GirişBirincil petrol rafinerisi. Özet Petrol ve işlenme yöntemleri Petrol rafinasyonunun aşamaları
Bugün ana doğal kaynak hidrokarbonlar yağdır. İlk petrol rafinerileri tam olarak üretim tesislerinde inşa edildi, ancak ulaşım araçlarının teknik modernizasyonu, petrol rafinasyonunun petrol üretiminden ayrılmasına neden oldu. Petrol arıtma merkezleri, üretim alanlarından uzakta, petrol ürünlerinin toplu tüketildiği bölgelerde veya petrol boru hatları boyunca giderek daha fazla inşa ediliyor.
Petrol rafine etme işlemi
Petrol rafinasyonu üç ana aşamada gerçekleşir:
- İlk aşamada, petrol hammaddesi kaynama noktası aralıklarında farklılık gösteren fraksiyonlara bölünür ( birincil işlem)
- elde edilen fraksiyonların daha fazla işlenmesi kullanılarak gerçekleştirilir. kimyasal dönüşümler ticari petrol ürünleri bileşenlerinin oluşumuyla içerdikleri hidrokarbonlar (geri dönüşüm)
- son aşamada, bileşenler, gerekirse çeşitli katkı maddelerinin eklenmesiyle, belirli kalite göstergelerine sahip ticari petrol ürünlerinin (ticari üretim) oluşturulmasıyla karıştırılır.
Petrol rafinerileri motor ve kazan yakıtları üretir, sıvılaştırılmış gazlar, petrokimya tesisleri için çeşitli hammaddelerin yanı sıra yağlama, hidrolik ve diğer yağlar, bitüm, petrol kokuları, parafinler. Kullanılan petrol arıtma teknolojisine dayanarak rafineriler 5 ila 40 çeşit ticari petrol ürünü üretmektedir. Petrol rafinasyonu sürekli bir süreçtir; mevcut koşullarda büyük revizyonlar arasındaki üretim süresi yaklaşık 3 yıla ulaşmaktadır.
Birincil petrol rafinerisi
Birincil rafinasyon işlemleri, yağda kimyasal değişiklikleri içermez ve yağın fiziksel olarak fraksiyonlara ayrılmasını temsil eder. Rusya topraklarında işlenmiş ham petrolün büyük bir kısmı, ana petrol boru hatları aracılığıyla üretim şirketlerinden rafinerilere getiriliyor. Küçük miktarlarda petrol ithal ediliyor demiryolu. Denize erişimi olan petrol ithal eden ülkelerde, liman rafinerilerine ikmal su yoluyla yapılmaktadır.
Ham petrol, proses ekipmanlarının hızlı korozyonuna neden olan tuzlar içerir. Tuzları uzaklaştırmak için yağ, bu tuzların çözündüğü suyla karıştırılır. Daha sonra yağ, elektrikli bir tuz giderme aparatı olan ELOU'ya verilir. Tuzdan arındırma işlemi elektrikli kurutucularda gerçekleştirilir. Yüksek voltajlı akım koşulları altında (25 kV'un üzerinde), su ve yağ karışımı (emülsiyon) tahrip olur, bunun sonucunda cihazın tabanında su birikir ve boşaltılır. Bütün bunlar 100 ila 120°C arasındaki sıcaklıklarda gerçekleşir. Tuzları çıkarılmış olan yağ, ELOU'dan, Rus rafinerilerinde AVT - atmosferik vakum tüpü olarak adlandırılan atmosferik vakumlu damıtma aparatına beslenir. AVT işlemi atmosferik ve vakumlu damıtma olmak üzere iki bloğa ayrılmıştır.
Atmosferik damıtmanın görevi, 360°C'ye kadar kaynayan hafif yağ fraksiyonlarını (benzin, kerosen ve dizel) seçmektir. Petrol için potansiyel çıktılarının hacmi %45-60'a ulaşıyor. Atmosferik damıtmadan elde edilen kalıntı akaryakıttır. Fırında ısıtılan yağ, içinde temas cihazlarının (plakaların) bulunduğu bir damıtma kolonunda ayrı fraksiyonlara bölünür. Bu plakalar sayesinde buharlar yükselir ve sıvılar aşağı doğru akar. Bu işlem sonucunda kolonun üst kısmındaki benzin fraksiyonu buhar halinde uzaklaştırılırken, gazyağı ve dizel fraksiyonlarının buharları kolonun diğer kısımlarında yoğuşmaya dönüştürülerek uzaklaştırılırken, akaryakıt da buhar halinde uzaklaştırılır. durumunu değiştirmez ve kolonun tabanından sıvı halde dışarı pompalanır.
Vakumlu damıtmanın görevi, akaryakıt rafinerilerinde akaryakıttan yağ damıtıklarının yanı sıra akaryakıt rafinerilerinde geniş bir yağ fraksiyonunun (vakumlu gaz yağı) seçilmesidir. Vakumlu damıtmanın sonunda katran kalır. Yağ fraksiyonları vakum altında seçilmelidir çünkü yaklaşık 400°C'lik bir sıcaklıkta hidrokarbonlar termal ayrışmaya (çatlama) maruz kalır ve vakumlu gaz yağının son kaynama noktası 520°C'dir. Bu nedenle damıtma 40-60 mm Hg artık basınç koşulları altında gerçekleştirilir. Art., bunun sonucunda azalır Maksimum sıcaklık aparatta 360-380°C'ye kadar.
