Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

МАЗУТ

Вакуумная перегонка - ▼

Дистилят!

Гудрон

Легкий Г Средний Т Тяжелый

Деасфальтизация гудрона

--f--

Базовые масла-компоненты

Парафин

Церезин

Токарные масла

Рис. 2 Принципиальная схема переработки мазута

Подаваемая насосом 2 нефть под давлением около 1 МПа поступает в небольшую испарительную колонну 3, откуда легкокипящая часть идет в ректификационную колонну 5, а основная масса поступает в трубчатую печь 4. Нефть, проходя по змеевику, плавно нагревается поточными газами, до температуры 330 350 °С, а затем частично испаряется. Смесь паров нефти и неиспарившейся ее части из змеевика трубчатой печи поступает в ректификационную колонну 5.

Пары нефти поднимаются в верхнюю часть колонны, которая разделена металлическими тарелками с отверстиями 6, прикрытыми колпачками. Поднимающаяся вверх в колонне смесь паров нефти охлаждается и конденсируется на соответствующих тарелках. Сверху колонны подается орошение; в качестве оросителя используется часть легкокипящей фракции.

В результате первой перегонки получают топливные дистилляты при соответствующих температурах нагрева: бензиновый - 40 200 °С; керосиновый - 140 300 °С; газойлевый - 250 350 °С. В остатке получают мазут, который далее используют для получения масляных дистиллятов по аналогичной схеме, только мазут нагревают до температуры 420 430 °С.

После отгона из мазута масляных дистиллятов в остатке получают гудрон или полугудрон. Применяя глубокую обработку гудронов и полугудронов серной кислотой получают высоковязкие остаточные смазочные масла (в основном авиационные).

Химический (деструктивный) метод переработки нефти (крекинг-метод). При прямой перегонке нефти выход светлых фракций, в частности для бензинов составляет не более 9 . 12 %, редко до 20 %. Повышение спроса на бензин вызвало необходимость увеличения его производства, что оказалось возможным благодаря применению деструктивных методов (расщепления высокомолекулярных фракций на фракции с меньшей молекулярной массой), такой метод получил название крекинг-процесс. Используя этот процесс стало возможным увеличить выход бензиновых фракций из

нефти до 50 . 60 %.

Крекинг-процесс, протекающий под действием теплоты, называется термическим, а в присутствии катализатора - каталитическим. Основными факторами термического крекинга являются температура, давление, время процесса. Если крекинг-процесс осуществляется при давлении 2 . 5 МПа и температуре 400 500 °С, он называется жидкофазным крекингом, а при давлении 0,2 0,6 МПа и температуре 550 °С и выше - парофазным. Например, если при 400 °С для получения 30 % бензина из мазута необходимо около 12 ч., то при нагреве до 500 °С время процесса составляет всего лишь 30 мин.

Каталитический крекинг по сравнению с термическим более совершенный технологический процесс, так как часть образующихся непредельных углеводородов превращается в предельные за счет катализатора. Вследствие этого качество бензинов каталитического крекинга более высокое чем термического. Катализаторами служат алюмосиликаты.

Путем выделения из природного газа и газов крекинга легких бензиновых углеводородов с последующим их сжижением получают "газовый" бензин. Такой бензин находит применение в качестве высококачественной добавки к бензинам прямой перегонки и крекинг-бензинам.

Получение жидкого топлива из не нефтяного сырья. Бурное развитие машиностроения вызвало необходимость расширения сырьевой базы для получения жидкого топлива и смазочных масел. Благодаря достижениям науки теперь для получения жидкого топлива могут служить угли, сланцы, торф, газообразные продукты, а также спирты (этиловый и метиловый). Промышленная технология располагает следующими основными способами получения жидкого топлива: термическая переработка твердых горючих ископаемых (с получением смол для последующей перегонки); деструктивная гидрогенизация; синтез газов.

Термическая переработка. При такой переработке твердое горючее нагревают без доступа воздуха до температуры 500 550 °С. Конечным продуктом является полукокс, смола и газы. Полученную смолу подвергают фракционной перегонке как нефть. При этом получают бензина 18 . 22 %, керосина 20 25 % и мазута 50 60 %. Последний - используют как сырье для крекинг-процесса.

