Hauptstufen der Ölraffinierung. Öldestillation, primäre und sekundäre Ölraffination Wo beginnt die Ölraffination?

Die Russische Föderation ist einer der Weltmarktführer in der Ölförderung und -produktion. Im Staat gibt es mehr als 50 Unternehmen, deren Hauptaufgaben die Ölraffinierung und Petrochemie sind. Darunter sind Kirishi NOS, Omsk Oil Refinery, Lukoil-NORSI, RNA, YaroslavNOS und so weiter.

An dieser Moment Die meisten von ihnen sind mit bekannten Öl- und Gasunternehmen wie Rosneft, Lukoil, Gazprom und Surgutneftegaz verbunden. Die Betriebsdauer einer solchen Produktion beträgt etwa 3 Jahre.

Wichtigste raffinierte Produkte– das sind Benzin, Kerosin und Dieselkraftstoff. Mittlerweile werden mehr als 90 % des gesamten geförderten schwarzen Goldes zur Herstellung von Treibstoff verwendet: Flug-, Düsen-, Diesel-, Ofen- und Kesseltreibstoff sowie Schmieröle und Rohstoffe für die zukünftige chemische Verarbeitung.

Ölraffinierungstechnologie

Die Ölraffinierungstechnologie besteht aus mehreren Stufen:

• Aufteilen von Produkten in Fraktionen mit unterschiedlichem Siedepunkt;


• Verarbeitung von Vereinsdaten mittels Chemische Komponenten und Produktion kommerzieller Erdölprodukte;


• Mischen von Komponenten mit verschiedenen Mischungen.

Der Wissenschaftszweig, der sich der Verarbeitung brennbarer Mineralien widmet, ist die Petrochemie. Sie untersucht die Prozesse zur Gewinnung von Produkten aus schwarzem Gold und die endgültige chemische Produktion. Dazu gehören Alkohol, Aldehyd, Ammoniak, Wasserstoff, Säure, Keton und dergleichen. Heute dienen nur 10 % des geförderten Öls als Rohstoff für die Petrochemie.

Grundlegende Ölraffinierungsprozesse

Ölraffinierungsprozesse werden in primäre und sekundäre Prozesse unterteilt. Ersteres bedeutet keine chemische Veränderung des schwarzen Goldes, sondern sorgt für dessen physikalische Trennung in Fraktionen. Letzteres hat die Aufgabe, die produzierte Kraftstoffmenge zu erhöhen. Sie fördern die chemische Umwandlung von Kohlenwasserstoffmolekülen, die Teil des Öls sind, in einfachere Verbindungen.

Primärprozesse laufen in drei Stufen ab. Der erste Schritt ist die Herstellung von schwarzem Gold. Es wird einer zusätzlichen Reinigung von mechanischen Verunreinigungen unterzogen und mit modernen elektrischen Entsalzungsanlagen werden leichte Gase und Wasser entfernt.

Anschließend erfolgt die atmosphärische Destillation. Das Öl gelangt in eine Destillationskolonne, wo es in Fraktionen aufgeteilt wird: Benzin, Kerosin, Diesel und schließlich in Heizöl. Die Qualität der Produkte entspricht in dieser Verarbeitungsstufe nicht den kommerziellen Eigenschaften, daher werden die Fraktionen einer Nachverarbeitung unterzogen.

Sekundärprozesse können in verschiedene Typen unterteilt werden:

• Vertiefung (katalytisches und thermisches Cracken, Visbreaking, langsames Verkoken, Hydrocracken, Bitumenherstellung usw.);


• Raffinierung (Reformierung, Hydrotreating, Isomerisierung usw.);


• andere Öl- und aromatische Kohlenwasserstoffproduktionsvorgänge sowie Alkylierung.

Für die Benzinfraktion kommt Reformierung zum Einsatz. Dadurch ist es mit Aromamischungen gesättigt. Die gewonnenen Rohstoffe werden als Element zur Herstellung von Benzin verwendet.

Beim katalytischen Cracken werden schwere Gasmoleküle zerlegt, die anschließend zur Freisetzung von Kraftstoff genutzt werden.

Hydrocracken ist eine Methode zur Spaltung von Gasmolekülen im überschüssigen Wasserstoff. Als Ergebnis dieses Prozesses werden Dieselkraftstoff und Bestandteile für Benzin gewonnen.

Unter Verkokung versteht man die Gewinnung von Petrolkoks aus der Schwerfraktion und den Rückständen des Sekundärprozesses.

Hydrocracken, Hydrierung, Hydrotreating, Hydrodesaromatisierung, Hydrodeparaffinierung – das sind alles Hydrierungsprozesse bei der Ölraffinierung. Ihre Unterscheidungsmerkmal besteht darin, katalytische Umwandlungen in Gegenwart von Wasserstoff oder wasserhaltigem Gas durchzuführen.

Moderne Installationen für die Grundschule industrielle VerarbeitungÖle werden oft kombiniert und können einige Sekundärprozesse in unterschiedlichen Mengen durchführen.

Ausrüstung zur Ölraffinierung

Ölraffinierungsausrüstung ist:

• Generatoren;


• Panzer;


• Filter;


• Flüssigkeits- und Gasheizgeräte;


• Verbrennungsanlagen (Geräte zur thermischen Abfallentsorgung);


• Fackelsysteme;


• Gaskompressoren;


• Dampfturbine;


• Wärmetauscher;


• steht für hydraulische Prüfung von Rohrleitungen;


• Rohre;


• Beschläge und dergleichen.

Darüber hinaus nutzen die Unternehmen technologische Öfen zur Ölraffinierung. Sie dienen dazu, die Prozessumgebung mithilfe der bei der Kraftstoffverbrennung freigesetzten Wärme zu erwärmen.

Es gibt zwei Arten dieser Anlagen: Rohröfen und Geräte zur Verbrennung flüssiger, fester und gasförmiger Produktionsrückstände.

Die Grundlagen der Ölraffinierung bestehen darin, dass die Produktion zunächst mit der Destillation des Öls und seiner Aufteilung in einzelne Fraktionen beginnt.

Anschließend wird der Hauptteil der resultierenden Verbindungen durch Veränderung ihrer Eigenschaften in wichtigere Produkte umgewandelt physikalische Eigenschaften und die Struktur von Molekülen unter dem Einfluss von Crack-, Reformierungs- und anderen Vorgängen, die sich auf Sekundärprozesse beziehen. Als nächstes passieren die Erdölprodukte nacheinander verschiedene Typen Reinigung und Trennung.

Große Ölraffinerien sind an der Fraktionierung, Umwandlung, Verarbeitung und Mischung von schwarzem Gold mit Schmierstoffen beteiligt. Darüber hinaus produzieren sie Schweröl und Asphalt und können Erdölprodukte weiter veredeln.

Design und Bau von Ölraffinerien

Zunächst ist es notwendig, die Planung und den Bau einer Ölraffinerie durchzuführen. Dies ist ein ziemlich komplexer und verantwortungsvoller Prozess.

Die Planung und der Bau einer Ölraffinerie erfolgt in mehreren Phasen:

• Bildung der Hauptziele und Zielsetzungen des Unternehmens und Durchführung von Investitionsanalysen;


• Auswahl eines Produktionsgebiets und Einholung der Genehmigung zum Bau einer Anlage;


• das Ölraffinierungskomplexprojekt selbst;


• Sammlung notwendiger Geräte und Mechanismen, Bau und Installation sowie Inbetriebnahmetätigkeiten;


• Der letzte Schritt ist die Inbetriebnahme des Ölförderunternehmens.

Die Herstellung von Produkten aus schwarzem Gold erfolgt mithilfe spezieller Mechanismen.

