Sekundárna destilácia benzínového destilátu
AVT+sekundárna destilácia Dvojstupňová vákuová destilácia Vákuová sekundárna destilačná jednotka

Definícia a klasifikácia zariadení na destiláciu primárnej ropy

Primárne jednotky na rafináciu ropy tvoria základ všetkých ropných rafinérií, od prevádzky týchto jednotiek závisí kvalita a výťažnosť výsledných zložiek paliva, ako aj surovín pre sekundárne a iné procesy rafinácie ropy.

V priemyselnej praxi sa olej delí na frakcie, ktoré sa líšia limitmi teploty varu. Táto separácia sa vykonáva v primárnych zariadeniach na destiláciu ropy pomocou procesov ohrevu, destilácie a rektifikácie, kondenzácie a chladenia. Priama destilácia sa uskutočňuje pri atmosférickom alebo mierne zvýšenom tlaku a zvyšky sa uskutočňujú vo vákuu. Atmosférické a vákuové trubicové inštalácie (AT a VT) sú postavené oddelene od seba alebo kombinované ako súčasť jednej inštalácie (AVT).

Atmosférické rúrkové inštalácie (AT) sú rozdelené v závislosti od technologická schéma do nasledujúcich skupín:

  • zariadenia s jednoduchým odparovaním oleja;
  • zariadenia s dvojitým odparovaním oleja;
  • inštalácie s predbežným odparovaním v odparovači ľahkých frakcií a následnou rektifikáciou.

Tretia skupina zariadení je prakticky variantom druhej, keďže v oboch prípadoch dochádza k dvojitému odparovaniu oleja.

Vákuové tubulárne jednotky (VT) sú rozdelené do dvoch skupín:

  • zariadenia s jednoduchým odparovaním vykurovacieho oleja;
  • zariadenia s dvojitým odparovaním vykurovacieho oleja (dvojstupňové).

Vzhľadom na širokú škálu spracovaných olejov a širokú škálu získaných produktov a ich kvality nie je vždy vhodné použiť jednu štandardnú schému. Široko používané sú zariadenia s predbežnou dolievacou kolónou a hlavnou atmosférickou destiláciou, ktoré sú v prevádzke, keď sa obsah benzínových frakcií a rozpustených plynov v olejoch výrazne mení.

Primárne schémy destilácie ropy

Rozsah kapacít závodov AT a AVT je široký – od 0,6 do 8 miliónov ton spracovanej ropy ročne. Výhody zariadení s veľkou jednotkovou kapacitou sú známe: pri prechode na väčšie zariadenie namiesto dvoch alebo viacerých menších zariadení šírku pásma znižujú sa prevádzkové náklady a počiatočné náklady na 1 tonu rafinovanej ropy a zvyšuje sa produktivita práce. Boli získané skúsenosti so zvyšovaním kapacity mnohých existujúcich AT a AVT zariadení ich rekonštrukciou, v dôsledku čoho sa výrazne zlepšili ich technicko-ekonomické ukazovatele. Pri zvýšení priepustnosti zariadenia AT-6 o ​​33 % (hm.) jeho rekonštrukciou sa teda zvyšuje produktivita práce 1,3-násobne, špecifické kapitálové investície a prevádzkové náklady sa znižujú o 25, resp. 6,5 %.

Kombinácia AVT alebo AT s inými procesnými jednotkami tiež zlepšuje technické a ekonomické ukazovatele a znižuje náklady na ropné produkty. Zníženie špecifických investičných nákladov a prevádzkových nákladov sa dosahuje najmä znížením stavebnej plochy a dĺžky potrubí, počtu medzinádrží a nákladov na energie, ako aj znížením celkových nákladov na nákup a opravy zariadení. Príkladom je domáca kombinovaná inštalácia LK-6u pozostávajúca z týchto piatich sekcií: elektrické odsoľovanie ropy a jej atmosférická destilácia (dvojstupňová AT); katalytické reformovanie s predbežnou hydrorafináciou surovín (benzínová frakcia); Hydrorafinácia petrolejových a dieselových frakcií; frakcionácia plynu.

Proces primárnej rafinácie ropy sa najčastejšie kombinuje s procesmi dehydratácie a odsoľovania, sekundárnej destilácie a stabilizácie benzínovej frakcie: ELOU-AT, ELOU-AVT, ELOU-AVT - sekundárna destilácia, AVT - sekundárna destilácia.

Primárne destilačné procesy

Otvorená prehriata para sa používa na odstránenie ľahkých zložiek z destilátov pri ich prechode cez stripovacie kolóny. V niektorých zariadeniach sa na tento účel používajú kotly, ohrievané viac zohriatym ropným produktom ako destilát odstránený zo stripovacej kolóny.

Spotreba vodnej pary je: do atmosférickej kolóny 1,5-2,0 % (hm.) pre olej, do vákuovej kolóny 1,0-1,5 % (hm.) pre vykurovací olej, do stripovacej kolóny 2,0-2,5 % (hm. ) na destilát.

V rektifikačných sekciách zariadení AT a AVT sa hojne využíva medzicirkulačná závlaha, ktorá je umiestnená v hornej časti sekcie (priamo pod bočnou výstupnou doskou destilátu). Cirkulujúci hlien sa odstráni o dve platne nižšie (nie viac). Vo vákuových kolónach zvyčajne cirkuluje horný reflux a na zníženie strát olejového produktu cez hornú časť kolóny sú potrebné 3 až 4 poschodia.

Na vytvorenie vákua sa používa barometrický kondenzátor a dvoj- alebo trojstupňové ejektory (dvojstupňové sa používajú pri hĺbke vákua 6,7 ​​kPa, trojstupňové - v rozsahu 6,7-13,3 kPa). Kondenzátory sú inštalované medzi stupňami na kondenzáciu pracovnej pary predchádzajúceho stupňa, ako aj na chladenie výfukových plynov. V posledných rokoch našli povrchové kondenzátory široké použitie namiesto barometrického kondenzátora. Ich použitie pomáha nielen vytvárať vyššie vákuum v kolóne, ale tiež šetrí rastlinu pred obrovské množstvá kontaminované odpadové vody, najmä pri spracovaní síry a olejov s vysokým obsahom síry.

Vzduchové chladiče (ACO) sú široko používané ako chladničky a kondenzátory-chladničky. Využívaním AVO dochádza k zníženiu spotreby vody, počiatočných nákladov na výstavbu vodovodu, kanalizácie, čistiarní a k zníženiu prevádzkových nákladov.

Vysoký stupeň automatizácie bol dosiahnutý v závodoch na primárnu rafináciu ropy. Preto sa v továrenských inštaláciách používajú automatické analyzátory kvality („on-line“), ktoré určujú: obsah vody a solí v oleji, bod vzplanutia letecký petrolej, motorová nafta, ropné destiláty, bod varu 90 % (hm.) vzorky ľahkého ropného produktu, viskozita ropných frakcií, obsah produktu v odpadových vodách. Niektoré z analyzátorov kvality sú súčasťou automatických riadiacich obvodov. Napríklad prívod pary do spodnej časti stripovacej kolóny sa automaticky nastaví na bod vzplanutia motorovej nafty, určený pomocou automatického analyzátora bodu vzplanutia. Chromatografy sa používajú na automatické kontinuálne stanovenie a záznam zloženia prúdov plynov.

Surová ropa je termín používaný na označenie nespracovanej ropy – suroviny, ktorá vychádza zo zeme tak, ako je. Ropa je teda fosílne palivo, to znamená, že sa prirodzene vyrábala z rozkladajúcich sa rastlín a živočíchov, ktoré žili v starovekých moriach pred miliónmi rokov – väčšina miest, kde sa ropa najčastejšie nachádza, boli kedysi morské dno. V závislosti od oblasti sa ropa líši farbou a konzistenciou: od jasne čiernej (mokrý asfalt) a veľmi viskóznej až po mierne priehľadnú a takmer tuhú.


