پالایش نفت اولیه چکیده نفت و روش های فرآوری آن مراحل پالایش نفت

امروزه منبع اصلی طبیعی هیدروکربن ها نفت است. اولین پالایشگاه‌های نفت دقیقاً در محل‌های تولید ساخته شد، اما نوسازی فنی وسایل حمل‌ونقل دلیلی برای جدایی پالایش نفت از تولید نفت شد. مراکز فرآوری نفت به طور فزاینده ای دور از سایت های تولید، در مناطق مصرف انبوه فرآورده های نفتی یا در امتداد خطوط لوله نفت ساخته می شوند.

فرآیند پالایش نفت

پالایش نفت در سه مرحله اصلی انجام می شود:

• در مرحله اول، مواد اولیه نفت به بخش هایی تقسیم می شود که در فواصل نقطه جوش متفاوت هستند (فرآوری اولیه)
• پردازش بیشتر بخش های به دست آمده با کمک تبدیل شیمیایی هیدروکربن های موجود در آنها با تشکیل اجزای محصولات نفتی قابل فروش (فرآوری ثانویه) انجام می شود.
• در مرحله آخر، اجزاء با افزودن، در صورت لزوم، افزودنی های مختلف، با تشکیل فرآورده های نفتی تجاری با شاخص های کیفیت مشخص (تولید تجاری) مخلوط می شوند.

پالایشگاه های نفت سوخت موتور و دیگ بخار، گازهای مایع، انواع مواد اولیه کارخانه های پتروشیمی و همچنین روغن های روان کننده، هیدرولیک و سایر روغن ها، قیر، کک نفتی، پارافین تولید می کنند. بر اساس فناوری پالایش نفت مورد استفاده، پالایشگاه ها از 5 تا 40 قلم فرآورده های نفتی قابل فروش تولید می کنند. پالایش نفت یک فرآیند مداوم است، دوره عملیات بین تعمیرات اساسی در شرایط فعلی به حدود 3 سال می رسد.

پالایش نفت اولیه

فرآیندهای پالایش اولیه به معنای تغییرات شیمیایی در روغن نیست و نشان دهنده جداسازی فیزیکی آن به بخش است. در خاک روسیه، حجم اصلی نفت خام فرآوری شده از طریق خطوط لوله اصلی نفت به پالایشگاه ها از شرکت های تولید کننده آورده می شود. حجم کمی نفت از طریق راه آهن آورده می شود. در کشورهای واردکننده نفت که به دریا دسترسی دارند، تحویل به پالایشگاه های بندری از طریق آب انجام می شود.
نفت خام حاوی نمک هایی است که باعث خوردگی سریع تجهیزات فرآیند می شود. برای حذف املاح، روغن را با آب مخلوط می کنند که این نمک ها در آن حل می شوند. علاوه بر این، روغن به ELOU - یک دستگاه نمک‌زدایی الکتریکی - تغذیه می‌شود. روش نمک‌زدایی در دستگاه‌های آب‌گیری الکتریکی انجام می‌شود. در شرایط جریان ولتاژ بالا (بیش از 25 کیلو ولت) مخلوط آب و روغن (امولسیون) از بین می رود که در نتیجه آب در پایین دستگاه جمع شده و تخلیه می شود. همه اینها در دمای 100 تا 120 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد. روغنی که نمک ها از آن جدا می شوند، از ELOU به دستگاه تقطیر خلاء جوی که در پالایشگاه های روسیه AVT نامیده می شود - لوله خلاء جوی تغذیه می شود. فرآیند AWT به دو بلوک تقسیم می شود - تقطیر اتمسفر و خلاء.
وظیفه تقطیر اتمسفر این است که بخش های روغن سبک را انتخاب کنید - بنزین، نفت سفید و گازوئیل که تا دمای 360 درجه سانتیگراد می جوشند. حجم خروجی بالقوه آنها برای نفت به 45-60 درصد می رسد. باقیمانده تقطیر اتمسفر نفت کوره است. روغن گرم شده در کوره در یک ستون تقطیر به بخش های جداگانه جدا می شود که در داخل آن دستگاه های تماس (صفحات) وجود دارد. بخارات از طریق این صفحات بالا می روند و مایع به پایین جریان می یابد. در نتیجه این فرآیند، کسر بنزین به صورت بخار در بالای ستون حذف می‌شود و بخارات قطعات نفت سفید و گازوئیل در قسمت‌های دیگر ستون به میعانات تبدیل شده و حذف می‌شوند، در حالی که نفت کوره این کار را انجام نمی‌دهد. حالت آن را تغییر می دهد و به شکل مایع از پایین ستون پمپ می شود.
وظیفه تقطیر خلاء، انتخاب تقطیرهای نفتی از نفت کوره در پالایشگاه پروفیل نفت کوره و همچنین یک کسر وسیع نفت (نفت گاز خلاء) در پالایشگاه پروفیل سوخت است. در پایان تقطیر خلاء، قطران باقی می ماند. فراکسیون های نفتی باید در خلاء گرفته شوند زیرا در دمای حدود 400 درجه سانتیگراد هیدروکربن ها تجزیه حرارتی (ترک خوردگی) می شوند و انتهای جوشش روغن گاز وکیوم 520 درجه سانتیگراد است. به همین دلیل، تقطیر در شرایط فشار باقیمانده 40-60 میلی متر جیوه انجام می شود. هنر، منجر به کاهش دمای حداکثر در دستگاه به 360-380 درجه سانتیگراد می شود.
کسر بنزین به دست آمده در واحد اتمسفر حاوی گازهایی (عمدتاً پروپان و بوتان) در حجمی است که بیش از نیازهای کیفی است و نمی توان آن را نه به عنوان جزئی از بنزین موتور و نه به عنوان بنزین مستقیم تجاری مورد استفاده قرار داد. علاوه بر این، پالایش نفت با هدف افزایش عدد اکتان بنزین و تولید هیدروکربن های معطر شامل استفاده از بخش های باریک بنزین به عنوان مواد خام است. بنابراین لازم است که تقطیر گازهای مایع حاصل از کسر بنزین در فرآیند پالایش نفت گنجانده شود. محصولات پالایش نفت اولیه باید در مبدل های حرارتی خنک شوند، جایی که آنها گرما را به مواد خام سرد عرضه شده برای پردازش می دهند و در نتیجه سوخت فرآیند ذخیره می شود. واحدهای پردازش اولیه با تکنولوژی بالا اغلب با هم ترکیب می شوند و می توانند فرآیندهای فوق را در پیکربندی های مختلف انجام دهند. ظرفیت این دستگاه ها از 3 تا 6 میلیون تن نفت خام در سال می رسد.