Moderne Ölraffinierungstechnologien auf der Ausstellung

Die Öl- und Gasindustrie ist in der Region weit verbreitet Russische Föderation. Daher stellt sich die Frage, neue Produktionsanlagen zu schaffen und technische Anlagen zu verbessern und zu modernisieren. Um die russische Öl- und Gasindustrie auf ein neues, höheres Niveau zu heben, findet jährlich eine Ausstellung statt wissenschaftliche Errungenschaften in dieser Gegend „Neftegaz“.

Ausstellung „Öl und Gas“ wird sich durch seine Größe und die große Anzahl eingeladener Unternehmen auszeichnen. Darunter sind nicht nur beliebte inländische Unternehmen, sondern auch Vertreter anderer Länder. Sie werden ihre Erfolge unter Beweis stellen innovative Technologien, neue Geschäftsprojekte und dergleichen.

Darüber hinaus werden auf der Ausstellung Ölraffinierungsprodukte, alternative Kraftstoffe und Energien, moderne Ausrüstung für Unternehmen usw. vorgestellt.

Die Veranstaltung umfasst eine Vielzahl von Konferenzen, Seminaren, Präsentationen, Diskussionen, Meisterkursen, Vorträgen und Diskussionen.

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Die Ölraffinierung ist ein ziemlich komplexer Prozess, der die Einbeziehung von ... erfordert. Viele Produkte werden aus gewonnenen natürlichen Rohstoffen gewonnen – verschiedene Arten von Kraftstoffen, Bitumen, Kerosin, Lösungsmittel, Schmierstoffe, Erdöle und andere. Die Ölraffinierung beginnt mit dem Transport der Kohlenwasserstoffe zur Anlage. Herstellungsprozess erfolgt in mehreren Stufen, von denen jede aus technologischer Sicht sehr wichtig ist.

Recyclingprozess

Der Prozess der Ölraffinierung beginnt mit seiner speziellen Aufbereitung. Dies ist auf das Vorhandensein zahlreicher Verunreinigungen in natürlichen Rohstoffen zurückzuführen. Eine Öllagerstätte enthält Sand, Salze, Wasser, Erde und gasförmige Partikel. Wasser wird verwendet, um große Mengen an Produkten zu gewinnen und Energievorkommen zu schonen. Das hat seine Vorteile, mindert jedoch die Qualität des resultierenden Materials erheblich.

Das Vorhandensein von Verunreinigungen in Erdölprodukten macht den Transport zur Anlage unmöglich. Sie provozieren die Bildung von Plaque auf Wärmetauschern und anderen Behältern, was deren Lebensdauer erheblich verkürzt.

Daher werden die extrahierten Materialien einer aufwendigen Reinigung unterzogen – mechanisch und fein. In dieser Phase des Produktionsprozesses werden die entstehenden Rohstoffe in Öl und Öl getrennt. Dies geschieht durch spezielle Ölabscheider.

Um Rohstoffe zu reinigen, werden sie in der Regel in hermetisch verschlossenen Behältern aufbewahrt. Um den Trennvorgang zu aktivieren, wird das Material Kälte oder hohen Temperaturen ausgesetzt. Zur Entfernung von in Rohstoffen enthaltenen Salzen werden elektrische Entsalzungsanlagen eingesetzt.

Wie erfolgt die Trennung von Öl und Wasser?

Nach anfänglicher Reinigung wird eine schwerlösliche Emulsion erhalten. Es handelt sich um eine Mischung, bei der Partikel einer Flüssigkeit gleichmäßig in der zweiten verteilt sind. Auf dieser Grundlage werden 2 Arten von Emulsionen unterschieden:

• hydrophil. Es handelt sich um eine Mischung, bei der sich Ölpartikel in Wasser befinden;
• hydrophob. Die Emulsion besteht hauptsächlich aus Öl mit darin enthaltenen Wasserpartikeln.

Der Vorgang des Brechens der Emulsion kann mechanisch, elektrisch oder erfolgen chemisch. Bei der ersten Methode wird die Flüssigkeit abgesetzt. Dies geschieht unter bestimmten Bedingungen – Erhitzen auf eine Temperatur von 120–160 Grad, Erhöhung des Drucks auf 8–15 Atmosphären. Die Delamination der Mischung erfolgt normalerweise innerhalb von 2-3 Stunden.

Damit die Emulsionstrennung erfolgreich verläuft, muss die Wasserverdunstung verhindert werden. Auch die Abtrennung des reinen Öls erfolgt mit leistungsstarken Zentrifugen. Die Emulsion wird in Fraktionen aufgeteilt, wenn sie 3,5-50.000 U/min erreicht.

Bei der Verwendung einer chemischen Methode werden spezielle Tenside, sogenannte Demulgatoren, verwendet. Sie helfen dabei, den Adsorptionsfilm aufzulösen, wodurch das Öl von Wasserpartikeln befreit wird. Chemische Methode oft in Verbindung mit Elektro verwendet. Die letzte Reinigungsmethode besteht in der Beeinflussung der Emulsion elektrischer Strom. Es provoziert die Vereinigung von Wasserpartikeln. Dadurch lässt es sich leichter aus der Mischung entfernen, was zu Öl höchster Qualität führt.

Primärverarbeitung

Die Ölförderung und -raffinierung erfolgt in mehreren Stufen. Eine Besonderheit bei der Herstellung verschiedener Produkte aus natürlichen Rohstoffen besteht darin, dass das resultierende Produkt auch nach einer hochwertigen Reinigung nicht bestimmungsgemäß verwendet werden kann.

Das Ausgangsmaterial zeichnet sich durch den Gehalt verschiedener Kohlenwasserstoffe aus, die sich in Molekulargewicht und Siedepunkt deutlich unterscheiden. Es enthält Substanzen naphthenischer, aromatischer und paraffinischer Natur. Der Einsatzstoff enthält außerdem Schwefel-, Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen organischer Art, die ebenfalls entfernt werden müssen.

Alle bestehenden Methoden der Ölraffinierung zielen darauf ab, es in Gruppen einzuteilen. Während des Produktionsprozesses entsteht eine breite Palette von Produkten mit unterschiedlichen Eigenschaften.

Primärverarbeitung Die Verarbeitung natürlicher Rohstoffe erfolgt auf der Grundlage unterschiedlicher Siedetemperaturen ihrer Bestandteile. Zur Durchführung dieses Prozesses werden spezielle Anlagen eingesetzt, die die Gewinnung verschiedener Erdölprodukte – vom Heizöl bis zum Teer – ermöglichen.

Wenn Sie natürliche Rohstoffe auf diese Weise verarbeiten, erhalten Sie kein gebrauchsfertiges Material weitere Verwendung. Die Primärdestillation dient lediglich der Bestimmung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Öls. Anschließend kann der Bedarf für eine weitere Bearbeitung ermittelt werden. Sie legen auch die Art der Ausrüstung fest, die zur Durchführung der erforderlichen Prozesse verwendet werden muss.

Primäre Ölraffinierung

Öldestillationsmethoden

Folgende Methoden der Ölraffination (Destillation) werden unterschieden:

• Einzelverdunstung;
• wiederholte Verdunstung;
• Destillation mit allmählicher Verdampfung.

Bei der Flash-Verdampfungsmethode wird Öl bei hoher Temperatur bei einem bestimmten Wert verarbeitet. Dadurch entstehen Dämpfe, die in einen speziellen Apparat gelangen. Es wird als Verdampfer bezeichnet. In dieser zylindrischen Vorrichtung werden Dämpfe vom flüssigen Anteil getrennt.

Bei wiederholter Verdampfung wird der Rohstoff einer Verarbeitung unterzogen, bei der die Temperatur nach einem vorgegebenen Algorithmus mehrmals erhöht wird. Die letztere Destillationsmethode ist komplexer. Die Ölraffination mit allmählicher Verdampfung impliziert eine sanfte Änderung der wichtigsten Betriebsparameter.