Hlavnou hodnotou a prínosom ropy je, že je Štartovací bod pre mnoho rôznych látok, pretože obsahuje uhľovodíky. Uhľovodíky sú molekuly, ktoré zjavne obsahujú vodík a uhlík a líšia sa od seba iba tým, že môžu mať rôznu dĺžku a štruktúru – od priamych reťazcov až po rozvetvené reťazce s kruhmi.

Uhľovodíky sú pre chemikov zaujímavé dve veci:

  1. Uhľovodíky obsahujú veľa potenciálnej energie. Veľa z toho, čo sa získava zo surovej ropy, ako je benzín, nafta, parafín atď. - je cenný práve pre túto potenciálnu energiu.
  2. Uhľovodíky znesú veľa rôzne formy. Najmenší uhľovodík (podľa počtu atómov) je metán (CH4), čo je plyn, ktorý je ľahší ako vzduch. Dlhšie reťazce s 5 a viac atómami uhlíka sú v drvivej väčšine prípadov kvapaliny. A veľmi dlhé reťaze sú tvrdé, napríklad vosk alebo živica. Na základe chemickej štruktúry „zosieťovaných“ uhľovodíkových reťazcov môžete získať všetko od syntetickej gumy po nylon a plast. Uhľovodíkové reťaze sú skutočne veľmi všestranné!

Medzi hlavné triedy uhľovodíkov v surovej rope patria:

  • Parafíny s všeobecný vzorec C n H 2n+2 (n je celé číslo, zvyčajne od 1 do 20) so štruktúrou priameho alebo rozvetveného reťazca môže predstavovať plyny alebo kvapaliny, ktoré vria už pri izbovej teplote v závislosti od príkladov molekúl: metán, etán, propán, bután, izobután, pentán, hexán.
  • Aromatické látky so všeobecným vzorcom: C6H5-Y (Y je veľká priama molekula, ktorá sa pripája k benzénovému kruhu) sú kruhové štruktúry s jedným alebo viacerými kruhmi, ktoré obsahujú šesť atómov uhlíka, so striedajúcimi sa dvojitými jednoduchými väzbami medzi atómami uhlíka. Živé príklady aromátov: benzén a naftalén.
  • Naftény alebo cykloalkány so všeobecným vzorcom CnH2n (n je celé číslo, typicky od 1 do 20) sú kruhové štruktúry s jedným alebo viacerými kruhmi, ktoré obsahujú iba jednoduché väzby medzi atómami uhlíka. Sú to spravidla kvapaliny: cyklohexán, metylcyklopentán a ďalšie.
  • Alkény so všeobecným vzorcom C n H 2n (n je celé číslo, zvyčajne od 1 do 20) sú molekuly s lineárnym alebo rozvetveným reťazcom obsahujúce jednoduchú dvojitú väzbu uhlík-uhlík, ktoré môže byť kvapalina alebo plyn, napríklad: etylén, butén izobutén.
  • alkíny so všeobecným vzorcom: C n H 2n-2 (n je celé číslo, zvyčajne od 1 do 20) sú lineárne alebo rozvetvené molekuly obsahujúce dve dvojité väzby uhlík-uhlík, ktoré môžu byť kvapalinou alebo plynom, napríklad: acetylén butadiény.

Teraz, keď poznáme štruktúru oleja, pozrime sa, čo s ním môžeme urobiť.

Ako prebieha rafinácia ropy?

Proces rafinácie oleja začína frakčnou destiláciou.


Typická ropná rafinéria

Hlavným problémom ropy je, že obsahuje stovky rôznych druhov uhľovodíkov, ktoré sú všetky zmiešané. A našou úlohou je oddeliť sa rôzne druhy uhľovodíky získať niečo užitočné. Našťastie existuje jednoduchý spôsob, ako tieto veci oddeliť, a to je to, čo robí rafinácia ropy.

Rôzne dĺžky uhľovodíkového reťazca majú postupne vyššie teploty varu, takže ich možno oddeliť jednoduchou destiláciou pri rôznych teplotách. Jednoducho povedané, zahriatím oleja na určitú teplotu začnú vrieť určité reťazce uhľovodíkov, a tak môžeme oddeliť „pšenicu od pliev“. To je to, čo sa deje v ropnej rafinérii - v jednej časti procesu sa ropa zahrieva a rôzne reťazce sa varia pri ich príslušných bodoch varu. Každá iná dĺžka reťaze má svoju jedinečnú vlastnosť, vďaka čomu je užitočná svojím vlastným spôsobom.

Aby ste pochopili rozmanitosť ropy a prečo je rafinácia ropy v našej civilizácii taká dôležitá, pozrite si nasledujúci zoznam produktov, ktoré sú odvodené z ropy:

Ropné plyny- používa sa na vykurovanie, varenie, výrobu plastov:

  • sú to malé alkány (1 až 4 atómy uhlíka)
  • široko známy pod takými názvami ako metán, etán, propán, bután
  • rozsah varu - menej ako 40 stupňov Celzia
  • plyny často skvapalnené pod tlakom

Nafta alebo nafta - medziprodukt, ktorý bude ďalej spracovaný na benzín:

  • obsahuje 5 až 9 uhlíkových alkánových atómov
  • rozsah varu - od 60 do 100 stupňov Celzia

Benzín- motorové palivo:

  • vždy tekutý produkt
  • je zmesou alkánov a cykloalkánov (5 až 12 atómov uhlíka)
  • rozsah varu - od 40 do 205 stupňov Celzia

Petrolej- palivo pre prúdové motory a traktory; východiskový materiál na výrobu iných produktov:

  • kvapalina
  • zmes alkánov (10 až 18 atómov uhlíka) a aromatických uhľovodíkov
  • rozsah varu - od 175 do 325 stupňov Celzia

Dieselový destilát- používa sa na motorovú naftu a vykurovací olej; východiskový materiál na výrobu iných produktov:

  • kvapalina
  • alkány obsahujúce 12 alebo viac atómov uhlíka
  • rozsah varu - od 250 do 350 stupňov Celzia

Mazacie oleje- používané na výrobu motorových olejov, tukov a iných mazív:

  • kvapalina
  • štruktúry s dlhým reťazcom (od 20 do 50 atómov uhlíka) alkány, cykloalkány, aromáty
  • rozsah varu - od 300 do 370 stupňov Celzia

Palivový olej- používa sa na priemyselné palivo; východiskový materiál na výrobu iných produktov:

  • kvapalina
  • štruktúry s dlhým reťazcom (od 20 do 70 atómov uhlíka) alkány, cykloalkány, aromáty
  • rozsah varu - 370 až 600 stupňov Celzia

Zvyšky spracovaných produktov- koks, asfalt, decht, parafíny; východiskový materiál na výrobu iných produktov:

  • častice
  • zlúčeniny s viacerými kruhmi so 70 alebo viac atómami uhlíka
  • rozsah varu najmenej 600 stupňov Celzia.

Možno ste si všimli, že všetky tieto produkty majú rôzne veľkosti a rozsahy varu. Chemici využili tieto vlastnosti na rafináciu ropy. Poďme teraz ďalej zistiť podrobnosti tohto fascinujúceho procesu!

