Primäre Ölraffination. Kurzreferat Erdöl und Verfahren zu seiner Verarbeitung Stufen der Erdölraffination

Heute ist Öl die wichtigste natürliche Quelle für Kohlenwasserstoffe. Die ersten Ölraffinerien wurden genau an den Produktionsorten gebaut, die technische Modernisierung der Transportmittel wurde jedoch zum Grund für die Trennung der Ölraffination von der Ölförderung. Ölverarbeitungszentren werden zunehmend fern von Förderstätten, in Regionen des Massenverbrauchs von Erdölprodukten oder entlang von Ölpipelines errichtet.

Ölraffinationsprozess

Die Ölraffination erfolgt in drei Hauptstufen:

• In der ersten Stufe wird das Rohöl in Fraktionen mit unterschiedlichen Siedepunktintervallen aufgeteilt (Primärverarbeitung)
• die Weiterverarbeitung der erhaltenen Fraktionen erfolgt mit Hilfe chemischer Umwandlungen der darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe unter Bildung von Bestandteilen marktfähiger Erdölprodukte (Sekundärverarbeitung)
• In der letzten Stufe werden die Komponenten gemischt, gegebenenfalls unter Zugabe verschiedener Additive, wodurch kommerzielle Erdölprodukte mit festgelegten Qualitätsindikatoren entstehen (kommerzielle Produktion).

Ölraffinerien produzieren Motor- und Kesselbrennstoffe, verflüssigte Gase, verschiedene Arten von Rohstoffen für petrochemische Anlagen sowie Schmier-, Hydraulik- und andere Öle, Bitumen, Petrolkoks, Paraffine. Basierend auf der verwendeten Ölraffinerietechnologie produzieren Raffinerien 5 bis 40 Artikel marktfähiger Erdölprodukte. Die Ölraffination ist ein kontinuierlicher Prozess, die Betriebszeit zwischen den Generalüberholungen beträgt unter den gegenwärtigen Bedingungen etwa 3 Jahre.

Primäre Ölraffination

Primäre Raffinationsprozesse implizieren keine chemischen Veränderungen im Öl und stellen seine physikalische Trennung in Fraktionen dar. Auf dem Territorium Russlands werden die Hauptmengen an verarbeitetem Rohöl von den produzierenden Unternehmen über die wichtigsten Ölpipelines zu den Raffinerien gebracht. Kleinere Ölmengen werden per Bahn gebracht. In ölimportierenden Ländern mit Zugang zum Meer erfolgt die Lieferung an die Hafenraffinerien auf dem Wasserweg.
Rohöl enthält Salze, die eine schnelle Korrosion der Prozessausrüstung verursachen. Um Salze zu entfernen, wird Öl mit Wasser vermischt, in dem sich diese Salze lösen. Weiter wird das Öl dem ELOU – einem elektrischen Entsalzungsapparat – zugeführt. Das Entsalzungsverfahren wird in elektrischen Dörrern durchgeführt. Unter Starkstrombedingungen (über 25 kV) wird das Gemisch aus Wasser und Öl (Emulsion) zerstört, wodurch sich Wasser am Boden der Apparatur ansammelt und abgeführt wird. All dies geschieht bei einer Temperatur von 100 bis 120°C. Das Öl, aus dem die Salze entfernt werden, wird von der ELOU der atmosphärischen Vakuumdestillationsapparatur zugeführt, die in russischen Raffinerien AVT genannt wird - atmosphärisches Vakuumrohr. Der AWT-Prozess ist in zwei Blöcke unterteilt – die atmosphärische und die Vakuumdestillation.
Die Aufgabe der atmosphärischen Destillation besteht darin, leichte Ölfraktionen zu selektieren - Benzin, Kerosin und Diesel, die bis zu 360 °C sieden. Das Volumen ihrer potenziellen Produktion erreicht 45-60% für Öl. Der Rückstand der atmosphärischen Destillation ist Heizöl. Das im Ofen erhitzte Öl wird in einer Destillationskolonne, in der sich Kontaktvorrichtungen (Platten) befinden, in getrennte Fraktionen getrennt. Durch diese Platten steigen Dämpfe auf und die Flüssigkeit fließt nach unten. Als Ergebnis dieses Prozesses wird die Benzinfraktion in Form von Dämpfen am Kopf der Kolonne entfernt, und die Dämpfe von Kerosin- und Dieselfraktionen werden in anderen Teilen der Kolonne zu Kondensat und werden entfernt, während Heizöl dies nicht tut ändert seinen Zustand und wird flüssig aus dem Sumpf der Kolonne abgepumpt.
Aufgabe der Vakuumdestillation ist die Selektion von Öldestillaten aus Heizöl in der Raffinerie des Heizölprofils sowie einer breiten Ölfraktion (Vakuumgasöl) in der Raffinerie des Kraftstoffprofils. Am Ende der Vakuumdestillation bleibt Teer zurück. Ölfraktionen müssen unter Vakuum entnommen werden, da Kohlenwasserstoffe bei einer Temperatur von etwa 400 °C einer thermischen Zersetzung (Cracken) unterliegen und das Gasöl am Ende des Vakuums bei 520 °C siedet. Aus diesem Grund wird die Destillation unter Restdruckbedingungen von 40-60 mm Hg durchgeführt. Art., dadurch reduzierte Maximaltemperatur im Gerät auf 360-380°C.
Die an der atmosphärischen Einheit gewonnene Benzinfraktion enthält Gase (hauptsächlich Propan und Butan) in einer Menge, die die Qualitätsanforderungen übersteigt, und kann weder als Bestandteil von Motorbenzin noch als kommerzielles Straight-Run-Benzin verwendet werden. Darüber hinaus beinhaltet die Ölraffination zur Erhöhung der Oktanzahl von Benzin und die Produktion von aromatischen Kohlenwasserstoffen die Verwendung von schmalen Benzinfraktionen als Rohstoffe. Daher ist es notwendig, die Destillation verflüssigter Gase aus der Benzinfraktion in das Ölraffinationsverfahren einzubeziehen. Die Produkte der Primärölraffination müssen in Wärmetauschern gekühlt werden, wo sie Wärme an die der Verarbeitung zugeführten kalten Rohstoffe abgeben, wodurch Prozessbrennstoff eingespart wird. Hightech-Primäranlagen werden meist kombiniert und können die oben genannten Prozesse in unterschiedlichen Konfigurationen ausführen. Die Kapazität solcher Geräte reicht von 3 bis 6 Millionen Tonnen Rohöl jährlich.