Destillationsausrüstung

Die industrielle Ölraffinierung erfolgt mit mehreren Geräten.

Rohröfen. Sie werden wiederum in mehrere Typen unterteilt. Dies sind atmosphärische Vakuum- und atmosphärische Vakuumöfen. Mit der ersten Art von Ausrüstung wird eine flache Verarbeitung von Erdölprodukten durchgeführt, die die Gewinnung von Heizöl-, Benzin-, Kerosin- und Dieselfraktionen ermöglicht. In Vakuumöfen daher mehr effiziente Arbeit Rohstoffe sind unterteilt in:

• Teer;
• Ölpartikel;
• Gasölpartikel.

Die resultierenden Produkte sind uneingeschränkt für die Herstellung von Koks, Bitumen und Schmierstoffen geeignet.

Destillationskolonnen. Bei der Verarbeitung von Rohöl mit dieser Anlage wird es in einer Spule auf eine Temperatur von 320 Grad erhitzt. Anschließend gelangt das Gemisch in die Zwischenebenen der Destillationskolonne. Im Durchschnitt verfügt es über 30–60 Dachrinnen, die jeweils in einem bestimmten Abstand angeordnet und mit einem Flüssigkeitsbad ausgestattet sind. Dadurch fließt der Dampf in Form von Tröpfchen nach unten und es bildet sich Kondenswasser.

Es gibt auch eine Verarbeitung mittels Wärmetauscher.

Recycling

Nach der Bestimmung der Eigenschaften des Öls wird je nach Bedarf für ein bestimmtes Endprodukt die Sorte ausgewählt Sekundärdestillation. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine thermisch-katalytische Wirkung auf den Einsatzstoff. Die Tiefenraffinierung von Öl kann mit verschiedenen Methoden erfolgen.

Kraftstoff. Die Verwendung dieser sekundären Destillationsmethode ermöglicht es, eine Menge zu erhalten Produkte mit hoher Qualität– Motorbenzin, Diesel, Düsen- und Kesseltreibstoffe. Für die Verarbeitung benötigen Sie nicht viel Ausrüstung. Durch die Anwendung dieser Methode wird aus schweren Rohstofffraktionen und Sedimenten ein fertiges Produkt gewonnen. Die Kraftstoffdestillationsmethode umfasst:

• knacken;
• reformieren;
• Hydrotreating;
• Hydrocracken.

Kraftstoff und Öl. Nicht nur aufgrund der Verwendung dieser Destillationsmethode verschiedene Brennstoffe, aber auch Asphalt, Schmieröle. Dies geschieht im Extraktionsverfahren, dem Entasphaltieren.

Petrochemie. Als Ergebnis der Anwendung dieser Methode unter Verwendung von High-Tech-Geräten, große Menge Produkte. Dabei handelt es sich nicht nur um Kraftstoffe, Öle, sondern auch um Kunststoffe, Gummi, Düngemittel, Aceton, Alkohol und vieles mehr.

Wie die Objekte um uns herum aus Öl und Gas bestehen – zugänglich und verständlich

Diese Methode gilt als die gebräuchlichste. Es dient der Verarbeitung von Schwefel oder schwefelreichem Öl. Hydrotreating kann die Qualität der resultierenden Kraftstoffe deutlich verbessern. Ihnen werden verschiedene Zusatzstoffe entzogen - Schwefel-, Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen. Die Verarbeitung des Materials erfolgt mithilfe spezieller Katalysatoren in einer Wasserstoffumgebung. In diesem Fall erreicht die Temperatur in der Anlage 300–400 Grad und der Druck 2–4 MPa.

Durch die Destillation zersetzen sich die im Rohstoff enthaltenen organischen Verbindungen bei Wechselwirkung mit dem im Gerät zirkulierenden Wasserstoff. Dadurch entstehen Ammoniak und Schwefelwasserstoff, die vom Katalysator entfernt werden. Durch Hydrotreating können Sie 95–99 % der Rohstoffe verarbeiten.

Katalytische Zersetzung

Die Destillation erfolgt mit zeolithhaltigen Katalysatoren bei einer Temperatur von 550 Grad. Rissbildung gilt als sehr effektive Methode Verarbeitung vorbereiteter Rohstoffe. Mit seiner Hilfe lässt sich aus Heizölfraktionen hochoktaniges Motorenbenzin gewinnen. Die Ausbeute an reinem Produkt beträgt in diesem Fall 40-60 %. Es wird auch Flüssiggas gewonnen (10-15 % des ursprünglichen Volumens).

Katalytische Reformierung

Die Reformierung erfolgt mit einem Aluminium-Platin-Katalysator bei einer Temperatur von 500 Grad und einem Druck von 1-4 MPa. Gleichzeitig herrscht im Geräteinneren eine Wasserstoffumgebung. Mit dieser Methode werden naphthenische und paraffinische Kohlenwasserstoffe in aromatische umgewandelt. Dadurch können Sie die Oktanzahl der hergestellten Produkte deutlich erhöhen. Bei der katalytischen Reformierung beträgt die Ausbeute an reinem Material 73-90 % des gewonnenen Rohstoffs.

Hydrocracken

Ermöglicht die Gewinnung von flüssigem Kraftstoff unter Einwirkung von hohem Druck (280 Atmosphären) und hoher Temperatur (450 Grad). Dieser Prozess erfolgt auch unter Verwendung starker Katalysatoren – Molybdänoxide.

Kombiniert man Hydrocracken mit anderen Verfahren zur Verarbeitung natürlicher Rohstoffe, beträgt die Ausbeute an reinen Produkten in Form von Benzin und Kerosin 75-80 %. Bei Verwendung hochwertiger Katalysatoren kann es sein, dass deren Regeneration erst nach 2-3 Jahren durchgeführt wird.

Extraktion und Entasphaltierung

Bei der Extraktion wird der aufbereitete Rohstoff mithilfe von Lösungsmitteln in die benötigten Fraktionen zerlegt. Anschließend erfolgt die Entparaffinierung. Dadurch können Sie den Stockpunkt des Öls deutlich senken. Um qualitativ hochwertige Produkte zu erhalten, werden sie außerdem mit Wasserstoff behandelt. Durch die Gewinnung kann Dieselkraftstoff gewonnen werden. Mit dieser Technik werden auch aromatische Kohlenwasserstoffe aus aufbereiteten Rohstoffen gewonnen.

Die Entasphaltierung ist notwendig, um Harz-Asphalten-Verbindungen aus den Endprodukten der Destillation von Erdölrohstoffen zu gewinnen. Die dabei entstehenden Stoffe werden aktiv zur Herstellung von Bitumen als Katalysatoren für andere Verarbeitungsverfahren eingesetzt.

Andere Verarbeitungsmethoden

Die Verarbeitung natürlicher Rohstoffe nach der Primärdestillation kann auf andere Weise erfolgen.

Alkylierung. Nach der Verarbeitung der vorbereiteten Materialien werden hochwertige Komponenten für Benzin erhalten. Die Methode basiert auf der chemischen Wechselwirkung von Olefin- und Paraffin-Kohlenwasserstoffen, wodurch ein hochsiedender Paraffin-Kohlenwasserstoff entsteht.

Isomerisierung. Die Anwendung dieser Methode ermöglicht es, aus paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit niedriger Oktanzahl einen Stoff mit einer höheren Oktanzahl zu gewinnen.

Polymerisation. Ermöglicht die Umwandlung von Butylenen und Propylen in oligomere Verbindungen. Dadurch werden Materialien für die Benzinproduktion und für verschiedene petrochemische Prozesse gewonnen.