Деструктивная гидрогенизация заключается в расщеплении исходного сырья и гидрирования с целью присоединения водорода для получения смеси углеводородов. Процесс происходит следующим об-

разом. Исходное сырье измельчают в порошок, а затем смешивают со смолой или остатком нефти. Полученную пасту вводят в реактор, где находится водород и определенные катализаторы. При температуре 480 500 °С и давлении 20 30 МПа пасту насыщают водородом, и она сжижается. И далее полученную жидкую массу направляют на фракционную перегонку. При гидрогенизации угля выход бензина доходит до 60 %, газа до 30 %.

Синтез газов основан на получении углеводородов путем взаимодействия оксида углерода СО с водородом, при повышенном давлении в присутствии катализатора. В результате синтеза газов получается бензин и конденсатное масло. Выход бензина составляет 40 45 %, дизельного топлива 15 20 % и тяжелой фракции 10 17 %.

Спирты - этиловый и метиловый могут служить заменителями бензина. Они обладают высоким октановым числом (90 - 94), имеют большую, чем у бензина, скрытую теплоту испарения, что снижает тепловую напряженность деталей двигателя, но одновременно затрудняет пуск двигателя особенно в холодную погоду. Из-за меньшей теплопроводности спиртов их расход увеличивается, однако высокая полнота сгорания обуславливает значительно меньше выделение оксида азота и нагаро-отложение. В перспективе спирты могут применяться в виде добавок к бензинам. При опытной эксплуатации автомобилей на бензинометанольной смеси, содержащей 3 5 % метилового спирта, экономия бензина составила 1,5 3 %.

Получение синтетических масел. Основную массу смазочных масел получают путем перегонки нефтяного мазута, однако, для современных машин требуются масла более высокого качества с заранее заданными эксплутационными свойствами. Такие масла называются синтетическими или полусинтетическими, их получают путем синтезирования определенных групп углеводородов с введением ряда специализированных соединений.

Различают две группы синтетических масел. Одни из них обладают устойчивостью к воздействию высоких температур, низкой температурой застывания, и хорошими антикоррозийными свойствами. Вместе с тем смазывающая способность у них по сравнению с нефтяными несколько хуже. Они называются полисилоксановые масла.

Другой группой синтетических масел, является полиалкиленглюколи, это продукт конденсации двухатомных спиртов. Эти масла не образуют отложений на нагретых деталях двигателя, обладают хорошими смазывающими качествами и вязкостными свойствами, а также низкой температурой замерзания. Применение таких масел ограничено их высокой стоимостью.

Способы очистки топлива. Методы очистки подразделяются на химические, при которых нежелательные соединения топлива вступают в химические реакции с реагентом, и физические - при которых топливо очищают путем растворения нежелательных соединений или абсорбцией.

К химическим способам очистки относится очистка сернокислотная H2SO4, щелочная NaOH, гидро-генизационная.

К физическим - очистка селективными (избирательными) растворителями и различными абсорбентами - они также выступают в качестве катализаторов непредельных углеводородов, вызывая реакции полимеризации.

Способы очистки смазочных масел. Масляные дистилляты после перегонки мазутов содержат целый ряд нежелательных веществ, таких, как смолисто-асфальтовые, органические кислоты, легко окисляющиеся и полимеризующиеся углероды, которые очень сильно снижают качество масел.

Наиболее широко применяются следующие способы очистки масляных дистиллятов: кислотно-щелочная, кислотно-контактная, селективная, а также деасфальтизация и депарафинизация.

Депарафинизация проводится для масляных дистиллятов, получаемых из парафинистой нефти. При этом процессе из масла удаляются углеводороды, склонные к кристаллизации при понижении температуры.

Деасфальтизация применяется для масел с высоким содержанием смолисто-асфальтовых веществ, затрудняющих серно-кислотную или селективную очистку. После деасфальтизации масляный дистиллят поступает на основную очистку. При деасфальтизации используют специальные растворители, которые преобразуют смолисто-асфальтовые вещества в осадок, после чего этот осадок удаляется механическим путем.

Общие физико-химические показатели нефтепродуктов. Для надежной и долговечной работы механизмов и систем топливо-смазочные материалы должны соответствовать требованиям ГОСТ. При