Nafta

1634 0

Referatas

N a f t a

Turinys

Nuo žaliavos iki prekinių naftos produktų....................3

Naftos paruošimas perdirbimui.....................4

Fiziniai naftos perdirbimo būdai ...................6

Cheminiai naftos perdirbimo būdai. Katalizinis krekingas .........7

Visbrekingas ............................10Nuo žaliavos iki prekinių naftos produktų

Naftos perdirbimas prasideda tada, kai pašildyta nafta patenka į pirminį naftos rektifikacijos įrengimą. Nafta – įvairiausių angliavandenilių, turinčių skirtingas virimo temperatūras, mišinys. Remiantis šia savybe, įrenginyje nafta išskirstoma į lengvus ir sunkius komponentus. Distiliacijos produktai yra perdirbami toliau arba maišomi su kitais komponentais.

Po pirminio naftos perdirbimo likęs sunkus produktas – mazutas toliau nukreipiamas perdirbimui į mazuto perdirbimo kompleksą. Čiia iš mazuto gaunamas papildomas lengvų frakcijų: dujų, benzino, dyzelinio kuro, -kiekis. Sunkūs mazuto perdirbimo likučiai naudojami kaip katilų kuro komponentai.

Pirminio naftos perdirbimo įrenginys.

Proceso metu, rektifikacinėje kolonoje nafta yra išskirstoma į turinčias skirtingas savybes, lengvas ir sunkias frakcijas.

Dujų frakcionavimo įrenginys.

Pirminio naftos perdirbimo ir riformingo metu gautas dujų mišinys čia valomas ir suskirstomas į atskirus komponentus: propaną, n-butaną, izobutaną.

Benzino katalizinio riformingo įrenginys.

Proceso metu padidinamas benzino frakcijų oktaninis skaičius.

žibalo ir dyzelinio kuro hidrovalymo įrenginys.

Įrenginyje iš žibalo ir dyzelinės frakcijos yra pašalinami organiniai sieros, azzoto ir deguonies junginiai.

Vakuuminio mazuto distiliacijos ir visbrekingo įrenginys.

Įrenginyje iš mazuto išskiriama plati frakcija – vakuuminis distiliatas. Sunkus likutis – gudronas nukreipiamas į visbrekingo bloką. Čia iš jo gaunamas katilų kuro komponentas.

Vakuuminio distiliato hidrovalymo įrenginys.

Proceso metu iš vakuuminio distiliato pašalinami sieros junginiai.

/p>

Katalizinio krekingo įrenginys.

Šiame įrenginyje vakuuminis distiliatas paverčiamas dujomis bei šviesiais naftos produktais: benzinu, dyzeliniu kuru.

Bitumų gamybos įrenginys.

Įrenginyje gudrono nepertraukiamos oksidacijos metu gaminami įvairių markių kelių, statybiniai ir stoginiai bitumai.

Sieros gamybos įrenginys.

Įrenginyje hidrovalymo procesų metu gautas sieros vandenilis paverčiamas elementine siera.Naftos paruošimas perdirbimui

Naftos nudruskinimas ir nuvandeninimas. Paskirtis – vandens ir druskų pašalinimas iš naftos prieš paduodant ją į perdirbimą. Efektyvus nuvandeninimas ir nudruskinimas įgalina žymiai sumažinti technologinių įrengimų koroziją, išvengti katalizatorių dezaktyvacijos, pagerinti naftos produktų kokybę.

Žaliavinė nafta yra vadinama nudruskinta ir nuvandeninta, kai joje druskų kiekis – ne daugiau 3-4 mg/l ir vandens, ne daugiau 0.1 masės .

Nafta su vandeniu sudaro emulsiją, t. y. sistemą sudarytą iš dviejų, netirpių vienas kitame, skysčių. Naftos emulsijos būna dviejų tipų: “nafta vandenyje” – hidrofilinė ir “vanduo naftoje” – hidrofobinė.

Emulsijos tipas nuustatomas dviem būdais:

1. Tirpimas vandenyje ir benzine. Hidrofilinė emisija tirpsta vandenyje ir nugrimzta benzine ant dugno. Priešingi reiškiniai vyksta su hidrofobine emulsija.

2. Pralaidumas elektros srovei. Ją praleidžia tik hidrofilinės emulsijos.

Emulsijos spalva – nuo geltonos iki tamsiai rudos, o konsistencija – nuo grietinės iki mosties tirštumo. Naftos emulsijos klampumas didėja, didėjant vandens kiekiui joje iki 60 – 80, po to krenta.

Emulsijos patvarumas priklauso nuo joje esančio emulsiklio kiekio. Emulsikliai būna:

1. Hidrofiliniai – gerai tirpūs vandenyje ir netirpūs naftoje. Jiems priskiriamos naftenų rūgščių, sulforūgščių ir kitos gruskos.

2. Hidrofobiniai – gerai tirpūs naftoje ir

r netirpūs vandenyje. Šiems emulsikliams priklauso – naftenatai, smulkio molio dalelės, metalų oksidai (Ca, Mg, Fe, Al ), dervingos asfalteninės medžiagos.