Verkoken. Es wird zur Herstellung von Petrolkoks aus schweren Fraktionen verwendet, die bei der Öldestillation anfallen.

Die Ölraffinerieindustrie ist eine vielversprechende und sich entwickelnde Branche. Der Produktionsprozess wird durch die Einführung neuer Geräte und Techniken ständig verbessert.

Video: Ölraffinierung

Wladimir Chomutko

Lesezeit: 7 Minuten

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Wie erfolgt die Primärölraffinierung?

Öl ist eine komplexe Mischung aus Kohlenwasserstoffverbindungen. Es sieht aus wie eine ölige, viskose Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch, deren Farbe im Allgemeinen von dunkelbraun bis schwarz variiert, obwohl es auch helle, fast transparente Öle gibt.

Diese Flüssigkeit weist eine schwache Fluoreszenz auf, ihre Dichte ist geringer als die von Wasser, in dem sie nahezu unlöslich ist. Die Dichte von Öl kann zwischen 0,65 und 0,70 Gramm pro Kubikzentimeter (leichte Sorten) sowie zwischen 0,98 und 1,00 Gramm pro Kubikzentimeter (schwere Sorten) liegen.

Die Aufgabe der Vakuumdestillation besteht darin, ölartige Destillate aus Heizöl (wenn die Raffinerie auf die Herstellung von Ölen und Schmierstoffen spezialisiert ist) oder einer breiten Ölfraktion eines breiten Spektrums, die als Vakuumgasöl bezeichnet wird (wenn die Raffinerie darauf spezialisiert ist), auszuwählen die Herstellung von Kraftstoffen). Nach der Vakuumdestillation entsteht ein Rückstand namens Teer.

Die Notwendigkeit einer solchen Verarbeitung von Heizöl unter Vakuum erklärt sich aus der Tatsache, dass bei einer Temperatur von mehr als 380 Grad der Crackprozess (thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen) beginnt und der Siedepunkt von Vakuumgasöl bei mehr als 520 Grad liegt. Aus diesem Grund muss die Destillation bei einem Restdruck von 40-60 Millimetern durchgeführt werden Quecksilber, was es ermöglicht, den maximalen Temperaturwert in der Anlage auf 360 - 380 Grad zu reduzieren.

Die Vakuumumgebung in einer solchen Kolonne wird hauptsächlich mit Spezialgeräten erzeugt Schlüsselelement Dabei handelt es sich entweder um Flüssigkeits- oder Dampfausstoßer.

Durch direkte Destillation gewonnene Produkte

Durch die Primärdestillation von Erdölrohstoffen werden folgende Produkte gewonnen:

• Kohlenwasserstoffgas, das durch den Stabilisierungskopf entfernt wird; wird als Haushaltsbrennstoff und Rohstoff für Gasfraktionierungsprozesse verwendet;
• Benzinfraktionen (Siedepunkt - bis 180 Grad); wird als Rohstoff für sekundäre Destillationsprozesse in katalytischen Reformierungs- und Crackanlagen, Pyrolyse und anderen Arten der Ölraffinierung (genauer gesagt seiner Fraktionen) verwendet, um kommerzielles Motorbenzin zu erhalten;
• Kerosinfraktionen (Siedepunkt - von 120 bis 315 Grad); Nach der Hydrobehandlung werden sie als Treibstoff für Flugzeuge und Traktoren verwendet.
• atmosphärisches Gasöl (Dieselfraktionen), das im Bereich von 180 bis 350 Grad verdampft; Anschließend wird es nach entsprechender Aufbereitung und Reinigung als Kraftstoff für Dieselmotoren verwendet.
• Heizöl, das bei Temperaturen über 350 Grad verdampft; wird als Brennstoff für Kesselhäuser und als Rohstoff für thermische Crackanlagen verwendet;
• Vakuumgasöl mit einem Siedepunkt von 350 bis 500 Grad oder mehr; ist ein Rohstoff für katalytisches Cracken und Hydrocracken sowie für die Herstellung von Erdölprodukten;
• Teer – Siedepunkt – über 500 Grad; das als Rohstoff für Kokereien und thermische Crackanlagen zur Herstellung von Bitumen und verschiedenen Arten von Erdölen dient.

Technologisches Diagramm der Direktdestillation (aus dem Lehrbuch, herausgegeben von Glagoleva und Kapustin)

Entschlüsseln wir die Notation:

• K-1 – oberste Säule;
• K-2 – atmosphärische Ölraffinierungskolonne;
• K-3 – Strippkolonne;
• K-4 – Stabilisierungsanlage;
• K-5 – Vakuumverarbeitungskolonne;

Rohölverbindungen sind komplexe Substanzen, die aus fünf Elementen bestehen – C, H, S, O und N, und der Gehalt dieser Elemente reicht von 82–87 % Kohlenstoff, 11–15 % Wasserstoff, 0,01–6 % Schwefel, 0–2 % % Sauerstoff und 0,01–3 % Stickstoff.

Herkömmliches Bohrrohöl ist eine grünlich-braune, leicht entzündliche, ölige Flüssigkeit mit stechendem Geruch. Auf Feldern gefördertes Öl enthält neben den darin gelösten Gasen eine gewisse Menge an Verunreinigungen – Sand-, Ton-, Salzkristall- und Wasserpartikel. Der Gehalt an festen Partikeln und Wasser erschwert den Transport durch Rohrleitungen und die Verarbeitung, führt zur Erosion der Innenflächen von Ölpipelinerohren und erhöht die Bildung von Ablagerungen in Wärmetauschern, Öfen und Kühlschränken, was zu einer Verringerung des Wärmeübergangskoeffizienten führt Der Aschegehalt von Öldestillationsrückständen (Heizöle und Teere) fördert die Bildung persistenter Emulsionen. Darüber hinaus kommt es bei der Ölförderung und dem Öltransport zu einem erheblichen Verlust an Leichtölbestandteilen. Um die Ölraffinierungskosten zu senken, die durch den Verlust leichter Komponenten und übermäßigen Verschleiß von Ölpipelines und Verarbeitungsanlagen entstehen, wird das geförderte Öl einer Vorbehandlung unterzogen.

Um den Verlust leichter Bestandteile zu reduzieren, wird das Öl stabilisiert und es werden spezielle hermetische Öllagertanks verwendet. Durch Absetzen in Tanks in der Kälte oder beim Erhitzen wird das Öl von der Hauptmenge an Wasser und Feststoffpartikeln befreit. In speziellen Anlagen werden sie abschließend entwässert und entsalzt. Allerdings bilden Wasser und Öl oft eine schwer trennbare Emulsion, die die Austrocknung des Öls stark verlangsamt oder sogar verhindert. Es gibt zwei Arten von Ölemulsionen:

Öl in Wasser oder hydrophile Emulsion,

und Wasser in Öl oder hydrophobe Emulsion.

Es gibt drei Methoden zum Brechen von Ölemulsionen:

Mechanisch:

Absetzen – wird auf frische, leicht spaltbare Emulsionen aufgetragen. Die Trennung von Wasser und Öl erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Dichte der Emulsionsbestandteile. Der Prozess wird durch Erhitzen auf 120–160 °C unter einem Druck von 8–15 Atmosphären für 2–3 Stunden beschleunigt, wodurch die Wasserverdunstung verhindert wird.

Zentrifugation – Abtrennung mechanischer Ölverunreinigungen unter dem Einfluss von Zentrifugalkräften. In der Industrie wird es selten eingesetzt, meist in Reihenzentrifugen mit einer Drehzahl von 350 bis 5000 pro Minute und einer Produktivität von jeweils 15-45 m3/h.

