Öljy on mineraali, joka on veteen liukenematon öljyinen neste, joka voi olla melkein väritöntä tai tummanruskeaa. Öljynjalostamisen ominaisuudet ja menetelmät riippuvat pääasiassa hiilivetyjen prosentuaalisesta osuudesta sen koostumuksessa, joka vaihtelee eri kenttiä kohti.
Joten Sosninskoye-talletuksessa (Siperia) alkaanien (parafiiniryhmä) osuus on 52 prosenttia, sykloalkaanien - noin 36%, aromaattisten hiilivetyjen - 12 prosenttia. Ja esimerkiksi Romashkinskoye-talletuksessa (Tatarstan) alkaanien ja aromaattisten hiilien osuus on suurempi - vastaavasti 55 ja 18 prosenttia, kun taas sykloalkaanien osuus on 25 prosenttia. Tämä raaka-aine voi sisältää hiilivetyjen lisäksi rikkiä, typpiyhdisteitä, mineraaliepäpuhtauksia jne.
Öljy "puhdistettiin" ensimmäisen kerran vuonna 1745 Venäjällä
Raakamuodossaan tätä luonnonvaraa ei käytetä. Öljyä puhdistetaan primaarisilla tai toissijaisilla menetelmillä, jotta saadaan teknisesti arvokkaita tuotteita (liuottimet, moottoripolttoaineet, kemikaalien tuotantoon tarkoitetut komponentit). Yritykset muuttaa näitä raaka-aineita tehtiin jo 1800-luvun puolivälissä, jolloin väestön käyttämien kynttilöiden ja taskulamppujen lisäksi useiden kirkkojen lampuissa käytettiin “garneöljyä”, joka oli sekoitus kasviöljyä ja puhdistettua öljyä.
Öljynjalostusvaihtoehdot
Puhdistus ei ole usein suoraan mukana öljynjalostuksen prosesseissa. Pikemminkin tämä on alustava vaihe, joka voi koostua:
- Kemiallinen puhdistus, kun öljy altistetaan oleumille ja väkevälle rikkihapolle. Tämä poistaa aromaattiset ja tyydyttymättömät hiilivedyt.
- Adsorptiokäsittely. Tässä hartsit ja hapot voidaan poistaa öljytuotteista käsittelemällä kuumalla ilmalla tai johtamalla öljyä adsorbenttin läpi.
- Katalyyttinen käsittely - lievä hydraus typpi- ja rikkiyhdisteiden poistamiseksi.
- Fysikaalinen ja kemiallinen puhdistus. Tässä tapauksessa ylimääräiset aineosat vapautetaan selektiivisesti liuottimien avulla. Esimerkiksi polaarista liuotinta fenolia käytetään typpi- ja rikkiyhdisteiden poistamiseen, kun taas ei-polaariset liuottimet - butaani ja propaani - lähettävät tervaa, aromaattisia hiilivetyjä jne.
Ei kemiallisia muutoksia ...
Öljyn puhdistaminen prosesseilla ei tarkoita raaka-aineen kemiallisia muutoksia. Tässä mineraali jaetaan yksinkertaisesti sen aineosiin. Ensimmäinen öljytislauslaite keksittiin vuonna 1823 Venäjän valtakunnassa. Dubininin veljen arvasi laittaa kattilan lämmitysuuniin, josta putki meni tynnyrin kylmän veden läpi tyhjään astiaan. Uunikattilassa öljy lämmitettiin, johdettiin ”jääkaapin” läpi ja saostettiin.
Nykyaikaiset raaka-aineiden valmistusmenetelmät
Nykyään öljynjalostuskomplekseissa öljynjalostustekniikka alkaa lisäpuhdistuksella, jonka aikana tuote dehydratoidaan ELOU-laitteilla (sähköisillä suolanpoistolaitoksilla), vapautetaan mekaanisista epäpuhtauksista ja kevyistä hiilihydraateista (C1 - C4). Sitten raaka-aineet voivat siirtyä ilmakehään tislaukseen tai tyhjötislaukseen. Ensimmäisessä tapauksessa tehdaslaitteet muistuttavat toimintaperiaatteella niitä, joita käytettiin jo vuonna 1823.
