.3. Переработка нефти Mayan стоимостью 26 дол./бар.

Гидрооблагораживание легких фракций Бензиновый вариант

Об.%

Стоимость

Выручка

Об.%

Стоимость

Выручка

Единицы

Или общая

Единицы

Или общая

Объема или

Стоимость,

Объема или

Стоимость,

Цена, дол.

Дол

Цена, дол.

Дол

Нефть Mayan

100

26

26,00

100

26

26,00

Бензин

10

32

3,20

25

32

8,00

Реактивное топливо

5

32

1,60

5

32

1,60

Дистиллятное топливо

20

31

6,20

25

31

7,75

Остаточное топливо

60

27

16,20

45[9]

27

12,15

Заводское топливо

(со знаком минус —

Прирост объема)

5

Общий выход

100

27,20

29,50

Затраты на переработку

100

1

1,00

100

3

3,00

Маржа переработчика

100

0,20

100

0,50

Набора продуктов, в который она здесь превращается. - Завод, работающий по сложной схеме, выпускает до - 1 статочное количество светлых продуктов, чтобы иметь положительную маржу.

Возможно, «сложный» завод нарочно вздул цену на эту сырую нефть, чтобы «простой» завод не мог ее покупать.

4, Выходы продуктов из нефти месторождения Mayan таковы, что «сложный» завод вряд ли сможет поднять. на нее цену так, чтобы «простой» завод лишился и этого сырья. Цена на эту нефть и так достаточно высо­ка (26 дол./бар.), так что ни один из заводов не полу­чает слишком большой маржи (0,20—0,50 дол./бар.). Хотя третье из приведенных наблюдений может пока­заться важным, оно может оказаться и большим преуве­личением. Вполне вероятно, что нефти месторождения Mayan имеется так много, что потребности «сложных» заводов полностью удовлетворяются, и часть этой нефти приходится перерабатывать и на простых заводах (поэто­му оба типа заводов и получают примерно одинаковую маржу). Более того, потребности в нефтепродуктах (и, соответственно, их цены) таковы, что для удовлетворе­ния запросов рынка в отношении светлых нефтепродук­тов приходится перерабатывать по сложной схеме допол­нительное количество сырья (Западно-Техасской нефти).

Для того чтобы решить, какое из указанных обстоя­тельств играет решающую роль, недостаточно знать ве­личину маржи, которую приносит переработка сырой нефти в тот или иной конкретный момент. В действитель­ности нужно рассматривать гораздо больше переменных параметров. Но мы сейчас покажем, что массу полезной информации можно получить, изучая динамику измене­ния параметров с течением времени.

Для начала, впрочем, приведем еще один пример. Предположим, что изменилась разница (дифференциал) между ценами на светлые (бензин, реактивное топливо, дистиллятное топливо) и остаточные нефтепродукты (resid/light oil differential). По данным таблиц 19.2 и 19.3,

Таблица 19.4. Маржа переработчика (в дол.)

Гидрооблагораживание Бензиновый

Легких фракций вариант

Западно-Техасская сернистая

TOC \o "1-3" \h \z дифференциал 4,67 —0,35 1,75

Дифференциал 8,67 0,70 4,13 Mayan

Дифференциал 4,67 0,20 0,50

Дифференциал 8,67 0,65 1,65

эта величина составляет приблизительно 4,67 дол./бар. Пусть она по какой-либо причине увеличилась до 8,67 дол./бар. (светлые нефтепродукты подорожали на 3 дол./бар., а остаточные продукты подешевели на 1 дол./бар.). Результат такого изменения показан в таб­лице 19.4.

На первый взгляд может показаться, что обоим заво­дам стало лучше: во всех случаях маржа теперь положи­тельна и выше, чем до изменения. Однако при внима­тельном изучении можно увидеть, что положение «про­стого» завода теперь более уязвимо. Дело в том, что раз­ница между маржой переработчика на «простом» и «слож­ном» заводах также увеличилась. В результате сложный завод получил больше возможностей для маневрирова­ния, например, он может вздуть цены на сырую нефть до такого уровня, что на простом заводе вообще не по­лучат никакой маржи.

Станет ли он это делать? А если «простой» завод боль­ше не сможет перерабатывать сырую нефть и закроется, повлияет ли это на соотношение спроса и предложения на рынке? Повлияет ли это в свою очередь на дифферен­циал цен на остаточные и светлые нефтепродукты? И не появится ли в результате стимул снова начать переработ ку нефти по простой схеме?

Отраслевая модель

Все вопросы, приведенные выше, — это лишь пример тех проблем, которые возникают ежедневно в связи с изменением цен на сырую нефть и нефтепродукты, а также величины дифференциала. Чтобы справиться со всем этим, требуется более строгий анализ, который можно найти даже в отраслевой печати.

В целом, нефтеперерабатывающие заводы делятся на простые и сложные, но аналитики также часто употреб­ляют термин «очень сложные». Простые и сложные схе­мы нефтепереработки приблизительно соответствуют оп­ределению Нельсона.

Нефтеперерабатывающий завод, работающий по про­стой схеме, включает перегонку сырой нефти, гидро­очистку средних дистиллятов и каталитический рифор - минг нафты.

Нефтеперерабатывающий завод, работающий по слож­ной схеме, включает все то же самое плюс каталитичес­кую крекинг-установку и установки алкилирования и га­зофракционирования.

Нефтеперерабатывающий завод, работающий по очень сложной схеме, включает все то же самое, что при слож­ной схеме, плюс установки либо по производству оле - финов, либо по сокращению количества остатка (напри­мер, установка коксования).

При переработке любой нефти по очень сложной схе­ме получается больше светлых нефтепродуктов, чем при ее переработке по простой схеме. Например, переработка сернистой нефти из Западного Техаса даст продукты, приведенные в таблице 19.5.

Естественно, для другого типа нефти выходы продук­тов будут другими. В стандартной отраслевой модели мо­гут быть рассчитаны выходы нефтепродуктов из каждого сорта сырой нефти для каждой схемы переработки. Это позволяет выяснить, насколько выгодна переработка кон­кретного сорта нефти по конкретной схеме. Для этого

Таблица 19.5. Сложность переработки нефти и выходы продуктов

Выход (%)

Простая

Сложная

Очень сложная

Бензин

30

50

65

Реактивное топливо

10

19

20

Дистиллятное топливо

20

17

25

Остаточное топливо

35

20

0

Заводское топливо

(со знаком минус —

Прирост объема)

5

-6

-10

Результаты расчетов рассматривают двумя разными спо­собами — получая «моментальный снимок» общей от­раслевой картины и изучая динамику изменения ситуа­ции в отдельных ее составляющих.

«Моментальный снимок»

Современные средства связи и компьютерные техно­логии дают возможность еженедельно (или даже еже­дневно) рассчитывать и публиковать данные, позволяю­щие оценить привлекательность для покупателей различ­ных сортов сырой нефти. Учитывают две географические точки — ту, где устанавливают цены на нефтепродукты, и ту, где назначают цену на сырую нефть. Цены на неф­тепродукты обычно устанавливаются там, где нефть пе­рерабатывают — на побережье Мексиканского залива (США), в Роттердаме или в Сингапуре. Цена на сырую нефть может назначаться там же, но может и в том мес­те, ще нефть добывают. Во втором случае либо в цене на сырую нефть, либо в ценах на нефтепродукты следует учесть затраты на транспортировку нефти. В таблице показано, как удельная выручка от реализации нефте­продуктов на побережье Мексиканского залива (выручка на единицу объема переработанной нефти) путем вычи­тания сто

msd.com.ua