Uleiul este un mineral, care este un lichid uleios insolubil în apă, care poate fi aproape incolor sau maro închis. Proprietățile și metodele de rafinare a uleiului depind de procentul predominant de hidrocarburi din compoziția sa, care variază pe diferite câmpuri.
Deci, în zăcământul de la Sosninskoye (Siberia), alcanii (grupa parafină) ocupă o pondere de 52 la sută, cicloalcanii - aproximativ 36%, hidrocarburi aromatice - 12 la sută. Și, de exemplu, în zăcământul Romashkinskoye (Tatarstan), ponderea alcanilor și a carbonilor aromatici este mai mare - 55 și, respectiv, 18%, în timp ce cicloalcanii au o pondere de 25%. Pe lângă hidrocarburi, această materie primă poate include sulf, compuși de azot, impurități minerale etc.
Uleiul a fost „rafinat” pentru prima dată în 1745 în Rusia
În forma sa brută, această resursă naturală nu este utilizată. Pentru a obține produse valoroase din punct de vedere tehnic (solvenți, combustibili pentru motoare, componente pentru producția chimică), uleiul este rafinat folosind metode primare sau secundare. Încercările de a converti aceste materii prime au fost făcute încă de la mijlocul secolului al XVIII-lea, când, pe lângă lumânările și torțele folosite de populație, „lămpile de garne” erau folosite în lămpile mai multor biserici, care era un amestec de ulei vegetal și ulei rafinat.
Opțiuni de rafinare a uleiului
Rafinarea nu este adesea implicată direct în procesele de rafinare a uleiului. Mai degrabă, aceasta este o etapă preliminară, care poate consta în:
- Curățarea chimică atunci când uleiul este expus la oleum și acid sulfuric concentrat. Aceasta elimină hidrocarburile aromatice și nesaturate.
- Tratament prin adsorbție. Aici, rășinile și acizii pot fi îndepărtați din produsele petroliere prin tratarea cu aer cald sau prin trecerea uleiului printr-un adsorbant.
- Tratament catalitic - hidrogenare ușoară pentru eliminarea azotului și a compușilor cu sulf.
- Curățare fizică și chimică. În acest caz, excesul de constituenți este eliberat selectiv cu ajutorul solvenților. De exemplu, fenolul cu solvent polar este utilizat pentru a îndepărta compuși de azot și sulf, în timp ce solvenții nepolari - butan și propan - emit gudron, hidrocarburi aromatice etc.
Nu există modificări chimice ...
Rafinarea uleiului prin procese primare nu implică transformări chimice ale materiei prime. Aici, mineralul este împărțit pur și simplu în componentele sale constitutive. Primul dispozitiv de distilare a petrolului a fost inventat în 1823, în Imperiul Rus. Frații Dubinin au ghicit să introducă cazanul în cuptorul de încălzire, de unde conducta a trecut printr-un butoi de apă rece într-un recipient gol. În cazanul cuptorului, uleiul a fost încălzit, trecut printr-un „frigider” și precipitat.
Metode moderne de preparare a materiilor prime
Astăzi, la complexele de rafinare a uleiului, tehnologia de rafinare a uleiului începe cu o purificare suplimentară, în timpul căreia produsul este deshidratat pe dispozitive ELOU (instalații electrice de desaltare), eliberat de impuritățile mecanice și carbohidrații ușori (C1 - C4). Apoi, materiile prime pot merge la distilare atmosferică sau distilare în vid. În primul caz, echipamentul din fabrică după principiul funcționării seamănă cu cel folosit până în 1823.
Doar rafinăria de petrol în sine arată diferit. La întreprindere există sobe, în dimensiuni asemănătoare cu case fără ferestre, realizate din cele mai bune cărămizi refractare.În interiorul lor sunt conducte de mai mulți kilometri, în care uleiul se mișcă cu viteză mare (2 metri pe secundă) și este încălzit la 300-325 C cu o flacără dintr-o duză mare (la temperaturi mai ridicate, hidrocarburile se descompun pur și simplu). Coloanele de distilare (înălțime de până la 40 de metri) înlocuiesc conducta pentru condensarea și răcirea vaporilor astăzi, unde vaporii sunt separați și condensați, iar orașele întregi din rezervoare diferite sunt construite pentru a primi produsele primite.
Ce este echilibrul material?
Rafinarea petrolului în Rusia oferă echilibrări materiale diferite în distilarea atmosferică a materiilor prime dintr-un anumit câmp. Aceasta înseamnă că la ieșire pot fi obținute proporții diferite pentru fracții diferite - benzină, kerosen, motorină, ulei de combustibil, gaz asociat.
De exemplu, pentru petrolul din Siberia Occidentală, randamentul și pierderile de gaz sunt de unu la sută, respectiv fracțiile de benzină (eliberate la temperaturi cuprinse între 62 și 180 C) ocupă aproximativ 19%, kerosenul - aproximativ 9,5%, fracția diesel - 19% , combustibil - aproape 50 la sută (alocat la temperaturi de la 240 la 350 de grade). Materialele rezultate sunt aproape întotdeauna supuse unei prelucrări suplimentare, deoarece nu îndeplinesc cerințele operaționale pentru aceleași motoare de mașină.
