L’oli és un mineral, que és un líquid oliós insoluble en l’aigua, que pot ser gairebé incolor o marró fosc. Les propietats i els mètodes d’afinació del petroli depenen del percentatge d’hidrocarburs predominantment en la seva composició, que varia en diferents camps.
Així, al dipòsit de Sosninskoye (Sibèria), els alcans (grup de parafines) ocupen una proporció del 52 per cent, els cicloalcanos - al voltant del 36%, hidrocarburs aromàtics - el 12 per cent. I, per exemple, al dipòsit de Romashkinskoye (Tatarstan), la proporció dels alcans i els carbons aromàtics és més alta: el 55 i el 18 per cent, respectivament, mentre que els cicloalcanes tenen una quota del 25 per cent. A més dels hidrocarburs, aquesta matèria primera pot incloure sofre, compostos de nitrogen, impureses minerals, etc.
El petroli va ser "refinat" per primera vegada el 1745 a Rússia
En la seva forma crua, aquest recurs natural no s'utilitza. Per obtenir productes tècnicament valuosos (dissolvents, combustibles de motor, components per a la producció química), el petroli es perfecciona mitjançant mètodes primaris o secundaris. Els intents de convertir aquestes matèries primeres es van fer des de mitjan segle XVIII, quan, a més de les espelmes i les torxes que utilitzava la població, es va utilitzar “oli de garna” a les làmpades de diverses esglésies, que era una barreja d’oli vegetal i oli refinat.
Opcions de refinament del petroli
La refinació sovint no està directament implicada en els processos de refinació de petroli. Es tracta d'una fase prèvia, que pot consistir en:
- Neteja química quan l’oli s’exposa a l’oli i a l’àcid sulfúric concentrat. Això elimina els hidrocarburs aromàtics i insaturats.
- Tractament amb adsorció. Aquí, les resines i els àcids es poden eliminar dels productes del petroli mitjançant un tractament amb aire calent o passant el petroli a través d’un adsorbent.
- Tractament catalític: hidrogenació suau per eliminar compostos de sofre i nitrogen.
- Neteja física i química. En aquest cas, l’excés de constituents s’allibera selectivament mitjançant dissolvents. Per exemple, el dissolvent polar fenol s’utilitza per eliminar compostos de nitrogen i sofre, mentre que els dissolvents no polars - butà i propà - emeten quitrà, hidrocarburs aromàtics, etc.
No hi ha canvis químics ...
El refinament de petroli mitjançant processos primaris no implica transformacions químiques de la matèria primera. Aquí, el mineral es divideix simplement en els seus components constitutius. El primer dispositiu de destil·lació de petroli es va inventar el 1823, a l’Imperi rus. Els germans Dubinin van endevinar posar la caldera al forn de calefacció, des d’on la canonada passava per un barril d’aigua freda dins d’un recipient buit. A la caldera del forn s’escalfava l’oli, passava per un “refrigerador” i es precipitava.
Mètodes moderns de preparació de matèries primeres
Avui, en complexos de refinació de petroli, la tecnologia de refinació de petroli comença amb una depuració addicional, durant la qual el producte es deshidrata en dispositius ELOU (plantes dessaladores elèctriques), alliberades d’impureses mecàniques i hidrats de carboni lleugers (C1 - C4). A continuació, les matèries primeres poden anar a destil·lació atmosfèrica o destil·lació al buit. En el primer cas, l’equip de fàbrica segons el principi de funcionament s’assembla al que es va fer servir fins al 1823.
Només la refineria de petroli té un aspecte diferent. A l'empresa hi ha estufes, de mida similar a cases sense finestres, fetes amb els millors maons refractaris.Al seu interior hi ha canonades de diversos quilòmetres, en què el petroli es desplaça a gran velocitat (2 metres per segon) i s’escalfa a 300-325 C amb una flama d’una gran boquilla (a temperatures més altes, els hidrocarburs simplement es descomponen). Les columnes de destil·lació (fins a 40 metres d’alçada) substitueixen el tub per la condensació i refrigeració dels vapors actuals, on es separen i condensen els vapors i es construeixen pobles sencers de diferents tancs per rebre els productes rebuts.
Què és l’equilibri material?
El refinament de petroli a Rússia proporciona diferents saldos de matèries en la destil·lació atmosfèrica de matèries primeres d’un camp particular. Això significa que a la sortida es poden obtenir diferents proporcions per a diferents fraccions: benzina, querosè, dièsel, combustible, gas associat.
Per exemple, per al petroli de Sibèria Occidental, el rendiment i les pèrdues de gas són d’un percentatge, respectivament, les fraccions de gasolina (alliberades a temperatures d’uns 62 a 180 ºC) ocupen al voltant del 19%, el querosè - aproximadament el 9,5%, la fracció dièsel - el 19%. , combustible - gairebé el 50 per cent (assignat a temperatures de 240 a 350 graus). Els materials resultants gairebé sempre estan sotmesos a processament addicional, ja que no compleixen els requisits operatius dels mateixos motors de màquines.