Atmosferik bir blokta elde edilen benzin fraksiyonu, kalite gerekliliklerini aşan bir hacimde gazlar (esas olarak propan ve bütan) içerir ve ne motor benzininin bir bileşeni olarak ne de ticari düz yakıt olarak kullanılamaz. Ayrıca petrolün rafine edilmesiyle benzinin oktan sayısının artırılması ve üretim aromatik hidrokarbonlar dar benzin fraksiyonlarının hammadde olarak kullanılmasını içerir. Bu nedenle, sıvılaştırılmış gazların benzin fraksiyonundan damıtılmasının petrol rafine etme işlemine dahil edilmesi gereklidir. Birincil yağ rafine etme ürünleri, ısı eşanjörlerinde soğutulmalı, burada işlem için sağlanan soğuk ham maddeye ısı verilerek proses yakıtından tasarruf sağlanmalıdır. Yüksek teknolojili birincil işleme cihazları çoğunlukla birleştirilir ve yukarıdaki işlemleri farklı konfigürasyonlarda gerçekleştirebilir. Bu tür cihazların kapasitesi yılda 3 ila 6 milyon ton ham petrole ulaşıyor.
Yağ geri dönüşümü
İkincil petrol rafinasyon yöntemleri, üretilen motor yakıtı miktarını arttırmayı amaçlayan prosedürleri içerir. Bu tür işlemler sırasında, yağda bulunan hidrokarbon moleküllerinin kimyasal modifikasyonu, çoğu zaman oksidasyon için daha uygun formlara dönüştürülmesiyle gerçekleştirilir.
Tüm ikincil süreçler üç kategoriye ayrılır:
- derinleşme: farklı şekillerçatlama, visbreaking, gecikmeli koklaşma, bitüm oluşumu ve diğerleri
- iyileştirme: reforming, hidro-işlem, izomerizasyon
- diğerleri, örneğin petrol üretimi, MTBE, alkilasyon, aromatik hidrokarbon üretimi.
Çatlama
Aşağıdaki çatlama türleri vardır:
- termal
- katalitik
- hidrokraking.
Motor benzini 4-12 karbon atomlu hidrokarbonlar, dizel yakıt 12-25 atomlu hidrokarbonlar ve 25-70 atomlu yağ içerir. Atom sayısı arttıkça moleküllerin kütlesi de artar. Çatlama yoluyla ağır moleküller daha hafif moleküllere parçalanır ve kolayca kaynayan hidrokarbonlara dönüştürülür. Bu durumda benzin, gazyağı ve dizel fraksiyonları oluşur.
Termal çatlamada şunlar vardır:
- yağın 520-550°C'ye ve 2-6 atm basınca ısıtıldığı buhar fazı çatlaması. Günümüzde bu yöntem güncelliğini kaybetmiştir ve düşük verimlilik ve düşük verimlilik ile karakterize edildiğinden kullanılmamaktadır. yüksek içerik Nihai üründe (%40'a kadar) doymamış hidrokarbonlar
- sıvı fazda kırma 480-500°C sıcaklıkta ve 20-50 atm basınçta gerçekleştirilir. Verimlilik düzeyi artar, doymamış hidrokarbonların hacmi (%25-30) azalır. Termal parçalama yoluyla elde edilen benzin fraksiyonları, ticari motor benzininin bir bileşeni olarak kullanılır. Bu işlemden sonra yakıtlar düşük kimyasal stabiliteye sahip olur ve bu durum, yakıta özel antioksidan katkı maddeleri eklenerek geliştirilebilir.
Katalitik kırma daha ileri bir teknolojik süreçtir. Bu işlem sırasında, yağ hidrokarbonlarının ağır molekülleri, katalizörlerin varlığında, 430-530°C sıcaklık ve atmosfer basıncına yakın basınç koşullarında parçalanır. Katalizörün görevi, süreci yönlendirmek ve doymuş hidrokarbonların izomerizasyonunu ve ayrıca doymamışdan doymuşa dönüşüm reaksiyonunu teşvik etmektir. Bu şekilde elde edilen benzin, yüksek patlama direnci ve kimyasal stabilite ile karakterize edilir.
Ek olarak, katalitik kırmanın bir alt türü de kullanılır - hidrokraking. Bu işlem sırasında ağır hammaddeler 420-500°C sıcaklık ve 200 atm basınçta hidrojen yardımıyla ayrıştırılır. Reaksiyon yalnızca katalizörlerin (W, Mo, Pt oksitleri) varlığında özel bir reaktörde mümkündür. Hidrokrakingin sonucu turbojet güç üniteleri için yakıttır.
Katalitik reformasyon işlemi sırasında, naftenik ve parafin hidrokarbonların aromatik olanlara katalitik dönüşümü nedeniyle benzin fraksiyonlarının aromatizasyonu meydana gelir. Aromatizasyona ek olarak, parafin hidrokarbon molekülleri izomerizasyona uğrar, en ağır hidrokarbonlar daha küçük olanlara bölünür.