پالایش نفت

روش های ثانویه پالایش نفت شامل چنین رویه هایی است که با هدف افزایش میزان سوخت موتور تولید می شود. در جریان چنین فرآیندهایی، اصلاح شیمیایی مولکول های هیدروکربن که بخشی از روغن هستند، اغلب با تبدیل آنها به اشکال راحت تر برای اکسیداسیون انجام می شود.
تمام فرآیندهای ثانویه به سه دسته تقسیم می شوند:

• تعمیق: انواع مختلف کراکینگ، ویزاشککن، کک سازی تاخیری، تولید قیر و غیره
• پالایش: اصلاح، تصفیه آب، ایزومریزاسیون
• دیگران، به عنوان مثال، تولید روغن، MTBE، آلکیلاسیون، تولید آروماتیک.

ترک خوردن

چنین انواعی از ترک وجود دارد:

• حرارتی
• کاتالیزوری
• هیدروکراکینگ

بنزین خودروها حاوی هیدروکربن‌هایی با 4 تا 12 اتم کربن، سوخت دیزل حاوی هیدروکربن‌هایی با 12 تا 25 اتم و نفت حاوی هیدروکربن‌هایی با 25 تا 70 اتم هستند. با افزایش تعداد اتم ها، جرم مولکول ها نیز افزایش می یابد. شکستن مولکول های سنگین را به مولکول های سبک تر تجزیه می کند و آنها را به هیدروکربن هایی تبدیل می کند که به راحتی می جوشند. در این حالت کسری بنزین، نفت سفید و گازوئیل تشکیل می شود.
در کراکینگ حرارتی موارد زیر وجود دارد:

• کراکینگ فاز بخار که در آن روغن تا دمای 520-550 درجه سانتیگراد و فشار 2-6 اتمسفر گرم می شود. تا به امروز، این روش قدیمی است و استفاده نمی شود، زیرا با بهره وری کم و محتوای بالای (تا 40٪) هیدروکربن های غیر اشباع در محصول نهایی مشخص می شود.
• ترک فاز مایع در دمای 480-500 درجه سانتیگراد و فشار 20-50 اتمسفر انجام می شود. سطح بهره وری افزایش می یابد، حجم (25-30٪) هیدروکربن های غیر اشباع کاهش می یابد. فراکسیون های بنزین به دست آمده از ترک حرارتی به عنوان جزئی از بنزین موتور تجاری استفاده می شود. سوخت‌ها پس از چنین فرآیندی پایداری شیمیایی پایینی دارند که می‌توان با وارد کردن افزودنی‌های آنتی اکسیدانی ویژه به سوخت، این پایداری را بهبود بخشید.

ترک خوردگی کاتالیزوری یک فرآیند تکنولوژیکی پیشرفته تر است. در طی این فرآیند، شکافتن مولکول های هیدروکربن نفت سنگین در دمای 430-530 درجه سانتی گراد و فشاری نزدیک به اتمسفر در حضور کاتالیزورها رخ می دهد. وظیفه کاتالیزور هدایت فرآیند و ترویج ایزومریزاسیون هیدروکربن های اشباع شده و همچنین واکنش تبدیل از غیراشباع به اشباع است. بنزین به دست آمده از این طریق با مقاومت بالا در برابر ضربه و پایداری شیمیایی مشخص می شود.
علاوه بر این، از یک زیرگونه از کراکینگ کاتالیزوری استفاده می شود - هیدروکراکینگ. در طی این فرآیند، مواد خام سنگین با استفاده از هیدروژن در دمای 420-500 درجه سانتی گراد و فشار 200 اتمسفر تجزیه می شوند. این واکنش تنها در یک راکتور ویژه در حضور کاتالیزورها (اکسیدهای W، Mo، Pt) امکان پذیر است. نتیجه هیدروکراکینگ سوخت نیروگاه های توربوجت است.
در فرآیند اصلاح کاتالیزوری، آروماتیزاسیون فراکسیون های بنزین به دلیل تبدیل کاتالیزوری هیدروکربن های نفتنی و پارافینی به آروماتیک اتفاق می افتد. علاوه بر آروماتیزاسیون، مولکول های هیدروکربن های پارافینی تحت ایزومریزاسیون قرار می گیرند، سنگین ترین هیدروکربن ها به هیدروکربن های کوچکتر تقسیم می شوند.

