Az olaj ásvány, amely vízben oldhatatlan olajos folyadék, amely szinte színtelen vagy sötétbarna. Az olajfinomítás tulajdonságai és módszerei az összetételében a túlnyomórészt szénhidrogének százalékától függnek, amely az egyes területeken változik.
Tehát a Sosninskoye-lelőhelyen (Szibéria) az alkánok (paraffincsoport) 52% -ot, a cikloalkánok - körülbelül 36%, az aromás szénhidrogének - 12% -ot képviselnek. És például a Romashkinskoye lerakódásban (Tatarstan) az alkánok és az aromás szénatomok aránya nagyobb - 55, illetve 18 százalék, míg a cikloalkánok részesedése 25 százalék. A szénhidrogéneken kívül ez a nyersanyag tartalmazhat ként, nitrogénvegyületeket, ásványi szennyeződéseket stb.
Az olajat először "finomították" 1745-ben Oroszországban
Nyers formájában ezt a természeti erőforrást nem használják fel. Technikailag értékes termékek (oldószerek, motor-üzemanyagok, vegyi anyagok előállításához szükséges összetevők) előállítása céljából az olajat elsődleges vagy másodlagos módszerekkel finomítják. E nyersanyagok átalakítására tett kísérletek már a tizennyolcadik század közepén voltak, amikor a lakosság által használt gyertyák és fáklyák mellett számos gyülekezet lámpáiban „garneolajat” használták, amely növényi olaj és finomított olaj keveréke volt.
Olajfinomítási lehetőségek
A finomítás gyakran nem vesz részt közvetlenül az olajfinomítási folyamatokban. Inkább ez egy előzetes szakasz, amely a következőkből állhat:
- Kémiai tisztítás, ha az olajat olajnak és koncentrált kénsavnak teszik ki. Ez eltávolítja az aromás és telítetlen szénhidrogéneket.
- Adsorpciós kezelés. Itt a gyanták és savak forró levegőn történő kezelés vagy olaj adszorbensen történő átvezetése útján távolíthatók el az olajtermékekből.
- Katalitikus kezelés - enyhe hidrogénezés a nitrogén- és kénvegyületek eltávolítása céljából.
- Fizikai és kémiai tisztítás. Ebben az esetben a felesleges alkotóelemeket szelektíven oldják oldószerekkel. Például a poláris oldószert, a fenolt használják a nitrogén- és kénvegyületek eltávolítására, míg a nem poláros oldószerek - bután és propán - kátrányt, aromás szénhidrogéneket stb.
Nincs kémiai változás ...
Az olajfinomítás primer folyamatok révén nem jelenti az alapanyag kémiai átalakulását. Itt az ásványt egyszerűen fel kell osztani alkotóelemeire. Az első olajdesztilláló készüléket 1823-ban találták ki az Orosz Birodalomban. A dubinin testvérek azt gondolták, hogy a kazánt a fűtőkemencébe helyezik, ahonnan a cső hideg víz hordóján keresztül egy üres tartályba ment. A kemence kazánban melegítették az olajat, átjutottak egy „hűtőszekrényen” és kicsapódtak.
A nyersanyagok előállításának modern módszerei
Ma az olajfinomító komplexumokban az olajfinomítási technológia további tisztítással kezdődik, amelynek során a terméket ELOU készülékeken (elektromos sómentesítő üzemek) dehidratálják, mechanikai szennyeződésektől és könnyű szénhidrátoktól (C1 - C4) mentesülnek. Ezután a nyersanyagokat atmoszférikus desztillációhoz vagy vákuumdesztillációhoz vezethetik. Az első esetben a gyári felszerelés a működés elve alapján hasonlít arra, amelyet 1823-ban használták.
Csak maga az olajfinomító néz ki másként. A vállalkozásnál vannak olyan kályhák, amelyek méretükben ablak nélküli házakra hasonlítanak, és a legjobb tűzálló téglából készültek.Benne több kilométer hosszú csövek vannak, amelyekben az olaj nagy sebességgel (másodpercenként 2 méter) mozog, és egy nagy fúvóka lángjával 300-325 ° C-ra melegítik (magasabb hőmérsékleten a szénhidrogének egyszerűen bomlanak). A desztillációs oszlopok (legfeljebb 40 méter magas) helyettesítik a gőzök kondenzációjára és hűtésére szolgáló csövet, ahol a gőzöket elválasztják és kondenzálják, és a különböző tartályokból egész városokat építenek a kapott termékek befogadására.
Mi az anyagmérleg?
Az oroszországi olajfinomítás eltérő anyagmérlegeket eredményez egy adott területen található alapanyagok légköri lepárlásában. Ez azt jelenti, hogy a kimeneten a különböző frakciókhoz különböző arányokat lehet elérni - benzin, kerozin, dízel, fűtőolaj, kapcsolódó gáz.
Például a nyugat-szibériai olaj esetében a gáz hozama és vesztesége egy százalék, a benzinfrakciók (kb. 62 és 180 ° C közötti hőmérsékleten szabadulnak fel) mintegy 19% -ot, a petróleum - mintegy 9,5%, gázolaj-frakció - 19% , fűtőolaj - csaknem 50% (240-350 fok hőmérsékleten osztják el). A keletkező anyagokat szinte mindig további feldolgozásnak vetik alá, mivel nem felelnek meg ugyanazon gépmotorok üzemeltetési követelményeinek.