Öl-Raffination

Sekundäre Verfahren der Ölraffination umfassen solche Verfahren, die darauf abzielen, die Menge an produzierten Motorkraftstoffen zu erhöhen. Im Verlauf solcher Prozesse erfolgt die chemische Modifikation von Kohlenwasserstoffmolekülen, die Teil des Öls sind, meistens mit ihrer Umwandlung in Formen, die für die Oxidation geeigneter sind.
Alle sekundären Prozesse fallen in drei Kategorien:

• Vertiefung: verschiedene Arten von Cracken, Visbreaking, Delayed Coking, Bitumenproduktion und andere
• Raffination: Reforming, Hydrotreating, Isomerisierung
• andere, z. B. Ölförderung, MTBE, Alkylierung, Aromatenherstellung.

Knacken

Es gibt solche Arten von Rissen:

• Thermal-
• katalytisch
• Hydrocracken.

Autobenzine enthalten Kohlenwasserstoffe mit 4-12 Kohlenstoffatomen, Dieselkraftstoff enthält Kohlenwasserstoffe mit 12-25 Atomen und Öl enthält Kohlenwasserstoffe mit 25-70 Atomen. Mit der Zahl der Atome steigt auch die Masse der Moleküle. Beim Cracken werden schwere Moleküle in leichtere zerlegt und in leicht siedende Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Dabei entstehen Benzin-, Kerosin- und Dieselfraktionen.
Beim thermischen Cracken gibt es:

• Dampfphasenkracken, bei dem Öl auf 520-550°C und einen Druck von 2-6 atm erhitzt wird. Bis heute ist dieses Verfahren veraltet und wird nicht angewendet, da es sich durch eine geringe Produktivität und einen hohen Gehalt (bis zu 40 %) an ungesättigten Kohlenwasserstoffen im Endprodukt auszeichnet.
• das Cracken in der flüssigen Phase wird bei einer Temperatur von 480–500°C und einem Druck von 20–50 atm durchgeführt. Das Produktivitätsniveau steigt, das Volumen (25-30%) ungesättigter Kohlenwasserstoffe nimmt ab. Durch thermisches Cracken gewonnene Benzinfraktionen werden als Bestandteil von handelsüblichem Motorenbenzin verwendet. Kraftstoffe nach einem solchen Prozess haben eine geringe chemische Stabilität, die durch Einbringen spezieller Antioxidans-Additive in den Kraftstoff verbessert werden kann.

Das katalytische Cracken ist ein fortschrittlicherer technologischer Prozess. Während dieses Prozesses erfolgt die Spaltung von Schweröl-Kohlenwasserstoffmolekülen bei einer Temperatur von 430-530°C und einem Druck, der nahe dem atmosphärischen Druck liegt, in Gegenwart von Katalysatoren. Die Aufgabe des Katalysators besteht darin, den Prozess zu steuern und die Isomerisierung gesättigter Kohlenwasserstoffe sowie die Umwandlungsreaktion von ungesättigt zu gesättigt zu fördern. Das so gewonnene Benzin zeichnet sich durch eine hohe Klopffestigkeit und chemische Stabilität aus.
Darüber hinaus wird eine Unterart des katalytischen Crackens verwendet - das Hydrocracken. Dabei werden schwere Rohstoffe mit Wasserstoff bei einer Temperatur von 420-500°C und einem Druck von 200 atm zersetzt. Die Reaktion ist nur in einem speziellen Reaktor in Gegenwart von Katalysatoren (W-, Mo-, Pt-Oxide) möglich. Das Ergebnis des Hydrocrackens ist Treibstoff für Turbojet-Triebwerke.
Beim katalytischen Reformieren erfolgt die Aromatisierung von Benzinfraktionen aufgrund der katalytischen Umwandlung von naphthenischen und paraffinischen Kohlenwasserstoffen in aromatische. Neben der Aromatisierung werden die Moleküle paraffinischer Kohlenwasserstoffe isomerisiert, die schwersten Kohlenwasserstoffe werden in kleinere gespalten.