فرآورده های پالایش نفت

همه می دانند که نفت با ارزش ترین ماده خام برای تولید سوخت وسایل نقلیه مختلف است، به عنوان مثال، بنزین و سوخت دیزل برای خودروها، نفت سفید برای موتورهای جت هواپیما. سوخت محصول اصلی پالایش نفت است. با این حال، پالایش نفت تنها به سوخت ختم نمی شود. امروزه تعداد زیادی از اجزای مفید دیگر از روغن تولید می شود که در موارد کاملاً غیر منتظره استفاده می شود. ما از فرآورده های مشابه پالایش نفت در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم، اما از منشأ آنها اطلاعی نداریم.
محبوب ترین امروزه را می توان پلی اتیلن یا پلاستیک نامید. میلیون ها تن پلاستیک پلی اتیلن برای تولید کیسه های پلاستیکی، ظروف غذا و سایر محصولات با استفاده انبوه استفاده می شود.
احتمالاً همه مردم تا به حال از وازلین استفاده کرده اند. این توسط شیمیدان انگلیسی رابرت چسبرو که بسیار کنجکاو و مراقب بود اختراع شد، در نتیجه او توانست ویژگی های مفید این ماده را در بقایای پالایش نفت در پایان قرن نوزدهم تشخیص دهد. امروزه از وازلین در پزشکی، آرایشی و بهداشتی و حتی به عنوان مکمل غذایی استفاده می شود.
زنان هزاران سال است که از لوازم آرایشی و رژ لب استفاده می کنند. پیش از این، رژ لب حاوی اجزای مضر مختلفی بود. با این حال، امروزه دارای تعدادی از ویژگی های مفید است و ترکیب آن شامل هیدروکربن ها است: پارافین مایع و جامد، سرزین.
یکی دیگر از محصولات محبوب که حاوی کربوهیدرات است، آدامس است. این نه تنها بر اساس اجزای طبیعی، بلکه بر اساس رزین های پلی اتیلن و پارافین نیز ساخته شده است. با توجه به اینکه آدامس از پلیمرهای به دست آمده از پالایش روغن تشکیل شده است، تجزیه آن به زمان بسیار زیادی نیاز دارد. به همین دلیل، پرتاب آدامس در خیابان ضروری نیست، زیرا سال‌های زیادی در زمین می‌ماند.
شاید منحصر به فرد ترین ماده ای که از نفت به دست می آید نایلون باشد. تصور زندگی مدرن بدون جوراب شلواری نایلونی سخت است. نایلون یک ماده بسیار قوی و سبک وزن است. استفاده از آن تنها به جوراب شلواری ختم نمی شود. از آن برای ساخت مواد شوینده ظرفشویی و چتر نجات استفاده می شود. این پلیمر در سال 1935 توسط متخصصان DuPont اختراع شد.

روش های پالایش نفت به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم می شوند. روشهای اولیه دریافت نفت در پالایشگاه (پالایشگاه) را در نظر بگیرید.

پیش تصفیه روغن

اصلاح

نفت خام از پیش تصفیه شده با استفاده از فرآیندهای فرآوری اولیه - تقطیر جوی و تقطیر خلاء به گروه های هیدروکربن (کسری) جدا می شود.
فرآیند پالایش به خودی خود تبخیر نفت خام و تقطیر کسرهای بدست آمده به دلیل اختلاف نقطه جوش است. این فرآیند تقطیر مستقیم یا یکسوسازی نامیده می شود.

تقطیر اتمسفر- در یک ستون تقطیر در فشار اتمسفر انجام می شود. در نتیجه بنزین، نفت سفید، کسرهای دیزل و نفت کوره به دست می آید.

تقطیر خلاء- جداسازی روغن کوره باقیمانده از تقطیر اتمسفر به قطران برای به دست آوردن یک کسر تقطیر گسترده (گزینه سوخت) یا بخش نفت باریک (گزینه روغن).

بنابراین، نتیجه پالایش اولیه نفت، فرآورده‌های نفتی و واسطه‌ای برای فرآوری بیشتر به روش‌های ثانویه با بهبود کیفیت تجاری آنها است.

فرآیندهای بازیافت روغن

روش های بازیافت روغن را می توان به دو دسته حرارتی و کاتالیزوری تقسیم کرد.

روش های مورد استفاده برای بازیافت روغن را می توان به فرآیندهای حرارتی و کاتالیزوری تقسیم کرد.

ویرس شکن

ویسکوزیته فرآیند تولید سوخت دیگ بخار از قیر و محصولات باقیمانده مشابه پالایش نفت با خواص عملکردی بهبود یافته است که با کاهش سطح ویسکوزیته و شاخص نقطه ریزش مشخص می شود.

در حین کراکینگ حرارتی، حجم اضافی مواد خام سبک تولید می شود؛ همچنین با استفاده از این فرآیند فرآوری، می توان فرآورده های نفتی مورد استفاده در تجهیزات مورد استفاده برای تولید کک الکترود و مواد خام را به دست آورد که بر اساس آن کربن سیاه تولید می شود. به دست آمده. حجم محصول روغن سبک بدست آمده بسیار کم است و نیاز به پردازش بیشتری دارد.

ماده اولیه برای فرآوری با ریفرمینگ بنزین مستقیم با عدد اکتان 80-85 واحد است. این روش پالایش نفت به شما امکان می دهد 78-82٪ از محصول نهایی را برداشت کنید. در عین حال، بنزین پایه به دست آمده از این طریق حاوی درصد نسبتاً بالایی از هیدروکربن های معطر (50-65٪) از جمله تا 7٪ بنزن است که به طور قابل توجهی سطح تشکیل دوده را افزایش می دهد و به افزایش سطح کمک می کند. از انتشار مواد سرطان زا به جو، و همچنین حاوی مقدار کافی از بخش های نور.

