Комплексная схема переработки нефти

Размещено на http://www.allbest.ru/

Комплексная схема переработки нефти

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

Промышленные процессы переработки нефти можно условно подразделить на три основные стадии:

подготовка нефти - обессоливание, дегазация и обезвоживание;

первичная переработка - прямая (атмосферная) перегонка;

вторичная переработка - термические процессы (термический крекинг, коксование, пиролиз) и каталитические процессы (каталитический крекинг, риформинг, в том числе платформинг, гидрокрекинг)

Процессы подготовки обеспечивают нефти, поступающей на переработку, параметры, необходимые для получения более качественных конечных продуктов, а именно низкую влажность и концентрации солей, отсутствие растворенных газов (метана, сероводорода и т.д.).

Первичная переработка, то есть прямая перегонка (ректификация) рассматривается в теме "Природные источники углеводородов". Рассмотрим подробнее методы вторичной промышленной переработки нефти.

Термические процессы: термический крекинг, коксование

Определение

Термический крекинг - высокотемпературная переработка нефти и ее тяжелых фракций с целью получения продуктов с более короткой углеводородной цепью и меньшей молекулярной массой.

Расщепление молекул углеводородов протекает при высокой температуре (470?5500C) и повышенном (3-7 МПа) или пониженном (0,03-0,60 МПа) давлении. Процесс протекает медленно, при этом образуются преимущественно углеводороды с неразветвленной цепью. Промышленный термический крекинг проводится в специальных установках - реакторах:

Таким образом, продуктами термического крекинга являются:

легкие моторные и котельные топлива,

непредельные углеводороды,

высокоароматизированное сырье,

нефтяной кокс.

Однако, продукты термического крекинга содержат значительно больше олефинов и меньше ароматических углеводородов и соединений с разветвленными цепями. Поскольку в бензине, полученном в результате термического крекинга, наряду с предельными углеводородами, содержится много непредельных углеводородов, то такой бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки. Но, в то же время, повышенное содержание непредельных углеводородов делает бензин менее устойчивым при хранении, поскольку непредельные углеводороды легко окисляются и полимеризуются. При сгорании такого бензина могут засориться различные части двигателя.

Химические реакции при термическом крекинге протекают по свободно-радикальному механизму, сопровождающемуся гомолитическим разрывом одинарных связей, и носят цепной характер

Это приводит к образованию двойной связи в одном из продуктов реакции:

Определение

Коксование -- разновидность глубокого термического крекинга, предусматривающая разложение при высокой температуре без доступа воздуха твердых и жидких горючих ископаемых с образованием летучих веществ и твердого остатка - кокса.

Коксование нефтяного сырья предусматривает его глубокий термический крекинг, при 450?5400C Сырьем для коксования служат тяжелые остатки прямой перегонки нефти, крекинга и пиролиза.

При коксование происходят процессы деструкции (разрушения) и циклизации, конденсации и поликонденсации углеводородов, а также глубокого уплотнения высокомолекулярных соединений. При этом образуются газообразные, жидкие и твердые продукты:

углеводородные газы;

жидкие дистиллятные (бензиновые) фракции;

керосино-газойлевые фракции;

углеродистый остаток - коксовый "пирог"

Каталитические процессы: крекинг, риформинг (платформинг)

Определение

Каталитический крекинг -- термохимическая переработка нефтяных фракций в присутствии катализатора с целью получения компонента высокооктанового бензина, легкого газойля и непредельных газов.

Каталитический крекинг обеспечивает глубокую переработку нефти. В качестве катализаторов процесса используются алюмосиликаты - группа природных и синтетических силикатов, комплексные анионы которых содержат кремний и алюминий: [AlSiO4]?,[AlSi4O10]?,[Al2Si3O10]2?. К достоинствам технологии процесса относятся:

технологическая гибкость, то есть возможность перерабатывать различные нефтяные фракции с получением высокооктанового бензина и предельных и непредельных газов, богатого;

возможность совмещения с другими процессами, например, с алкилированием, гидрокрекингом и др.

Каталитический крекинг, благодаря своей универсальности, занимает значительную долю в общем объёме переработки нефти.

Продуктами каталитического крекинга являются:

газы - пропилен, изобутан, бутены;

бензин, содержащий менее 1% бензола и 20-25% ароматических углеводородов, что соответствует международным стандартам Евро-4 и Евро-5;

легкий газойль - фракция 200?2700C, содержащая большое количество ароматических углеводородов, может использоваться для приготовления дизельного топлива;

тяжелый газойль - фракция, кипящая выше 2700C, содержит большое количество полициклических ароматических углеводородов и является прекрасным сырьем процесса коксования с получением высококачественного игольчатого кокса.

Схема установки каталитического крекинга приведена на рисунке и предусматривает многократное использование катализатора.

Характерной особенностью химизма каталитического крекинга являются:

его избирательная активность к различным типам углеводородов,

высокая скорость протекания реакций (значительно большая, чем при термическом крекинге),

активное протекание процессов изомеризации.

Механизм протекания каталитического крекинга не полностью выяснен, но представляет собой комплекс сложных химических реакций, протекающих с образованием карбоний-катиона, чему способствует присутствие алюмосиликатного катализатора.

Риформинг и платформинг

Определение

Каталитический риформинг (от англ. to reform -- переделывать, улучшать) -- процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов.

Риформинг представляет собой процесс каталитической изомеризации лёгких алканов, приводящий к образованию преимущественно ароматических соединений (бензола, толуола, ксилолов). Каталитическому риформингу также подвергают тяжёлые бензины (с пределами выкипания 80--180 °С), получаемые в процессе прямой перегонки с последующим гидроочищением.

Риформинг проводят в специальном реакторе при t 350?5200C, в присутствии водорода и на различных катализаторах: платиновых или полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. Установки каталитического риформинга являются в настоящее время обязательным звеном почти каждого нефтеперерабатывающего завода.

Каталитический риформинг - сложный химический процесс, включающий разнообразные реакции, которые позволяют коренным образом преобразовать углеводородный состав бензиновых фракций и тем самым значительно улучшить их антидетонационные свойства. Основой процесса служат три типа реакций: дегидрирование и дегидроциклизация; изомеризация и гидрокрекинг. Наиболее важны реакции, приводящие к образованию ароматических углеводородов.

1. Реакции дегидрирования и дегидроциклизации.

2. Реакции изомеризации пятичленных и шестичленных циклоалканов и ароматических углеводородов:

3. Реакции гидрирования (гидрокрекинга и гидрогенолиза), сопровождаются образованием газов:

В условиях риформинга протекают реакции, оказывающие негативное воздействие на эффективность работы катализатора. К ним относятся реакции распада сернистых, азотистых, хлорсодержащих соединений, а также реакции, приводящие к осаждению кокса на катализаторе.

Платформинг - разновидность процесса каталитического риформинга, в котором катализатором служит платина, нанесенная на окись алюминия. В результате платформинга получают высокооктановый бензин и ароматические органические соединения.

промышленный переработка нефть крекинг

Размещено на Allbest.ru