Chemisch:

Die Zerstörung von Emulsionen wird durch den Einsatz von Tensiden – Demulgatoren – erreicht. Die Zerstörung erfolgt durch a) Adsorptionsverdrängung des aktiven Emulgators durch eine Substanz mit größerer Oberflächenaktivität, b) Bildung von Emulsionen des entgegengesetzten Typs (Inversion von Vasen) und c) Auflösung (Zerstörung) des Adsorptionsfilms infolgedessen seine chemische Reaktion mit dem in das System eingeführten Demulgator. Die chemische Methode wird häufiger eingesetzt als die mechanische Methode, meist in Kombination mit der elektrischen.

Elektrisch:

Wenn eine Ölemulsion in ein elektrisches Wechselfeld eintritt, beginnen Wasserpartikel, die stärker auf das Feld reagieren als Öl, zu schwingen und miteinander zu kollidieren, was zu ihrer Verbindung, Vergrößerung und schnelleren Trennung vom Öl führt. Anlagen namens elektrische Dörrgeräte.

Ein wichtiger Punkt ist der Prozess des Sortierens und Mischens von Öl. Öle mit ähnlichen physikalischen, chemischen und kommerziellen Eigenschaften werden auf den Feldern gemischt und zur gemeinsamen Verarbeitung geschickt.

Es gibt drei Hauptoptionen für die Ölraffinierung:

• - Kraftstoff,
• - Kraftstoff und Öl,
• - Petrochemie.

Je nach Brennstoffoption wird Öl hauptsächlich zu Motor- und Kesselbrennstoffen verarbeitet. Es gibt tiefe und flache Kraftstoffverarbeitung. Bei tiefe verarbeitungÖlproduzenten sind bestrebt, die größtmögliche Ausbeute an Qualitäts- und Motorbenzinen, Winter- und Sommerdieselkraftstoffen sowie Kerosin zu erzielen. Die Ausbeute an Kesselbrennstoff wird bei dieser Variante auf ein Minimum reduziert. Dazu gehören katalytische Verfahren – katalytisches Cracken, katalytische Reformierung, Hydrocracken und Hydrotreating – sowie thermische Verfahren wie die Verkokung. In diesem Fall zielt die Verarbeitung von Fabrikgasen darauf ab, die Ausbeute an hochwertigem Benzin zu steigern. Die Ölraffinierung in geringer Tiefe erfordert eine hohe Ausbeute an Kesselbrennstoff.

Bei der Heizölvariante der Ölraffination werden neben Kraftstoffen auch Schmieröle und Destillatöle (leichte und mittlere Industrieöle, Automobilöle usw.) gewonnen. Restöle (Flugzeug, Zylinder) werden durch Entasphaltierung mit flüssigem Propan vom Teer getrennt. Dabei entstehen Deasphalt und Asphalt. Entasphalt wird weiterverarbeitet und Asphalt zu Bitumen oder Koks verarbeitet. Petrochemische Variante der Ölraffinierung – neben der Herstellung hochwertiger Kraftstoffe und Öle erfolgt nicht nur die Aufbereitung von Rohstoffen (Olefine, aromatische, normale und isoparaffine Kohlenwasserstoffe etc.) für die schwere organische Synthese, sondern auch Es werden die komplexesten physikalischen und chemischen Prozesse durchgeführt, die mit der großtechnischen Produktion von Stickstoffdüngern, synthetischem Kautschuk, Kunststoffen, synthetischen Fasern, Reinigungsmitteln, Fettsäuren, Phenol, Aceton, Alkoholen, Ethern und vielen anderen Chemikalien verbunden sind. Die Hauptmethode der Ölraffinierung ist die direkte Destillation.

Destillation – Destillation (Tropfen) – Trennung von Öl in Fraktionen unterschiedlicher Zusammensetzung (einzelne Erdölprodukte), basierend auf dem Unterschied in den Siedepunkten seiner Bestandteile. Die Destillation von Erdölprodukten mit Siedepunkten bis 370°C wird bei durchgeführt Luftdruck und bei höheren - im Vakuum oder unter Verwendung von Wasserdampf (um ihre Zersetzung zu verhindern).

Unter Druck stehendes Öl wird in einen Rohrofen gepumpt, wo es auf 330...350°C erhitzt wird. Heißes Öl gelangt zusammen mit Dämpfen in den mittleren Teil der Destillationskolonne, wo es aufgrund eines Druckabfalls verdampft und die verdampften Kohlenwasserstoffe vom flüssigen Teil des Öls – Heizöl – getrennt werden. Kohlenwasserstoffdämpfe strömen durch die Säule nach oben und der flüssige Rückstand fließt nach unten. In der Destillationskolonne sind entlang des Dampfbewegungswegs Platten installiert, auf denen ein Teil der Kohlenwasserstoffdämpfe kondensiert. Schwerere Kohlenwasserstoffe kondensieren auf den ersten Böden, die leichten steigen in der Kolonne nach oben und die schwersten Kohlenwasserstoffe passieren, vermischt mit Gasen, die gesamte Kolonne, ohne zu kondensieren, und werden in Form von Dämpfen vom Kopf der Kolonne abgezogen. Daher werden Kohlenwasserstoffe je nach Siedepunkt in Fraktionen eingeteilt.

Bei der Destillation von Öl werden leichte Erdölprodukte gewonnen: Benzin (Siedepunkt 90–200 °C), Naphtha (Siedepunkt 150–230 °C), Kerosin (Siedepunkt 180–300 °C), leichtes Gasöl – Dieselöl (Siedepunkt 230–230 °C). 350 °C), schweres Gasöl (Siedepunkt 350–430 °C), und der Rest ist eine viskose schwarze Flüssigkeit – Heizöl (Siedepunkt über 430 °C). Das Heizöl wird einer weiteren Verarbeitung unterzogen. Es wird unter vermindertem Druck destilliert (um eine Zersetzung zu verhindern) und die Schmieröle werden abgetrennt. Die Flash-Destillation besteht aus zwei oder mehr einzelnen Destillationsprozessen mit zunehmender Geschwindigkeit Betriebstemperatur in jeder Phase. Durch Direktdestillation gewonnene Produkte weisen eine hohe chemische Stabilität auf, da sie keine ungesättigten Kohlenwasserstoffe enthalten. Der Einsatz von Crackverfahren zur Ölraffinierung ermöglicht eine Steigerung der Ausbeute an Benzinfraktionen.

Cracken ist ein Prozess zur Raffinierung von Öl und seinen Fraktionen, der auf der Zersetzung (Spaltung) von Molekülen komplexer Kohlenwasserstoffe unter Bedingungen hoher Temperaturen und Drücke basiert. Es gibt folgende Arten des Crackens: thermisches, katalytisches sowie Hydrocracken und katalytisches Reformieren. Durch thermisches Cracken wird Benzin aus Heizöl, Kerosin und Dieselkraftstoff hergestellt. Durch thermisches Cracken hergestelltes Benzin hat eine unzureichend hohe Oktanzahl (66...74) und einen hohen Gehalt an ungesättigten Kohlenwasserstoffen (30...40 %), d. h. es weist eine geringe chemische Stabilität auf und wird hauptsächlich nur als Komponente verwendet bei der Herstellung von kommerziellem Benzin.

Neue Anlagen zur thermischen Spaltung werden derzeit nicht mehr gebaut, da das mit ihrer Hilfe hergestellte Benzin bei der Lagerung zu Harzen oxidiert und die Einführung spezieller Zusätze (Inhibitoren) erforderlich ist, die die Teerbildungsrate stark reduzieren. Das thermische Cracken wird in die Dampfphase und die Flüssigphase unterteilt.

Dampfphasencracken – Öl wird auf 520...550°C bei einem Druck von 2...6 atm erhitzt. Aufgrund der geringen Produktivität und des hohen Gehalts (40 %) an ungesättigten Kohlenwasserstoffen im Endprodukt, die leicht oxidieren und Harze bilden, wird es derzeit nicht verwendet.