Ölraffinationsprodukte

Jeder weiß, dass Öl der wertvollste Rohstoff für die Herstellung von Kraftstoff für verschiedene Fahrzeuge ist, zum Beispiel Benzin und Dieselkraftstoff für Autos, Flugkerosin für Flugzeugtriebwerke. Kraftstoff ist das Hauptprodukt der Ölraffination. Die Ölraffination endet jedoch nicht beim Kraftstoff allein. Heute werden aus Öl eine Vielzahl anderer nützlicher Komponenten hergestellt, die für völlig unerwartete Zwecke verwendet werden. Wir verwenden ähnliche Ölraffinationsprodukte in unserem täglichen Leben, aber wir sind uns ihrer Herkunft nicht bewusst.
Die heute beliebtesten können als Polyethylen oder Kunststoff bezeichnet werden. Millionen Tonnen Polyethylen-Kunststoff werden zur Herstellung von Plastiktüten, Lebensmittelbehältern und anderen Massenprodukten verwendet.
Wahrscheinlich haben alle Menschen schon einmal Vaseline verwendet. Erfunden hat ihn der äußerst neugierige und aufmerksame englische Chemiker Robert Chesbrough, der Ende des 19. Jahrhunderts die wohltuenden Eigenschaften dieser Substanz in den Überresten der Ölraffination erkennen konnte. Heute wird Vaseline in der Medizin, in der Kosmetik und sogar als Nahrungsergänzungsmittel verwendet.
Seit Jahrtausenden verwenden Frauen insbesondere Kosmetika und Lippenstifte. Zuvor enthielt Lippenstift verschiedene schädliche Bestandteile. Heute hat es jedoch eine Reihe nützlicher Eigenschaften, und seine Zusammensetzung umfasst Kohlenwasserstoffe: flüssiges und festes Paraffin, Ceresin.
Ein weiteres beliebtes Produkt, das Kohlenhydrate enthält, ist Kaugummi. Es basiert nicht nur auf natürlichen Bestandteilen, sondern auch auf Polyethylen- und Paraffinharzen. Da Kaugummi aus Polymeren besteht, die bei der Ölraffination gewonnen werden, dauert die Zersetzung sehr lange. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, Kaugummi auf die Straße zu werfen, da er viele, viele Jahre im Boden liegen wird.
Das vielleicht einzigartigste aus Erdöl gewonnene Material ist Nylon. Nylonstrumpfhosen sind aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Nylon ist ein sehr starkes und leichtes Material. Seine Verwendung endet nicht mit Strumpfhosen allein. Es wird zur Herstellung von Geschirrspülmitteln und Fallschirmen verwendet. Dieses Polymer wurde 1935 von Spezialisten von DuPont erfunden.

Ölraffinationsmethoden werden in primäre und sekundäre Verfahren unterteilt. Betrachten Sie die primären Methoden für den Erhalt von Öl in der Raffinerie (Raffinerie).

Vorbehandlung von Öl

Berichtigung

Vorbehandeltes Rohöl wird in Gruppen von Kohlenwasserstoffen (Fraktionen) mit primären Verarbeitungsprozessen getrennt - atmosphärische Destillation und Vakuumdestillation.
Der Raffinationsprozess selbst ist die Verdampfung von Rohöl und die Destillation der erhaltenen Fraktionen aufgrund der unterschiedlichen Siedepunkte. Dieser Vorgang wird direkte Destillation oder Rektifikation genannt.

atmosphärische Destillation- erfolgt in einer Destillationskolonne bei Atmosphärendruck. Dadurch werden Benzin, Kerosin, Dieselfraktionen und Heizöl gewonnen.

Vakuumdestillation– Trennung des aus der atmosphärischen Destillation zurückbleibenden Heizöls in Teer, um entweder eine breite Destillatfraktion (Option Kraftstoff) oder schmale Ölfraktionen (Option Öl) zu erhalten.

Das Ergebnis der Primärölraffination sind somit Ölprodukte und Zwischenprodukte zur Weiterverarbeitung durch Sekundärverfahren unter Verbesserung ihrer Handelsqualität.

Öl-Recycling-Prozesse

Ölrecyclingverfahren können in thermische und katalytische unterteilt werden.

Die Verfahren zum Ölrecycling lassen sich in thermische und katalytische Verfahren unterteilen.

Visbreaking

Visbreaking ist der Prozess zur Herstellung von Kesselbrennstoff aus Teer und ähnlichen Restprodukten der Ölraffination mit verbesserten Leistungseigenschaften, gekennzeichnet durch ein reduziertes Viskositätsniveau und einen reduzierten Pourpoint-Index.

Beim thermischen Cracken entsteht ein zusätzliches Volumen an leichten Rohstoffen, außerdem ist es mit diesem Verarbeitungsprozess möglich, Erdölprodukte zu gewinnen, die in Anlagen verwendet werden, die zur Herstellung von Elektrodenkoks und Rohstoffen verwendet werden, auf deren Basis Ruß entsteht erhalten. Das Volumen des erhaltenen Leichtölprodukts ist ziemlich gering und erfordert eine weitere Verarbeitung.

Der Rohstoff für die Verarbeitung durch Reformieren ist Normalbenzin mit einer Oktanzahl von 80–85 Einheiten. Mit dieser Methode der Ölraffination können Sie 78-82 % des Endprodukts entnehmen. Gleichzeitig enthält das auf diese Weise erhaltene Basisbenzin einen ziemlich hohen Anteil an aromatischen Kohlenwasserstoffen (50-65%), einschließlich bis zu 7% Benzol, was die Rußbildung erheblich erhöht und zu einer Erhöhung des Niveaus beiträgt von Emissionen krebserregender Stoffe in die Atmosphäre sowie eine unzureichende Menge an leichten Fraktionen.