برای به دست آوردن بنزینی که مطابق با استانداردهای تایید شده باشد، از ایزوپارافین های سبک استفاده می شود که با استفاده از ایزومریزاسیون کاتالیزوری در یک محیط حاوی هیدروژن از پارافین های ساختار معمولی حذف می شوند.

به شکل جزئی از بنزین تجاری در پالایشگاه ها، سبک ترین قسمت بنزین مستقیم، به اصطلاح سر، در روند توسعه مواد اولیه اصلاحی باقی می ماند. در عین حال، وجود یک کسر سر با عدد اکتان پایین برای سهم اصلی روغن فرآوری شده معمولی است. افزایش عدد اکتان کسر سبک به میزان 15-20 واحد با ایزومریزاسیون آن امکان پذیر است که امکان استفاده از آن را به عنوان جزئی از بنزین تجاری فراهم می کند.

هیدروکراکینگ

هیدروکراکینگ فرآیند فرآوری نفت کوره، نفت گاز وکیوم یا آسفالت زدایی روغن تحت فشار هیدروژن است که برای تولید هر نوع فرآورده نفت سبک از جمله بنزین موتور، سوخت دیزل، گازهای مایع و سایر انواع فرآورده های نفت سبک طراحی شده است. نوع محصول نهایی به تنظیمات و مقدار هیدروژن مصرفی بستگی دارد.

ضمناً این مقاله را نیز بخوانید: کارخانه کک سازی تاخیری

هیدروکراکینگ برای تولید هیدروکربن های کم جوش نیز استفاده می شود. در این مورد، ماده اولیه فراکسیون های تقطیر میانی و بنزین سنگین است.

با کمک فرآیند هیدروکراکینگ فقط می توان محصولات تجزیه تولید کرد، واکنش های تراکم در این روش فرآوری فرآورده نفتی به دلیل عمل هیدروژن سرکوب می شود.

شرکت‌های متخصص در تولید سوخت و فرآورده‌های نفتی، بخش‌های تقطیر را با جدا کردن نفت گاز خلاء از بخش‌ها، بخش‌های باقیمانده نفت - از دیافالتیزات قیر دریافت می‌کنند. معمولاً در تولید روغن از فرآیندهای استخراج استفاده می شود. در عین حال، شرایط لازم برای جریان موفقیت آمیز فرآیندهای پالایشی متفاوت است که به دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی محصول نهایی به دست آمده از روغن های با منشاء مختلف است.

برای اینکه امروزه پالایشگاه ها به درستی کار کنند باید شرایط زیر را داشته باشند:

- قادر به تولید حجم کافی از محصول نهایی برای پوشش کامل نیازهای منطقه باشد.

- تولید محصولاتی که مطابق با استانداردهای مدرن با کیفیت بالا باشد.

- تلاش برای ایجاد یک فرآیند بدون وقفه پالایش نفت؛

- انجام تولید پیچیده محصولات صنعت نفت و گاز؛

- حفظ سطح بالایی از رقابت؛

- تمام هنجارهای ایمنی فنی و زیست محیطی تولید را رعایت کنید.

شما علاقه مند خواهید شد:

تبدیل بشکه نفت به تن و بالعکس عمق پالایش نفت ویژگی های فرآوری نفت سنگین در پالایشگاه کراسنودار در سال 2017، عمق پالایش نفت با 4.2 درصد افزایش به 74.1 درصد رسید. حجم پالایش نفت خام در سال 2018 در پالایشگاه های روسیه در سطح 280 میلیون تن باقی خواهد ماند.

فرآیندهای پالایش

نفت خام برای اولین بار در سال 1880 به مقدار قابل توجهی تولید شد و از آن زمان تولید آن به طور تصاعدی رشد کرد. نفت خام مخلوطی از مواد شیمیایی حاوی صدها جزء است. بخش عمده ای از روغن هیدروکربن ها است - آلکان ها، سیکلوآلکان ها، آرن ها. محتوای آلکان ها (هیدروکربن های اشباع) در روغن ها می تواند 50-70٪ باشد. سیکلوآلکان ها می توانند 30 تا 60 درصد از ترکیب کل نفت خام را تشکیل دهند که بیشتر آنها تک حلقه ای هستند. رایج ترین آنها سیکلوپنتان و سیکلوهگزان هستند. هیدروکربن های غیر اشباع (آلکن ها)، به عنوان یک قاعده، در روغن وجود ندارد. آرن ها (هیدروکربن های معطر) نسبت کمتری از ترکیب کل را در مقایسه با آلکان ها و سیکلوآلکان ها تشکیل می دهند. در بخش های کم جوش روغن، ساده ترین هیدروکربن معطر، بنزن و مشتقات آن غالب است.

علاوه بر هیدروکربن ها، قسمت آلی روغن حاوی مواد رزینی و آسفالتی است که ترکیبات مولکولی بالایی از کربن، هیدروژن، گوگرد و اکسیژن، ترکیبات گوگردی، اسیدهای نفتنیک، فنل ها، ترکیبات نیتروژن دار مانند پیریدین، کینولین، آمین های مختلف، همه این مواد ناخالصی های روغنی نامطلوب هستند. تمیز کردن آنها مستلزم ساخت تاسیسات ویژه است. ترکیبات گوگردی که باعث خوردگی تجهیزات می شوند، هم در پالایش نفت و هم در استفاده از فرآورده های نفتی مضر هستند. ناخالصی های معدنی در روغن شامل آب است که معمولاً به دو صورت وجود دارد - در هنگام ته نشین شدن به راحتی از روغن جدا می شود و به صورت امولسیون های پایدار. آب حاوی نمک های معدنی محلول در آن است - NaCI، CaCl 2، MgCl و غیره. خاکستر صدم و هزارم درصد را در روغن تشکیل می دهد. علاوه بر این، ناخالصی های مکانیکی در روغن وجود دارد - ذرات جامد ماسه و خاک رس.