Podrobný proces rafinácie ropy

Ako už bolo spomenuté, v bareli ropy je zmes všetkých druhov uhľovodíkov. Rafinácia ropy oddeľuje užitočné látky z celej tejto „spoločnosti multirasových predstaviteľov“. Súčasne sa vyskytujú tieto skupiny priemyselných chemických procesov, ktoré v zásade existujú v každej ropnej rafinérii:

  • Najstarší a najbežnejší spôsob, ako oddeliť rôzne zložky (nazývané frakcie) z oleja, je oddeliť to pomocou rozdielov v bodoch varu. Tento proces sa nazýva frakčná destilácia .
  • Nové metódy chemického spracovania niektorých frakcií využívajú konverznú metódu. Chemické ošetrenie môže napríklad rozbiť dlhé reťazce na kratšie. To umožňuje rafinérii premeniť naftu na benzín napríklad v závislosti od dopytu.
  • Rafinérie musia tiež vyčistiť frakcie po procese frakčnej destilácie, aby sa odstránili nečistoty.
  • Ropné rafinérie kombinujú rôzne frakcie (spracované a nespracované) do zmesí na výrobu požadovaných produktov. Napríklad rôzne zmesi z rôznych reťazcov môžu vytvárať benzíny s rôznymi oktánovými číslami.

Ropné produkty sa posielajú na krátkodobé skladovanie v špeciálnych nádržiach, kým sa nedodajú na rôzne trhy: čerpacie stanice, letiská a chemické závody. Okrem výroby produktov na báze ropy sa musia továrne postarať aj o nevyhnutný odpad, aby sa minimalizovalo znečistenie ovzdušia a vody.

Frakčná destilácia

Rôzne zložky ropy majú rôzne veľkosti, hmotnosti a body varu; takže prvým krokom je oddelenie týchto komponentov. Pretože majú rôzne teploty varu, možno ich ľahko oddeliť pomocou procesu nazývaného frakčná destilácia.

Fázy frakčnej destilácie sú nasledovné:

  • Zahrejete zmes dvoch alebo viacerých látok (kvapalín) s rôznymi bodmi varu na vysoká teplota. Ohrev sa zvyčajne vykonáva pomocou vysokotlakovej pary na teplotu okolo 600 stupňov Celzia.
  • Zmes vrie, pričom vzniká para (plyny); Väčšina látok prechádza v plynnej fáze.
  • Vstúpi para spodná časť dlhý stĺpec, ktorý je naplnený podnosmi alebo doskami. Tácky majú veľa otvorov alebo bublinkových uzáverov (podobne ako na dierovanom veku plastová fľaša) do nich, aby cez ne mohla prechádzať para. Zvyšujú čas kontaktu medzi parou a kvapalinou v kolóne a pomáhajú zhromažďovať kvapaliny, ktoré sa tvoria v rôznych výškach kolóny. V tomto stĺpci je teplotný rozdiel (veľmi horúci v spodnej časti a chladnejší smerom nahor).
  • Para teda stúpa v kolóne.
  • Keď para stúpa cez dosky v kolóne, ochladzuje sa.
  • Keď plynná látka dosiahne výšku, pri ktorej sa teplota v kolóne rovná bodu varu tejto látky, skondenzuje a vytvorí kvapalinu. V tomto prípade budú látky s najnižšími bodmi varu kondenzovať v najvyššom bode kolóny a látky s vyššími bodmi varu budú kondenzovať nižšie v kolóne.
  • Tácky zbierajú rôzne tekuté frakcie.
  • Zozbierané kvapalné frakcie môžu ísť do kondenzátorov, ktoré ich ďalej ochladzujú, a potom ísť do skladovacích nádrží, alebo môžu ísť do iných priestorov na ďalšie chemické spracovanie.

Frakčná destilácia je užitočná na oddeľovanie zmesí látok s úzkymi rozdielmi v bodoch varu a je najviac dôležitý krok v procese rafinácie ropy. Proces rafinácie oleja začína frakčnou destiláciou. Len veľmi málo komponentov vyjde z frakčnej destilačnej kolóny pripravených na predaj na trhu s ropnými produktmi. Mnohé z nich musia byť chemicky ošetrené, aby sa premenili na iné frakcie. Napríklad len 40 % destilovanej ropy sa stane benzínom, avšak benzín je jedným z hlavných produktov vyrábaných ropnými spoločnosťami. Namiesto neustálej destilácie veľkého množstva ropy, ropné spoločnosti chemicky upraviť ďalšie frakcie z destilačnej kolóny, aby sa získal rovnaký benzín; a toto spracovanie zvyšuje výťažok benzínu z každého barelu ropy.

Chemická transformácia

Jednu frakciu môžete previesť na druhú pomocou jednej z troch metód:

  1. Rozbiť veľké uhľovodíky na menšie (krakovanie)
  2. Skombinujte malé uhľovodíky, aby ste vytvorili väčšie (zjednotenie)
  3. Preusporiadajte alebo nahraďte rôzne časti uhľovodíkov, aby ste získali požadované uhľovodíky (hydrotermálna zmena)

Praskanie

Krakovanie berie veľké uhľovodíky a štiepi ich na menšie. Existuje niekoľko typov praskania:

  • Termálne- Veľké uhľovodíky zahrievate pri vysokých teplotách (niekedy aj pri vysokom tlaku), kým sa nerozpadnú.
  • Para- Vysokoteplotná para (nad 800 stupňov Celzia) sa používa na štiepenie etánu, butánu a ťažkého benzínu na etylén a benzén, ktoré sa používajú na výrobu chemikálií.
  • Visbreaking- zvyšky z destilačnej kolóny sú zahriate na takmer 500 stupňov Celzia, ochladené a rýchlo spálené v destilačnej kolóne. Tento proces znižuje viskozitu látok a množstvo ťažkých olejov v nich a vytvára živice.
  • Koksovanie- zvyškové látky z destilačnej kolóny sa zahrievajú na teploty nad 450 stupňov Celzia, v dôsledku čoho zostáva ťažký takmer čistý uhlík (koks); koks sa odkoksuje a predáva.
  • Katalýza- katalyzátor sa používa na urýchlenie krakovacej reakcie. Katalyzátory zahŕňajú zeolit, hydratovaný kremičitan hlinitý, bauxit a hlinitokremičitan. Katalytické krakovanie je, keď horúca katalytická kvapalina (538 stupňov Celzia) rozkladá ťažkú ​​látku na dieselové oleje a benzín.
  • Hydrokrakovanie- podobný katalytickému krakovaniu, ale používa iný katalyzátor s viacerými nízke teploty, vysoký tlak a vodík. To umožňuje štiepenie ťažkého oleja na benzín a petrolej (tryskové palivo).

Zjednotenie

Niekedy je potrebné spojiť malé uhľovodíky, aby ste vytvorili väčšie, proces nazývaný zjednotenie. Hlavným procesom zjednotenia je katalytické reformovanie a v tomto prípade sa na spojenie použije katalyzátor (zmes platiny a platiny-rénia). nízka hmotnosťťažký benzín na aromatické zlúčeniny, ktoré sa používajú pri výrobe chemikálií a pri miešaní benzínu. Významným vedľajším produktom tejto reakcie je plynný vodík, ktorý sa potom používa na hydrokrakovanie alebo sa jednoducho predáva.

Hydrotermálna zmena

Niekedy sa molekulárne štruktúry v jednej frakcii preusporiadajú, aby vytvorili inú. Zvyčajne sa to robí prostredníctvom procesu tzv alkylácia. Pri alkylácii sa zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, ako je propylén a butylén, zmiešajú v prítomnosti katalyzátora, ako je kyselina fluorovodíková alebo kyselina sírová (vedľajší produkt pri odstraňovaní nečistôt z mnohých ropných produktov). Alkylačné produkty sú vysokooktánové uhľovodíky, ktoré sa používajú v benzínových zmesiach na zvýšenie oktánového čísla.