Petrol ürünleri
Petrolün çeşitli araçlar için yakıt üretmek için kullanılan değerli bir hammadde olduğunu herkes bilir; örneğin otomobiller için benzin ve dizel yakıt, uçak jet motorları için havacılık gazyağı. Yakıt, petrol rafinasyonunun ana ürünüdür. Ancak petrol rafinasyonu yalnızca yakıtla bitmiyor. Bugün petrol, tamamen beklenmedik şeylerde kullanılan çok sayıda başka faydalı bileşenin üretilmesi için kullanılıyor. Benzer petrol ürünlerini kendi tesislerimizde kullanıyoruz. Gündelik Yaşam, ancak kökenlerinden şüphelenmiyoruz.
Bugün en popüler olanı polietilen veya plastiktir. Milyonlarca ton polietilen plastik, plastik poşet üretmek için kullanılıyor. gıda kapları ve diğer tüketim malları.
Muhtemelen tüm insanlar bir noktada Vazelin kullanmıştır. Son derece meraklı ve gözlemci olan İngiliz kimyager Robert Chesbrough tarafından icat edildi ve bunun sonucunda 19. yüzyılın sonlarında petrol rafinerisi kalıntılarında bu maddenin faydalı niteliklerini fark edebildi. Günümüzde Vazelin tıpta, kozmetolojide ve hatta gıda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.
Kadınlar binlerce yıldır kozmetik ürünleri ve özellikle ruj kullanıyor. Daha önce ruj, çeşitli zararlı maddeler içeriyordu. Bununla birlikte, bugün bir takım yararlı niteliklere sahiptir ve bileşimi hidrokarbonları içerir: sıvı ve katı parafin, seresin.
Hidrokarbon içeren bir diğer popüler ürün ise sakızdır. Sadece doğal bileşenlere değil aynı zamanda polietilen ve parafin reçinelerine de dayanmaktadır. Sakızın petrol rafinasyonundan elde edilen polimerlerden oluşması nedeniyle doğada çözünmesi son derece uzun zaman alır. Bu nedenle sakız uzun yıllar yerde kalacağı için sokağa atmaya gerek yoktur.
Petrolden elde edilen belki de en eşsiz malzeme naylondur. Modern hayat Naylon tayt olmadan hayal etmek zor. Naylon çok güçlü ve hafif bir malzemedir. Kullanımı sadece taytla bitmiyor. Bulaşık deterjanı ve paraşüt yapımında kullanılır. Bu polimer 1935 yılında DuPont uzmanları tarafından icat edildi.
Petrol rafinasyon yöntemleri birincil ve ikincil olarak ikiye ayrılır. Petrol bir petrol rafinerisine girdiğinde birincil yöntemleri ele alalım.
Ön yağ hazırlığı
Düzeltme
Ön işleme tabi tutulmuş ham petrol, atmosferik damıtma ve vakumlu damıtma gibi birincil işleme süreçleri kullanılarak hidrokarbon gruplarına (fraksiyonlara) ayrılır.
Rafinasyon prosesinin kendisi, ham petrolün buharlaştırılmasını ve kaynama sıcaklıklarındaki farklılık nedeniyle elde edilen fraksiyonların damıtılmasını içerir. Bu işleme doğrudan damıtma veya düzeltme denir.
atmosferik damıtma– bir damıtma kolonunda meydana geldiğinde atmosferik basınç. Sonuç olarak benzin, gazyağı, dizel fraksiyonları ve akaryakıt elde edilir.
Vakumla damıtma- ya geniş bir damıtılmış fraksiyon (yakıt seçeneği) ya da dar yağ fraksiyonları (yağ seçeneği) elde etmek için atmosferik damıtmadan kalan yakıtın katrana ayrılması.
Bu nedenle, birincil petrol rafinasyonunun sonucu, ticari kalitelerinin iyileştirilmesiyle ikincil yöntemlerle daha ileri işlemlere yönelik petrol ürünleri ve ara maddelerdir.
Petrol Rafinasyon Prosesleri
Yöntemler geri dönüşüm Yağlar termal ve katalitik olarak ikiye ayrılabilir.
Petrolün geri dönüşümü için kullanılan yöntemler termal ve katalitik işlemlere ayrılabilir.
Viskozite kırma
Visbreaking, katran ve benzeri kalıntı yağ rafinasyon ürünlerinden geliştirilmiş performans özelliklerine sahip kazan yakıtı üretme işlemidir ve aşağıdakilerle karakterize edilir: azaltılmış seviyeler viskozite ve akma noktası göstergesi.
Termal çatlama sırasında, ek bir hacimde hafif hammadde üretilir; ayrıca, bu işleme sürecini kullanırken, elektrot kok üretimi için kullanılan ekipmanlarda kullanılan petrol ürünlerini ve karbon siyahı bazlı hammaddeleri elde etmek mümkündür. elde edildi. Elde edilen hafif yağ ürününün hacmi oldukça düşüktür ve ileri işlemler gerektirir.
Reformasyon yoluyla işlemenin hammaddesi, oktan sayısı 80-85 birim olan düz benzindir. Bu yağ arıtma yöntemi, nihai ürünün% 78-82'sini çıkarmanıza olanak tanır. Aynı zamanda, bu şekilde elde edilen baz benzin, %7'ye kadar benzen dahil olmak üzere oldukça yüksek oranda aromatik hidrokarbonlar (%50-65) içerir, bu da kurum oluşumunu önemli ölçüde artırır ve seviyenin artmasına katkıda bulunur. atmosfere kanserojen madde emisyonunun yanı sıra yetersiz miktarda ışık fraksiyonu içerir.
