L'huile est un minéral, qui est un liquide huileux insoluble dans l'eau, qui peut être presque incolore ou brun foncé. Les propriétés et les méthodes de raffinage du pétrole dépendent du pourcentage d’hydrocarbures prédominant dans sa composition, qui varie selon les domaines.
Ainsi, dans le gisement Sosninskoye (Sibérie), les alcanes (groupe paraffinique) occupent une part de 52%, les cycloalcanes - environ 36%, les hydrocarbures aromatiques - 12%. Et, par exemple, dans le gisement Romashkinskoye (Tatarstan), la part des alcanes et des atomes de carbone aromatiques est supérieure - 55 et 18%, respectivement, tandis que les cycloalcanes ont une part de 25%. Outre les hydrocarbures, cette matière première peut inclure du soufre, des composés azotés, des impuretés minérales, etc.
Le pétrole a été "raffiné" pour la première fois en 1745 en Russie
Dans sa forme brute, cette ressource naturelle n'est pas utilisée. Pour obtenir des produits de valeur technique (solvants, carburants, composants pour la production de produits chimiques), l'huile est raffinée en utilisant des méthodes primaires ou secondaires. Des tentatives de conversion de ces matières premières ont été entreprises dès le milieu du XVIIIe siècle, lorsque, outre les bougies et les torches utilisés par la population, «l'huile de garne» était utilisée dans les lampes de nombreuses églises, qui étaient un mélange d'huile végétale et d'huile raffinée.
Options de raffinage du pétrole
Le raffinage n’est souvent pas directement impliqué dans les processus de raffinage du pétrole. Il s’agit plutôt d’une étape préliminaire, qui peut consister à:
- Nettoyage chimique lorsque l'huile est exposée à l'oléum et à l'acide sulfurique concentré. Cela élimine les hydrocarbures aromatiques et insaturés.
- traitement par adsorption. Ici, les résines et les acides peuvent être éliminés des produits pétroliers par traitement à l'air chaud ou par passage de l'huile dans un adsorbant.
- Traitement catalytique - hydrogénation douce pour éliminer les composés azotés et soufrés.
- Nettoyage physique et chimique. Dans ce cas, les composants en excès sont libérés sélectivement au moyen de solvants. Par exemple, le phénol, un solvant polaire, est utilisé pour éliminer les composés azotés et soufrés, tandis que les solvants non polaires - butane et propane - émettent des goudrons, des hydrocarbures aromatiques, etc.
Aucun changement chimique ...
Le raffinage du pétrole par des processus primaires n'implique pas de transformation chimique de la matière première. Ici, le minéral est simplement divisé en ses composants constitutifs. Le premier appareil de distillation de l'huile a été inventé en 1823, dans l'empire russe. Les frères Dubinin ont deviné de mettre la chaudière dans le four de chauffage, d'où le tuyau passait à travers un baril d'eau froide dans un récipient vide. Dans la chaudière du four, l'huile était chauffée, passée dans un «réfrigérateur» et précipitée.
Méthodes modernes de préparation des matières premières
Aujourd'hui, dans les complexes de raffinage du pétrole, la technologie de raffinage du pétrole commence par une purification supplémentaire au cours de laquelle le produit est déshydraté sur des dispositifs ELOU (installations de dessalement électriques), débarrassé de ses impuretés mécaniques et de ses glucides légers (C1 - C4). Ensuite, les matières premières peuvent aller à la distillation atmosphérique ou à la distillation sous vide. Dans le premier cas, l’équipement d’usine, par son principe de fonctionnement, ressemble à celui qui était utilisé dès 1823.
Seule la raffinerie de pétrole a une apparence différente. Dans l'entreprise, il existe des poêles d'une taille qui ressemblent à des maisons sans fenêtres, fabriqués à partir des meilleures briques réfractaires.À l'intérieur, des conduites de plusieurs kilomètres, dans lesquelles l'huile circule à grande vitesse (2 mètres par seconde) et est chauffée à 300-325 ° C avec une flamme provenant d'une large buse (à des températures plus élevées, les hydrocarbures se décomposent simplement). Des colonnes de distillation (jusqu'à 40 mètres de haut) remplacent le tuyau de condensation et de refroidissement des vapeurs, où les vapeurs sont séparées et condensées, et des villes entières de différents réservoirs sont construites pour recevoir les produits reçus.
Quel est le bilan matière?
Le raffinage du pétrole en Russie donne différents équilibres de matériaux dans la distillation atmosphérique des matières premières d’un domaine particulier. Cela signifie qu'à la sortie, différentes proportions peuvent être obtenues pour différentes fractions - essence, kérosène, diesel, mazout, gaz associé.
Par exemple, pour le pétrole de Sibérie occidentale, les rendements et pertes en gaz sont respectivement de 1%, les fractions d’essence (rejetées à des températures comprises entre environ 62 et 180 ° C) occupent environ 19%, le kérosène - environ 9,5%, la fraction diesel - 19%. , mazout - presque 50% (alloué à des températures comprises entre 240 et 350 degrés). Les matériaux résultants sont presque toujours soumis à un traitement supplémentaire, car ils ne répondent pas aux exigences opérationnelles pour les mêmes moteurs de machine.