Kevesebb hulladéktermelés
Az olaj vákuumfeldolgozása azon az elvön alapul, hogy az anyagokat alacsonyabb hőmérsékleten forralják, nyomás csökkenéssel. Például az olajban lévő egyes szénhidrogének csak 450 ° C-on forognak (légköri nyomás), de arra kényszeríthetők, hogy 325 ° C-on forrjanak, ha a nyomást alacsonyabbá teszik. Az alapanyagok vákuumban történő feldolgozását rotációs vákuum-elpárologtatókban hajtják végre, amelyek növelik a desztillációs sebességet és lehetővé teszik ceresinek, paraffinok, üzemanyagok, olajok előállítását fűtőolajból, és a nehéz maradékot (kátrányt) felhasználják tovább a bitumen előállításához. A vákuumdesztilláció a légköri feldolgozáshoz képest kevesebb hulladékot eredményez.
Az újrahasznosítás lehetővé teszi kiváló minőségű benzinek előállítását
A szekunder olajfinomítási eljárást azzal a céllal dolgozták ki, hogy minél több motorolajat nyerjenek ugyanabból az alapanyagból, a kőolaj szénhidrogének molekuláira gyakorolt hatás miatt, amelyek oxidációra alkalmasabb képleteket kapnak. Az újrahasznosítás különfélefajta úgynevezett "krakkolást" foglal magában, beleértve a hidrokrakkolást, a termikus és a katalitikus lehetőségeket. Ezt a folyamatot eredetileg Oroszországban, 1891-ben találta ki V. Shukhov mérnök. Ez egy szénhidrogén felosztása olyan formákba, amelyekben kevesebb szénatom van egy molekulában.
Olaj- és gázfeldolgozás 600 Celsius fokon
A krakkoló üzemek működési elve megközelítőleg megegyezik a vákuum üzemek légköri nyomásának beállításaival. De itt a nyersanyagok feldolgozását, amelyet leggyakrabban a tüzelőolaj képvisel, 600 C körüli hőmérsékleten hajtják végre. Ennek hatására a tüzelőolaj tömegét alkotó szénhidrogének kisebbekre bomlanak, amelyekből ugyanaz a petróleum vagy benzin áll. A termikus krakkolás magas hőmérsékleten történő kezelésen alapul, és nagy mennyiségű szennyeződéshez benzint ad, katalitikus krakkolást eredményez a hőkezelés során is, de katalizátorok hozzáadásával (például speciális agyagpor), amely lehetővé teszi több jó minőségű benzin előállítását.
Hidrokrakkolás: fő típusok
Az olajtermelés és a finomítás ma már tartalmazhat különféle típusú hidrokrakkolást, amely a hidrogénkezelési folyamatok, a nagy szénhidrogénmolekulák kisebb részekre bontásának és a telítetlen szénhidrogének hidrogénnel való telítésének kombinációja. A hidrokrakkolás könnyű (5 MPa nyomás, körülbelül 400 ° C hőmérséklet, egy reaktort használnak, kiderül, hogy főleg dízelüzemanyag és katalitikus krakkoláshoz szükséges anyag) és kemény (nyomás 10 MPa, hőmérséklet körülbelül 400 ° C, több reaktor készül, dízel, benzin és kerozin) frakciók). A katalitikus hidrokrakkolás számos olaj előállítását teszi lehetővé, nagy viszkozitási együtthatóval és alacsony aromás és kéntartalmú szénhidrogénekkel.
Az olajfinomítás ezen felül a következő eljárásokkal is végrehajtható:
- Visbreaking.Ebben az esetben legfeljebb 500 ° C hőmérsékleten és fél-három MPa közötti nyomáson a szekunder aszfalténeket, a szénhidrogén gázokat és a benzint nyersanyagokból nyerik paraffinok és naftalinok felosztásával.
- A nehézolaj-maradékok kokszolása mély olajfinomítás, amikor az alapanyagokat 500 ° C körüli hőmérsékleten, 0,65 MPa nyomáson dolgozzák fel gázolaj-összetevők és kőolajkoksz előállításához. A folyamat szakaszai egy „kokszpogáccsal” érkeznek, amelyet (fordított sorrendben) előz meg tömörítés, polikondenzáció, aromatizálás, ciklizálás, dehidrogénezés és krakkolás. Ezenkívül a terméket szárításnak és kalcinálásnak is alávetik.
- Reformálás. Ezt a kőolajtermék-feldolgozási módszert 1911-ben találták Oroszországban, N. Zelinsky mérnök. Manapság a katalitikus tervet megreformálják annak érdekében, hogy kiváló minõségû aromás szénhidrogéneket és benzineket, valamint hidrogéntartalmú gázt nyerjenek ligroinból és benzinfrakciókból a hidrokrakkolás utáni feldolgozásához.
- Izomerizáció. Az olaj- és gázfeldolgozás ebben az esetben magában foglalja egy izomer előállítását egy kémiai vegyületből az anyag szénvázában bekövetkező változások miatt. Tehát a magas oktánszámú olajkomponensekből a magas oktánszámú komponenseket elkülönítik, hogy forgalmazható benzineket állítsanak elő.
- Alkilezés. Ez az eljárás az alkilszubsztituensek beépítésén alapul egy szerves molekulaba. Így a magas oktánszámú benzinek alkotóelemei telítetlen szénhidrogén gázokból származnak.
Az európai szabványok elérése
A finomító olaj- és gázfeldolgozási technológiája folyamatosan fejlődik. Tehát a hazai vállalkozásoknál a nyersanyag-feldolgozás hatékonyságának növekedését a következő paraméterek jellemezték: a feldolgozás mélysége, a könnyű kőolajtermékek kiválasztásának növekedése, a helyrehozhatatlan veszteségek csökkenése és mások. , a termékek minőségének javítása az európai szabványoknak megfelelően, a környezetre gyakorolt technológiai hatás csökkentése.