Finálne spracovanie (čistenie) ropných produktov

Destilované a chemicky upravené ropné frakcie sa opäť spracovávajú na odstránenie nečistôt - hlavne organických zlúčenín obsahujúcich síru, dusík, kyslík, vodu, rozpustené kovy a anorganické soli. Konečné spracovanie sa zvyčajne vykonáva nasledujúcimi spôsobmi:

  • Kolóna kyseliny sírovej odstraňuje nenasýtené uhľovodíky (dvojité väzby uhlík-uhlík), zlúčeniny dusíka, zlúčeniny kyslíka a zvyškové pevné látky (dechty, asfalt).
  • Absorpčná kolóna je naplnená sušiacim činidlom na odstránenie vody.
  • Sírovodíkové práčky odstraňujú síru a všetky zlúčeniny síry.

Akonáhle sú frakcie spracované, sú ochladené a potom zmiešané, aby sa vytvorili rôzne produkty, ako sú:

  • Benzín rôznych značiek, s aditívami alebo bez nich.
  • Mazacie oleje rôznych značiek a typov (napríklad 10W-40, 5W-30).
  • Petrolej rôznych značiek.
  • Letecké palivo.
  • Palivový olej.
  • Iné chemických látok rôzne druhy na výrobu plastov a iných polymérov.

Rafinácia ropy je pomerne zložitý proces, ktorý si vyžaduje zapojenie... Mnohé produkty sa získavajú z vyťažených prírodných surovín – rôzne druhy palív, bitúmen, petrolej, rozpúšťadlá, mazivá, ropné oleje a iné. Rafinácia ropy začína prepravou uhľovodíkov do závodu. Výrobný proces prebieha v niekoľkých etapách, z ktorých každá je z technologického hľadiska veľmi dôležitá.

Proces recyklácie

Proces rafinácie ropy začína jej špecializovanou prípravou. Je to spôsobené prítomnosťou mnohých nečistôt v prírodných surovinách. Ložisko ropy obsahuje piesok, soli, vodu, pôdu a plynné častice. Voda sa používa na extrakciu veľkého množstva produktov a zachovanie zásob energetických zdrojov. To má svoje výhody, no výrazne znižuje kvalitu výsledného materiálu.

Prítomnosť nečistôt v ropných produktoch znemožňuje ich prepravu do závodu. Vyvolávajú tvorbu plaku na výmenníkoch tepla a iných nádobách, čo výrazne znižuje ich životnosť.

Preto vyťažené materiály prechádzajú komplexným čistením – mechanickým a jemným. V tejto fáze výrobného procesu sa výsledné suroviny separujú na olej a. To sa deje pomocou špeciálnych odlučovačov oleja.

Na čistenie surovín sa zvyčajne uchovávajú v hermeticky uzavretých nádobách. Na aktiváciu separačného procesu je materiál vystavený chladu alebo vysokej teplote. Elektrické odsoľovacie zariadenia slúžia na odstraňovanie solí obsiahnutých v surovinách.

Ako prebieha proces oddeľovania oleja a vody?

Po počiatočnom čistení sa získa ťažko rozpustná emulzia. Ide o zmes, v ktorej sú častice jednej kvapaliny rovnomerne rozložené v druhej. Na tomto základe sa rozlišujú 2 typy emulzií:

  • hydrofilné. Je to zmes, kde sú čiastočky oleja vo vode;
  • hydrofóbne. Emulzia pozostáva hlavne z oleja s časticami vody.

Proces rozbíjania emulzie môže prebiehať mechanicky, elektricky resp chemicky. Prvý spôsob zahŕňa usadzovanie kvapaliny. To sa deje za určitých podmienok - zahrievanie na teplotu 120-160 stupňov, zvýšenie tlaku na 8-15 atmosfér. Delaminácia zmesi sa zvyčajne vyskytuje v priebehu 2-3 hodín.

Aby bol proces separácie emulzie úspešný, je potrebné zabrániť odparovaniu vody. Tiež separácia čistého oleja sa vykonáva pomocou výkonných odstrediviek. Emulzia je rozdelená na frakcie, keď dosiahne 3,5-50 tisíc otáčok za minútu.

Použitie chemickej metódy zahŕňa použitie špeciálnych povrchovo aktívnych látok nazývaných deemulgátory. Pomáhajú rozpúšťať adsorpčný film, v dôsledku čoho sa olej zbavuje častíc vody. Chemická metóda sa často používa v spojení s elektrickou metódou. Posledná metóda čistenia zahŕňa ovplyvnenie emulzie elektrický prúd. Vyvoláva spojenie častíc vody. V dôsledku toho sa zo zmesi ľahšie odstraňuje, výsledkom čoho je olej najvyššej kvality.

Primárne spracovanie

Výroba a rafinácia ropy prebieha v niekoľkých fázach. Zvláštnosťou výroby rôznych produktov z prírodných surovín je, že aj po vysokokvalitnom čistení nemožno výsledný produkt použiť na určený účel.

Východiskový materiál sa vyznačuje obsahom rôznych uhľovodíkov, ktoré sa výrazne líšia molekulovou hmotnosťou a teplotou varu. Obsahuje látky nafténovej, aromatickej a parafínovej povahy. Surovina obsahuje aj zlúčeniny síry, dusíka a kyslíka organického typu, ktoré sa musia tiež odstrániť.

Všetky existujúce metódy rafinácie ropy sú zamerané na jej rozdelenie do skupín. Počas výrobného procesu sa získa široká škála produktov s rôznymi vlastnosťami.

Primárne spracovanie prírodných surovín sa vykonáva na zákl rozdielne teploty varu jeho základných častí. Na vykonanie tohto procesu sa používajú špecializované zariadenia, ktoré umožňujú získať rôzne ropné produkty - od vykurovacieho oleja po decht.

Ak takto spracovávate prírodné suroviny, nezískate materiál pripravený na ďalšie použitie. Primárna destilácia je zameraná iba na stanovenie fyzikálnych a chemických vlastností ropy. Potom je možné určiť potrebu ďalšieho spracovania. Stanovujú tiež typ zariadenia, ktoré je potrebné použiť na vykonávanie požadovaných procesov.

Primárna rafinácia ropy

Metódy destilácie ropy

Rozlišujú sa tieto spôsoby rafinácie oleja (destilácia):

  • jednorazové odparovanie;
  • opakované odparovanie;
  • destilácia s postupným odparovaním.

Metóda rýchleho odparovania zahŕňa spracovanie oleja pri vysokej teplote pri danej hodnote. V dôsledku toho sa vytvárajú pary, ktoré vstupujú do špeciálneho zariadenia. Nazýva sa výparník. IN toto zariadenie valcové pary sú oddelené od kvapalnej frakcie.

Pri opakovanom odparovaní sa surovina podrobuje spracovaniu, pri ktorom sa teplota niekoľkokrát zvyšuje podľa daného algoritmu. Posledná destilačná metóda je zložitejšia. Rafinácia ropy s postupným odparovaním znamená plynulú zmenu hlavných prevádzkových parametrov.

Destilačné zariadenie

Priemyselná rafinácia ropy sa vykonáva pomocou niekoľkých zariadení.

Rúrkové pece. Na druhej strane sú tiež rozdelené do niekoľkých typov. Ide o atmosférické, vákuové, atmosféricko-vákuové pece. Pomocou prvého typu zariadenia sa vykonáva plytké spracovanie ropných produktov, ktoré umožňuje získať vykurovací olej, benzín, petrolej a naftové frakcie. Vo vákuových peciach sa v dôsledku efektívnejšej prevádzky suroviny delia na:

  • decht;
  • olejové častice;
  • častice plynového oleja.

