|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Нафтопереробна промисловістьУ світі пальне роблять з нафти. Нафта – це продукт природного розкладання органічних залишків живих організмів у товщі земної кори. Під дією температури і тиску в присутності каталізаторів органічні речовини перетворилися на суміш рідких вуглеводнів різної будови і їхніх сполук з іншими елементами. Перший нафтопереробний завод в Україні був побудований у 1816 р. у м. Дрогобичі (Львівська обл.). Цим був розпочатий процес переробки нафти не тільки в Україні, а й у всій Європі. Склад і класифікація нафти Нафта являє собою маслянисту рідину від жовтого до чорного кольору зхарактерним запахом і щільністю в межах 780 – 1040 кг/м3. Нафту щільністю нижче 900 кг/м3 називають легкою, вище 900 кг/м3 – важкою. Видобуток і підготовка нафти до переробки Нафта, просочуючись крізь пористі породи затримується в складках або зрушеннях щільних порід і формується в поклади. Для її видобутку свердлять шпари, глибина яких звичайно досягає 1 – 2 тис. м; глибинне ж свердління проводять на 3 – 4 і навіть 5 тис. м. Видобуток нафти здійснюється двома способами: фонтанним та глибинно-насосним. При фонтанному способі видобутку нафта під пластовим тиском до 40 МПа піднімається до гирла шпари і через спеціальну арматуру високого тиску надходить на очищення, а потім у герметизовані ємності або нафтопроводи. Фонтанний спосіб видобутку нафти застосовується тільки в початковий період існування шпар, коли тиск у шарі досить високий. Він продуктивний (20 – 40 т за добу) і дешевий. При глибинно-насосному способі на дно шпари опускається спеціальний насос, що підкачує нафту до гирла шпари. Одержувана зі шпари нафта містить домішки: воду (10 – 30 %), розчинені в ній солі, частки породи (3 – 5 %), а також газоподібні фракції вуглеводнів – супутніх газів (1 – 4 %). Класифікація та властивості нафтопродуктів Після переробки нафти отриману продукцію можна умовно розділити на три групи: • палива, що одержують з нафти, за призначенням поділяються на зріджені та стиснуті паливні гази, рідкі палива для карбюраторних двигунів (бензин, гас), для двигунів із запаленням від стиску (дизельне паливо), для реактивних двигунів (реактивне паливо), для котельних установок (котельне паливо); • мастила розділяються на моторні, індустріальні, мастила для роботи при підвищеній температурі, спеціальні мастила; • інші продукти – це всі продукти нафтопереробки, за винятком тих, котрі використовуються як сировина для подальшої хімічної переробки (розчинники, керосини для освітлення, парафін, вазелін, бітуми нафтові, пек, просочувальні матеріали, електродний кокс та сажа). | Особливу групу складають продукти, що є сировиною для органічного або нафтохімічного синтезу. До них належать низькомолекулярні насичені вуглеводні (метан, етан, пропан, бутан), низькомолекулярні ненасичені вуглеводні – олефіни (етилен, пропілен, бутилен і ін.), ароматичні вуглеводні і їхні похідні (бензол, толуол, ксилол, нафталін і ін.), сірчисті та сполуки, що містять кисень. Марки, властивості й основні показники якості більшості нафтопродуктів регламентовані стандартами. Для бензину найбільш важлива властивість – антидетонаційна стійкість, що визначається октановим числом. Октанове число визначається відсотковим вмістом малосхильного до детонації ізооктану (С8Н18) порівняно з присутнім у паливі нормальним гептаном (С7Н16), що згоряє з вибухом і викликає передчасний знос двигуна. Оскільки детонаційна стійкість ізооктану умовно прийнята за 100 одиниць, а н-гептана за 0, якість палива тим краща, чим більше в ньому ізооктану і, отже, чим вище октанове число. Автомобільні бензини мають октанові числа 66, 72, 76, 93, 95 та 98, авіаційні – 70, 91, 95, 100, тракторний бензин – 40 і 45. Однією з найважливіших властивостей дизельного палива є його здатність займатись при впирскуванні в камеру згоряння, де знаходиться стиснуте повітря. Займистість дизельного палива оцінюється цетановим числом, що дорівнює об'ємному вмістові цетану (С1бН34) у такій його суміші з метилнафталіном, що при стандартних умовах випробовувань має однакову займистість з досліджуваним паливом. Найбільше цетанове число (до 70 – 80) характерне для парафінових вуглеводнів нормального ряду, найменше – для ароматичних вуглеводнів. Таким чином, чим більше цетанове число, тобто чим більше в паливі парафінів і менше ароматичних сполук, тим вища якість дизельного палива. Для тихохідних двигунів (з числом обертів менше 1000 за хвилину) використовуються солярові масла з цетановим числом від 40 до 50. Реактивне паливо застосовують у реактивних і газотурбінних двигунах. В основному це керосини, що містять бензинові й важкі фракції і різні присадки, призначення яких збільшити термічну стабільність палива, підсилити мастильні і послабити абразивні властивості продуктів згоряння. Мастила застосовуються у всіх двигунах, що рухаються, для зменшення тертя і відводу тепла, що досягається завдяки утворенню на поверхні тіл, що труться, масляної плівки. Кращими температурно-в'язкісними властивостями і найбільшою стійкістю характеризуються ароматичні вуглеводні. Для забезпечення необхідного терміну служби мастило повинно бути стійким до окислювання і дії високих температур, мати корозійну стійкість. Консистентні мастила одержують додаванням до мастил загусників – мила, сульфідів, силікатів тощо і спеціальних присадок, що приводить до поліпшення в'язкісно-температурних властивостей і робить їх придатними до застосування в тих випадках, коли звичайне рідке мастило не може бути використане через особливі умови роботи або конструкції вузла тертя. Технологічні процеси перероблення нафти Пряма або фракційна перегонка нафти. Практично вся сира нафта після попереднього очищення піддається перегонці на фракції, фракційна перегонка заснована на різниці в температурі кипіння окремих фракцій вуглеводнів, близьких за фізичними властивостями. З вихідної суміші одержують трифракції. Одна з них, що залишилася рідкою при кипінні, містить переважно висококиплячі компоненти; друга, що сконденсувалася, має склад, близький до складу вихідної суміші; третя, пароподібна, містить переважно низкокиплячі компоненти. За рахунок однократних або багаторазових процесів кипіння і конденсації отриманих фракцій можна домогтися досить повного поділу низько- і висококиплячих компонентів. Така перегонка дозволяє розділити нафту на фракції за температурами їхнього кипіння. Технологічний процес перегонки складається з чотирьох операцій: нагрівання суміші, випаровування, конденсації й охолодження отриманих фракцій. Нагрівання нафти і нафтопродуктів здійснюються в трубчастих печах, поділ сумішей на фракції проводиться в ректифікаційних колонах. Продукти прямої перегонки нафти умовно розділяють на три групи: паливні фракції, масляні дистиляти і гудрон. Найбільш цінна масляна фракція – бензинова (температура кипіння до 180 – 200 °С, С5 – С11). Вихід бензинів при прямій перегонці нафти становить тільки 3 – 15 %. Наступна масляна фракція – лігроїни (температура кипіння 105 – 220 °С, С8 – С12). Звичайно вихід лігроїнової фракції становить 7 – 10 %. Вихід керосинів – ще однієї масляної фракції з температурою кипіння 140 – 330 °С, що містить вуглеводні С9 – С18, – становить 8 – 20 %. Далі відокремлюється газойль (температура кипіння 180 –400 °С, С12 – С24) з виходом 7 –15 % і, нарешті, мазут (температура кипіння вище 300 °С, містить, крім вуглеводнів, парафін, маслянисті і смолисті речовини), вихід якого найбільший – 50 – 60 %. Масляні дистиляти відокремлюються при температурі 350 – 550 °С. Вихід масляних дистилятів з нафти становить 20 – 25 %. Гудрон складається зі смолистих речовин, парафінів і важких вуглеводнів циклічної будови, вихід його залежить від повноти відгону мастил і звичайно становить 15 – 30 %. Таким чином, первинна переробка нафти дає лише грубі фракції порівняно невисокого виходу і низької якості. Тому більшість з цих фракцій піддають додатковій вторинній термічній переробці. Крекінг нафтопродуктів, термічний і каталітичний Порівняно малий вихід бензину 3 – 15 % при прямій перегонці нафти обумовив необхідність розробки методу одержання легких фракцій з важких з використанням крекінг-процесу. Крекінг (розщеплення, руйнування) нафтопродуктів полягає в розщепленні довгих молекул вуглеводнів, що входять у висококиплячі фракції, на більш короткі молекули легких, низькокиплячих продуктів. Головний фактор, що викликає руйнування молекул, – температура, одночасно великий вплив на хід і напрямок процесу крекінгу мають каталізатори. Розрізняють два види крекінгу: термічний і каталітичний. Термічний крекінг – найбільш розповсюджений вид переробки нафтопродуктів. Найчастіше його ведуть під високим тиском (температура 450 – 500 °С і тиск 2 – 7 МПа). Способи очищення нафтопродуктів Відомі такі способи очищення нафтопродуктів: • хімічні; • адсорбційні; • селективні; • каталітичні. Вибір способу очищення залежить від природи домішки і від цільового призначення нафтопродукту. Хімічні методи очищення полягають в обробці нафтопродуктів хімічними реагентами, найчастіше кислотами (Н2SO4) або лугами (NаОН), що взаємодіють зі смолистими, сірчистими, азотистими речовинами, нафтеновими кислотами, фенолами й ін. Адсорбційне очищення полягає у використанні адсорбентів, так званих відбілюючих глин. Домішки адсорбуються на поверхні глин і в такий спосіб видаляються з нафтопродуктів. Адсорбційне очищення, як правило, застосовують на завершальному етапі. Селективне очищення засноване на вибірковому розчиненні у визначеному розчиннику продукту, що очищається, Цей метод є основним при виробництві високоякісних мастил. При каталітичних методах очищення використовуються відповідні каталізатори. Один з розповсюджених методів очищення із застосуванням каталізатора – гідроочищення. Продукт, що очищується, обробляється воднем при підвищеному до 5 – 7 МПа тиску і при температурі 250 – 430 °С. Гідроочищенню піддають палива й мастила, що дозволяє майже цілком видалити з нафтопродуктів сірку. Технологічні схеми сучасних нафтопереробних виробництв В залежності від видів цільових продуктів розрізняють нафтопереробні заводи трьох основних профілів: паливної, паливно-масляної, глибокої переробки нафти. На заводах першого профілю цільовими продуктами є палива, побічними – гази і нафтовий кокс. На виробництвах паливно-масляного профілю цільовими продуктами, крім палив, є мастила. Як побічні продукти одержують бітуми, парафін, церезин, нафтові мила. Продуктом глибокої переробки нафти є сировина для нафтохімічних виробництв. Глибока переробка э основним профілем більшості нафтопереробних заводів. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |