Olej je minerál, ktorý je nerozpustnou olejovou tekutinou vo vode, ktorá môže byť takmer bezfarebná alebo tmavo hnedá. Vlastnosti a metódy rafinácie ropy závisia od percentuálneho podielu prevažne uhľovodíkov v ich zložení, ktoré sa líši v rôznych poliach.
Takže v ložisku Sosninskoye (Sibír) zaujímajú alkány (skupina parafínov) 52 percent, cykloalkány - asi 36%, aromatické uhľovodíky - 12 percent. Napríklad v ložisku Romashkinskoye (Tatarstan) je podiel alkánov a aromatických uhlíkov vyšší - 55, respektíve 18%, zatiaľ čo cykloalkány majú podiel 25%. Okrem uhľovodíkov môže táto surovina obsahovať síru, zlúčeniny dusíka, minerálne nečistoty atď.
Ropa bola prvýkrát „rafinovaná“ v roku 1745 v Rusku
Tento prírodný zdroj sa v surovej podobe nepoužíva. Na získanie technicky cenných výrobkov (rozpúšťadlá, motorové palivá, komponenty na chemickú výrobu) sa ropa rafinuje primárnymi alebo sekundárnymi metódami. Pokusy o premenu týchto surovín sa uskutočnili už v polovici osemnásteho storočia, keď sa okrem sviečok a bateriek používaných populáciou v garážach mnohých cirkví používala aj „garne oil“, čo bola zmes rastlinného oleja a rafinovaného oleja.
Možnosti rafinácie ropy
Rafinácia sa často priamo nezúčastňuje na procesoch rafinácie ropy. Ide skôr o prípravnú fázu, ktorá môže pozostávať z:
- Chemické čistenie, keď je olej vystavený oleju a koncentrovanej kyseline sírovej. Týmto sa odstraňujú aromatické a nenasýtené uhľovodíky.
- Adsorpčná liečba. Tu môžu byť živice a kyseliny odstránené z ropných produktov spracovaním horúcim vzduchom alebo vedením oleja cez adsorbent.
- Katalytické spracovanie - mierna hydrogenácia na odstránenie zlúčenín dusíka a síry.
- fyzikálne a chemické čistenie. V tomto prípade sa nadbytok zložiek selektívne uvoľňuje pomocou rozpúšťadiel. Napríklad sa polárny rozpúšťadlový fenol používa na odstránenie zlúčenín dusíka a síry, zatiaľ čo nepolárne rozpúšťadlá - bután a propán - emitujú decht, aromatické uhľovodíky atď.
Žiadne chemické zmeny ...
Rafinácia ropy primárnymi procesmi neznamená chemické premeny suroviny. Tu sa minerál jednoducho delí na základné zložky. Prvé zariadenie na destiláciu oleja bolo vynaložené v roku 1823 v Ruskej ríši. Bratia Dubininovci uhádli, aby bol kotol vložený do vykurovacej pece, odkiaľ potrubie prešlo cez sud studenej vody do prázdnej nádoby. V kotli na pece sa olej zahrieval, prešiel cez „chladničku“ a vyzrážal sa.
Moderné metódy prípravy surovín
V súčasnosti v rafinérskych komplexoch ropy začína technológia rafinácie ropy ďalším čistením, počas ktorého sa produkt dehydratuje na zariadeniach ELOU (zariadenia na elektrické odsoľovanie), zbavený mechanických nečistôt a ľahkých uhľohydrátov (C1 - C4). Potom môžu suroviny ísť na atmosférickú destiláciu alebo vákuovú destiláciu. V prvom prípade sa výrobné zariadenie podľa princípu činnosti podobá tomu, ktoré sa používalo už v roku 1823.
Iba samotná ropná rafinéria vyzerá inak. V podniku sú kachle, vo veľkosti pripomínajúce domy bez okien, vyrobené z najlepších žiaruvzdorných tehál.Vo vnútri sú viackilometrové potrubia, v ktorých sa olej pohybuje vysokou rýchlosťou (2 metre za sekundu) a zohrieva sa plameňom z veľkej dýzy na teplotu 300 - 225 ° C (pri vyšších teplotách sa uhľovodíky jednoducho rozkladajú). Destilačné kolóny (vysoké až 40 metrov) nahrádzajú potrubie za kondenzáciu a chladenie pár dnes, kde sa pary oddeľujú a kondenzujú, a celé mestá z rôznych nádrží sa stavajú, aby prijímali prijaté produkty.
Čo je to materiálna rovnováha?
Rafinácia ropy v Rusku poskytuje rozdielne materiálové rovnováhy pri atmosférickej destilácii surovín z konkrétneho poľa. To znamená, že na výstupe je možné získať rôzne pomery pre rôzne frakcie - benzín, petrolej, naftu, vykurovací olej, pridružený plyn.
Napríklad pre západosibírsky ropný produkt predstavuje výťažok a strata plynu jedno percento, benzínové frakcie (uvoľňované pri teplotách od asi 62 do 180 ° C) zaberajú asi 19%, petrolej - asi 9,5%, frakcia nafty - 19% , vykurovací olej - takmer 50 percent (pridelené pri teplotách od 240 do 350 stupňov). Výsledné materiály sa takmer vždy podrobujú ďalšiemu spracovaniu, pretože nespĺňajú prevádzkové požiadavky na rovnaké motory strojov.