Vain öljynjalostamo itsessään näyttää erilaiselta. Yrityksessä on uuneja, joiden koko muistuttaa taloja ilman ikkunoita ja jotka on valmistettu parhaista tulenkestävistä tiileistä.Niiden sisällä ovat monikilometriset putket, joissa öljy liikkuu suurella nopeudella (2 metriä sekunnissa) ja kuumennetaan 300-325 ° C: seen liekillä suuresta suuttimesta (korkeammissa lämpötiloissa hiilivedyt yksinkertaisesti hajoavat). Tislauspylväät (korkeintaan 40 metriä) korvaavat nykyään höyryjen kondensointia ja jäähdytystä varten putken, jossa höyryt erotetaan ja kondensoidaan ja kokonaisia kaupunkeja eri säiliöistä rakennetaan vastaanottamaan tuotteita.
Mikä on aineellinen tasapaino?
Öljynjalostus Venäjällä antaa erilaiset materiaalitasapainot tietyn kentän raaka-aineiden ilmakehän tislauksessa. Tämä tarkoittaa, että ulostulossa voidaan saada erilaisia suhteita eri fraktioille - bensiinille, petrolille, dieselille, polttoöljylle, siihen liittyvälle kaasulle.
Esimerkiksi Länsi-Siperian öljyssä kaasun saanto ja häviöt ovat vastaavasti yksi prosentti, bensiinifraktiot (vapautuvat lämpötiloissa noin 62 - 180 ° C) vievät noin 19%, petroli - noin 9,5%, dieseljae - 19% , polttoöljy - lähes 50 prosenttia (allokoitu lämpötiloissa 240 - 350 astetta). Saadut materiaalit käsitellään melkein aina lisäkäsittelyssä, koska ne eivät täytä samojen koneiden moottorien toimintavaatimuksia.
Vähemmän jätteen tuotantoa
Öljyn tyhjiökäsittely perustuu periaatteeseen, jonka mukaan aineet kiehuvat alhaisemmassa lämpötilassa paineen laskiessa. Esimerkiksi jotkut öljyhiilivedyt kiehuvat vain 450 ° C: ssa (ilmakehän paine), mutta ne voidaan pakottaa kiehumaan 325 ° C: ssa, jos paine laskee. Raaka-aineiden tyhjiökäsittely tapahtuu pyörivissä tyhjiöhöyrystimissä, jotka lisäävät tislausnopeutta ja mahdollistavat seriinien, parafiinien, polttoaineiden, öljyjen saamisen polttoöljystä ja käyttävät raskaita jäännöksiä (tervaa) edelleen bitumin tuotantoon. Tyhjätislaus tuottaa vähemmän jätettä verrattuna ilmakehän käsittelyyn.
Kierrätyksen avulla saat korkealaatuisia bensiinejä
Öljyn sekundaarinen puhdistusprosessi keksittiin, jotta saadaan enemmän moottoripolttoainetta samasta raaka-aineesta johtuen vaikutuksesta öljyhiilivetyjen molekyyleihin, jotka saavat hapettumiseen sopivempia kaavoja. Kierrätys sisältää erityyppisiä ns. Krakkauksia, mukaan lukien vetykrakkaus, lämpö- ja katalyyttiset vaihtoehdot. Tätä prosessia keksi alun perin myös Venäjällä vuonna 1891 insinööri V. Shukhov. Se on hiilivetyjen halkaisu muodoiksi, joissa on vähemmän hiiliatomeja yhdessä molekyylissä.
Öljyn ja kaasun käsittely 600 asteessa
Krakkauslaitosten toimintaperiaate on suunnilleen sama kuin tyhjiölaitosten ilmakehän paineasetukset. Mutta tässä raaka-aineiden prosessointi, jota useimmiten edustaa polttoöljy, suoritetaan lämpötilassa, joka on lähellä 600 ° C. Tässä vaikutuksessa polttoöljymassan muodostavat hiilivedyt hajoavat pienemmiksi, joista sama petroli tai bensiini koostuu. Terminen krakkaus perustuu korkeassa lämpötilassa tapahtuvaan käsittelyyn ja antaa bensiiniä, jolla on suuri määrä epäpuhtauksia, katalyyttistä krakkausta myös lämpökäsittelyssä, mutta katalyyttejä (esimerkiksi erityistä savipölyä) lisäämällä, mikä antaa mahdollisuuden saada enemmän hyvälaatuista bensiiniä.