Um Benzin zu erhalten, das den zugelassenen Standards entspricht, werden leichte Isoparaffine verwendet, die durch katalytische Isomerisierung in einem wasserstoffhaltigen Medium aus Paraffinen mit normaler Struktur entfernt werden.

In Form eines Bestandteils von kommerziellem Benzin in Raffinerien verbleibt der leichteste Teil von Reinbenzin, der sogenannte Kopf, im Prozess der Entwicklung von Reforming-Ausgangsmaterial. Gleichzeitig ist das Vorhandensein einer Kopffraktion mit niedriger Oktanzahl typisch für den Hauptanteil des verarbeiteten Öls. Durch seine Isomerisierung ist eine Erhöhung der Oktanzahl der leichten Fraktion um 15-20 Einheiten möglich, was die Verwendung als Bestandteil von handelsüblichem Benzin ermöglicht.

Hydrocracken

Hydrocracken ist der Prozess der Verarbeitung von Heizöl, Vakuumgasöl oder Entasphaltierungsöl unter Wasserstoffdruck, der zur Herstellung von Leichtölprodukten aller Art, einschließlich Motorbenzin, Dieselkraftstoff, Flüssiggas und anderen Arten von Leichtölprodukten, entwickelt wurde. Die Art des Endprodukts hängt von den Einstellungen und der eingesetzten Wasserstoffmenge ab.

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Hydrocracken wird auch zur Herstellung von niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen verwendet. Ausgangsmaterial sind in diesem Fall Mitteldestillatfraktionen und Schwerbenzin.

Mit Hilfe des Hydrocracking-Verfahrens können nur Zersetzungsprodukte erzeugt werden, die Verdichtungsreaktionen bei dieser Art der Verarbeitung des Erdölprodukts werden durch die Einwirkung von Wasserstoff unterdrückt.

Unternehmen, die auf die Herstellung von Kraftstoff- und Ölprodukten spezialisiert sind, erhalten Destillatfraktionen, indem sie Vakuumgasöl von Fraktionen, Restölfraktionen - von Teerdiaphtalisat trennen. Üblicherweise werden bei der Herstellung von Ölen Extraktionsverfahren eingesetzt. Gleichzeitig sind die für den erfolgreichen Ablauf der Raffinationsprozesse erforderlichen Bedingungen unterschiedlich, was auf die unterschiedliche chemische Zusammensetzung des Endprodukts zurückzuführen ist, das aus Ölen unterschiedlicher Herkunft gewonnen wird.

Um heute richtig zu funktionieren, müssen Raffinerien die folgenden Anforderungen erfüllen:

- in der Lage sein, eine ausreichende Menge des Endprodukts herzustellen, um den Bedarf der Region vollständig zu decken;

– Produkte herzustellen, die modernen hohen Qualitätsstandards entsprechen;

– Streben nach einem ununterbrochenen Ölraffinationsprozess;

– Durchführung einer komplexen Produktion von Produkten der Öl- und Gasindustrie;

- Aufrechterhaltung eines hohen Wettbewerbsniveaus;

– alle Normen der technologischen und ökologischen Sicherheit der Produktion erfüllen.

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Barrel Öl in Tonnen umrechnen und umgekehrt Tiefe der Ölraffination Merkmale der Schwerölverarbeitung In der Raffinerie Krasnodar stieg die Tiefe der Ölraffination im Jahr 2017 um 4,2 % auf 74,1 % Das Volumen der Rohölraffination im Jahr 2018 in russischen Raffinerien wird auf dem Niveau von 280 Millionen Tonnen bleiben.

Veredelungsverfahren

Rohöl wurde erstmals 1880 in nennenswerten Mengen gefördert, und seitdem ist seine Produktion exponentiell gewachsen. Rohöl ist eine Mischung aus Chemikalien, die Hunderte von Komponenten enthält. Der Großteil des Öls sind Kohlenwasserstoffe - Alkane, Cycloalkane, Arene. Der Gehalt an Alkanen (gesättigte Kohlenwasserstoffe) in Ölen kann 50-70 % betragen. Cycloalkane können 30–60 % der Gesamtzusammensetzung von Rohöl ausmachen, von denen die meisten monocyclisch sind. Die am häufigsten vorkommenden sind Cyclopentan und Cyclohexan. Ungesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkene) fehlen in der Regel im Öl. Arene (aromatische Kohlenwasserstoffe) machen im Vergleich zu Alkanen und Cycloalkanen einen geringeren Anteil der Gesamtzusammensetzung aus. In niedrigsiedenden Ölfraktionen überwiegen der einfachste aromatische Kohlenwasserstoff, Benzol, und seine Derivate.

Der organische Teil des Öls enthält neben Kohlenwasserstoffen harzige und asphaltartige Substanzen, das sind hochmolekulare Verbindungen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel und Sauerstoff, Schwefelverbindungen, Naphthensäuren, Phenole, stickstoffhaltige Verbindungen wie Pyridin, Chinolin, verschiedene Amine, usw. All diese Substanzen sind unerwünschte Ölverunreinigungen. Ihre Reinigung erfordert den Bau spezieller Anlagen. Schwefelverbindungen, die eine Korrosion der Ausrüstung verursachen, sind sowohl bei der Ölraffination als auch bei der Verwendung von Erdölprodukten am schädlichsten. Zu den mineralischen Verunreinigungen des Öls gehört Wasser, das in der Regel in zwei Formen vorliegt - beim Absetzen leicht vom Öl trennbar und in Form stabiler Emulsionen. Wasser enthält darin gelöste Mineralsalze - NaCl, CaCl 2 , MgCl usw. Asche macht im Öl hundertstel und tausendstel Prozent aus. Darüber hinaus gibt es mechanische Verunreinigungen im Öl - feste Sand- und Tonpartikel.