Nižšia produkcia odpadu
Vákuové spracovanie oleja je založené na princípe varu látok pri nižšej teplote so znížením tlaku. Napríklad niektoré uhľovodíky v oleji vrú iba pri 450 ° C (atmosférický tlak), ale ak sa tlak zníži, môžu sa prinútiť variť pri 325 ° C. Vákuové spracovanie surovín sa vykonáva v rotačných vákuových odparovačoch, ktoré zvyšujú rýchlosť destilácie a umožňujú získať obilniny, parafíny, palivá, oleje z vykurovacieho oleja a ťažký zvyšok (decht) ďalej používať na výrobu bitúmenu. Vákuová destilácia v porovnaní s atmosférickým spracovaním produkuje menej odpadu.
Recyklácia vám umožní získať vysoko kvalitné benzíny
Proces rafinácie sekundárneho oleja bol vynájdený s cieľom získať viac motorového paliva z tej istej suroviny v dôsledku účinku na molekuly ropných uhľovodíkov, ktoré získavajú vzorce, ktoré sú vhodnejšie na oxidáciu. Recyklácia zahŕňa rôzne typy tzv. „Krakovania“ vrátane hydrokrakovania, tepelných a katalytických možností. Tento proces pôvodne vynašiel v Rusku v roku 1891 inžinier V. Šukhov. Je to rozdelenie uhľovodíkov na formy s menším počtom atómov uhlíka v jednej molekule.
Spracovanie ropy a plynu pri 600 stupňov Celzia
Princíp činnosti krakovacích zariadení je približne rovnaký ako nastavenie atmosférického tlaku vo vákuových zariadeniach. Tu sa však spracovanie surovín, ktoré najčastejšie predstavuje vykurovací olej, uskutočňuje pri teplotách blízkych 600 ° C. Týmto vplyvom sa uhľovodíky, ktoré tvoria hmotu palivového oleja, rozpadnú na menšie, z ktorých pozostáva rovnaký petrolej alebo benzín. Tepelné krakovanie je založené na vysokoteplotnom spracovaní a poskytuje benzín s veľkým množstvom nečistôt, katalytické krakovanie tiež na tepelnom spracovaní, ale s pridaním katalyzátorov (napríklad špeciálneho ílového prachu), čo umožňuje získať viac benzínu dobrej kvality.
Hydrokrakovanie: hlavné typy
Produkcia a rafinácia ropy dnes môže zahŕňať rôzne typy hydrokrakovania, ktoré je kombináciou hydrorafinačných procesov, rozkladu veľkých molekúl uhľovodíkov na menšie a nasýtenia nenasýtených uhľovodíkov vodíkom. Hydrokrakovanie je ľahké (tlak 5 MPa, teplota asi 400 ° C, používa sa jeden reaktor, ukazuje sa hlavne nafta a materiál na katalytické krakovanie) a tvrdé (tlak 10 MPa, teplota je asi 400 ° C, získava sa niekoľko reaktorov, nafta, benzín a petrolej) frakcie). Katalytické hydrokrakovanie umožňuje výrobu množstva olejov s vysokými koeficientmi viskozity a nízkym obsahom aromatických uhľovodíkov a uhľovodíkov typu.
Rafinácia ropy môže okrem toho využívať tieto procesy:
- Rozbitie.V tomto prípade sa pri teplotách do 500 ° C a tlakoch v rozmedzí od polovice do troch MPa získavajú sekundárne asfaltény, uhľovodíkové plyny a benzín štiepením parafínov a nafténov zo surovín.
- Koksovanie zvyškov ťažkej ropy je rafinácia hlbokého oleja, ak sa suroviny spracúvajú pri teplotách blízkych 500 ° C pod tlakom 0,65 MPa na výrobu zložiek plynového oleja a ropného koksu. Fázy procesu sa skončia „koksovým koláčom“, ktorému predchádza (v opačnom poradí) zhustenie, polykondenzácia, aromatizácia, cyklizácia, dehydrogenácia a krakovanie. Okrem toho sa produkt tiež suší a kalcinuje.
- Reforma. Tento spôsob spracovania ropných produktov bol vynájdený v Rusku v roku 1911, inžinier N. Zelinsky. V súčasnosti sa reforma katalytického plánu používa na získanie vysokokvalitných aromatických uhľovodíkov a benzínov, ako aj plynu obsahujúceho vodík z frakcií ligrínu a benzínu na ďalšie spracovanie v hydrokrakovaní.
- Izomerizácia. Spracovanie oleja a plynu v tomto prípade zahŕňa získanie izoméru z chemickej zlúčeniny v dôsledku zmien v uhlíkovej kostre látky. Takže zo zložiek s vysokým oktánovým olejom sa zložky s vysokým oktánovým číslom izolujú, aby sa vytvorili obchodovateľné benzíny.
- Alkylácia. Tento postup je založený na zabudovaní alkylových substituentov do organickej molekuly. Zložky pre benzín s vysokým oktánom sa teda získavajú z nenasýtených uhľovodíkových plynov.
Snaha o európske normy
Technológia spracovania ropy a plynu v rafinérii sa neustále zdokonaľuje. V domácich podnikoch sa teda zaznamenalo zvýšenie efektívnosti spracovania surovín pomocou parametrov: hĺbka spracovania, zvýšenie výberu ľahkých ropných produktov, zníženie nezvratných strát a ďalšie. Plány závodov na 10 - 20 rokov 21. storočia zahŕňajú ďalšie zvýšenie hĺbky spracovania (až o 88 percent). , zlepšovanie kvality výrobkov podľa európskych noriem, znižovanie technologického vplyvu na životné prostredie.