مهمترین فرآورده های نفتی

از نفت در فرآیند پردازش سوخت (مایع و گاز)، روغن های روان کننده و گریس ها، حلال ها، هیدروکربن های فردی - اتیلن، پروپیلن، متان، استیلن، بنزن، تولوئن، زایلن و غیره، مخلوط های جامد و نیمه جامد هیدروکربن ها ( پارافین، ژله نفتی، سرزین)، قیر نفتی و زمین، کربن سیاه (دوده) و غیره.

سوخت مایع به موتور و دیگ تقسیم می شود. سوخت موتور نیز به نوبه خود به کاربراتور، جت و دیزل تقسیم می شود. سوخت کاربراتوری شامل بنزین های حمل و نقل هوایی و اتومبیل و همچنین سوخت تراکتور - نفتا و نفت سفید است. سوخت موتورهای جت هوانوردی، بخش های نفت سفید از ترکیبات مختلف یا مخلوط آنها با کسرهای بنزین (سوخت جت) است. سوخت دیزل حاوی روغن‌های گاز، بخش‌های خورشیدی است که در موتورهای درون‌سوز متقابل با احتراق تراکمی استفاده می‌شود. سوخت دیگ بخار در کوره های لوکوموتیوهای دیزل، کشتی های بخار، نیروگاه های حرارتی، در کوره های صنعتی سوزانده می شود و به نفت گرمایش، سوخت MP برای کوره های اجاق باز تقسیم می شود.

به سوخت گازی شامل گازهای سوخت مایع هیدروکربنی است که برای خدمات خانگی استفاده می شود. اینها مخلوطی از پروپان و بوتان در نسبت های مختلف هستند.

روغن های روان کننده, در نظر گرفته شده برای روانکاری مایع در ماشین ها و مکانیزم های مختلف، بسته به کاربرد، آنها را به صنعتی، توربین، کمپرسور، انتقال، عایق، موتور تقسیم می کنند. روغن‌های ویژه برای روان‌کاری در نظر گرفته نمی‌شوند، بلکه برای استفاده به عنوان مایع کار در مخلوط‌های ترمز، دستگاه‌های هیدرولیک، پمپ‌های جت بخار، و همچنین در ترانسفورماتورها، خازن‌ها، کابل‌های الکتریکی پر از روغن به عنوان یک محیط عایق الکتریکی استفاده می‌شوند. نام این روغن ها منعکس کننده محدوده استفاده از آنها است، به عنوان مثال ترانسفورماتور، خازن و غیره.

گریس ها روغن های نفتی هستند که با صابون ها، هیدروکربن های جامد و سایر غلیظ کننده ها غلیظ شده اند. همه روان کننده ها به دو دسته جهانی و ویژه تقسیم می شوند. روان کننده ها بسیار متنوع هستند، بیش از صد مورد وجود دارد.

هیدروکربن های منفرد, به دست آمده در نتیجه فرآوری نفت و گازهای نفتی، به عنوان مواد خام برای تولید پلیمرها و محصولات سنتز آلی استفاده می شود. از این میان، مهمترین آنها محدود کننده ها هستند - متان، اتان، پروپان، بوتان و غیره. غیر اشباع - اتیلن، پروپیلن؛ معطر - بنزن، تولوئن، زایلن. علاوه بر هیدروکربن های منفرد ذکر شده، محصولات پالایش نفت، هیدروکربن های اشباع شده با وزن مولکولی زیاد (C 16 و بالاتر) هستند - پارافین ها، سرزین ها، که در صنعت عطرسازی و به عنوان غلیظ کننده گریس ها استفاده می شوند.

قیر نفتی, از بقایای نفت سنگین با اکسیداسیون آنها به دست می آیند و برای راهسازی، مصالح سقف، تهیه ورنی آسفالت و جوهر چاپ و غیره استفاده می شوند.

یکی از محصولات اصلی پالایش نفت است سوخت موتور , که شامل بنزین های هوانوردی و موتوری است. یکی از ویژگی های مهم بنزین که مشخص کننده توانایی آن در مقاومت در برابر اشتعال زودرس در محفظه احتراق است، این است. مقاومت در برابر انفجار. ضربه زدن به موتور معمولاً نشان می دهد که یک احتراق پیش از انفجار رخ داده است و انرژی هدر رفته است.

بر اساس مقیاس تجربی معرفی شده در سال 1927، عدد اکتان برای n-هپتان که به راحتی منفجر می شود، صفر و برای ایزواکتان که مقاومت در برابر ضربه بالایی دارد، برابر با 100 است. اگر برای مثال، بنزین آزمایش شده از نظر مقاومت در برابر ضربه در آزمایش هایی معادل مخلوط 80 درصد ایزواکتان و 20 درصد هپتان n است، سپس عدد اکتان آن 80 است. از زمان معرفی ترازو، استانداردهایی پیدا شده است که در مقاومت در برابر انفجار در برابر ایزواکتان، و اکنون مقیاس اکتان به 120 افزایش یافته است.

تعیین عدد اکتان هیدروکربن های مختلف نشان داد که در سری آلکان ها با افزایش انشعاب عدد اکتان افزایش و با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی کاهش می یابد. تعداد اکتان آلکن ها بیشتر از آلکان های مربوطه است و با جابجایی پیوند دوگانه به سمت مرکز مولکول ها افزایش می یابد. سیکلوآلکان ها نسبت به آلکان ها عدد اکتان بیشتری دارند. هیدروکربن های معطر دارای بالاترین عدد اکتان هستند. بنابراین، به عنوان مثال، عدد اکتان n-پروپیل بنزن 105، اتیل بنزن - 104، تولوئن - 107 است.