Menys producció de residus
El processament al buit de l’oli es basa en el principi de bullir substàncies a una temperatura més baixa amb una disminució de la pressió. Per exemple, alguns hidrocarburs en el petroli bullen només a 450 ° C (pressió atmosfèrica), però es pot obligar a bullir a 325 ° C si baixa la pressió. El processament al buit de les matèries primeres es realitza en evaporadors rotatius al buit, que augmenten la velocitat de destil·lació i permeten obtenir ceresines, parafines, combustibles, olis a partir de combustible i utilitzar els residus gruixuts (quitrà) per a la producció de betum. La destil·lació al buit, en comparació amb el processament atmosfèric, produeix menys residus.
El reciclatge permet obtenir gasolines d'alta qualitat
El procés de refinació de petroli secundari es va inventar per obtenir més combustible de motor de la mateixa matèria primera a causa de l’efecte sobre les molècules d’hidrocarburs de petroli, que adquireixen fórmules més adequades per a l’oxidació. El reciclatge inclou diversos tipus d’anomenats “cracking”, incloses opcions d’hidrocrapejament, tèrmica i catalítica. Aquest procés també es va inventar originalment a Rússia, el 1891, per un enginyer V. Shukhov. Es tracta d'una divisió d'hidrocarburs en formes amb menys àtoms de carboni en una molècula.
Processament de petroli i gas a 600 graus centígrads
El principi de funcionament de les plantes d’esquerdament és aproximadament el mateix que la configuració de pressió atmosfèrica de les plantes de buit. Però aquí el processament de matèries primeres, que sovint es representa amb el combustible, es realitza a temperatures properes als 600 C. Sota aquesta influència, els hidrocarburs que formen la massa del combustible es descomponen en més petits, dels quals consisteix el mateix querosè o benzina. L’esquerdament tèrmic es basa en un tractament a alta temperatura i proporciona gasolina amb una gran quantitat d’impureses, cracking catalític també en tractament tèrmic, però amb l’addició de catalitzadors (per exemple, pols d’argila especial), que permet obtenir més gasolina de bona qualitat.
Hidrocracking: principals tipus
La producció i el perfeccionament de petroli actuals poden incloure diversos tipus d’hidrocrapeu, que és una combinació de processos d’hidrotractament, el desglossament de molècules grans d’hidrocarburs en altres més petites i la saturació d’hidrocarburs insaturats amb hidrogen. L’hidrocracking és fàcil (pressió 5 MPa, temperatura aproximada a 400 C, s’utilitza un reactor, resulta principalment combustible dièsel i material per a l’esquerdament catalític) i dur (pressió 10 MPa, la temperatura és d’uns 400 C, s’obtenen diversos reactors, dièsel, gasolina i querosè. fraccions). L’hidrocrapeució catalítica permet produir diversos olis amb coeficients d’alta viscositat i un baix contingut d’hidrocarburs aromàtics i de sofre.
La refinació del petroli, a més, pot utilitzar els següents processos:
- Visbreaking.En aquest cas, a temperatures de fins a 500 C i pressions que van des de la meitat fins a tres MPa, s’ofereixen asfaltens secundaris, gasos d’hidrocarburs i gasolina a partir de les matèries primeres dividint parafines i naftens.
- La cocció de residus de petroli pesat és un refinament profund del petroli quan es processen matèries primeres a temperatures properes a 500 C a una pressió de 0,65 MPa per produir components de gasoil i coca de petroli. Les etapes del procés acaben amb un “pastís de coca”, precedit (en ordre invers) de densificació, policondensació, aromatització, ciclització, deshidrogenació i cracking. A més, el producte també està subjecte a assecat i calcinació.
- Reformar Aquest mètode per processar productes derivats del petroli es va inventar a Rússia el 1911, l'enginyer N. Zelinsky. Actualment, s'ha utilitzat la reforma del pla catalític per obtenir hidrocarburs i gasolines aromàtiques de gran qualitat, així com gas que conté hidrogen procedent de ligroines i fraccions de gasolina per a processaments posteriors en hidrocat.
- Isomerització. El processament de petroli i gas en aquest cas implica obtenir un isòmer d’un compost químic a causa dels canvis en l’esquelet de carboni d’una substància. De manera que, a partir dels components del petroli d’alt octà, s’aïllen els components d’alta octana per produir gasolines comercialitzables.
- Alquilació. Aquest procés es basa en la incorporació de substituents alquil a una molècula orgànica. Així, els components per a gasolines d’alt octàbia s’obtenen a partir de gasos hidrocarburs insaturats.
Lluitar pels estàndards europeus
La tecnologia del processament del petroli i del gas a la refineria està millorant constantment. Així, a les empreses domèstiques es va produir un augment de l’eficiència del processament de les matèries primeres per paràmetres: la profunditat del processament, un augment de la selecció de productes petroliers lleugers, una disminució de les pèrdues irrecuperables, etc. Els plans de les refineries per als anys 10 i 20 del segle XXI inclouen un augment més de la profunditat de processament (fins al 88 per cent) , millorant la qualitat dels productes segons els estàndards europeus, reduint l’impacte tecnològic sobre el medi ambient.