Výsledné produkty sú úplne vhodné na výrobu koksu, bitúmenu a mazív.

Destilačné kolóny. Proces spracovania ropy pomocou tohto zariadenia zahŕňa jej zahrievanie v cievke na teplotu 320 stupňov. Potom zmes vstupuje do medzistupňov destilačnej kolóny. V priemere má 30-60 žľabov, z ktorých každý je umiestnený v určitom intervale a vybavený kúpeľom kvapaliny. To spôsobí, že para steká nadol vo forme kvapôčok pri vytváraní kondenzácie.

Existuje aj spracovanie pomocou výmenníkov tepla.

Recyklácia

Po určení vlastností oleja v závislosti od potreby určitého konečného produktu sa vyberie typ sekundárnej destilácie. V podstate pozostáva z tepelno-katalytického účinku na surovinu. Hlboká rafinácia ropy môže prebiehať pomocou niekoľkých metód.

Palivo Využitím tejto sekundárnej destilačnej metódy je možné získať množstvo kvalitných produktov - autobenzíny, motorovú naftu, tryskové a kotlové palivá. Na spracovanie nie je potrebné používať veľa zariadení. V dôsledku použitia tejto metódy sa z ťažkých frakcií surovín a sedimentov získa hotový výrobok. Metóda destilácie paliva zahŕňa:

  • praskanie;
  • reformovanie;
  • hydrorafinácia;
  • hydrokrakovanie.

Palivo a olej. Výsledkom použitia tejto destilačnej metódy sú nielen rôzne palivá, ale aj asfalt a mazacie oleje. Robí sa to extrakčnou metódou, odasfaltovaním.

Petrochemický. V dôsledku aplikácie tejto metódy s využitím high-tech zariadení, veľké množstvo Produkty. Nejde len o pohonné hmoty, oleje, ale aj plasty, gumu, hnojivá, acetón, alkohol a mnohé ďalšie.

Ako sa predmety okolo nás vyrábajú z ropy a plynu – prístupné a zrozumiteľné

Táto metóda sa považuje za najbežnejšiu. Používa sa na spracovanie síry alebo oleja s vysokým obsahom síry. Hydrogenačná rafinácia môže výrazne zlepšiť kvalitu výsledných palív. Odstraňujú sa z nich rôzne prísady - síra, dusík, zlúčeniny kyslíka. Materiál sa spracováva pomocou špeciálnych katalyzátorov vo vodíkovom prostredí. V tomto prípade teplota v zariadení dosiahne 300 - 400 stupňov a tlak - 2 - 4 MPa.

V dôsledku destilácie sa organické zlúčeniny obsiahnuté v surovine pri interakcii s vodíkom cirkulujúcim vo vnútri zariadenia rozkladajú. V dôsledku toho sa tvorí amoniak a sírovodík, ktoré sa odstraňujú z katalyzátora. Hydrorafinácia umožňuje spracovať 95 – 99 % surovín.

Katalytické krakovanie

Destilácia sa vykonáva pomocou katalyzátorov obsahujúcich zeolit ​​pri teplote 550 stupňov. Praskanie sa považuje za veľmi efektívna metóda spracovanie pripravených surovín. S jeho pomocou možno z frakcií vykurovacieho oleja získať vysokooktánový motorový benzín. Výťažok čistého produktu je v tomto prípade 40 až 60 %. Získa sa tiež kvapalný plyn (10-15% pôvodného objemu).

Katalytické reformovanie

Reformovanie sa uskutočňuje pomocou hliníkovo-platinového katalyzátora pri teplote 500 stupňov a tlaku 1-4 MPa. Zároveň je vo vnútri zariadenia prítomné vodíkové prostredie. Táto metóda sa používa na premenu nafténových a parafínových uhľovodíkov na aromatické. To vám umožňuje výrazne zvýšiť oktánové číslo vyrábaných produktov. Pri použití katalytického reformovania je výťažok čistého materiálu 73-90% zo získanej suroviny.

Hydrokrakovanie

Umožňuje získať kvapalné palivo pri vystavení vysoký tlak(280 atmosfér) a teplota (450 stupňov). K tomuto procesu dochádza aj pri použití silných katalyzátorov – oxidov molybdénu.

Ak sa hydrokrakovanie skombinuje s inými spôsobmi spracovania prírodných surovín, výťažnosť čistých produktov vo forme benzínu a leteckého paliva je 75 – 80 %. Pri použití kvalitných katalyzátorov sa ich regenerácia môže vykonávať až 2-3 roky.

Ťažba a odasfaltovanie

Extrakcia zahŕňa rozdelenie pripravenej suroviny na požadované frakcie pomocou rozpúšťadiel. Následne sa uskutoční odparafínovanie. Umožňuje výrazne znížiť bod tuhnutia oleja. Na získanie vysoko kvalitných produktov sú tiež hydrogenované. V dôsledku ťažby je možné získať motorovú naftu. Pomocou tejto techniky sa tiež extrahujú aromatické uhľovodíky z pripravených surovín.

Odasfaltovanie je nevyhnutné na získanie živicovo-asfalténových zlúčenín z konečných produktov destilácie ropných surovín. Výsledné látky sa aktívne používajú na výrobu bitúmenu, ako katalyzátory pre iné spôsoby spracovania.

Iné spôsoby spracovania

Spracovanie prírodných surovín po primárnej destilácii je možné realizovať aj inými spôsobmi.

Alkylácia. Po spracovaní pripravených materiálov sa získajú vysokokvalitné komponenty pre benzín. Metóda je založená na chemickej interakcii olefínu a parafínových uhľovodíkov, výsledkom čoho je vysokovriaci parafínový uhľovodík.

Izomerizácia. Použitie tejto metódy umožňuje získať látku s vyšším oktánovým číslom z nízkooktánových parafínových uhľovodíkov.

Polymerizácia. Umožňuje premenu butylénov a propylénu na oligomérne zlúčeniny. V dôsledku toho sa získavajú materiály na výrobu benzínu a na rôzne petrochemické procesy.

Koksovanie. Používa sa na výrobu ropného koksu z ťažkých frakcií získaných po destilácii ropy.

Odvetvie rafinácie ropy je sľubné a rozvíja sa. Výrobný proces sa neustále zlepšuje zavádzaním nových zariadení a techník.

Video: Rafinácia ropy

Olej je minerál, ktorý je vo vode nerozpustná olejovitá kvapalina, ktorá môže byť takmer bezfarebná alebo tmavohnedá. Vlastnosti a spôsoby rafinácie ropy závisia od percenta prevažne uhľovodíkov v jej zložení, ktoré sa v rôznych oblastiach líši.

Na poli Sosninskoye (Sibír) teda alkány (parafínová skupina) zaberajú podiel 52 percent, cykloalkány - asi 36%, aromatické uhľovodíky - 12 percent. A napríklad na poli Romashkinskoye (Tatarstan) je podiel alkánov a aromatických uhlíkov vyšší - 55 a 18 percent, zatiaľ čo cykloalkány majú podiel 25 percent. Okrem uhľovodíkov môžu tieto suroviny zahŕňať zlúčeniny síry a dusíka, minerálne nečistoty atď.

Ropa bola prvýkrát „rafinovaná“ v roku 1745 v Rusku

Tento prírodný zdroj sa nevyužíva v surovej forme. Na získanie technicky cenných produktov (rozpúšťadlá, motorové palivá, komponenty pre chemickú výrobu) sa ropa spracováva primárnymi alebo sekundárnymi metódami. Pokusy o premenu tejto suroviny sa uskutočnili už v polovici osemnásteho storočia, keď sa okrem sviečok a fakieľ, ktoré obyvateľstvo používalo, používal v lampách mnohých kostolov aj „ozdobný olej“, čo bola zmes zeleninový olej a rafinovaný olej.