بنزینی که در فرآیند تقطیر مستقیم نفت به دست می آید، عمدتاً از آلکان هایی با درجه اکتان 50-70 تشکیل شده است. برای افزایش عدد اکتان، پردازش انجام می شود که در نتیجه هیدروکربن های بنزین با تشکیل ساختارهای مطلوب تر ایزومریزه می شوند و از عوامل ضد ضربه استفاده می شود - موادی که به مقدار بیش از 0.5٪ به بنزین ها اضافه می شوند تا به میزان قابل توجهی. مقاومت در برابر ضربه آنها را افزایش دهید.

برای اولین بار، سرب تترااتیل (TES) Pb(C 2 H 5) 4 به عنوان یک عامل ضد ضربه شروع به استفاده کرد که تولید صنعتی آن در سال 1923 آغاز شد. سایر آلکیل های سرب، به عنوان مثال، سرب تترمتیل نیز استفاده می شود. افزودنی های جدید شامل کربونیل های فلزات واسطه است. عوامل ضد ضربه، به ویژه TES، در مخلوطی با اتیل بروماید، دی برومواتان، دی کلرواتان، مونوکلرونافتالین (مایع اتیل) استفاده می شود. به بنزین هایی که مایع اتیل اضافه می کنند سرب می گویند. مایع اتیل بسیار سمی است و هنگام کار با آن و بنزین های سرب دار باید اقدامات احتیاطی ویژه ای رعایت شود.

پالایش نفت اولیه

آماده سازی روغن برای فرآورینفت خام حاوی گازهای محلول به نام گذشتنآب، نمک های معدنی، ناخالصی های مختلف مکانیکی. آماده سازی روغن برای فرآوری به جداسازی این اجزاء از آن و خنثی سازی ناخالصی های فعال شیمیایی کاهش می یابد.

جداسازی گازهای همراه از نفت در جداکننده های گاز با کاهش حلالیت گازها به دلیل کاهش فشار انجام می شود. سپس گازها برای فرآوری بیشتر به یک کارخانه گاز و بنزین فرستاده می شوند و در آنجا بنزین، اتان، پروپان و بوتان گاز از آنها استخراج می شود. جداسازی نهایی گازها از نفت در کارخانه های تثبیت انجام می شود، جایی که آنها در ستون های تقطیر ویژه تقطیر می شوند.

در یک بخاری مخصوص، بخش های بنزین سبک از روغن جدا می شود و سپس با افزودن یک دمولسیفایر به آن، به مخازن ته نشینی فرستاده می شود. در اینجا روغن از ماسه و خاک رس آزاد می شود و آب می شود. روش‌های مختلفی برای شکستن امولسیون‌ها و حذف آب استفاده می‌شود، از جمله عملیات ترموشیمیایی تحت فشار. یک روش بهتر برای شکستن امولسیون ها روش الکتریکی است که شامل عبور روغن بین الکترودهای متصل به مدار جریان متناوب ولتاژ بالا (30-45 کیلو ولت) است. هنگامی که روغن کم آب می شود، قسمت قابل توجهی از نمک ها نیز حذف می شود (نمک زدایی).

ناخالصی های فعال شیمیایی موجود در روغن به شکل گوگرد، سولفید هیدروژن، نمک ها، اسیدها با محلول های قلیایی یا آمونیاکی خنثی می شوند. این فرآیند که با هدف جلوگیری از خوردگی تجهیزات انجام می شود نامیده می شود قلیایی شدن روغن

علاوه بر این، آماده سازی روغن برای فرآوری شامل مرتب سازی و مخلوط کردن روغن ها برای به دست آوردن ماده خام یکنواخت تر است.

تقطیر روغن.تقطیر اولیه روغن اولین فرآیند تکنولوژیکی پالایش نفت است. واحدهای فرآوری اولیه در هر پالایشگاهی موجود است.

تقطیر یا تقطیراین فرآیند جداسازی مخلوطی از مایعات محلول متقابل به کسری است که در نقطه جوش هم بین خود و هم با مخلوط اصلی متفاوت است. در تاسیسات مدرن، تقطیر روغن با استفاده از تبخیر منفرد انجام می شود. با یک تبخیر، بخش های کم جوش با عبور از بخار، در دستگاه باقی می مانند و فشار جزئی تبخیر کسرهای با جوش بالا را کاهش می دهند، که این امر امکان تقطیر را در دماهای پایین تر می دهد.

با یک تبخیر و تراکم بعدی بخارات، دو بخش به دست می آید: یک کسر سبک که حاوی اجزای کم جوش بیشتری است و دیگری سنگین با تعداد اجزای کم جوش کمتری نسبت به ماده اولیه، یعنی در هنگام تقطیر. یک فاز با اجزای کم جوش و فاز دیگر با اجزای با جوش بالا غنی شده است. در عین حال، دستیابی به جداسازی مورد نیاز اجزای روغن و به دست آوردن محصولات نهایی با جوشاندن در محدوده دمایی مشخص با استفاده از تقطیر غیرممکن است. در این راستا، پس از یک بار تبخیر، بخارات روغن در معرض یکسوسازی قرار می گیرند.

در واحدهای تقطیر روغن اولیه معمولاً فلاشینگ و تقطیر با هم ترکیب می شوند. برای تقطیر روغن از تاسیسات لوله ای یک و دو مرحله ای استفاده می شود. گرمای مورد نیاز برای فرآیند در کوره های لوله ای به دست می آید.