Flüssigphasencracken – die Ölerhitzungstemperatur beträgt 480...500°C bei einem Druck von 20...50 atm. Die Produktivität steigt, der Anteil (25...30 %) an ungesättigten Kohlenwasserstoffen nimmt ab. Benzinfraktionen aus der thermischen Spaltung werden als Bestandteil von kommerziellem Motorenbenzin verwendet. Allerdings zeichnen sich Brennstoffe aus dem thermischen Cracken durch eine geringe chemische Stabilität aus, die durch die Zugabe spezieller antioxidativer Additive zum Brennstoff verbessert wird. Die Benzinausbeute beträgt 70 % aus Öl, 30 % aus Heizöl.

Katalytisches Cracken ist ein Verfahren zur Herstellung von Benzin, das auf der Spaltung von Kohlenwasserstoffen und der Änderung ihrer Struktur unter dem Einfluss hoher Temperaturen und eines Katalysators basiert. Die Spaltung von Kohlenwasserstoffmolekülen erfolgt in Gegenwart von Katalysatoren sowie bei Temperatur und Atmosphärendruck. Einer der Katalysatoren ist speziell behandelter Ton. Diese Art der Rissbildung wird als Pulverrissbildung bezeichnet. Anschließend wird der Katalysator von den Kohlenwasserstoffen getrennt. Kohlenwasserstoffe gelangen zur Rektifikation und zu Kühlschränken, und der Katalysator gelangt in seine Reservoirs, wo seine Eigenschaften wiederhergestellt werden. Als Rohstoffe für das katalytische Cracken werden Gasöl- und Dieselfraktionen aus der Direktdestillation von Öl verwendet. Katalytische Crackprodukte sind zwingende Bestandteile bei der Herstellung der Benzinsorten A-72 und A-76.

Hydrocracken ist ein Verfahren zur Raffinierung von Erdölprodukten, das das Cracken und die Hydrierung von Rohstoffen (Gasöle, Erdölrückstände usw.) kombiniert. Dabei handelt es sich um eine Art katalytisches Cracken. Der Zersetzungsprozess schwerer Rohstoffe erfolgt in Gegenwart von Wasserstoff bei einer Temperatur von 420...500°C und einem Druck von 200 atm. Der Prozess findet in einem speziellen Reaktor unter Zugabe von Katalysatoren (Oxide von W, Mo, Pt) statt. Durch Hydrocracken wird Kraftstoff gewonnen.

Reformieren – (aus dem Englischen reformieren – umgestalten, verbessern) den industriellen Prozess der Verarbeitung von Benzin- und Naphtha-Fraktionen von Öl, um hochwertiges Benzin und aromatische Kohlenwasserstoffe zu erhalten. Als Rohstoff für die katalytische Reformierung werden üblicherweise Benzinfraktionen aus der Primärdestillation von Öl verwendet, die bereits bei 85 ... 180 "C verdampfen. Die Reformierung erfolgt in einer Umgebung aus wasserstoffhaltigem Gas (70 ... 90 %). Wasserstoff) bei einer Temperatur von 480... 540 °C und einem Druck von 2... 4 MPa in Gegenwart eines Molybdän- oder Platinkatalysators. Um die Eigenschaften von Benzinfraktionen von Öl zu verbessern, werden sie einer katalytischen Reformierung unterzogen, die durchgeführt wird in Gegenwart von Katalysatoren aus Platin oder Platin und Rhenium. Bei der katalytischen Reformierung von Benzin werden aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol, Xylol usw.) aus Paraffinen und Cycloparaffinen gebildet. Die Reformierung bei Verwendung eines Molybdänkatalysators wird als Hydroforming bezeichnet, und bei Verwendung ein Platinkatalysator – Platforming. Letzteres ist ein einfacheres und sichereres Verfahren, das heute viel häufiger eingesetzt wird.

Pyrolyse. Dabei handelt es sich um die thermische Zersetzung von Ölkohlenwasserstoffen in speziellen Geräten oder Gasgeneratoren bei einer Temperatur von 650°C. Wird zur Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe und Gase verwendet. Als Rohstoffe können sowohl Öl als auch Heizöl verwendet werden, die höchste Ausbeute an aromatischen Kohlenwasserstoffen wird jedoch bei der Pyrolyse leichter Ölfraktionen beobachtet. Ausbeute: 50 % Gas, 45 % Teer, 5 % Ruß. Es wird aus Harz gewonnen aromatische Kohlenwasserstoffe durch Berichtigung.

Unter Rohöl versteht man unverarbeitetes Öl – den Rohstoff, der so wie er ist aus dem Boden kommt. Daher ist Rohöl ein fossiler Brennstoff, das heißt, es wurde auf natürliche Weise aus verrottenden Pflanzen und Tieren gewonnen, die vor Millionen von Jahren in alten Meeren lebten – die meisten Orte, an denen Öl am häufigsten gefunden wird, waren einst Meeresböden. Je nach Einsatzgebiet variiert Rohöl in Farbe und Konsistenz: von leuchtend schwarz (nasser Asphalt) und sehr zähflüssig bis hin zu leicht transparent und fast fest.

Der Hauptwert und Vorteil von Öl besteht darin, dass es Ausgangspunkt für so viele verschiedene Substanzen ist, da es Kohlenwasserstoffe enthält. Kohlenwasserstoffe sind Moleküle, die offensichtlich Wasserstoff und Kohlenstoff enthalten und sich voneinander nur dadurch unterscheiden, dass sie unterschiedliche Längen und Strukturen haben können – von geraden Ketten bis zu verzweigten Ketten mit Ringen.

Es gibt zwei Dinge, die Kohlenwasserstoffe für Chemiker interessant machen:

1. Kohlenwasserstoffe enthalten viel potenzielle Energie. Vieles davon wird aus Rohöl gewonnen, wie Benzin, Dieselkraftstoff, Paraffin usw. - ist gerade wegen dieser potentiellen Energie wertvoll.
2. Kohlenwasserstoffe können viele verschiedene Formen annehmen. Der kleinste Kohlenwasserstoff (nach Anzahl der Atome) ist Methan (CH4), ein Gas, das leichter als Luft ist. Längere Ketten mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen sind in den allermeisten Fällen Flüssigkeiten. Und sehr lange Ketten sind hart, zum Beispiel aus Wachs oder Harz. Basierend auf der chemischen Struktur „vernetzender“ Kohlenwasserstoffketten kann man alles von synthetischem Gummi bis hin zu Nylon und Kunststoff erhalten. Kohlenwasserstoffketten sind tatsächlich sehr vielseitig!

Zu den Hauptklassen von Kohlenwasserstoffen im Rohöl gehören:

• Paraffine Mit allgemeine Formel C n H 2n+2 (n ist eine ganze Zahl, normalerweise von 1 bis 20) mit einer geraden oder verzweigten Kettenstruktur kann Gase oder Flüssigkeiten darstellen, die bereits bei sieden Zimmertemperatur abhängig von den Molekülbeispielen: Methan, Ethan, Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Hexan.
• Aromaten mit der allgemeinen Formel: C 6 H 5 -Y (Y ist ein großes gerades Molekül, das an einen Benzolring bindet) sind Ringstrukturen mit einem oder mehreren Ringen, die sechs Kohlenstoffatome enthalten, mit abwechselnden Doppeleinfachbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen. Anschauliche Beispiele Aromaten: Benzol und Naphthalin.
• Naphthene oder Cycloalkane mit der allgemeinen Formel CnH2n (n ist eine ganze Zahl, typischerweise von 1 bis 20) sind Ringstrukturen mit einem oder mehreren Ringen, die nur einfache Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen enthalten. Dies sind in der Regel Flüssigkeiten: Cyclohexan, Methylcyclopentan und andere.
• Alkene mit der allgemeinen Formel C n H 2n (n ist eine ganze Zahl, normalerweise von 1 bis 20) sind lineare oder verzweigte Kettenmoleküle mit einer einzelnen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, die eine Flüssigkeit oder ein Gas sein können, zum Beispiel: Ethylen, Buten , Isobuten .
• Alkine mit der allgemeinen Formel: C n H 2n-2 (n ist eine ganze Zahl, normalerweise von 1 bis 20) sind lineare oder verzweigte Kettenmoleküle mit zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, die eine Flüssigkeit oder ein Gas sein können, zum Beispiel: Acetylen , Butadiene.