Možnosti čistenia oleja

Rafinácia často nie je zahrnutá priamo do procesov rafinácie ropy. Ide skôr o predbežnú fázu, ktorá môže pozostávať z:

Chemická rafinácia, keď je ropa vystavená oleu a koncentrovanej kyseline sírovej. Tým sa odstránia aromatické a nenasýtené uhľovodíky.

Adsorpčné čistenie. Tu je možné odstrániť dechty a kyseliny z ropných produktov úpravou horúcim vzduchom alebo prechodom oleja cez adsorbent.

Katalytické čistenie – mierna hydrogenácia na odstránenie zlúčenín dusíka a síry.

Fyzikálno-chemické čistenie. V tomto prípade sa nadbytočné zložky selektívne uvoľňujú pomocou rozpúšťadiel. Napríklad polárne rozpúšťadlo fenol sa používa na odstránenie zlúčenín dusíka a síry a nepolárne rozpúšťadlá - bután a propán - uvoľňujú dechty, aromatické uhľovodíky atď.

Žiadne chemické zmeny...

Rafinácia ropy prostredníctvom primárnych procesov nezahŕňa chemické premeny suroviny. Tu je minerál jednoducho rozdelený na jednotlivé zložky. Prvé zariadenie na destiláciu oleja bolo vynájdené v roku 1823, v r Ruská ríša. Bratia Dubininovci vymysleli umiestniť kotol do vyhriatej pece, odkiaľ sa cez sud so studenou vodou tiahlo potrubie do prázdnej nádoby. V kotli pece sa olej zahrial, prešiel cez „chladničku“ a usadil sa.

Moderné spôsoby prípravy surovín

Dnes sa v ropných rafinériách technológia rafinácie ropy začína dodatočným čistením, počas ktorého je produkt dehydratovaný pomocou zariadení ELOU (elektrické odsoľovacie jednotky), zbavený mechanických nečistôt a ľahkých sacharidov (C1 - C4). Potom môže byť surovina odoslaná na atmosférickú destiláciu alebo vákuovú destiláciu. V prvom prípade továrenské vybavenie princíp fungovania pripomína to, čo sa používalo v roku 1823.

Len samotný závod na rafináciu ropy vyzerá inak. Firma má pece veľkosti domov bez okien, vyrobené z toho najlepšieho ohnivé tehly. V ich vnútri je mnoho kilometrov potrubí, v ktorých sa ropa pohybuje vysokou rýchlosťou (2 metre za sekundu) a plameňom z veľkej trysky sa zahrieva na 300-325 C (pri vyšších teplotách sa uhľovodíky jednoducho rozkladajú). Potrubie na kondenzáciu a ochladzovanie pár je dnes nahradené destilačnými kolónami (môže mať výšku až 40 metrov), kde sa pary oddeľujú a kondenzujú a na príjem výsledných produktov sa stavajú celé mestá z rôznych nádrží.

Čo je materiálová bilancia?

Rafinácia ropy v Rusku poskytuje rôzne materiálové bilancie počas atmosférickej destilácie surovín z jedného alebo druhého ložiska. To znamená, že výstup môže mať rôzne pomery pre rôzne frakcie – benzín, petrolej, naftu, vykurovací olej, pridružený plyn.

Napríklad pri západosibírskej rope sú výťažok plynu a straty po jednom percente, benzínové frakcie (uvoľňujúce sa pri teplotách od cca 62 do 180 C) zaberajú podiel cca 19 %, petrolej – cca 9,5 %, naftová frakcia – 19 %, vykurovací olej - takmer 50 percent (uvoľňuje sa pri teplotách od 240 do 350 stupňov). Výsledné materiály sú takmer vždy predmetom dodatočného spracovania, pretože nespĺňajú prevádzkové požiadavky pre rovnaké motory strojov.

Výroba s menším množstvom odpadu

Vákuová rafinácia oleja je založená na princípe varu látok pri nižšej teplote pri poklese tlaku. Napríklad niektoré uhľovodíky v oleji vrú iba pri 450 °C (atmosférický tlak), ale ak sa tlak zníži, môžu sa priviesť k varu pri 325 °C. Vákuové spracovanie surovín sa uskutočňuje v rotačných vákuových odparkách, ktoré zvyšujú rýchlosť destilácie a umožňujú získať z vykurovacieho oleja ceresíny, parafíny, palivo, oleje a následne využiť ťažký zvyšok (decht) na výrobu bitúmenu. Vákuová destilácia v porovnaní s atmosférickým spracovaním produkuje menej odpadu.

Recyklácia nám umožňuje získať vysokokvalitný benzín

Proces sekundárnej rafinácie oleja bol vynájdený s cieľom získať viac motorového paliva z rovnakej suroviny ovplyvnením molekúl ropných uhľovodíkov, ktoré získajú vzorce vhodnejšie na oxidáciu. Recyklácia zahŕňa odlišné typy takzvané „krakovanie“, vrátane hydrokrakovania, tepelných a katalytických možností. Tento proces bol tiež pôvodne vynájdený v Rusku, v roku 1891, inžinierom V. Shukhovom. Zahŕňa rozklad uhľovodíkov na formy s menším počtom atómov uhlíka na molekulu.

Spracovanie ropy a plynu pri 600 stupňoch Celzia

Princíp činnosti krakovacích zariadení je približne rovnaký ako princíp fungovania zariadení s atmosférickým tlakom pri vákuovej výrobe. Ale tu sa spracovanie surovín, ktoré najčastejšie predstavuje vykurovací olej, uskutočňuje pri teplotách blízkych 600 C. Pod týmto vplyvom sa uhľovodíky tvoriace hmotu vykurovacieho oleja rozpadajú na menšie, ktoré tvoria tzv. rovnaký petrolej alebo benzín. Tepelné krakovanie je založené na spracovaní pri vysokých teplotách a produkuje benzín s veľkým množstvom nečistôt, katalytické krakovanie je tiež založené na tepelnom spracovaní, avšak s pridaním katalyzátorov (napríklad špeciálneho ílového prachu), čo umožňuje získať viac benzínu dobrej kvality.

Hydrokrakovanie: hlavné typy

Výroba a rafinácia ropy dnes môže zahŕňať rôzne typy hydrokrakovania, čo je kombinácia procesov hydrogenačnej rafinácie, štiepenia veľkých molekúl uhľovodíkov na menšie a nasýtenia nenasýtených uhľovodíkov vodíkom. Hydrokrakovanie môže byť ľahké (tlak 5 MPa, teplota cca 400 C, používa sa jeden reaktor, získava sa hlavne motorová nafta a materiál na katalytické krakovanie) a tvrdé (tlak 10 MPa, teplota cca 400 C, niekoľko reaktorov, nafta, benzín a petrolej sú získané frakcie). Katalytické hydrokrakovanie umožňuje vyrábať množstvo olejov s vysokými viskozitnými koeficientmi a nízkym obsahom aromatických a sírnych uhľovodíkov.

Recyklácia ropy okrem toho môže využívať nasledujúce technologické procesy:

Visbreaking. V tomto prípade sa pri teplotách do 500 C a tlakoch od pol do troch MPa získavajú zo suroviny štiepením parafínov a nafténov sekundárne asfaltény, uhľovodíkové plyny a benzín.