Moins de production de déchets
Le traitement de l'huile sous vide est basé sur le principe de l'ébullition de substances à une température plus basse avec une diminution de la pression. Par exemple, certains hydrocarbures dans l'huile ne bouillent qu'à 450 ° C (pression atmosphérique), mais ils peuvent être obligés de bouillir à 325 ° C si la pression est abaissée. Le traitement sous vide des matières premières est effectué dans des évaporateurs rotatifs sous vide, qui augmentent le taux de distillation et permettent d'obtenir des cérésines, des huiles de paraffine, des carburants, des huiles de mazout et d'utiliser davantage le résidu lourd (goudron) pour la production de bitume. La distillation sous vide, comparée au traitement atmosphérique, produit moins de déchets.
Le recyclage vous permet d'obtenir des essences de haute qualité
Le procédé de raffinage du pétrole secondaire a été inventé afin de tirer davantage de carburant de la même matière première en raison de l’effet sur les molécules d’hydrocarbures du pétrole, qui acquièrent des formules plus adaptées à l’oxydation. Le recyclage comprend divers types de "craquage", notamment les options d'hydrocraquage, thermique et catalytique. Ce procédé a également été inventé en Russie, en 1891, par un ingénieur, V. Shukhov. C'est une division d'hydrocarbures en des formes avec moins d'atomes de carbone dans une molécule.
Traitement du pétrole et du gaz à 600 degrés Celsius
Le principe de fonctionnement des installations de craquage est approximativement le même que celui des réglages de pression atmosphérique des installations de vide. Mais ici, le traitement des matières premières, qui sont le plus souvent représentées par du mazout, est effectué à des températures proches de 600 ° C. Sous cette influence, les hydrocarbures qui composent la masse de mazout se décomposent en molécules plus petites, constituées du même kérosène ou de l’essence. Le craquage thermique est basé sur un traitement à haute température et donne de l’essence avec une grande quantité d’impuretés. Le craquage catalytique aussi lors du traitement thermique, mais avec l’ajout de catalyseurs (par exemple, de la poussière d’argile spéciale), ce qui permet d’obtenir plus d’essence de bonne qualité.
Hydrocraquage: principaux types
La production et le raffinage du pétrole peuvent aujourd'hui inclure divers types d'hydrocraquage, qui associent des processus d'hydrotraitement, la décomposition de grosses molécules d'hydrocarbures en molécules plus petites et la saturation en hydrocarbures insaturés de l'hydrogène. L'hydrocraquage est facile (pression 5 MPa, température environ 400 C, un réacteur est utilisé, il s'avère principalement combustible et matériau pour le craquage catalytique) et dur (pression 10 MPa, température est environ 400 C, plusieurs réacteurs sont obtenus, diesel, essence et kérosène fractions). L'hydrocraquage catalytique permet la production d'un certain nombre d'huiles présentant des coefficients de viscosité élevés et une faible teneur en types aromatiques et soufrés.
De plus, le raffinage du pétrole peut utiliser les processus suivants:
- Visbreaking.Dans ce cas, à des températures allant jusqu'à 500 ° C et des pressions allant de la moitié à trois MPa, les asphaltènes secondaires, les gaz d'hydrocarbures et l'essence sont obtenus à partir de matières premières en scindant des paraffines et des naphtènes.
- La cokéfaction des résidus de pétrole lourd est un raffinage du pétrole en profondeur lorsque les matières premières sont traitées à des températures proches de 500 ° C sous une pression de 0,65 MPa pour produire des composants de gazole et du coke de pétrole. Les étapes du processus se terminent par un «gâteau de coke», qui est précédé (dans l'ordre inverse) par densification, polycondensation, aromatisation, cyclisation, déshydrogénation et craquage. En outre, le produit est également sujet au séchage et à la calcination.
- Réformer. Cette méthode de traitement des produits pétroliers a été inventée en Russie en 1911 par l'ingénieur N. Zelinsky. Aujourd'hui, le reformage du plan catalytique est utilisé pour obtenir des hydrocarbures aromatiques et des essences de haute qualité, ainsi que du gaz contenant de l'hydrogène à partir de fractions de ligroïne et d'essence pour un traitement ultérieur en hydrocraquage.
- Isomérisation. Dans ce cas, le traitement du pétrole et du gaz implique l'obtention d'un isomère à partir d'un composé chimique en raison de modifications du squelette carboné d'une substance. Ainsi, à partir de composants d'huile à indice d'octane élevé, les composants à indice d'octane élevé sont isolés pour produire des essences commercialisables.
- Alkylation. Ce procédé repose sur l’incorporation de substituants alkyle dans une molécule organique. Ainsi, les composants des essences à indice d'octane élevé sont obtenus à partir d'hydrocarbures insaturés.
Viser les normes européennes
La technologie de traitement du pétrole et du gaz à la raffinerie est en constante amélioration. Ainsi, dans les entreprises nationales, une efficacité accrue de la transformation des matières premières a été constatée paramètres suivants: la profondeur de la transformation, la sélection des produits pétroliers légers, la diminution des pertes irrécupérables, etc. , amélioration de la qualité des produits par rapport aux normes européennes, réduction de l’impact technologique sur l’environnement.