Nachdem wir nun die Struktur des Öls kennen, wollen wir sehen, was wir damit machen können.

Wie funktioniert die Ölraffinierung?

Der Ölraffinierungsprozess beginnt mit einer fraktionierten Destillationskolonne.

Typische Ölraffinerie

Das Hauptproblem bei Rohöl besteht darin, dass es Hunderte verschiedener Arten von Kohlenwasserstoffen enthält, die alle miteinander vermischt sind. Und unsere Aufgabe ist es, uns zu trennen Verschiedene Arten Kohlenwasserstoffe, um etwas Nützliches zu erhalten. Glücklicherweise gibt es eine einfache Möglichkeit, diese Dinge zu trennen, und zwar durch die Erdölraffinierung.

Unterschiedliche Längen der Kohlenwasserstoffkette weisen zunehmend höhere Siedepunkte auf, so dass sie durch einfache Destillation bei unterschiedlichen Temperaturen getrennt werden können. Einfach ausgedrückt: Durch das Erhitzen von Öl auf eine bestimmte Temperatur beginnen bestimmte Kohlenwasserstoffketten zu sieden, und so können wir die „Spreu vom Weizen“ trennen. Dies geschieht in einer Ölraffinerie: In einem Teil des Prozesses wird das Öl erhitzt und die verschiedenen Ketten werden an ihren jeweiligen Siedepunkten verdampft. Jede unterschiedliche Kettenlänge hat ihre eigene einzigartiges Anwesen, was es auf seine Art nützlich macht.

Um die im Rohöl enthaltene Vielfalt zu verstehen und warum die Rohölraffinierung in unserer Zivilisation so wichtig ist, werfen Sie einen Blick auf nächste Liste Aus Rohöl gewonnene Produkte:

Erdölgase- zum Erhitzen, Kochen und zur Herstellung von Kunststoffen verwendet:

• das sind kleine Alkane (1 bis 4 Kohlenstoffatome)
• weithin bekannt unter Namen wie Methan, Ethan, Propan, Butan
• Siedebereich - weniger als 40 Grad Celsius
• Gase, die oft unter Druck verflüssigt werden

Naphtha oder Naphtha- ein Zwischenprodukt, das zu Benzin weiterverarbeitet wird:

• enthält 5 bis 9 Kohlenstoffalkanatome
• Siedebereich - von 60 bis 100 Grad Celsius

Benzin- Kraftstoff:

• immer ein flüssiges Produkt
• ist eine Mischung aus Alkanen und Cycloalkanen (5 bis 12 Kohlenstoffatome)
• Siedebereich - von 40 bis 205 Grad Celsius

Kerosin- Treibstoff für Flugzeugtriebwerke und Traktoren; Ausgangsmaterial für die Herstellung anderer Produkte:

• flüssig
• Gemisch aus Alkanen (10 bis 18 Kohlenstoffatome) und aromatischen Kohlenwasserstoffen
• Siedebereich - von 175 bis 325 Grad Celsius

Dieseldestillat- für Dieselkraftstoff und Heizöl verwendet; Ausgangsmaterial für die Herstellung anderer Produkte:

• flüssig
• Alkane mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen
• Siedebereich - von 250 bis 350 Grad Celsius

Schmieröle- zur Herstellung von Motoröl, Fett und anderen Schmierstoffen:

• flüssig
• langkettige Strukturen (von 20 bis 50 Kohlenstoffatomen) Alkane, Cycloalkane, Aromaten
• Siedebereich - von 300 bis 370 Grad Celsius

Heizöl- als Industriebrennstoff verwendet; Ausgangsmaterial für die Herstellung anderer Produkte:

• flüssig
• langkettige Strukturen (von 20 bis 70 Kohlenstoffatomen) Alkane, Cycloalkane, Aromaten
• Siedebereich - 370 bis 600 Grad Celsius

Reste verarbeiteter Produkte- Koks, Asphalt, Teer, Paraffine; Ausgangsmaterial für die Herstellung anderer Produkte:

• Feinstaub
• Mehrfachringverbindungen mit 70 oder mehr Kohlenstoffatomen
• Siedebereich von mindestens 600 Grad Celsius.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass alle diese Produkte unterschiedliche Größen und Siedebereiche haben. Chemiker machten sich diese Eigenschaften für die Erdölraffination zunutze. Lassen Sie uns nun die Einzelheiten dieses faszinierenden Prozesses genauer herausfinden!

Detaillierter Ölraffinierungsprozess

Wie bereits erwähnt, enthält ein Barrel Rohöl eine Mischung aller Arten von Kohlenwasserstoffen. Durch die Ölraffinierung werden nützliche Substanzen aus dieser ganzen „Gesellschaft gemischtrassiger Vertreter“ abgetrennt. Dabei treten folgende Gruppen industrieller chemischer Prozesse auf, die grundsätzlich in jeder Erdölraffinerie vorhanden sind:

• Die älteste und gebräuchlichste Methode zur Trennung verschiedener Komponenten (sogenannte Fraktionen) aus Öl besteht darin, Unterschiede in den Siedepunkten zu nutzen. Dieser Vorgang wird aufgerufen fraktionierte Destillation .
• Neue Methoden zur chemischen Behandlung einiger Fraktionen nutzen die Konvertierungsmethode. Durch eine chemische Behandlung können beispielsweise lange Ketten in kürzere zerbrochen werden. Dadurch kann die Raffinerie beispielsweise Diesel je nach Bedarf in Benzin umwandeln.
• Raffinerien müssen die Fraktionen auch nach dem fraktionierten Destillationsprozess reinigen, um Verunreinigungen zu entfernen.
• Ölraffinerien kombinieren verschiedene Fraktionen (verarbeitet und unverarbeitet) zu Mischungen notwendige Produkte. Beispielsweise können unterschiedliche Gemische aus unterschiedlichen Ketten zu Benzinen mit unterschiedlichen Oktanzahlen führen.

Erdölprodukte werden zur kurzfristigen Lagerung in speziellen Tanks verschickt, bis sie an verschiedene Märkte geliefert werden: Tankstellen, Flughäfen und Chemiefabriken. Neben der Herstellung ölbasierter Produkte müssen sich Fabriken auch um die unvermeidlichen Abfälle kümmern, um die Luft- und Wasserverschmutzung zu minimieren.

Fraktionierte Destillation

Die verschiedenen Bestandteile von Erdöl haben unterschiedliche Größen, Gewichte und Siedepunkte; Daher besteht der erste Schritt darin, diese Komponenten zu trennen. Da sie unterschiedliche Siedepunkte haben, können sie mithilfe eines Verfahrens namens fraktionierte Destillation leicht getrennt werden.