Onaylanmış standartları karşılayan benzin üretmek için, hidrojen içeren bir ortamda katalitik izomerizasyon kullanılarak normal yapıdaki parafinlerden uzaklaştırılan hafif izoparafinler kullanılır.
Düz benzinin en hafif kısmı olan kafa adı verilen kısım, reformasyon ham maddesinin üretimi sırasında petrol rafinerilerinde ticari benzinin bir bileşeni olarak kalır. Aynı zamanda, işlenmiş yağın ana payı, düşük oktan sayısına sahip bir kafa fraksiyonunun varlığı ile karakterize edilir. Hafif fraksiyonun oktan sayısını 15-20 birim arttırmak, izomerleştirilmesiyle mümkündür, bu da ticari benzinin bir bileşeni olarak kullanılmasını mümkün kılar.
Hidrokraking
Hidrokraking, motor benzini, dizel yakıt, sıvılaştırılmış gazlar ve diğer hafif petrol ürünleri türleri de dahil olmak üzere her türlü hafif petrol ürününü üretmek amacıyla akaryakıtın, vakumlu gaz yağının veya asfalttan arındırılmış yağın hidrojen basıncı altında işlenmesi işlemidir. Nihai ürünün türü, kullanılan hidrojenin ayarlarına ve hacmine bağlıdır.
Bu arada şu makaleyi de okuyun: Gecikmeli koklayıcı
Hidrokraking ayrıca düşük kaynama noktalı hidrokarbonlar üretmek için de kullanılır. Bu durumda hammaddeler orta distilat fraksiyonları ve ağır benzindir.
Hidrokraking prosesi kullanılarak yalnızca ayrışma ürünleri üretilebilir; petrol ürünlerinin bu şekilde işlenmesiyle oluşan sıkıştırma reaksiyonları, hidrojenin etkisi nedeniyle bastırılır.
Akaryakıt ve petrol ürünleri üretiminde uzmanlaşmış işletmeler, vakumlu gaz yağını fraksiyonlardan ve artık yağ fraksiyonlarını katran disfaltlanmış yağdan ayırarak damıtılmış fraksiyonlar elde ederler. Tipik olarak yağların üretiminde ekstraksiyon işlemleri kullanılır. Aynı zamanda işleme süreçlerinin başarılı bir şekilde tamamlanması için gerekli olan koşullar da farklıdır. kimyasal bileşimçeşitli kökenli yağlardan elde edilen nihai ürün.
Günümüzde normal operasyon için petrol rafinerilerinin aşağıdaki gereksinimleri karşılaması gerekmektedir:
- Bölgenin ihtiyaçlarını tam olarak karşılamaya yetecek miktarda nihai ürün üretebilmek;
– modern yüksek kalite standartlarını karşılayan ürünler üretmek;
– kesintisiz bir petrol rafine etme süreci oluşturmaya çalışın;
- petrol ve gaz endüstrisi ürünlerinin entegre üretimini gerçekleştirmek;
- tutmak yüksek seviye rekabetçilik;
– Üretimin tüm teknolojik ve çevresel güvenliği standartlarını karşılayın.
İlginizi Çekebilir:
Petrol rafinasyon işlemleri
İlk kez ham petrol önemli miktarlar 1880'de çıkarıldı, o zamandan beri üretimi katlanarak arttı. Ham petrol bir karışımdır kimyasal maddeler yüzlerce bileşen içerir. Petrolün büyük kısmı hidrokarbonlardan - alkanlar, sikloalkanlar, arenlerden oluşur. Yağlardaki alkanların (doymuş hidrokarbonlar) içeriği %50-70 olabilir. Sikloalkanlar ham petrolün toplam bileşiminin %30-60'ını oluşturabilir, çoğu monosikliktir. En yaygın olarak bulunan bileşikler siklopentan ve sikloheksandır. Doymamış hidrokarbonlar (alkenler) kural olarak yağda yoktur. Arenler (aromatik hidrokarbonlar), alkanlar ve sikloalkanlarla karşılaştırıldığında toplam bileşimin daha küçük bir bölümünü oluşturur. En basit aromatik hidrokarbon olan benzen ve türevleri, düşük kaynama noktalı yağ fraksiyonlarında baskındır.
Petrolün organik kısmı, hidrokarbonların yanı sıra reçineli ve asfalt maddeleri de içerir. yüksek molekül ağırlıklı bileşikler karbon, hidrojen, kükürt ve oksijen, kükürt bileşikleri, naftenik asitler, fenoller, piridin, kinolin gibi azotlu bileşikler, çeşitli aminler vb. Tüm bu maddeler yağın istenmeyen safsızlıklarıdır. Bunları temizlemek için özel tesislerin inşası gereklidir. Ekipmanın korozyonuna neden olan kükürt bileşikleri, hem petrol rafinasyonu sırasında hem de petrol ürünleri kullanıldığında en zararlıdır. Petrolün mineral safsızlıkları, genellikle iki formda bulunan suyu içerir: çökelme sırasında yağdan kolayca ayrılan ve kalıcı emülsiyonlar formunda. Su, içinde çözünmüş mineral tuzları içerir - NaCl, CaCl2, MgCl, vb. Kül, yağda yüzde yüzde biri ve binde birini oluşturur. Ek olarak, yağ mekanik safsızlıklar içerir - katı kum ve kil parçacıkları.