Die wichtigsten Ölprodukte

Aus Öl im Verarbeitungsprozess, Kraftstoff (flüssig und gasförmig), Schmierölen und -fetten, Lösungsmitteln, einzelnen Kohlenwasserstoffen - Ethylen, Propylen, Methan, Acetylen, Benzol, Toluol, Xylol usw., festen und halbfesten Mischungen von Kohlenwasserstoffen (Paraffin, Vaseline, Ceresin), Erdölbitumen und Pech, Ruß (Ruß) usw.

Flüssigen Brennstoff Unterteilt in Motor und Kessel. Motorkraftstoff wiederum wird in Vergaser, Jet und Diesel unterteilt. Vergaserkraftstoff umfasst Flugzeug- und Autobenzin sowie Traktorkraftstoff – Naphthas und Kerosine. Kraftstoff für Flugtriebwerke sind Kerosinfraktionen unterschiedlicher Zusammensetzung oder deren Mischung mit Benzinfraktionen (Jet Fuels). Dieselkraftstoff enthält Gasöle, Solarfraktionen, die in Hubkolben-Verbrennungsmotoren mit Kompressionszündung verwendet werden. Kesselbrennstoff wird in Öfen von Diesellokomotiven, Dampfschiffen, Heizkraftwerken, in Industrieöfen verbrannt und in Heizöl, MP-Brennstoff für Herdfeuerungen unterteilt.

Zu gasförmiger Brennstoff schließen Kohlenwasserstoff-Flüssigbrenngase ein, die für Haushaltszwecke verwendet werden. Dies sind Mischungen aus Propan und Butan in unterschiedlichen Anteilen.

Schmieröle, Sie sind für die Flüssigkeitsschmierung in verschiedenen Maschinen und Mechanismen vorgesehen und werden je nach Anwendung in Industrie, Turbine, Kompressor, Getriebe, Isolierung und Motor unterteilt. Spezialöle sind nicht zur Schmierung bestimmt, sondern als Arbeitsflüssigkeiten in Bremsmischungen, hydraulischen Geräten, Dampfstrahlpumpen, sowie in Transformatoren, Kondensatoren, ölgefüllten Elektrokabeln als elektrisch isolierendes Medium. Die Namen dieser Öle spiegeln den Einsatzbereich wider, z. B. Transformator, Kondensator usw.

Fette sind mit Seifen, festen Kohlenwasserstoffen und anderen Verdickungsmitteln verdickte Erdöle. Alle Schmierstoffe sind in zwei Klassen unterteilt: universell und speziell. Schmierstoffe sind sehr vielfältig, es gibt über hundert Artikel.

einzelne Kohlenwasserstoffe, die bei der Verarbeitung von Erdöl und Erdölgasen anfallen, dienen als Rohstoffe für die Herstellung von Polymeren und Produkten der organischen Synthese. Von diesen sind die wichtigsten die limitierenden - Methan, Ethan, Propan, Butan usw.; ungesättigt - Ethylen, Propylen; aromatisch - Benzol, Toluol, Xylole. Ölraffinationsprodukte sind neben den aufgeführten einzelnen Kohlenwasserstoffen gesättigte Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht (C 16 und höher) - Paraffine, Ceresine, die in der Parfümindustrie und als Verdickungsmittel für Fette verwendet werden.

Erdölbitumen, aus Schwerölrückständen durch deren Oxidation gewonnen, werden sie für den Straßenbau, Bedachungsmaterialien, Herstellung von Asphaltlacken und Druckfarben usw. verwendet.

Eines der Hauptprodukte der Ölraffination ist Kraftstoff , Dazu gehören Flug- und Motorbenzine. Eine wichtige Eigenschaft von Benzin, die seine Fähigkeit charakterisiert, einer Vorzündung in der Brennkammer zu widerstehen, ist Detonationswiderstand. Das Klopfen im Motor weist normalerweise darauf hin, dass eine vorexplosive Zündung stattgefunden hat und Energie verschwendet wurde.

Nach der 1927 eingeführten empirischen Skala wird die Oktanzahl für das sehr leicht detonierende n-Heptan mit Null und für das hochklopffeste Isooctan mit 100 angenommen Entpuppte sich das getestete Benzin in Sachen Klopffestigkeit bei Tests als äquivalent zu einer Mischung aus 80 % Isooktan und 20 % n-Heptan, dann beträgt seine Oktanzahl 80. Seit Einführung der Skala haben sich Standards herausgestellt, die überlegen sind Detonationsbeständigkeit gegenüber Isooktan, und jetzt wurde die Oktanzahl auf 120 erweitert.

Die Bestimmung der Oktanzahl verschiedener Kohlenwasserstoffe zeigte, dass in der Reihe der Alkane die Oktanzahl mit zunehmender Verzweigung zunimmt und mit zunehmender Länge der Kohlenwasserstoffkette abnimmt. Die Oktanzahl von Alkenen ist höher als die der entsprechenden Alkane und nimmt zu, wenn die Doppelbindung zum Zentrum der Moleküle verschoben wird. Cycloalkane haben eine höhere Oktanzahl als Alkane. Aromatische Kohlenwasserstoffe haben die höchsten Oktanzahlen; So beträgt beispielsweise die Oktanzahl von n-Propylbenzol 105, Ethylbenzol - 104, Toluol - 107.