Mai puțină producție de deșeuri
Prelucrarea în vid a uleiului se bazează pe principiul fierberii substanțelor la o temperatură mai scăzută, cu o scădere a presiunii. De exemplu, unele hidrocarburi din ulei fierb doar la 450 ° C (presiunea atmosferică), dar pot fi forțate să fiarbă la 325 ° C dacă scade presiunea. Prelucrarea în vid a materiilor prime se realizează în evaporatoare rotative în vid, care cresc viteza de distilare și fac posibilă obținerea de ceresine, parafinele, combustibili, uleiuri din ulei combustibil și utilizează reziduurile grele (gudron) în continuare pentru producerea de bitum. Distilarea în vid, comparativ cu procesarea atmosferică, produce mai puține deșeuri.
Reciclarea vă permite să obțineți benzine de înaltă calitate
Procesul secundar de rafinare a uleiului a fost inventat pentru a obține mai mult combustibil pentru motor din aceeași materie primă, datorită efectului asupra moleculelor hidrocarburilor petroliere, care dobândesc formule mai potrivite pentru oxidare. Reciclarea include diferite tipuri de așa-numite „fisuri”, inclusiv opțiuni de hidrocrațare, termice și catalitice. Acest proces a fost inventat inițial și în Rusia, în 1891, de către un inginer V. Șukhov. Este o divizare a hidrocarburilor în forme cu mai puțini atomi de carbon într-o moleculă.
Prelucrarea petrolului și a gazului la 600 de grade Celsius
Principiul funcționării instalațiilor de fisurare este aproximativ același cu setările de presiune atmosferică ale instalațiilor de vid. Dar aici prelucrarea materiilor prime, care este cel mai adesea reprezentată de combustibil, se realizează la temperaturi apropiate de 600 C. Sub această influență, hidrocarburile care alcătuiesc masa de combustibil se descompun în altele mai mici, din care constă același kerosen sau benzină. Fisurarea termică se bazează pe un tratament la temperaturi ridicate și oferă benzină cu o cantitate mare de impurități, fisurarea catalitică și pe tratamentul termic, dar cu adăugarea de catalizatori (de exemplu, praf special de argilă), care permite obținerea mai multor benzină de bună calitate.
Hidrocracking: tipuri principale
Producția de petrol și rafinarea de astăzi poate include diferite tipuri de hidrocrație, care este o combinație de procese de hidrotratare, descompunerea moleculelor mari de hidrocarburi în altele mai mici și saturația hidrocarburilor nesaturate cu hidrogen. Hidrocracking-ul este ușor (presiunea 5 MPa, temperatura aproximativ 400 C, se folosește un reactor, se dovedește în principal combustibil diesel și material pentru fisurarea catalitică) și dur (presiunea 10 MPa, temperatura este de aproximativ 400 C, se obțin mai multe reactoare, diesel, benzină și kerosen fracții). Hidrocraciarea catalitică permite producerea unui număr de uleiuri cu coeficienți de vâscozitate ridicată și un conținut scăzut de hidrocarburi aromatice și de tip sulf.
În plus, rafinarea uleiului poate folosi următoarele procese:
- Visbreaking.În acest caz, la temperaturi de până la 500 C și presiuni care variază de la jumătate la trei MPa, asfaltene secundare, gaze hidrocarburi și benzină sunt obținute din materiile prime prin împărțirea parafinelor și a naftenelor.
- Cocația reziduurilor de uleiuri grele este o rafinare profundă a uleiului atunci când materiile prime sunt prelucrate la temperaturi apropiate de 500 C la o presiune de 0,65 MPa pentru a produce componente de petrol și cocs de petrol. Etapele procesului se încheie cu o „prăjitură de cocs”, care este precedată (în ordine inversă) de densificare, policondensare, aromatizare, ciclizare, deshidrogenare și crăpătură. În plus, produsul este supus și uscării și calcinării.
- Reformarea. Această metodă de prelucrare a produselor petroliere a fost inventată în 1911 în Rusia, inginerul N. Zelinsky. Astăzi, reformarea planului catalitic este folosită pentru a obține hidrocarburi aromatice și benzine de înaltă calitate, precum și gaz care conține hidrogen din fracțiuni de ligroină și benzină pentru prelucrarea ulterioară în hidrocrație.
- Izomerizare. Prelucrarea petrolului și a gazului în acest caz implică obținerea unui izomer dintr-un compus chimic datorită modificărilor scheletului de carbon al unei substanțe. Deci din componentele cu ulei cu octan ridicat, componentele cu octan ridicat sunt izolate pentru a produce benzine comercializabile.
- Alchilare. Acest proces se bazează pe încorporarea substituenților alchil într-o moleculă organică. Astfel, componentele pentru benzinele cu octan ridicat sunt obținute din gazele nesaturate cu hidrocarburi.
Strădându-se pentru standardele europene
Tehnologia de rafinare a petrolului și gazului la rafinărie este în continuă îmbunătățire. Astfel, la întreprinderile interne s-a înregistrat o creștere a eficienței prelucrării materiilor prime după parametri: profunzimea prelucrării, creșterea selecției produselor petroliere ușoare, scăderea pierderilor irecuperabile, etc. , îmbunătățirea calității produselor la standardele europene, reducerea impactului tehnologic asupra mediului.