En önemli petrol ürünleri
Rafinaj işlemi sırasında petrol, yakıt (sıvı ve gaz), yağlama yağları ve gresler, solventler, bireysel hidrokarbonlar - etilen, propilen, metan, asetilen, benzen, toluen, ksilen vb., katı ve yarı katı karışımlar üretmek için kullanılır. hidrokarbonlar (parafin, vazelin, seresin), petrol bitümü ve ziftler, karbon siyahı (kurum), vb.
Sıvı yakıt motor ve kazan dairelerine ayrılmıştır. Motor yakıtı ise karbüratör, jet ve dizel olarak ayrılır. Karbüratör yakıtı, havacılık ve motor benzininin yanı sıra traktör yakıtı - nafta ve gazyağı içerir. Havacılık jet motorları için yakıt, çeşitli bileşimlerdeki kerosen fraksiyonlarından veya bunların benzin fraksiyonlarıyla (jet yakıtı) karışımlarından oluşur. Dizel yakıt, sıkıştırma ateşlemeli pistonlu içten yanmalı motorlarda kullanılan gaz yağlarını ve güneş fraksiyonlarını içerir. Kazan yakıtı Dizel lokomotiflerin, buharlı gemilerin, termik santrallerin fırınlarında, endüstriyel fırınlarda yakılır ve açık ocak fırınları için akaryakıt ve MP yakıt olarak ayrılır.
İLE gazlı yakıt sıvılaştırılmış hidrokarbon dahil yakıt gazları, kamu hizmetleri için kullanılır. Bunlar farklı oranlarda propan ve bütan karışımlarıdır.
Yağlama yağları, Çeşitli makine ve mekanizmalarda sıvı yağlama için tasarlanmış olup, uygulamaya bağlı olarak endüstriyel, türbin, kompresör, şanzıman, izolasyon, motor olarak ayrılırlar. Özel yağlar yağlama amaçlı değildir, ancak fren karışımlarında, hidrolik cihazlarda, buhar jeti pompalarında ve ayrıca transformatörlerde, kapasitörlerde, yağla doldurulmuş elektrik kablolarında elektriksel yalıtım ortamı olarak çalışma sıvısı olarak kullanıma yöneliktir. Bu yağların isimleri kullanım alanlarını yansıtmaktadır örneğin trafo, kondansatör vb.
Gresler sabunlar, katı hidrokarbonlar ve diğer koyulaştırıcılar ile koyulaştırılmış petrol yağlarıdır. Tüm yağlayıcılar iki sınıfa ayrılır: evrensel ve özel. Yağlayıcılar çok çeşitlidir; yüzün üzerinde türü vardır.
Bireysel hidrokarbonlar, Petrol ve petrol gazlarının işlenmesi sonucu elde edilen polimerler ve organik sentez ürünlerinin üretimi için hammadde görevi görür. Bunlardan en önemlileri sınırlayıcı olanlardır - metan, etan, propan, bütan vb.; doymamış - etilen, propilen; aromatik - benzen, toluen, ksilenler. Listelenen bireysel hidrokarbonlara ek olarak, yağ rafine etme ürünleri, büyük moleküler ağırlığa (C 16 ve üzeri) sahip doymuş hidrokarbonlardır - parfüm endüstrisinde ve gresler için koyulaştırıcı olarak kullanılan parafinler, serinler.
Petrol bitümleri, Ağır yağ kalıntılarının oksidasyonu ile elde edilen, yol yapımında kullanılarak çatı malzemeleri asfalt vernikleri ve matbaa mürekkeplerinin hazırlanması vb.
Petrol rafinasyonunun ana ürünlerinden biri motor yakıtı , havacılık ve motor benzinlerini içerir. Önemli özellik yanma odasında erken tutuşmaya direnme yeteneğini karakterize eden benzin, - patlama direnci. Motordaki bir vuruntu genellikle gelişmiş patlayıcı ateşlemenin meydana geldiğini ve enerjinin gereksiz yere israf edildiğini gösterir.
1927 yılında uygulamaya konulan ampirik ölçeğe göre, çok kolay patlayan n-heptan için oktan sayısı sıfıra, patlamaya karşı oldukça dirençli olan izooktan için ise 100'e eşittir. patlama direnci açısından %80 izooktan ve %20 n-heptandan oluşan bir karışıma eşdeğer testler olduğu ortaya çıktı, o zaman oktan sayısı 80'dir. Terazinin kullanıma sunulmasından bu yana izooktandan daha üstün standartlar bulunmuştur. patlama direnci ve şu anda oktan ölçeği 120'ye genişletildi.
Çeşitli hidrokarbonların oktan sayısının belirlenmesi, alkan serisinde oktan sayısının dallandıkça arttığını ve hidrokarbon zincirinin uzunluğu arttıkça azaldığını gösterdi. Alkenlerin oktan sayısı, karşılık gelen alkanlardan daha yüksektir ve çift bağ moleküllerin merkezine doğru ilerledikçe artar. Sikloalkanların oktan sayısı alkanlara göre daha yüksektir. Aromatik hidrokarbonlar en yüksek oktan sayısına sahiptir; örneğin n-propilbenzenin oktan sayısı 105, etilbenzenin 104, toluenin 107'dir.