بسته به طرح کلی پالایشگاه و خواص روغن عرضه شده برای فرآوری، تقطیر یا در واحدهای لوله ای اتمسفر (AT) یا در کارخانه هایی که تقطیر اتمسفر و خلاء را ترکیب می کنند - واحدهای لوله خلاء جوی (AVT) انجام می شود.

عرقیات از ترکیبات مختلف در امتداد ارتفاع ستون در محدوده دمایی کاملاً مشخص گرفته می شود. بنابراین، در 300-350 درجه سانتیگراد، روغن خورشیدی متراکم می شود و خارج می شود، در 200-300 درجه سانتیگراد - نفت سفید، در 160-200 درجه سانتیگراد - کسر نفتا. از بالای ستون، بخارات بنزین خارج می شود که در مبدل های حرارتی خنک و متراکم می شوند. . بخشی از بنزین مایع به ستون آبیاری عرضه می شود . در قسمت پایینی آن، نفت کوره جمع آوری می شود که برای بدست آوردن روغن های روان کننده از آن در ستون تقطیر دوم، تحت تقطیر بیشتر قرار می گیرد. , کار در خلاء برای جلوگیری از شکافتن هیدروکربن ها تحت تأثیر دماهای بالا. قطران به عنوان ماده اولیه برای کراکینگ حرارتی، کک سازی، تولید قیر و روغن های با ویسکوزیته بالا استفاده می شود.

برای بدست آوردن فرآورده های نفتی، روغن را در دو مرحله به قطعات تقسیم می کنند، یعنی تقطیر روغن از طریق فرآوری اولیه و ثانویه انجام می شود.

فرآیند پالایش اولیه

در این مرحله از تقطیر، آبگیری اولیه و نمک زدایی نفت خام بر روی تجهیزات ویژه ای برای جداسازی نمک ها و سایر ناخالصی ها که می تواند باعث خوردگی تجهیزات و کاهش کیفیت فرآورده های نفتی شود، انجام می شود. پس از آن، روغن حاوی تنها 3-4 میلی گرم نمک در لیتر و بیش از 0.1٪ آب نیست. محصول آماده شده برای تقطیر آماده است.

با توجه به اینکه هیدروکربن‌های مایع در دماهای مختلف می‌جوشند، از این خاصیت در هنگام تقطیر روغن برای جدا کردن بخش‌های جداگانه از آن در مراحل مختلف جوش استفاده می‌شود. تقطیر نفت در اولین پالایشگاه‌های نفت این امکان را فراهم می‌آورد که بسته به دما بخش‌های زیر را جدا کند: بنزین (در دمای 180 درجه سانتی‌گراد و کمتر می‌جوشد)، سوخت جت (در دمای 180-240 درجه سانتی‌گراد می‌جوشد) و سوخت دیزل در دمای 240-350 درجه سانتیگراد می جوشد. از تقطیر نفت، نفت کوره باقی می ماند.

در فرآیند تقطیر، روغن به کسری (اجزا) تقسیم می شود. در نتیجه فرآورده های نفتی تجاری یا اجزای آنها به دست می آید. تقطیر روغن مرحله اولیه فرآوری آن در کارخانه های تخصصی است.

هنگامی که گرم می شود، یک فاز بخار تشکیل می شود که ترکیب آن با مایع متفاوت است. فراکسیون های بدست آمده از تقطیر روغن معمولاً یک محصول خالص نیستند، بلکه مخلوطی از هیدروکربن ها هستند. هیدروکربن های مجزا را می توان تنها از طریق تقطیر مکرر فراکسیون های نفتی جدا کرد.

تقطیر مستقیم روغن انجام می شود

با روش تبخیر منفرد (به اصطلاح تقطیر تعادلی) یا تقطیر ساده (تقطیر کسری).

با استفاده از اصلاح و بدون آن؛

با کمک یک عامل تبخیر کننده؛

تحت خلاء و در فشار اتمسفر.

تقطیر تعادلی روغن را با وضوح کمتری نسبت به تقطیر ساده به قطعات تقسیم می کند. در همان زمان، روغن بیشتری در حالت اول در همان دما به حالت بخار می رود تا در حالت دوم.

تقطیر جزئی روغن امکان به دست آوردن انواع مختلف برای موتورهای دیزل و جت و همچنین مواد خام (بنزن، زایلن ها، اتیل بنزن، اتیلن، بوتادین، پروپیلن)، حلال ها و سایر محصولات را فراهم می کند.

فرآیند پالایش

تقطیر ثانویه روغن به روش تقطیر کاتالیزوری شیمیایی یا حرارتی آن دسته از محصولاتی که در نتیجه تقطیر اولیه روغن از آن جدا می شوند، انجام می شود. در این مورد، مقدار بیشتری از کسرهای بنزین و همچنین مواد خام برای تولید هیدروکربن های معطر (تولوئن، بنزن و غیره) به دست می آید. کراکینگ پرکاربردترین فناوری پالایش نفت ثانویه است.

کراکینگ فرآیند پالایش روغن و فراکسیون های جدا شده در دمای بالا برای به دست آوردن (عمدتا) محصولاتی است که ارزش کمتری دارند که شامل سوخت موتور، روغن های روغن کاری و غیره، مواد خام برای صنایع پتروشیمی و شیمیایی می شود. ترک با شکستن پیوندهای C-C و تشکیل کربانیون ها یا رادیکال های آزاد ادامه می یابد. پارگی پیوندهای C-C همزمان با هیدروژن زدایی، ایزومریزاسیون، پلیمریزاسیون و تراکم مواد میانی و اولیه انجام می شود. دو فرآیند آخر یک بقایای ترک را تشکیل می دهند، یعنی. کسری با نقطه جوش بالاتر از 350 درجه سانتیگراد و کک.