Koksovanie zvyškov ťažkých olejov je hĺbková rafinácia ropy, kedy sa surovina spracováva pri teplotách blízkych 500 C pod tlakom 0,65 MPa na výrobu komponentov plynového oleja a ropného koksu. Procesné kroky vyvrcholia „koksovým koláčom“, ktorému predchádza (v opačnom poradí) zahusťovanie, polykondenzácia, aromatizácia, cyklizácia, dehydrogenácia a krakovanie. Okrem toho musí byť produkt vysušený a kalcinovaný.

reformovanie. Táto metóda spracovanie ropných produktov vynašiel v Rusku v roku 1911 inžinier N. Zelinsky. Dnes sa katalytickým reformovaním získavajú vysokokvalitné aromatické uhľovodíky a benzíny, ako aj plyn obsahujúci vodík z frakcií ťažkého benzínu a benzínu na následné spracovanie v hydrokrakovaní.

Izomerizácia. Spracovanie ropy a plynu v tomto prípade zahŕňa získavanie z chemická zlúčenina izomér v dôsledku zmien uhlíkového skeletu látky. Na výrobu komerčného benzínu sa teda izolujú vysokooktánové zložky od nízkooktánových zložiek ropy.

Alkylácia. Tento proces je založený na inkorporácii alkylových substituentov do molekuly organický plán. Týmto spôsobom sa z nenasýtených uhľovodíkových plynov získavajú komponenty pre vysokooktánový benzín.

Snaha o dosiahnutie európskych noriem

Technológia spracovania ropy a plynu v rafinériách sa neustále zlepšuje. V domácich podnikoch tak došlo k zvýšeniu efektívnosti spracovania surovín z hľadiska parametrov: hĺbka spracovania, zvýšený výber ľahkých ropných produktov, zníženie nevratných strát atď. Plány závodu na 10.-20. -1. storočie zahŕňajú ďalšie zvýšenie hĺbky spracovania (až o 88 percent), zlepšenie kvality vyrábaných produktov na európske normy, zníženie technogénneho dopadu na životné prostredie.

Surové ropné zlúčeniny sú komplexné látky, pozostávajúci z piatich prvkov - C, H, S, O a N, pričom obsah týchto prvkov sa pohybuje v rozmedzí 82-87% uhlíka, 11-15% vodíka, 0,01-6% síry, 0-2% kyslíka a 0 . 01-3% dusíka.

Bežná ropa z vrtov je zelenohnedá, vysoko horľavá, olejovitá kvapalina so štipľavým zápachom. Ropa produkovaná na poliach obsahuje okrem plynov v nej rozpustených aj určité množstvo nečistôt – čiastočky piesku, hliny, kryštály soli a vodu. Obsah pevných častíc a vody komplikuje jej dopravu potrubím a spracovanie, spôsobuje eróziu vnútorných povrchov potrubí ropovodu a tvorbu usadenín vo výmenníkoch tepla, peciach a chladničkách, čo vedie k zníženiu súčiniteľa prestupu tepla, zvyšuje sa obsah popola v zvyškoch z destilácie ropy (vykurovacie oleje a dechty) podporuje tvorbu perzistentných emulzií. Okrem toho v procese výroby a prepravy ropy dochádza k výraznej strate ľahkých ropných zložiek. Aby sa znížili náklady na rafináciu ropy spôsobené stratou ľahkých komponentov a nadmerným opotrebovaním ropovodov a spracovateľských zariadení, vyťažená ropa sa podrobuje predbežnej úprave.

Na zníženie strát ľahkých komponentov sa olej stabilizuje a používajú sa špeciálne hermetické zásobníky oleja. Olej sa zbavuje hlavného množstva vody a pevných častíc usadzovaním v nádržiach za studena alebo pri zahriatí. Nakoniec sa dehydrujú a odsolia v špeciálnych zariadeniach. Voda a olej však často tvoria ťažko oddeliteľnú emulziu, ktorá veľmi spomaľuje alebo dokonca zabraňuje dehydratácii oleja. Existujú dva typy olejových emulzií:

olej vo vode alebo hydrofilná emulzia,

a voda v oleji alebo hydrofóbna emulzia.

Existujú tri spôsoby rozbitia olejových emulzií:

Mechanický:

usadzovanie - aplikuje sa na čerstvé, ľahko rozbité emulzie. K oddeleniu vody a oleja dochádza v dôsledku rozdielu v hustotách zložiek emulzie. Proces sa urýchli zahriatím na 120-160°C pod tlakom 8-15 atmosfér počas 2-3 hodín, čím sa zabráni vyparovaniu vody.

odstreďovanie - oddelenie mechanických nečistôt oleja pod vplyvom odstredivých síl. V priemysle sa používa zriedka, zvyčajne v sérii odstrediviek s rýchlosťou 350 až 5000 za minútu, s produktivitou každej 15-45 m3 / h.

Chemické:

deštrukcia emulzií sa dosahuje použitím povrchovo aktívnych látok - deemulgátorov. Deštrukcia sa dosiahne a) adsorpčným vytesnením aktívneho emulgátora látkou s väčšou povrchovou aktivitou, b) tvorbou emulzií opačného typu (prevrátenie váz) a c) rozpustením (deštrukciou) adsorpčného filmu následkom tzv. jeho chemická reakcia s deemulgátorom zavedeným do systému. Chemická metóda sa používa častejšie ako mechanická metóda, zvyčajne v kombinácii s elektrickou.

Elektrické:

keď olejová emulzia vstupuje do striedavého elektrické polečastice vody, ktoré reagujú na pole silnejšie ako ropa, začnú vibrovať, narážať do seba, čo vedie k ich asociácii, zväčšeniu a rýchlejšiemu oddeleniu od ropy. Zariadenia nazývané elektrické dehydrátory.

Dôležitým bodom je proces triedenia a miešania oleja. Na poliach sa miešajú oleje s podobnými fyzikálnymi, chemickými a komerčnými vlastnosťami a posielajú sa na spoločné spracovanie.

Existujú tri hlavné možnosti rafinácie ropy:

  • - palivo,
  • - palivo a olej,
  • - petrochemický.

Podľa druhu paliva sa ropa spracováva najmä na motorové a kotlové palivá. Existuje hlboké a plytké spracovanie paliva. O hlboké spracovanie producenti ropy sa snažia získať čo najvyššiu výťažnosť kvalitných a motorových benzínov, zimných a letných motorových nafty a leteckých palív. Výťažnosť kotlového paliva pri tejto možnosti je znížená na minimum. Patria sem katalytické procesy – katalytické krakovanie, katalytické reformovanie, hydrokrakovanie a hydrorafinácia, ako aj tepelné procesy, ako je koksovanie. V tomto prípade je spracovanie továrenských plynov zamerané na zvýšenie výťažku vysokokvalitného benzínu. Plytká rafinácia oleja vyžaduje vysoký výťažok kotlového paliva.

Podľa palivovo-olejovej varianty rafinácie ropy sa spolu s palivami získavajú mazacie oleje a destilačné oleje (ľahké a stredné priemyselné, automobilové a pod.). Zvyškové oleje (lietadlo, valec) sa od dechtu oddeľujú odasfaltovaním tekutým propánom. V tomto prípade vzniká deasfalt a asfalt. Deasfalt sa ďalej spracováva a asfalt sa spracováva na bitúmen alebo koks. Petrochemická možnosť pre rafináciu ropy - okrem výroby vysokej kvality motorové palivá a olejov sa nielen pripravujú suroviny (olefíny, aromatické, normálne a izoparafínové uhľovodíky a pod.) pre ťažké organické syntézy, ale vykonávajú sa aj zložité fyzikálne a chemické procesy spojené s veľkovýrobou dusíkatých hnojív, syntetického kaučuku , plasty, syntetické vlákna, detergenty, mastné kyseliny, fenol, acetón, alkoholy, étery a mnoho ďalších chemikálií. Hlavnou metódou rafinácie ropy je jej priama destilácia.