Petrolün doğrudan damıtılmasıyla elde edilen benzin, esas olarak oktan sayısı 50-70 olan alkanlardan oluşur. Oktan sayısını arttırmak için, benzin hidrokarbonlarının daha uygun yapılar oluşturacak şekilde izomerleştirildiği bir işlem gerçekleştirilir ve vuruntu önleyici maddeler de kullanılır - benzine 0,5'ten fazla olmayan bir miktarda eklenen maddeler Vuruntu direncini önemli ölçüde artırmak için %.
Tetraetil kurşun (TEL) Pb(C2H5)4 ilk olarak vuruntu önleyici madde olarak kullanıldı ve endüstriyel üretimi 1923'te başladı. Tetrametil kurşun gibi diğer kurşun alkilleri de kullanılır. Yeni katkı maddeleri geçiş metali karbonillerini içerir. Antiknock ajanları, özellikle TES, etil bromit, dibromoetan, dikloroetan, monokloronaftalen (etil sıvı) ile karışım halinde kullanılır. Etil sıvı ilaveli benzinlere kurşunlu denir. Etil sıvısı çok zehirlidir ve kurşunlu benzinle çalışırken özel önlemler alınmalıdır.
Birincil petrol rafinerisi
Rafinasyon için yağ hazırlanıyor. Ham petrol, çözünmüş gazlar içerir. tesadüfi, su, mineral tuzları, çeşitli mekanik yabancı maddeler. Petrolün rafine edilmeye hazırlanması, bu kalıntıların ondan uzaklaştırılması ve kimyasal olarak aktif safsızlıkların nötralize edilmesinden ibarettir.
İlgili gazlar, gaz ayırıcılarda basıncın düşmesine bağlı olarak gazların çözünürlüğü azaltılarak yağdan ayrılır. Daha sonra gazlar daha ileri işlemler için gaz-benzin, etan, propan ve bütanın onlardan çıkarıldığı bir gaz-benzin tesisine gönderilir. Gazların yağdan son ayrılması, özel damıtma kolonlarında damıtılarak stabilizasyon ünitelerinde gerçekleşir.
Özel bir ısıtıcıda hafif benzin fraksiyonları yağdan ayrıştırılır ve emülsifiye edici madde eklendikten sonra çökeltme tanklarına gönderilir. Burada yağ kum ve kilden ayrılarak susuz hale geliyor. Emülsiyonları kırmak ve suyu uzaklaştırmak için basınç altında termokimyasal işlemler de dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılır. Emülsiyonları yok etmenin daha iyi bir yolu, yağın bir AC devresine bağlı elektrotlar arasından geçirilmesini içeren elektrik yöntemidir. elektrik akımı yüksek voltaj (30-45 kV). Yağ kurutulduğunda tuzların önemli bir kısmı da uzaklaştırılır (tuzdan arındırma).
Yağda kükürt, hidrojen sülfür, tuzlar, asitler formunda bulunan kimyasal olarak aktif yabancı maddeler, alkali veya amonyak çözeltileri ile nötralize edilir. Ekipmanların korozyonunu önlemeyi amaçlayan bu işleme denir. yağın alkalileştirilmesi.
Ek olarak, yağın rafine edilmek üzere hazırlanması, daha düzgün bir hammadde bileşimi elde etmek için yağların ayıklanmasını ve karıştırılmasını içerir.
Yağ damıtma. Petrolün birincil damıtılması, petrol rafinasyonunun ilk teknolojik sürecidir. Birincil işlem birimleri her rafineride mevcuttur.
Damıtma veya damıtma, - Karşılıklı olarak çözünebilen sıvılardan oluşan bir karışımı, hem kendi aralarında hem de orijinal karışımla kaynama noktaları farklı olan fraksiyonlara ayırma işlemidir. Modern tesislerde yağın damıtılması flaş buharlaştırma kullanılarak gerçekleştirilir. Tek buharlaştırma sırasında, buhara dönüşen düşük kaynama noktalı fraksiyonlar aparatta kalır ve yüksek kaynama noktalı fraksiyonların buharlaşmasının kısmi basıncını azaltır, bu da daha düşük sıcaklıklarda damıtma yapılmasını mümkün kılar.
Buharların tek bir buharlaşması ve ardından yoğunlaşması ile iki fraksiyon elde edilir: daha fazla düşük kaynama noktalı bileşen içeren hafif ve besleme stoğuna göre daha az düşük kaynama noktalı bileşen içeren ağır, yani damıtma sırasında bir faz düşük kaynama noktalı bileşenlerle zenginleştirilir. -kaynayan bileşenler ve diğeri yüksek kaynama noktalı bileşenler. Aynı zamanda damıtma kullanılarak yağ bileşenlerinin gerekli ayrılmasını sağlamak ve belirlenen sıcaklık aralıklarında kaynayan nihai ürünler elde etmek mümkün değildir. Bu bakımdan yağ buharları tek bir buharlaştırmanın ardından rektifikasyona tabi tutulur.
Birincil yağ damıtma tesislerinde flaş buharlaştırma ve düzeltme genellikle birleştirilir. Yağın damıtılması için bir ve iki aşamalı boru şeklinde üniteler kullanılır. Proses için gerekli ısı tüp fırınlarda elde edilir.