Emulsijos patvarumo priežastimi taip pat yra statinių elektros krūvių atsiradimas vandens lašeliuose ir kietose dalelėse. Veikiant šiems krūviams vandens lašeliai yra atstumiami.

Perdirbti naftą su emulsiją negalima, todėl iš pradžių ją suardo – deemulguoja. Tai reikia atlikti kuo greičiau, nes šviežias emulsijas suardyti lengviau. Emulsijos suardomos tokiais būdais:

1. Mechaniniu būdu – nusodinant, centrifuguojant ir filtruojant. Nusodinimas yra pirmoji emulsijų suardymo stadija. Centrifuguojama ir filtruojama dažniausiai laboratorinėmis sąlygomis.

2. Terminiu būdu – panaudojant šilumą. Kaitinant emulsiklio plėvelė plečiasi ir sprogsta, o skysčio lašeliai susilieja. Paprastai nusodinama ir kaitinama nafta iki 70 0C temperatūros, bet sutinkamos emulsijos nesuyrančios net 120 0C temperatūroje. Tokiu atveju naudojami kiti metodai.

3. Cheminiu būdu – panaudojant deemulsiklį, kuris išstumia emulsiklį arba jį ištirpdo, dėl ko emulsija suyra. Daugiausia naudojami nejonogeninių paviršiaus aktyvių medžiagų tipo demulsikliai, kurie skatina sudaryti priešingo tipo emulsijas. Emulsijų susidarymo savybė paralyžuojama ir emulsija išsisluoksniuoja.

4. Termocheminiu būdu – įvedant į pakaitintą naftą deemulsiklio. Procesas vykdomas uždaruose aparatuose iki 0.9 Mpa ir 150 – 155 0C temperatūros emulsijoms išsisluoksniuojant.

5. Elektriniu būdu – veikiant emulsiją elektriniu lauku, sukuriama aukštos įtampos kintama srovė. Jos poveikyje plėvelė suyra ir emulsija išsisluoksniuoja.

Naftos nuvandeninimas dažniausiai atliekamas elektrodehidratoriaus pagalba. Jis sudarytas iš korpuso 1, emulsijos paskirstytuvo 2, nudruskintos naftos surinktuvo 3, dviejų vandens surinktuvų 4, viršutinio, vidutinio ir
r apatinio elektrodų 5, 6, ir 7, izoliatorių 8 ir 11, transformatoriaus 9, aukštos įtampos įėjimo 10 ir paskirstytuvo 12. Taip pat jį sudaro emulsijos padavimo atvamzdis I, naftos išleidimo atvamzdis II, praplovimo vandens tiekimo atvamzdis III. Fiziniai naftos perdirbimo būdai

Naftai perdirbti yra taikomi fiziniai ir cheminiai perdirbimo būdai. Fiziniais būdais vadinami tokie, kai perdirbant naftą nepasikeičia joje esančių angliavandenilių struktūra, pvz., jeigu naftoje yra daugiausia alkanų, tai ir jos produktuose jų liks daugiausia. Cheminiais būdais perdirbant naftą yra pakeičiama angliavandenilių struktūra . Pavyzdžiui, benzine labiau pageidaujami arenai, bet naftoje daugiau yra alkanų. Perdirbant naftą cheminiu būdu, alkanai yra pakeičiami arenais.

Nuvandeninus ir nudruskinus naftą yra atliekamas pirminis jos perdirbimas – distiliavimas. Distiliacija – tai naftos perskyrimo procesas, kuris paremtas naftos sudėtyje esančių angliavandenilių atskyrimu vienų nuo kitų pagal virimo temperatūras į frakcijas. Distiliavimas vyksta esant atmosferiniam slėgiui. Geriausias frakcinis išskirstymas gaunamas naudojant reaktifikacijos procesą, t. y. distiliaciją su priešpriešinių srautų kontaktu tarp kylančio garų srauto ir besileidžiančios skystos flegmos. Garų ir skysčio kontaktas vyksta reaktifikacijos kolonose ant specialių lėkščių. Šiuolaikinėse technologijose pirminis naftos perdirbimas dažniausiai naudojamas tikslu gauti žaliavą antriniams naftos perdirbimo procesams. Benzino frakcijos toliau paduodamos į riformingą, tikslu gauti aukštaoktaninį benziną. Dyzelinio kuro ir žibalo frakcijos paduodamos į hidrovalymo procesą. Mazutas naudojamas antrinio perdirbimo procesuose – vakuminiame mazuto distiliavime ir tolesniame jo vi
isbrekinge ir kataliziniame krekinge.