Hydrokrakkaus: päätyypit
Öljyntuotanto ja jalostaminen voivat nykyisin sisältää erityyppisiä vetykrakkauksia, mikä on yhdistelmä vetykäsittelyprosesseja, suurten hiilivetymolekyylien hajottaminen pienemmiksi ja tyydyttymättömien hiilivetyjen kyllästäminen vedyllä. Vetykrakkaus on helppoa (paine 5 MPa, lämpötila noin 400 ° C, yhtä reaktoria käytetään, se osoittautuu lähinnä dieselpolttoaineeksi ja katalyyttiseen krakkaamiseen käytettäväksi materiaaliksi) ja kovaa (paine 10 MPa, lämpötila on noin 400 ° C, saadaan useita reaktoreita, diesel, bensiini ja petroli) fraktiot). Katalyyttinen vetykrakkaus mahdollistaa useiden öljyjen tuotannon, joilla on korkeat viskositeettikertoimet ja alhaiset aromaattisten ja rikkityyppisten hiilivetyjen pitoisuudet.
Öljynjalostuksessa voidaan käyttää myös seuraavia prosesseja:
- Särkyvä.Tässä tapauksessa korkeintaan 500 ° C: n lämpötiloissa ja paineessa, joka vaihtelee välillä puoli - kolme MPa, sekundaariset asfalteenit, hiilivetykaasut ja bensiini saadaan raaka-aineista jakamalla parafiinit ja nafteenit.
- Raskaiden öljyjäämien koksaaminen on öljyn syväjalostamista, kun raaka-aineet prosessoidaan lähellä lämpötilaa 500 ° C paineessa 0,65 MPa kaasuöljykomponenttien ja öljykoksin tuottamiseksi. Prosessin vaiheet päättyvät ”koksikakun” kanssa, jota edeltää (käänteisessä järjestyksessä) tiivistäminen, polykondensaatio, aromatisointi, syklisointi, dehydraus ja krakkaus. Lisäksi tuote kuivataan ja kalsinoidaan myös.
- Uudistaminen. Tämä öljytuotteiden käsittelymenetelmä keksittiin Venäjällä vuonna 1911, insinööri N. Zelinsky. Nykyään käytetään katalyyttisen suunnitelman uudistamista korkealaatuisten aromaattisten hiilivetyjen ja bensiinien, samoin kuin vetyä sisältävän kaasun saamiseksi ligroiini- ja bensiinijakeista myöhempää prosessointia varten vetykrakkauksessa.
- isomerointi. Öljyn ja kaasun prosessointi tarkoittaa tässä tapauksessa isomeerin saamista kemiallisesta yhdisteestä aineen hiilirungon muutosten vuoksi. Joten korkean oktaanikomponentin öljykomponenteista korkea oktaanikomponentit eristetään, jotta voidaan tuottaa myyntikelpoisia bensiinejä.
- Alkylointi. Tämä menetelmä perustuu alkyylisubstituenttien sisällyttämiseen orgaaniseen molekyyliin. Siten korkean oktaanin bensiinien komponentit saadaan tyydyttymättömistä hiilivetykaasuista.
Pyrkimys eurooppalaisiin normeihin
Jalostamon öljyn- ja kaasunjalostustekniikkaa kehitetään jatkuvasti. Joten kotimaisissa yrityksissä raaka-aineiden jalostuksen tehokkuuden lisääntyminen havaittiin parametreillä: prosessoinnin syvyys, kevyiden öljytuotteiden valinnan lisääntyminen, korjaamattomien häviöiden vähentyminen ja muut. Laitosten suunnitelmat 2000-luvun 10-20-luvulle sisältävät prosessoinnin syvyyden lisäämisen edelleen (jopa 88 prosenttia). , parantamalla tuotteiden laatua eurooppalaisiin standardeihin vähentämällä teknologisia ympäristövaikutuksia.