Benzin, das bei der direkten Destillation von Öl gewonnen wird, besteht hauptsächlich aus Alkanen mit einer Oktanzahl von 50-70. Um die Oktanzahl zu erhöhen, wird eine Verarbeitung durchgeführt, wodurch Benzinkohlenwasserstoffe unter Bildung günstigerer Strukturen isomerisieren und Antiklopfmittel verwendet werden - Substanzen, die Benzin in einer Menge von nicht mehr als 0,5% bis erheblich zugesetzt werden erhöhen ihre Schlagfestigkeit.

Als Antiklopfmittel wurde erstmals Bleitetraethyl (TES) Pb(C 2 H 5 ) 4 eingesetzt, dessen industrielle Produktion 1923 begann. Auch andere Bleialkyle, beispielsweise Tetramethylblei, werden verwendet. Zu den neuen Additiven gehören Übergangsmetallcarbonyle. Antiklopfmittel, insbesondere TES, werden im Gemisch mit Ethylbromid, Dibromethan, Dichlorethan, Monochlornaphthalin (Ethylflüssigkeit) verwendet. Benzine mit Zusatz von Ethylflüssigkeit werden als verbleit bezeichnet. Ethyl-Flüssigkeit ist hochgiftig, und beim Umgang mit ihr und verbleitem Benzin sind besondere Vorsichtsmaßnahmen zu beachten.

Primäre Ölraffination

Aufbereitung von Öl zur Verarbeitung. Rohöl enthält gelöste Gase genannt Vorbeigehen, Wasser, Mineralsalze, verschiedene mechanische Verunreinigungen. Die Aufbereitung von Öl zur Verarbeitung reduziert sich auf die Abtrennung dieser Einschlüsse und die Neutralisation chemisch aktiver Verunreinigungen.

Die Abtrennung von Begleitgasen aus Öl erfolgt in Gasabscheidern durch Verringerung der Löslichkeit von Gasen durch Druckminderung. Anschließend werden die Gase zur Weiterverarbeitung zu einer Gas- und Benzinanlage geschickt, wo aus ihnen Gasbenzin, Ethan, Propan und Butan gewonnen werden. Die endgültige Trennung der Gase vom Öl erfolgt in Stabilisierungsanlagen, wo sie in speziellen Destillationskolonnen abdestilliert werden.

In einer speziellen Heizung werden leichte Benzinfraktionen vom Öl getrennt und nach Zugabe eines Demulgators in Absetztanks geleitet. Hier wird Öl aus Sand und Ton gelöst und entwässert. Um Emulsionen zu brechen und Wasser zu entfernen, werden verschiedene Methoden verwendet, einschließlich einer thermochemischen Druckbehandlung. Eine bessere Methode zur Zerstörung von Emulsionen ist eine elektrische Methode, bei der Öl zwischen Elektroden geleitet wird, die an einen Hochspannungs-Wechselstromkreis (30-45 kV) angeschlossen sind. Bei der Entwässerung von Öl wird auch ein erheblicher Teil der Salze entfernt (Entsalzung).

Im Öl vorhandene chemisch aktive Verunreinigungen in Form von Schwefel, Schwefelwasserstoff, Salzen, Säuren werden mit Alkali- oder Ammoniaklösungen neutralisiert. Dieser Prozess, der darauf abzielt, die Korrosion von Geräten zu verhindern, wird als Alkalisierung von Öl.

Darüber hinaus umfasst die Vorbereitung von Öl zur Verarbeitung das Sortieren und Mischen von Ölen, um ein einheitlicheres Rohmaterial zu erhalten.

Destillation von Öl. Die Primärdestillation von Öl ist der erste technologische Prozess der Ölraffination. Primärverarbeitungseinheiten sind in jeder Raffinerie verfügbar.

Destillation oder Destillation Hierbei wird ein Gemisch aus ineinander löslichen Flüssigkeiten in Fraktionen mit unterschiedlichen Siedepunkten sowohl untereinander als auch mit dem ursprünglichen Gemisch getrennt. Bei modernen Anlagen wird die Öldestillation mit Einfachverdampfung durchgeführt. Bei einmaliger Verdampfung verbleiben in Dampf übergehende Leichtsiederanteile in der Apparatur und reduzieren den Partialdruck der verdampfenden Hochsiederanteile, was eine Destillation bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht.

Bei einmaliger Verdampfung und anschließender Brüdenkondensation erhält man zwei Fraktionen: eine leichte, die mehr Leichtsieder enthält, und eine schwere, die weniger Leichtsieder enthält als im Einsatzstoff, also bei der Destillation ist eine Phase mit Leichtsiedern und die andere mit Hochsiedern angereichert. Gleichzeitig ist es unmöglich, mittels Destillation die erforderliche Abtrennung von Ölbestandteilen zu erreichen und Endprodukte zu erhalten, die in bestimmten Temperaturbereichen sieden. Dabei werden Öldämpfe nach einmaliger Verdampfung einer Rektifikation unterzogen.