Bağlı olarak genel şema Rafinasyon için sağlanan yağın rafinerisi ve özellikleri, damıtma ya atmosferik boru biçimli birimlerde (AT) ya da atmosferik ve vakumlu damıtma - atmosferik vakumlu boru biçimli birimlerde (AVT) birleştiren birimlerde gerçekleştirilir.
Çeşitli bileşimlerdeki damıtıklar, kesin olarak tanımlanmış sıcaklık aralıklarında kolonun yüksekliğine göre seçilir. Böylece, 300-350 °C'de dizel yağı yoğunlaştırılır ve seçilir, 200-300 °C'de kerosen, 160-200 °C'de ise nafta fraksiyonu. Benzin buharları kolonun üst kısmından çıkarılır ve ısı eşanjörlerinde soğutulur ve yoğunlaştırılır. . Sütunun sulanması için sıvı benzinin bir kısmı sağlanır . Alt kısmında, ikinci damıtma kolonunda yağlama yağları elde etmek için daha fazla damıtmaya tabi tutulan akaryakıt toplanır. , Yüksek sıcaklıklarda hidrokarbonun parçalanmasını önlemek için vakum altında çalışır. Katran, termal parçalama, koklaştırma, bitüm ve yüksek viskoziteli yağların üretiminde hammadde olarak kullanılır.
Petrol ürünleri elde etmek için yağ iki aşamada fraksiyonlara ayrılır, yani yağın damıtılması birincil ve ikincil işlemlerden geçer.
Birincil petrol rafine etme işlemi
Damıtmanın bu aşamasında ham petrol, ekipmanın korozyonuna neden olabilecek ve rafine ürünlerin kalitesini düşürebilecek tuzları ve diğer yabancı maddeleri ayırmak için özel ekipman kullanılarak önceden kurutulur ve tuzdan arındırılır. Bundan sonra yağ, litre başına yalnızca 3-4 mg tuz ve% 0,1'den fazla su içermez. Hazırlanan ürün damıtma işlemine hazırdır.
Sıvı hidrokarbonların kaynaması nedeniyle farklı sıcaklıklar Bu özellik, yağın damıtılması sırasında farklı kaynama aşamalarında ondan ayrı fraksiyonları ayırmak için kullanılır. İlk petrol rafinerilerinde yağın damıtılması, sıcaklığa bağlı olarak aşağıdaki fraksiyonların izole edilmesini mümkün kılmıştır: benzin (180°C ve altında kaynar), jet yakıtı (180-240°C'de kaynar) ve dizel yakıt (240°C'de kaynar) -350°C). Petrolün damıtılmasından geriye kalan ise akaryakıttır.
Damıtma işlemi sırasında yağ fraksiyonlara (bileşenlere) ayrılır. Sonuç, ticari petrol ürünleri veya bunların bileşenleridir. Yağ damıtma İlk aşamaözel tesislerde işlenmesi.
Isıtıldığında bileşimi sıvıdan farklı olan bir buhar fazı oluşur. Yağın damıtılmasıyla elde edilen fraksiyonlar genellikle saf bir ürün değil, hidrokarbonların bir karışımıdır. Bireysel hidrokarbonlar yalnızca petrol fraksiyonlarının tekrar tekrar damıtılması yoluyla izole edilebilir.
Yağın doğrudan damıtılması gerçekleştirilir
Tek buharlaştırma (denge damıtma adı verilen) veya basit damıtma (fraksiyonel damıtma) yoluyla;
Düzeltmeli ve düzeltmesiz;
Buharlaştırıcı bir madde kullanmak;
Vakum altında ve atmosferik basınçta.
Denge damıtma, yağı basit damıtmadan daha az net bir şekilde fraksiyonlara ayırır. Bu durumda ilk durumda aynı sıcaklıkta buhar durumuna geçer. daha fazla yağ ikincisinden daha.
Yağın fraksiyonel damıtılması, dizel ve jet motorları için çeşitli ürünlerin yanı sıra hammaddelerin (benzen, ksilenler, etilbenzen, etilen, bütadien, propilen), solventlerin ve diğer ürünlerin elde edilmesini mümkün kılar.
İkincil petrol rafine etme işlemi
İkincil damıtma Petrol üretimi, birincil yağın damıtılması sonucu kendisinden izole edilen ürünlerin kimyasal veya termal katalitik parçalanması yöntemiyle gerçekleştirilir. Bu, aromatik hidrokarbonların (toluen, benzen ve diğerleri) üretimi için hammaddelerin yanı sıra daha fazla miktarda benzin fraksiyonu üretir. En yaygın ikincil petrol rafine etme teknolojisi çatlamadır.
Kırma, (esas olarak) daha düşük içeriğe sahip ürünler elde etmek için yağın ve ayrılmış fraksiyonların yüksek sıcaklıkta rafine edilmesi işlemidir.Bunlara motor yakıtı, yağlama yağları vb., petrokimya ve ham maddeler dahildir. kimyasal endüstri. Çatlama, C-C bağlarının kopması ve karbanyonların veya serbest radikallerin oluşmasıyla meydana gelir. C-C bağ bölünmesi, ara ürünlerin ve başlangıç malzemelerinin dehidrojenasyonu, izomerizasyonu, polimerizasyonu ve yoğunlaşması ile eş zamanlı olarak meydana gelir. Son iki işlem bir çatlama kalıntısı oluşturur; kaynama noktası 350°C'nin üzerinde olan fraksiyon ve kok.
