Olie is een mineraal, dat is een onoplosbare olieachtige vloeistof in water, die bijna kleurloos of donkerbruin kan zijn. De eigenschappen en methoden van olieraffinage hangen af van het percentage overwegend koolwaterstoffen in zijn samenstelling, dat op verschillende gebieden varieert.
In de Sosninskoye-afzetting (Siberië) bezetten alkanen (paraffinegroep) dus een aandeel van 52 procent, cycloalkanen - ongeveer 36%, aromatische koolwaterstoffen - 12 procent. En bijvoorbeeld in de Romashkinskoye-afzetting (Tatarstan) is het aandeel alkanen en aromatische koolstoffen hoger - respectievelijk 55 en 18 procent, terwijl cycloalkanen een aandeel van 25 procent hebben. Naast koolwaterstoffen kan deze grondstof zwavel, stikstofverbindingen, minerale onzuiverheden, enz. Omvatten.
Olie werd voor het eerst "geraffineerd" in 1745 in Rusland
In zijn ruwe vorm wordt deze natuurlijke hulpbron niet gebruikt. Om technisch waardevolle producten (oplosmiddelen, motorbrandstoffen, componenten voor chemische productie) te verkrijgen, wordt olie geraffineerd met behulp van primaire of secundaire methoden. Pogingen om deze grondstoffen om te zetten werden al in het midden van de achttiende eeuw gedaan, toen, naast kaarsen en fakkels die door de bevolking werden gebruikt, "garne-olie" werd gebruikt in de lampen van een aantal kerken, een mengsel van plantaardige olie en geraffineerde olie.
Opties voor olieraffinage
Raffinage is vaak niet direct betrokken bij olieraffinageprocessen. Dit is eerder een voorbereidende fase, die kan bestaan uit:
- Chemische reiniging wanneer olie wordt blootgesteld aan oleum en geconcentreerd zwavelzuur. Dit verwijdert aromatische en onverzadigde koolwaterstoffen.
- Adsorptiebehandeling. Hier kunnen harsen en zuren uit aardolieproducten worden verwijderd door behandeling met hete lucht of door olie door een adsorptiemiddel te leiden.
- Katalytische behandeling - milde hydrogenering om stikstof- en zwavelverbindingen te verwijderen.
- Fysieke en chemische reiniging. In dit geval worden overtollige bestanddelen selectief vrijgegeven door middel van oplosmiddelen. Het polaire oplosmiddel fenol wordt bijvoorbeeld gebruikt om stikstof- en zwavelverbindingen te verwijderen, terwijl niet-polaire oplosmiddelen - butaan en propaan - teer, aromatische koolwaterstoffen, enz. Afgeven.
Geen chemische veranderingen ...
Olieraffinage door primaire processen houdt geen chemische transformaties van de grondstof in. Hier is het mineraal eenvoudig verdeeld in zijn samenstellende componenten. Het eerste oliedestillatie-apparaat werd uitgevonden in 1823, in het Russische rijk. De gebroeders Dubinin vermoedden de ketel in de verwarmingsoven te plaatsen, vanwaar de pijp door een vat koud water in een lege container ging. In de oven werd olie verwarmd, door een "koelkast" gevoerd en neergeslagen.
Moderne methoden voor het bereiden van grondstoffen
Tegenwoordig begint in olieraffinagecomplexen olieraffinagetechnologie met aanvullende zuivering, waarbij het product wordt gedehydrateerd op ELOU-apparaten (elektrische ontziltingsinstallaties), vrij van mechanische onzuiverheden en lichte koolhydraten (C1 - C4). Vervolgens kunnen de grondstoffen naar atmosferische destillatie of vacuümdestillatie gaan. In het eerste geval lijkt de fabrieksapparatuur volgens het werkingsprincipe op die welke al in 1823 werd gebruikt.
Alleen de olieraffinaderij zelf ziet er anders uit. Bij de onderneming zijn er kachels, in grootte gelijkend op huizen zonder ramen, gemaakt van de beste vuurvaste stenen.Binnenin bevinden zich pijpen van meerdere kilometers, waarin olie met hoge snelheid beweegt (2 meter per seconde) en wordt verwarmd tot 300-325 ° C met een vlam van een groot mondstuk (bij hogere temperaturen ontleden koolwaterstoffen eenvoudig). Destillatiekolommen (tot 40 meter hoog) vervangen vandaag de pijp voor condensatie en koeling van dampen, waar de dampen worden gescheiden en gecondenseerd, en hele steden uit verschillende tanks worden gebouwd om de ontvangen producten te ontvangen.
Wat is materiële balans?
Olieraffinage in Rusland geeft verschillende materiaalbalansen bij de atmosferische destillatie van grondstoffen uit een bepaald veld. Dit betekent dat aan de uitgang verschillende verhoudingen kunnen worden verkregen voor verschillende fracties - benzine, kerosine, diesel, stookolie, bijbehorend gas.
Voor West-Siberische olie bijvoorbeeld zijn de gasopbrengst en -verliezen respectievelijk één procent, benzinefracties (afgegeven bij temperaturen van ongeveer 62 tot 180 ° C) bezetten ongeveer 19%, kerosine - ongeveer 9,5%, dieselfractie - 19% , stookolie - bijna 50 procent (toegewezen bij temperaturen van 240 tot 350 graden). De resulterende materialen worden bijna altijd onderworpen aan extra verwerking, omdat ze niet voldoen aan de operationele vereisten voor dezelfde machinemotoren.