In primären Öldestillationsanlagen werden Entspannung und Destillation normalerweise kombiniert. Für die Destillation von Öl werden ein- und zweistufige Rohranlagen verwendet. Die für den Prozess benötigte Wärme wird in Rohröfen gewonnen.

Abhängig vom allgemeinen Schema der Raffinerie und den Eigenschaften des zur Verarbeitung gelieferten Öls wird die Destillation entweder in atmosphärischen Rohreinheiten (AT) oder in Anlagen durchgeführt, die atmosphärische und Vakuumdestillation kombinieren - atmosphärische Vakuumrohreinheiten (AVT).

In fest definierten Temperaturbereichen werden Destillate unterschiedlicher Zusammensetzung entlang der Kolonnenhöhe entnommen. So kondensiert Solaröl bei 300-350 °C und wird abgenommen, bei 200-300 °C - Kerosin, bei 160-200 °C - Naphtha-Fraktion. Am Kopf der Kolonne werden Benzindämpfe abgezogen, die in Wärmetauschern gekühlt und kondensiert werden . Ein Teil des flüssigen Benzins wird der Bewässerungssäule zugeführt . In seinem unteren Teil wird Heizöl gesammelt, das einer weiteren Destillation unterzogen wird, um daraus in der zweiten Destillationskolonne Schmieröle zu gewinnen. , Arbeiten unter Vakuum, um die Spaltung von Kohlenwasserstoffen unter dem Einfluss hoher Temperaturen zu vermeiden. Teer wird als Rohstoff zum thermischen Kracken, Verkoken, zur Herstellung von Bitumen und hochviskosen Ölen verwendet.

Öl wird in Fraktionen getrennt, um Ölprodukte in zwei Stufen zu erhalten, dh die Destillation von Öl durchläuft eine primäre und sekundäre Verarbeitung.

Primärer Raffinationsprozess

In dieser Destillationsphase wird Rohöl vorläufig dehydriert und entsalzt, wobei spezielle Geräte verwendet werden, um Salze und andere Verunreinigungen abzutrennen, die eine Korrosion der Geräte verursachen und die Qualität raffinierter Produkte verringern können. Danach enthält das Öl nur noch 3-4 mg Salze pro Liter und nicht mehr als 0,1 % Wasser. Das hergestellte Produkt ist bereit für die Destillation.

Aufgrund der Tatsache, dass flüssige Kohlenwasserstoffe bei unterschiedlichen Temperaturen sieden, wird diese Eigenschaft bei der Destillation von Öl genutzt, um daraus einzelne Fraktionen in unterschiedlichen Siedephasen abzutrennen. Die Destillation von Öl in den ersten Ölraffinerien ermöglichte es, je nach Temperatur folgende Fraktionen zu isolieren: Benzin (siedet bei 180°C und darunter ab), Kerosin (siedet bei 180-240°C ab) und Dieselkraftstoff ( verdampft bei 240-350°C). Aus der Destillation von Öl bleibt Heizöl.

Bei der Destillation wird Öl in Fraktionen (Komponenten) aufgeteilt. Als Ergebnis werden kommerzielle Ölprodukte oder deren Komponenten erhalten. Die Öldestillation ist die erste Stufe seiner Verarbeitung in spezialisierten Anlagen.

Beim Erhitzen bildet sich eine Dampfphase, deren Zusammensetzung sich von der Flüssigkeit unterscheidet. Die durch Destillation von Öl gewonnenen Fraktionen sind in der Regel kein reines Produkt, sondern ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen. Einzelne Kohlenwasserstoffe können nur durch wiederholte Destillation von Ölfraktionen isoliert werden.

Es wird eine direkte Destillation von Öl durchgeführt

Durch die Methode der einfachen Verdampfung (die sogenannte Gleichgewichtsdestillation) oder der einfachen Destillation (fraktionierte Destillation);

Mit und ohne Berichtigung;

Mit Hilfe eines Verdampfungsmittels;

Unter Vakuum und atmosphärischem Druck.

Die Gleichgewichtsdestillation trennt Öl weniger deutlich in Fraktionen als die einfache Destillation. Gleichzeitig geht im ersten Fall bei gleicher Temperatur mehr Öl in den Dampfzustand über als im zweiten.

Die fraktionierte Destillation von Öl ermöglicht die Gewinnung verschiedener Produkte für Diesel- und Strahlmotoren sowie Rohstoffe (Benzol, Xylole, Ethylbenzol, Ethylen, Butadien, Propylen), Lösungsmittel und andere Produkte.

Veredelungsprozess

Die Sekundärdestillation von Öl wird durch die Methode der chemischen oder thermischen katalytischen Spaltung der Produkte durchgeführt, die davon als Ergebnis der Primäröldestillation abgetrennt werden. In diesem Fall wird eine größere Menge an Benzinfraktionen sowie Rohstoffe für die Herstellung von aromatischen Kohlenwasserstoffen (Toluol, Benzol und andere) erhalten. Cracken ist die am weitesten verbreitete Sekundärölraffinationstechnologie.

Cracken ist der Prozess der Hochtemperaturverarbeitung von Öl und getrennten Fraktionen, um (hauptsächlich) Produkte mit niedrigerer Temperatur zu erhalten, darunter Kraftstoffe, Schmieröle usw., Rohstoffe für die petrochemische und chemische Industrie. Das Cracken erfolgt mit dem Aufbrechen von C-C-Bindungen und der Bildung von Carbanionen oder freien Radikalen. Der Bruch von C-C-Bindungen erfolgt gleichzeitig mit Dehydrierung, Isomerisierung, Polymerisation und Kondensation von Zwischen- und Ausgangsstoffen. Die letzten beiden Prozesse bilden einen Crackrückstand, d.h. Fraktion mit einem Siedepunkt über 350°C und Koks.