Vygdant atmosferinę reaktifikaciją (1 pav.) , nafta siurbliu 1 per šildytuvą 2 ir valytuvus 3 paduodama į kaitinimo krsnį 4. Krosnyje ji įkaitinama iki 350 – 380 0C, ir visi angliavandeniliai, kurių virimo temperatūra yra žemesnė nei 380 0C, išgaruoja. Naftos garai ir likęs kondensatas patenka į reaktifikacijos koloną 5, kurioje temperatūra, kylant į viršų, palengva mažėja nuo 380 0C iki 30 0C. Įvairiose kolonos aukščiuose padarytos specialios pertvaros kondensatui surinkti. Garai kildami į viršų palengva atvėsta ir ant atitinkamų pertvarų kondensuojasi. Taip naftoje esantys angliavandeniliai pagal virimo temperatūras išsiskaido į dujų (<30 0C), benzino (30 – 200 0C), žibalo (120 – 320 0C) ir gazolio (160 – 380 0C) frakcijas. Liekana – mazutas (>380 0C). Benzino, žibalo ir gazolio frakcijos, kurių virimo temperatūra iki 350 0C, vadinamos šviesiaisiais naftos produktais.

Gauti reaktifikacijos produktai dar netinkami naudoti ir tėra tik žaliava tolesniam perdirbimui: kai kurie iš jų gali būti skirstomi į dar smulkesnias frakcijas, perdirbami chemiškai, valomi. Gaminant prekinius produktus, išvalytos reaktifikacinės frakcijos dozuojamos pagal tam tikrą frakcinę sudėtį ir į juos įmaišoma specialių priedų eksploatacinėms savybėms pagerinti. Iš benzino frakcijų gaminamas automobilinis ir aviacinis benzinas, iš žibalo – reaktyviniai degalai, techninis ir apšvietimo žibalas, iš gazolio – dyzeliniai degalai.Cheminiai naftos perdirbimo būdai. Katalizinis krekingas

Reaktifikuojant arba distiliuojant naftą, benzino gaunama nedaug – vos 10-15 nuo perdirbamos naftos. Be to, distiliatas būna labai neatsparus detonacijai, nes naftos lengvosiose frakcijose daugiausia yra oksidacijai neatsparių normaliųjų alkanų. Distiliato benzino oktaninis skaičius neviršija 60 – 70 vienetų, o kokybiškų benzinų jis turi ne mažesnis kaip 90. Daugiau ir geresnės kokybės benzino galima gauti taikant antrinius – cheminius perdirbimo būdus.

Cheminiai naftos perdirbimo būdai yra skirstomi į terminius ir katalitinius. Terminiais procesais vadinami tokie, kai naftos distiliatai, perdirbami aukšta temperatūra ir slėgiu, o katalitiniais tokie, – kai procesui paspartinti dar naudojami ir katalizatoriai.

Katalizinis krekingas – procesas, kurio tikslas didelės virimo temperatūros frakcijas paversti šviesiaisiais naftos produktais, panaudojant didelę temperatūrą, slėgį ir dalyvaujant katalizatoriui. Proceso tikslas gauti aukštaoktaninį benziną, kurio oktaninis skaičius tiriamuoju metodu yra 90-92. Įmonėje esantis katalizinio krekingo įrenginys – didelio našumo su žaliavos padavimo įrenginiu (S – 100), jame panaudotas reaktorius su į viršų kylančiu žaliavos padavimu, taip pat ceolitinis katalizatorius. Katalizatoriaus regeneracija vykdoma esant padidintai temperatūrai ir slėgiui. Tai – 107 įrenginys. Katalizinio krekingo esmė ta, kad didelio molekulinio svorio žaliaviniai komponentai ardomi į smulkesnes molekules, persiskirstant vandeniliui ryšio C-C nutrūkimo vietoje. Susidaro dujos, benzinas ir koksas, nusėdantis ant katalizatoriaus paviršiaus. Katalizinis krekingas skirstomas į stadijas:

1) žaliavos patekimas ant katalizatoriaus paviršiaus;

2) chemosorbcija ant aktyvių katalizatoriaus centrų;

3) cheminė reakcija ant katalizatoriaus paviršiaus;

4) krekingo produktų ir nesureaguojančių žaliavos dalelių desorbcija nuo katalizatoriaus paviršiaus ir dalinai iš vidinių porų;

5) krekingo produktų išvedimas iš reakcijos zonos ir tolesnė jų reaktifikacija.

Tipiškiausi katalizinio krekingo žaliavos komponentai yra parafinai, kurie krekingo metu yra:

C16H34C8H18 + C8H16

Dažniausiai parafinų molekulė skyla per vidurį. Terminis parafinų stabilumas mažėja didėjant angliavandenilių molekuliniam svoriui. Vykstant normalios struktūros parafininių angliavandenilių krekingui, vyksta ir antrinės reakcijos, susidarant aromatiniams angliavandeniliams ir koksui. Izoparafininiai angliavandeniliai krekinguojasi lengviau.

Nafteniniai angliavandeniliai yra idealūs katalizinio krekingo komponentai, nes naftenų krekingas vyksta dideliais greičiais su didesne benzino išeiga ir mažesniu dujų susidarymu.

Vykstant krekingui gali vykti alkanų, naftenų ir nesočių junginių izomerizacija. Tai yra antrinės reakcijos, tačiau šios reakcijos yra pageidaujamos, nes tokiu būdu padidėja benzino oktano skaičius ir izobutano išeiga. Izobutanas toliau naudojamas MTBE gamyboje kaip žaliava.

Olefinų polimerizacija yra s

. . .

Join the Conversation

×
×