Çatlama yoluyla yağın damıtılması, 1891 yılında V. G. Shukhov ve S. Gavrilov tarafından patentlendi, ardından bu mühendislik çözümleri ABD'deki ilk endüstriyel tesisin inşası sırasında W. Barton tarafından tekrarlandı.
Çatlama, ham maddelerin ısıtılması veya katalizörlere maruz bırakılmasıyla gerçekleştirilir ve Yüksek sıcaklık.
Çatlama, akaryakıttan daha faydalı bileşenler çıkarmanızı sağlar.
Birincil petrol rafinasyonu sürekli içerir üretim süreci. Petrol rafinerilerinin yapısında yer alan üretim tesisleri sabit yük modunda olup fonksiyonel görevleri yerine getirmektedir. Zamanında revizyon için teknolojik ekipman Petrol rafinerileri en az 3 yılda bir üretimi durdurmak zorunda kalıyor.
Birincil petrol rafinasyonu aşamasına hazırlık
Birincil yağ rafinasyonunun gerçekleştirildiği, işlenmiş ürünün agresif bileşenleriyle doğrudan temas eden ekipman, aşındırıcı aşınmaya maruz kalır. Bunlardan biri ham petrol kütlesine doymuş tuzlardır. Tuz bileşenleri suda oldukça çözünür. Petrol hammaddesinin tuzdan arındırılması yöntemi bu prensibe dayanmaktadır.
İşlenmiş ürünler depolama tanklarından özel bir kaba girer ve burada konsolide dolgu maddesiyle karıştırılır. Ortaya çıkan emülsiyon, silindirik yapıdaki birimlerden (elektrikli kurutucular) oluşan özel bir elektrikli tuz giderme ünitesine (EDU) beslenir. Her birinin iç kısmında, yüksek gerilime (25 kV'dan) maruz kalan elektrot cihazları sabitlenmiştir.
Birincil yağ rafinasyon işlemi sırasında, emülsiyon elektrikli kurutuculardan geçer ve burada akım ve yüksek sıcaklığın (100-120C) etkisi altında çökmeye başlar. Tuzlu su Yağa göre daha yüksek yoğunluğa sahip olan yağ, aparatın tabanında birikir ve bir pompa tarafından dışarı pompalanır. Suyu yağ kütlesinden ayırma işlemi için katalizör olarak çözeltiye özel emülsifiye edici maddeler eklenir.
Birincil petrol rafine etme işlemi
Tuzlardan arındırılan yağ kütlesi, daha ileri işlemler için, birincil yağ işlemenin (AVT) gerçekleştirildiği atmosferik vakum cihazlarına taşınır. Tesisin adı, yağın boru şeklindeki fırın bobinleri aracılığıyla ısıtılması ve filtrelenmesinden oluşan işleme sürecinden (bireysel parçacıklara bölünme) kaynaklanmaktadır. Isıtma için yanan bileşenden gelen ısı ve açığa çıkan dumanlı gaz maddeleri kullanılır. Atmosfer-vakum cihazı iki tür işleme sağlar.
1. atmosferik yöntem işleme. Birincil yağ rafinasyonunun bu aşaması, yüksek sıcaklıklarda kaynayan hafif bileşenlerin izole edilmesiyle görevlendirilir. sıcaklık koşulları(350 derece). Ortaya çıkan petrol ürünleri benzin, gazyağı ve dizel yakıttır. Işık çıkışı hizipsel kompozisyon toplam petrol ham maddesi kütlesinin yaklaşık yüzde altmışı olduğu tespit edilmiştir. Atmosferik damıtmanın bir yan ürünü akaryakıttır.
Fırınlarda ısıtılan yağ kütlesinin damıtılması, dikey tipte silindirik bir cihazda - bir düzeltme borusunda - gerçekleşir. iç bölge temas mekanizmalarıyla donatılmıştır. Kontak elemanlarının deliklerinden buhar üst sektöre yükselir ve sıvı bileşim alt bölgeye boşaltılır. Birincil yağ rafinasyonu gibi bir işlemi gerçekleştirmek için gerekli olan kontak cihazı sayısı altmış adete kadardır ve bu, rektifikasyon kolonu cihazlarının boyutuna ve konfigürasyon işlemlerine bağlıdır.
2. Vakumlu damıtma, yakıt ve yağ profil tesislerinde akaryakıtın işlenmesi için tasarlanmıştır. Damıtmanın birincil ürünü yağ damıtıklarıdır ve yan ürün katrandır. Bir vakum ortamı (40-60 mm Hg), proses sıcaklığının 360-380 C'ye düşürülmesine olanak tanır; bu sıcaklığın üzerinde hidrokarbonların termal ayrışması meydana gelir. Bu nedenle son kaynama noktası 520 C'nin üzerinde olan vakumlu gaz yağının seçimi artmaktadır.
Birincil petrol rafinasyonu gibi bir işlemin gerçekleştirilmesi için gereken yağ miktarı, sabit ölçüm cihazlarından alınan verilere göre veya depolandığı yerdeki seviyenin ölçülmesi ve boru hattı sistemi aracılığıyla tüm teknolojik tesislere tedarik edildiği yerin ölçülmesiyle belirlenir.