Die Destillation von Öl nach der Crack-Methode wurde 1891 von V. G. Shukhov und S. Gavrilov patentiert, dann wurden diese technischen Lösungen von W. Barton beim Bau der ersten Industrieanlage in den USA wiederholt.

Das Cracken wird durch Erhitzen des Ausgangsmaterials oder Einwirkung von Katalysatoren und hoher Temperatur durchgeführt.

Durch Cracken können Sie nützlichere Komponenten aus Heizöl extrahieren.

Die Primärölraffination umfasst einen kontinuierlichen Produktionsprozess. Produktionsanlagen, die in der Struktur von Ölraffinerien enthalten sind, befinden sich im Dauerlastmodus und erfüllen funktionale Aufgaben. Für die rechtzeitige Überholung der technologischen Ausrüstung sind Ölraffinerien gezwungen, die Produktion mindestens alle 3 Jahre einzustellen.

Vorbereitung für die Stufe der primären Ölraffination

Die Anlagen zur Primärölraffination, die in direkten Kontakt mit den aggressiven Bestandteilen des verarbeiteten Produkts kommen, unterliegen korrosivem Verschleiß. Eines davon sind Salze, die mit Rohölmasse gesättigt sind. Salzbestandteile sind in Wassermasse hochlöslich. Basierend auf diesem Prinzip wird ein Verfahren zur Entsalzung von Ölrohstoffen aufgebaut.

Aus Lagertanks gelangen verarbeitete Produkte in einen speziellen Tank, wo sie mit einem Verbundfüller gemischt werden. Die entstehende Emulsion wird einer speziellen, elektrischen Entsalzungsanlage (ELOU) zugeführt, die aus Einheiten zylindrischer Bauform (Elektrodehydratoren) besteht. Im inneren Teil von ihnen sind Elektrodenvorrichtungen befestigt, die unter Hochspannung (ab 25 kV) stehen.

Die Emulsion im Prozess der Primärölraffination durchläuft elektrische Dehydratoren, wo sie unter dem Einfluss von Strom und hoher Temperatur (100-120 ° C) zu zerfallen beginnt. Salzwasser, das im Vergleich zu Öl eine höhere Dichte hat, sammelt sich am Boden der Apparatur und wird von einer Pumpe abgepumpt. Als Katalysator für den Wasserentzug aus der Ölmasse werden der Lösung spezielle Demulgatoren zugesetzt.

Primärer Ölraffinationsprozess

Die von Salzen gereinigte Ölmasse wird zur weiteren Verarbeitung in atmosphärische Vakuumanlagen verbracht, wo die primäre Ölverarbeitung durchgeführt wird - ABT. Der Name der Anlage ist auf den Verarbeitungsprozess (Schnitt in einzelne Partikel) zurückzuführen, der darin besteht, Öl durch röhrenförmige Ofenspulen zu erhitzen und zu filtern. Zum Heizen wird Wärme aus dem brennenden Bauteil und den austretenden Rauchgasen verwendet. Das atmosphärische Vakuumgerät bietet zwei Arten der Verarbeitung.

1. Atmosphärisches Verarbeitungsverfahren. Diese Stufe der Primärölraffination hat die Aufgabe, leichte Bestandteile zu isolieren, die bei hohen Temperaturen (350 Grad) verdampfen. Die daraus resultierenden Ölprodukte sind Benzin, Kerosin und Dieselkraftstoff. Die Ausbeute an leichter fraktionierter Zusammensetzung wird auf etwa sechzig Prozent der Gesamtmasse des Öleinsatzmaterials bestimmt. Ein Nebenprodukt der atmosphärischen Destillation ist Heizöl.

Die Destillation der in Öfen rotglühenden Ölmasse erfolgt in einer vertikalen zylindrischen Vorrichtung - einem Destillationsrohr, dessen innere Zone mit Kontaktmechanismen ausgestattet ist. Durch die Öffnungen der Kontaktelemente steigt der Dampf in den oberen Bereich auf und die flüssige Zusammensetzung geht in den unteren Bereich über. Um einen solchen Vorgang wie die Primärverarbeitung von Öl durchzuführen, beträgt die erforderliche Anzahl von Kontaktvorrichtungen bis zu sechzig Stück, was von der Größe und den Konfigurationsprozessen der Destillationssäulenvorrichtungen abhängt.

2. Die Vakuumdestillation ist für die Verarbeitung von Heizöl in Heizöl- und Ölprofilanlagen vorgesehen. Das Hauptprodukt der Destillation sind Öldestillate, das Nebenprodukt ist Teer. Das Vakuummedium (40-60 mm Hg) ermöglicht es, die Prozesstemperatur auf 360-380 C zu senken, oberhalb derer eine thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen stattfindet. Dadurch wird die Förderung von Vakuumgasöl, dessen Endpunkt höher als 520 °C ist, erhöht.

Die Ölmenge für die Durchführung eines solchen Prozesses wie der Primärölraffination wird anhand stationärer Messgeräte oder durch Messung des Füllstands am Lagerort und von dort durch das Rohrleitungssystem zu allen technologischen Anlagen bestimmt.