Destilácia - destilácia (kvapkanie) - rozdelenie ropy na frakcie rôzneho zloženia (jednotlivé ropné produkty), na základe rozdielu teplôt varu jej zložiek. Destilácia ropných produktov s bodmi varu do 370°C sa vykonáva pri atmosferický tlak, a s vyššími - vo vákuu alebo pomocou vodnej pary (aby sa zabránilo ich rozkladu).

Olej pod tlakom sa čerpá do rúrkovej pece, kde sa zahreje na 330...350°C. Horúci olej spolu s parami vstupuje do strednej časti destilačnej kolóny, kde sa v dôsledku poklesu tlaku odparuje a odparené uhľovodíky sa oddeľujú od kvapalnej časti oleja – vykurovacieho oleja. Pary uhľovodíkov sa rútia hore kolónou a kvapalný zvyšok steká dole. V destilačnej kolóne sú pozdĺž dráhy pohybu pár inštalované dosky, na ktorých kondenzuje časť uhľovodíkových pár. Ťažšie uhľovodíky kondenzujú na prvých doskách, ľahké stihnú stúpať hore kolónou a najťažšie uhľovodíky zmiešané s plynmi prechádzajú celou kolónou bez kondenzácie a odvádzajú sa z vrchu kolóny vo forme pár. Takže uhľovodíky sú rozdelené do frakcií v závislosti od ich teploty varu.

Pri destilácii ropy sa získavajú ľahké ropné produkty: benzín (bod varu 90-200°C), ťažký benzín (bod varu 150-230°C), petrolej (teplota varu 180-300°C), ľahký plynový olej - motorová nafta (teplota varu 230- 350 °C), ťažký plynový olej (bod varu 350-430 °C) a zvyšok je viskózna čierna kvapalina - vykurovací olej (teplota varu nad 430 °C). Vykurovací olej sa podrobí ďalšiemu spracovaniu. Destiluje sa za zníženého tlaku (aby sa zabránilo rozkladu) a oddelia sa mazacie oleje. Blesková destilácia pozostáva z dvoch alebo viacerých jednotlivých destilačných procesov, ktoré zvyšujú prevádzkovú teplotu v každom kroku. Produkty získané priamou destiláciou majú vysokú chemickú stabilitu, pretože neobsahujú nenasýtené uhľovodíky. Použitie krakovacích procesov na rafináciu ropy umožňuje zvýšiť výťažok benzínových frakcií.

Krakovanie je proces rafinácie ropy a jej frakcií, založený na rozklade (štiepení) molekúl komplexných uhľovodíkov v podmienkach vysokých teplôt a tlakov. Existujú nasledujúce typy krakovania: tepelné, katalytické, ako aj hydrokrakovanie a katalytické reformovanie. Tepelné krakovanie sa používa na výrobu benzínu z vykurovacieho oleja, petroleja a motorovej nafty. Benzín vyrobený tepelným krakovaním má nedostatočne vysoké oktánové číslo (66...74) a vysoký obsah nenasýtených uhľovodíkov (30...40%), t.j. má zlú chemickú stabilitu a používa sa hlavne ako zložka pri výrobe komerčného benzínu.

Nové zariadenia na tepelné krakovanie sa v súčasnosti už nestavajú, keďže s ich pomocou vyrábaný benzín počas skladovania oxiduje na živice a je potrebné zaviesť špeciálne prísady (inhibítory), ktoré výrazne znižujú rýchlosť dechtovania. Tepelné krakovanie sa delí na plynnú fázu a kvapalnú fázu.

Krakovanie v parnej fáze - olej sa zahrieva na 520...550°C pri tlaku 2...6 atm. V súčasnosti sa nepoužíva kvôli nízkej produktivite a skvelý obsah(40 %) nenasýtených uhľovodíkov v konečnom produkte, ktoré ľahko oxidujú a tvoria živice.

Krakovanie v kvapalnej fáze - teplota ohrevu oleja je 480...500°C pri tlaku 20...50 atm. Produktivita sa zvyšuje, množstvo (25...30 %) nenasýtených uhľovodíkov klesá. Benzínové frakcie z tepelného krakovania sa používajú ako zložka komerčného automobilového benzínu. Palivá na tepelné krakovanie sa však vyznačujú nízkou chemickou stabilitou, ktorá sa zlepšuje zavedením špeciálnych antioxidačných prísad do paliva. Výťažnosť benzínu je 70 % z ropy, 30 % z vykurovacieho oleja.

Katalytické krakovanie je proces výroby benzínu založený na štiepení uhľovodíkov a zmene ich štruktúry vplyvom vysokej teploty a katalyzátora. K štiepeniu molekúl uhľovodíkov dochádza v prítomnosti katalyzátorov a pri teplote a atmosférickom tlaku. Jedným z katalyzátorov je špeciálne upravená hlina. Tento typ praskania sa nazýva práškové praskanie. Katalyzátor sa potom oddelí od uhľovodíkov. Uhľovodíky idú do rektifikácií a chladničiek a katalyzátor do svojich zásobníkov, kde sa obnovia jeho vlastnosti. Ako suroviny na katalytické krakovanie sa používajú frakcie plynového oleja a nafty získané priamou destiláciou ropy. Produkty katalytického krakovania sú povinnými zložkami pri výrobe benzínu triedy A-72 a A-76.

Hydrokrakovanie je proces rafinácie ropných produktov, ktorý kombinuje krakovanie a hydrogenáciu surovín (plynové oleje, ropné zvyšky atď.). Ide o typ katalytického krakovania. Proces rozkladu ťažkých surovín prebieha v prítomnosti vodíka pri teplote 420...500°C a tlaku 200 atm. Proces prebieha v špeciálnom reaktore s prídavkom katalyzátorov (oxidy W, Mo, Pt). V dôsledku hydrokrakovania sa získa palivo.

Reforming - (z anglického reforming - prerobiť, zlepšiť) priemyselný proces spracovania benzínových a naftových frakcií ropy za účelom získania vysokokvalitného benzínu a aromatických uhľovodíkov. Ako surovina pre katalytické reformovanie sa zvyčajne používajú benzínové frakcie primárnej destilácie ropy, vyvarené už pri 85...180 "C. Reformovanie prebieha v prostredí plynu obsahujúceho vodík (70...90% vodík) pri teplote 480... 540 °C a tlaku 2...4 MPa za prítomnosti molybdénového alebo platinového katalyzátora.Na zlepšenie vlastností benzínových frakcií ropy sa podrobujú katalytickému reformovaniu, ktoré sa vykonáva v prítomnosti katalyzátorov vyrobených z platiny alebo platiny a rénia.pri katalytickom reformovaní benzínu aromatické uhľovodíky (benzén, toluén, xylén a pod.) z parafínov a cykloparafínov.reformácia pri použití molybdénového katalyzátora sa nazýva hydroforming a pri použití platinový katalyzátor – platforming.Ten druhý, čo je jednoduchší a bezpečnejší proces, sa teraz používa oveľa častejšie.

Pyrolýza. Ide o tepelný rozklad ropných uhľovodíkov v špeciálnych zariadeniach alebo plynových generátoroch pri teplote 650°C. Používa sa na výrobu aromatických uhľovodíkov a plynu. Ako suroviny možno použiť ropu aj vykurovací olej, ale najvyšší výťažok aromatických uhľovodíkov sa pozoruje pri pyrolýze ľahkých frakcií ropy. Výťažok: 50 % plynu, 45 % dechtu, 5 % sadzí. Aromatické uhľovodíky sa získavajú zo živice rektifikáciou.