Minder afvalproductie
Vacuümverwerking van olie is gebaseerd op het principe van kokende stoffen bij een lagere temperatuur met een afname van de druk. Sommige koolwaterstoffen in olie koken bijvoorbeeld alleen bij 450 ° C (atmosferische druk), maar ze kunnen worden gedwongen om te koken bij 325 ° C als de druk wordt verlaagd. Vacuümverwerking van grondstoffen wordt uitgevoerd in rotatievacuümverdampers, die de destillatiesnelheid verhogen en het mogelijk maken om ceresines, paraffines, brandstoffen, oliën uit stookolie te verkrijgen en het zware residu (teer) verder te gebruiken voor de productie van bitumen. Vacuümdestillatie produceert in vergelijking met atmosferische verwerking minder afval.
Recycling stelt u in staat benzine van hoge kwaliteit te krijgen
Het secundaire olieraffinageproces werd uitgevonden om meer motorbrandstof uit dezelfde grondstof te halen vanwege het effect op de moleculen van aardoliekoolwaterstoffen, die formules verwerven die geschikter zijn voor oxidatie. Recycling omvat verschillende soorten zogenaamd "kraken", waaronder hydrokraken, thermische en katalytische opties. Dit proces werd ook oorspronkelijk uitgevonden in Rusland, in 1891, door een ingenieur V. Shukhov. Het is een splitsing van koolwaterstoffen in vormen met minder koolstofatomen in één molecuul.
Olie- en gasverwerking bij 600 graden Celsius
Het werkingsprincipe van kraakinstallaties is ongeveer hetzelfde als de atmosferische drukinstellingen van vacuüminstallaties. Maar hier wordt de verwerking van grondstoffen, die meestal wordt vertegenwoordigd door stookolie, uitgevoerd bij temperaturen in de buurt van 600 C. Onder deze invloed breken de koolwaterstoffen waaruit de brandstofoliemassa bestaat in kleinere, waaruit dezelfde kerosine of benzine bestaat. Thermisch kraken is gebaseerd op behandeling op hoge temperatuur en geeft benzine met een grote hoeveelheid onzuiverheden, katalytisch kraken ook bij warmtebehandeling, maar met toevoeging van katalysatoren (bijvoorbeeld speciaal kleistof), waardoor meer benzine van goede kwaliteit kan worden verkregen.
Hydrocracking: hoofdtypen
Olieproductie en raffinage kunnen tegenwoordig verschillende soorten hydrokraken omvatten, wat een combinatie is van waterstofbehandelingsprocessen, de afbraak van grote koolwaterstofmoleculen in kleinere en de verzadiging van onverzadigde koolwaterstoffen met waterstof. Hydrocracking is eenvoudig (druk 5 MPa, temperatuur ongeveer 400 C, er wordt één reactor gebruikt, het blijkt voornamelijk dieselbrandstof en materiaal voor katalytisch kraken) en hard (druk 10 MPa, temperatuur is ongeveer 400 C, er worden verschillende reactoren verkregen, diesel, benzine en kerosine fracties). Katalytisch hydrokraken maakt de productie mogelijk van een aantal oliën met hoge viscositeitscoëfficiënten en een laag gehalte aan aromatische en zwavelachtige koolwaterstoffen.
Olieraffinage kan bovendien de volgende processen gebruiken:
- Visbrekend.In dit geval worden bij temperaturen tot 500 ° C en drukken variërend van half tot drie MPa secundaire asfaltenen, koolwaterstofgassen en benzine verkregen uit grondstoffen door paraffinen en naftenen te splitsen.
- Cokesvorming van zware olieresten is een diepe olieraffinage wanneer grondstoffen worden verwerkt bij temperaturen in de buurt van 500 ° C onder een druk van 0,65 MPa om gasoliecomponenten en petroleumcokes te produceren. De fasen van het proces eindigen met een "cokeskoek", die (in omgekeerde volgorde) wordt voorafgegaan door verdichting, polycondensatie, aromatisering, cyclisatie, dehydrogenering en kraken. Bovendien is het product ook onderhevig aan drogen en calcineren.
- Hervormen. Deze methode voor het verwerken van aardolieproducten werd in 1911 uitgevonden in Rusland, ingenieur N. Zelinsky. Tegenwoordig wordt hervorming van het katalytische plan gebruikt om aromatische koolwaterstoffen en benzines van hoge kwaliteit te verkrijgen, evenals waterstofhoudend gas uit ligroïne- en benzinefracties voor daaropvolgende verwerking bij hydrokraken.
- Isomerisatie. Olie- en gasverwerking omvat in dit geval het verkrijgen van een isomeer uit een chemische verbinding vanwege veranderingen in het koolstofskelet van een stof. Dus van componenten met een hoog octaangetal worden componenten met een hoog octaangetal geïsoleerd om verkoopbare benzine te produceren.
- Alkylatie. Dit proces is gebaseerd op de opname van alkylsubstituenten in een organisch molecuul. Aldus worden componenten voor benzines met een hoog octaangetal verkregen uit onverzadigde koolwaterstofgassen.
Streven naar Europese normen
De technologie van olie- en gasverwerking in de raffinaderij wordt voortdurend verbeterd. Bij binnenlandse ondernemingen was er dus een toename van de efficiëntie van de verwerking van grondstoffen door parameters: de diepte van de verwerking, een toename van de selectie van lichte aardolieproducten, een afname van onherstelbare verliezen, enz. De plannen van de raffinaderijen voor de 10-20s van de eenentwintigste eeuw omvatten een verdere toename van de verwerkingsdiepte (tot 88 procent) , verbetering van de kwaliteit van producten volgens Europese normen, vermindering van de technologische impact op het milieu.