تقطیر روغن به روش کراکینگ در سال 1891 توسط V. G. Shukhov و S. Gavrilov ثبت شد، سپس این راه حل های مهندسی توسط W. Barton در طول ساخت اولین کارخانه صنعتی در ایالات متحده تکرار شد.

ترک خوردن با حرارت دادن مواد اولیه یا با عمل کاتالیزورها و دمای بالا انجام می شود.

کراکینگ به شما امکان می دهد تا اجزای مفید بیشتری را از نفت کوره استخراج کنید.

پالایش نفت اولیه شامل یک فرآیند تولید مداوم است. تأسیسات تولیدی که در ساختار پالایشگاه های نفت گنجانده شده است در حالت بار ثابت هستند و وظایف عملکردی را انجام می دهند. برای تعمیرات اساسی تجهیزات تکنولوژیکی به موقع، پالایشگاه های نفت مجبور می شوند حداقل هر 3 سال یک بار تولید را متوقف کنند.

آماده سازی برای مرحله پالایش اولیه نفت

تجهیزات مورد استفاده برای پالایش روغن اولیه، که در تماس مستقیم با اجزای تهاجمی محصول فرآوری شده قرار می گیرند، در معرض سایش خورنده هستند. یکی از آنها نمک است که از توده نفت خام اشباع شده است. اجزای نمک در توده آب بسیار محلول هستند. بر اساس این اصل، روشی برای نمک زدایی مواد خام نفت ساخته شده است.

از مخازن ذخیره سازی، محصولات فرآوری شده وارد یک مخزن مخصوص می شوند و در آنجا با یک پرکننده کامپوزیت مخلوط می شوند. امولسیون به دست آمده به یک کارخانه نمک‌زدایی الکتریکی ویژه (ELOU)، متشکل از واحدهایی از یک ساختار استوانه‌ای (الکترودهیدراتور) تغذیه می‌شود. در قسمت داخلی هر یک از آنها دستگاه های الکترود ثابت شده است که تحت تأثیر ولتاژ بالا (از 25 کیلو ولت) قرار دارند.

امولسیون در فرآیند پالایش اولیه روغن از آبگیرهای الکتریکی عبور می کند، جایی که تحت تأثیر جریان و دمای بالا (100-120 درجه سانتیگراد)، شروع به تجزیه می کند. آب نمک که چگالی بیشتری نسبت به روغن دارد، در پایین دستگاه جمع شده و توسط یک پمپ به بیرون پمپاژ می شود. به عنوان یک کاتالیزور برای فرآیند استخراج آب از توده روغن، دمولسیفایرهای خاصی به محلول اضافه می شود.

فرآیند اولیه پالایش نفت

توده روغن خالص شده از نمک ها برای پردازش بیشتر به دستگاه های اتمسفر وکیوم منتقل می شود، جایی که پردازش اولیه روغن انجام می شود - ABT. نام نصب به دلیل فرآیند پردازش (بخش به ذرات جداگانه) است که شامل گرم کردن و فیلتر کردن روغن از طریق کویل های کوره به شکل لوله است. برای گرم کردن، از گرما از جزء سوزاننده و مواد گازی دودی ساطع شده استفاده می شود. دستگاه خلاء اتمسفر دو نوع پردازش را ارائه می دهد.

1. روش پردازش اتمسفر. این مرحله از پالایش اولیه روغن دارای وظیفه ایزوله کردن اجزای سبکی است که در دمای بالا (350 درجه) می جوشند. فرآورده های نفتی حاصل، بنزین، نفت سفید و سوخت دیزل است. بازده ترکیب کسری سبک حدود شصت درصد از کل جرم خام نفت تعیین می شود. محصول جانبی تقطیر اتمسفر نفت کوره است.

تقطیر توده نفت گرم شده در کوره ها در یک دستگاه استوانه ای نوع عمودی - یک لوله تقطیر، که منطقه داخلی آن مجهز به مکانیسم های تماس است، انجام می شود. از طریق دهانه های عناصر تماس، بخار به بخش بالایی بالا می رود و ترکیب مایع در منطقه پایین ادغام می شود. برای انجام عملیاتی مانند فرآوری اولیه روغن، تعداد دستگاه های تماس مورد نیاز تا شصت قطعه است که به اندازه و فرآیندهای پیکربندی دستگاه های ستون تقطیر بستگی دارد.

2. تقطیر خلاء برای فرآوری نفت کوره در کارخانه های سوخت و پروفیل نفت در نظر گرفته شده است. محصول اولیه تقطیر عرقیات روغنی است و محصول جانبی آن قیر است. محیط خلاء (40-60 میلی متر جیوه) اجازه می دهد تا دمای فرآیند را به 360-380 درجه سانتیگراد کاهش دهید که در بالای آن تجزیه حرارتی هیدروکربن ها رخ می دهد. به همین دلیل استحصال نفت گاز وکیوم که نقطه پایان آن بالاتر از 520 درجه سانتیگراد است افزایش می یابد.

مقدار نفت برای اجرای فرآیندی مانند پالایش اولیه نفت، با توجه به دستگاه‌های اندازه‌گیری ثابت یا با اندازه‌گیری سطحی که در آن ذخیره می‌شود و از جایی که از طریق سیستم خط لوله به کلیه تأسیسات فن‌آوری می‌آید، تعیین می‌شود.