Переработка нефти
В зависимости от состава нефти (содержания легких и тяжелых продуктов )применяются два варианта ее переработки :топливный и масляный.
Содержание статьи:
◊ Изготовление дорожных дегтей
Нефть-жидкое горючеее ископаемое, известное человечеству с древних времен, по внешнему виду представляет собой маслянистую темно-бурую жидкость, с присущим ей запахом керосина.
Нефть -это сложная ,непостоянного состава смесь большого числа углеводородов различных классов, а также их соединений с кислородом,серой и азотом. Плотность нефти колеблется от 800 до 1000 кг,м³. Основными химическими элементами нефти является углерод 84-87, водород 12-14, кислород до 2, сера 0.01-7, азот до 0,2%.
Нефти различных месторождений неодинаковы по химическому составу и свойствам.В зависимости от содержания основных образующих углеводородов нефти разделяются на метановые СⁿН2ⁿ+2; нафтеновые СⁿН2ⁿ;ароматические СⁿН2ⁿ-6, а при смешанных составах-метано-нафтеновую и нафтеново -ароматическую.
В зависимости от содержания асфальтосмолистых веществ нефти разделяют на высокосмолистые-асфальтосмолистых веществ более 20%,смолистые-8-10 % и малосмолистые-6-8%. По содержанию твердых парафинов нефти подразделяют на высокопарафиновые -более 6%,парафиновые-2-6%, малопарафиновые-менее 2%.
Для получения битумов наиболее пригодными являются высокосмолистые, малопарафиновые нефти, содержащие нафтеновые, ароматические и гетероциклические углеводороды ,которые при переработки образуют асфальтосмолистые вещества. Нефти по составу и свойствам применительно к технологии их переработки разделяются на легкие с большим содержанием светлых продуктов и тяжелые, высокосмолистые с малым содержанием светлых продуктов.
В зависимости от состава нефти (содержания легких и тяжелых продуктов )применяются два варианта ее переработки : топливный и масляный.
При топливном варианте используется нефть,богатая легкими составляющими,что позволяет получать из нее в большом количестве бензин,керосин,лигроин.При масляном варианте присменяется тяжелая нефть,содержащая масляные и смолистые компоненты и позволяющая получать масляные продукты.
Переработка нефти осуществляется на нефтеперабатывающих заводах и имеет целью выделить из ее состава топлива,смазочные материалы,а также получить ряд других важных для народного хозяйства продуктов.
Технологические процессы переработки нефти осуществляются в трех основных направлениях:
1. Фракционирование (дистилляция) нефти на составляющие группы углеводородов по их температуре кипения или конденсации.
Фракционная разгонка нефти заключается в том, что при постепенном нагревании испаряются отдельные фракции углеводородов, которые в дальнейшем подвергают раздельной конденсации паров.
Этот процесс дает возможность разделять нефть на отдельные фракции в зависимости от температуры кипения. Продукты получаемые при фракционной перегонки нефти , приведены в таблицу-1.
Таблица-1. Продукты получаемые при фракционной перегонки нефти
Подавляющее большинство добываемой в странах СНГ нефти подвергается фракционной разгонке. Остаток при фракционной разгонке обладает относительно невысокой вязкостью,по своим свойствам близок к жидким битумам класса МГ.
Для повышения вязкости и получения вязких битумов этот остаток подвергается дальнейшей переработке.
2.Крекирование-химическое расщепление молекул тяжелой части нефти,в результате чего повышается выход более легких(бензино-керосиновых)углеводородов. В остатке получают смолистые вещества.
Крекинг-процесс был предложен в 1882 году Д.И. Менделеевым, а в 1891г,запатентован В.Г.Шуховым для переработки тяжелых нефтяных продуктов (мазута,солярового дистилята,нефти и др.) с целью получения дополнительного количества легких углеводородов(бензина и керосина).
При нагревании нефтепродуктов до 425 -650°С и давлении до 500 Па (для удержания углеводородов в жидкой фазе ) тяжелые молекулы сложных углеводородов распадаются, образуя более простые (легкие) устойчивые углеводороды и осколки распада -неустойчивые вещества. Последние способны к процессам полимеризации,в результате чего образуются сложные(тяжелые)соединения -асфальтосмолистые вещества.
После фракционирования продуктов крекинга нефти выделяются бензино-керосиновые продукты и крекинг-остаток ,состоящий из асфальтов,смол и тяжелых масел. Крекинг-остаток используют как жидкий дорожный битум марок (МГ 40/70, МГ 70/130), а также в качестве сырья для изготовления вязких дорожных крекинг-битумов.
Специальные виды переработки отдельных частей (фракций) нефти с целью получения ряда нефтепродуктов. К специальным видам переработки отдельных частей нефти относятся селективная очистка дистиллятного масляного сырья фенолом ,фурфуролом,смесью фенола с креозолом. После регенерации растворителя из экстракта (остатка) получают жидкий битум,который в дальнейшем используют как добавку к остаткам деасфальтизации или к гудрону при окислении его в битум для получения требуемой вязкости.
Другим видом очистки (обессмоливания)гудрона является его растворение в пропане.Смолы и асфальтены не растворяются в пропане , поэтому раствор разделяется на два слоя -масляный и битумный. После регенерации пропана из битумного раствора получают битум деасфальтизации отличающийся высокой вязкостью и твердостью,поэтому в дальнейшем его смешивают с другими более жидкими нефтяными остатками.
Таким образом при переработки нефти после фракционирования,крекинга или деасфальтизации ,обессмоливания нефти и нефтяных продуктов всегда получают смолистые остатки : гудрон,крекинг-остаток,асфальт деасфальтизации,экстакты селективной очистки и другие. В последние годы переработка нефти характеризуется большим отбором легких фракций и масляных составляющих, в результате получаются остатки, содержащие малое количество масел.
Поэтому эти остатки, несмотря на их большое количество (более 30% от перерабатываемой нефти ) и относительно низкую стоимость, не могут полностью использоваться для получения доброкачественных битумов ввиду несовершенства применяемых способов их переработки и используют в основном как котельное топливо.
В последнее время в ряде научных учреждений проведены исследования по выбору рациональной технологии переработки смолистых остатков на битум. Успешное внедрение их в производство позволят повысить качество нефтяных битумов.
*****
Добавить комментарий