Die Stufen der fraktionierten Destillation sind wie folgt:

• Sie erhitzen ein Gemisch aus zwei oder mehr Stoffen (Flüssigkeiten) mit unterschiedlichen Siedepunkten auf eine hohe Temperatur. Das Erhitzen erfolgt in der Regel mit Unterdampf hoher Druck bis zu einer Temperatur von etwa 600 Grad Celsius.
• Die Mischung kocht und erzeugt Dampf (Gase); Die meisten Stoffe passieren die Dampfphase.
• Dampf dringt ein Unterteil eine lange Säule, die mit Böden oder Platten gefüllt ist. Tabletts haben viele Löcher oder Luftpolsterkappen (ähnlich dem löchrigen Deckel). Plastikflasche) hinein, damit Dampf hindurchströmen kann. Sie verlängern die Kontaktzeit zwischen Dampf und Flüssigkeit in der Kolonne und helfen beim Sammeln von Flüssigkeiten, die sich in verschiedenen Höhen in der Kolonne bilden. In dieser Kolonne herrscht ein Temperaturunterschied (unten sehr heiß und nach oben kühler).
• Dadurch steigt der Dampf in der Kolonne auf.
• Während der Dampf durch die Böden in der Kolonne aufsteigt, kühlt er ab.
• Wenn eine dampfförmige Substanz eine Höhe erreicht, bei der die Temperatur in der Säule dem Siedepunkt dieser Substanz entspricht, kondensiert sie und bildet eine Flüssigkeit. In diesem Fall kondensieren Stoffe mit dem niedrigsten Siedepunkt im höchsten Hochpunkt in der Kolonne, und Stoffe mit höherem Siedepunkt kondensieren weiter unten in der Kolonne.
• Tabletts sammeln verschiedene flüssige Fraktionen.
• Die gesammelten flüssigen Fraktionen können in Kondensatoren geleitet werden, die sie weiter abkühlen, und dann in Lagertanks, oder sie können zur weiteren chemischen Verarbeitung in andere Bereiche gelangen

Die fraktionierte Destillation eignet sich zur Trennung von Stoffgemischen mit geringen Siedepunktunterschieden und ist die am weitesten verbreitete Methode wichtiger Schritt im Prozess der Ölraffinierung. Der Ölraffinierungsprozess beginnt mit einer fraktionierten Destillationskolonne. Aus der fraktionierten Destillationskolonne werden nur sehr wenige Komponenten für den Verkauf auf dem Markt für Erdölprodukte austreten. Viele von ihnen müssen chemisch behandelt werden, um in andere Fraktionen umgewandelt zu werden. Beispielsweise werden nur 40 % des destillierten Rohöls zu Benzin, obwohl Benzin eines der Hauptprodukte der Ölunternehmen ist. Anstatt ständig Rohöl in großen Mengen zu destillieren, behandeln Ölunternehmen andere Fraktionen aus der Destillationskolonne chemisch, um dasselbe Benzin herzustellen. und diese Behandlung erhöht die Benzinausbeute aus jedem Barrel Rohöl.

Chemische Umwandlung

Sie können eine Fraktion mit einer von drei Methoden in eine andere konvertieren:

1. Große Kohlenwasserstoffe in kleinere zerlegen (Cracken)
2. Kleine Kohlenwasserstoffe zu größeren kombinieren (Vereinigung)
3. Ordnen Sie verschiedene Teile von Kohlenwasserstoffen neu an oder ersetzen Sie sie, um die gewünschten Kohlenwasserstoffe zu erzeugen (hydrothermale Umwandlung).

Knacken

Beim Cracken werden große Kohlenwasserstoffe zerlegt und in kleinere zerlegt. Es gibt verschiedene Arten von Rissen:

• Thermal- Sie erhitzen große Kohlenwasserstoffe bei hohen Temperaturen (manchmal auch bei hohen Drücken), bis sie zerfallen.
• Dampf- Hochtemperaturdampf (über 800 Grad Celsius) wird verwendet, um Ethan, Butan und Naphtha in Ethylen und Benzol aufzuspalten, die zur Herstellung von Chemikalien verwendet werden.
• Visbreaking- Die Rückstände aus der Destillationskolonne werden auf fast 500 Grad Celsius erhitzt, abgekühlt und in der Destillationskolonne schnell verbrannt. Durch diesen Prozess werden die Viskosität von Stoffen und die Menge an darin enthaltenen Schwerölen verringert und Harze entstehen.
• Verkoken- Reststoffe aus der Destillationskolonne werden auf Temperaturen über 450 Grad Celsius erhitzt, wodurch schwerer, fast reiner Kohlenstoff (Koks) zurückbleibt; Der Koks wird entkokt und verkauft.
• Katalyse- Zur Beschleunigung der Crackreaktion wird ein Katalysator eingesetzt. Zu den Katalysatoren gehören Zeolith, wasserhaltiges Aluminiumsilikat, Bauxit und Alumosilikat. Beim katalytischen Cracken spaltet eine heiße Katalysatorflüssigkeit (538 Grad Celsius) eine schwere Substanz in Dieselöle und Benzin auf.
• Hydrocracken– ähnelt dem katalytischen Cracken, verwendet jedoch einen anderen Katalysator und mehr niedrige Temperaturen, Hochdruck und Wasserstoff. Dadurch kann Schweröl in Benzin und Kerosin (Flugzeugtreibstoff) zerlegt werden.

Vereinigung

Manchmal müssen kleine Kohlenwasserstoffe zu größeren kombiniert werden, ein Prozess, der als Vereinigung bezeichnet wird. Der wichtigste Vereinigungsprozess ist katalytische Reformierung In diesem Fall wird ein Katalysator (eine Mischung aus Platin und Platin-Rhenium) verwendet, um das Naphtha mit geringem Gewicht zu aromatischen Verbindungen zu verbinden, die bei der Herstellung von Chemikalien und beim Mischen von Benzin verwendet werden. Ein wesentliches Nebenprodukt dieser Reaktion ist Wasserstoffgas, das dann entweder zum Hydrocracken verwendet oder einfach verkauft wird.

Hydrothermale Veränderung

Manchmal werden die molekularen Strukturen in einer Fraktion neu angeordnet, um eine andere zu erzeugen. Normalerweise geschieht dies durch einen Prozess namens Alkylierung. Bei der Alkylierung werden niedermolekulare Verbindungen wie Propylen und Butylen in Gegenwart eines Katalysators wie Flusssäure oder Schwefelsäure (ein Nebenprodukt bei der Entfernung von Verunreinigungen aus vielen Erdölprodukten) gemischt. Alkylierungsprodukte sind hochoktanige Kohlenwasserstoffe, die in Benzingemischen zur Erhöhung der Oktanzahl eingesetzt werden.

Endverarbeitung (Reinigung) von Erdölprodukten

Destillierte und chemisch behandelte Erdölfraktionen werden erneut verarbeitet, um Verunreinigungen zu entfernen – hauptsächlich organische Verbindungen, die Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Wasser, gelöste Metalle und anorganische Salze enthalten. Die Endbearbeitung erfolgt in der Regel auf folgende Weise:

• Die Schwefelsäuresäule entfernt ungesättigte Kohlenwasserstoffe (doppelte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen), Stickstoffverbindungen, Sauerstoffverbindungen und restliche Feststoffe (Teere, Asphalt).
• Die Absorptionskolonne ist mit einem Trockenmittel gefüllt, um Wasser zu entfernen.
• Schwefelwasserstoffwäscher entfernen Schwefel und alle Schwefelverbindungen.

Sobald die Fraktionen verarbeitet sind, werden sie abgekühlt und dann miteinander vermischt, um verschiedene Produkte herzustellen, wie zum Beispiel:

• Benzin verschiedener Marken, mit oder ohne Zusatzstoffe.
• Schmieröle verschiedener Marken und Typen (zum Beispiel 10W-40, 5W-30).
• Kerosin verschiedener Marken.
• Kerosin.
• Heizöl.
• Andere Chemikalien verschiedene Qualitäten für die Herstellung von Kunststoffen und anderen Polymeren.