ВУЗ:
Составители:
Низкий выход светлых нефтепродуктов при прямой перегонке нефти и рост потребности в автотракторном топливе
обуславливают применение вторичной переработки нефти, позволяющей существенной увеличить выход автомобильных
бензинов и дизельных топлив, в частности, выход бензина может возрасти с 20 до 60 %.
1.3. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ
Химические методы вторичной переработки нефти связаны с изменением структуры её углеводородов, происходящим
вследствие термических или каталитических воздействий (деструкции) на исходную нефть: расщепление молекул тяжелых
углеводородов на более лёгкие. Этот процесс получил название крекинг-процесс, от английского «crack» – расщепляться. В
конечном итоге получаются продукты переработки нефти, обладающие новыми физическими и химическими свойствами и
структурным строением.
Концепция использования расщепления углеводородов нефти посредством воздействия высоких температур принадле-
жит русскому инженеру В.Г. Шухову (1891 г.). Научное обоснование этой концепции дал русский химик А.А. Летний (1875
г.), описавший процесс разложения тяжёлых углеводородов на более лёгкие путём их нагревания.
К химическим (вторичным) методам относят:
− термодеструктивные процессы (висбрекинг и термокрекинг) – расщепление крупных молекул углеводородов на бо-
лее мелкие молекулы под действием высоких температур без катализатора;
− каталитический крекинг газойлевых фракций и мазута (в присутствии катализатора);
− гидрокрекинг (всех видов сырья) – в присутствии катализатора под давлением водорода;
− каталитический риформинг – разновидность термического и каталитического крекингов (отличается от крекинга ис-
ходным сырьём: для риформинга используют тяжёлый бензин и лигроин прямой перегонки нефти);
− гидроочистка всех видов (от гетероорганических соединений, от ароматических углеводородов, от металлов);
− пиролиз лёгких фракций нефти для получения олефинов.
Начиная с 20-х гг. прошлого столетия, термокрекинг применялся для выработки бензинов из мазута и получения кре-
кинга-остатка. Это наиболее простой (но невыгодный из-за низкого качества получаемых продуктов) вид химической пере-
работки тяжёлых нефтяных фракций. В бензине, полученном таким путем, содержится существенное количество непредель-
ных углеводородов, снижающих стабильность бензина. Выход светлых нефтепродуктов составляет около 45 %, крекинг-
остатка – до 55 %.
В отличие от термического крекинга, который как самостоятельный процесс потерял своё основное значение и исполь-
зуется только как процесс облагораживания тяжёлого сырья или в комбинированных установках, висбрекинг − возродив-
шийся процесс, позволяющий за счёт уменьшения выхода низкокачественного бензина увеличить выход дизельного дистил-
лята (150…350 °С). С помощью процесса висбрекинга получают существенное количество вакуумного газойля для катали-
тического крекинга.
Каталитический крекинг получил наиболее широкое практическое применение для получения из тяжёлых фракций
высокооктанового стабильного бензина хорошего качества и газа для синтеза алкилбензина (компонента дизельного топли-
ва). Процесс каталитического крекинга проводят при температурных режимах 425…520 °С и давлении 0,035…0,35 МПа в
присутствии катализатора с высокоразвитой адсорбирующей поверхностью. Характерной особенностью процесса также яв-
ляется избирательная активность к различным типам углеводородов и высокая скорость протекания реакций (значительно
большая, чем при термическом крекинге). Кроме того, здесь активно развиваются процессы изомеризации, обусловливаю-
щие особую ценность получаемых продуктов, и особенно бензина.
При каталитическом крекинге остатков, содержащих 40…50 % фракций выше 550 °С и с коксуемостью 5–6 %, можно уве-
личить выход бензиновых дистиллятов до 50…60 % (об.). Целевым продуктом рассматриваемого процесса является бензин
высокой детонационной стойкости (октановое число от 87 до 91 по исследовательскому методу).
Основная причина невозможности увеличения выхода бензиновых дистиллятов при каталитическом и термическом
крекингах связана с тем, что в получаемых конечных продуктах этих процессов наблюдается недостаток водорода, что при-
водит к повышенному содержанию в них непредельных углеводородов.
Процесс получения светлых нефтепродуктов из тяжёлого нефтяного сырья глубоким каталитическим превращением
полициклических ароматических углеводородов в стабильные при высоком парциальном давлении водорода называется
гидрокрекингом.
Это наиболее универсальный процесс получения любых светлых нефтепродуктов. Различают обычный (с рабочим дав-
лением 10… 20 МПа) или лёгкий (с рабочим давлением 5…7 МПа) гидрокрекинг. Температура процесса изменяется в зави-
симости от сырья и варианта процесса: при дистиллятном сырье – 370...420 °С, а при остаточном – 400...450 °С.
Каталитический риформинг среди химических методов переработки нефти занимает второе место и составляет в Рос-
сии 9 % от объема первичной перегонки нефти (это основной способ производства автомобильных бензинов АИ-93 и АИ-
98).
Основным сырьем каталитического риформинга бензинов являются бензиновые фракции с температурами кипения
свыше 85 °С (лёгкая фракция с температурой начала кипения ниже 85 °С нежелательна, поскольку в ней мало углеводородов
С
6
и она даёт большой выход газа) и до 180 °С (фракция с температурами выше 180 °С нежелательна, так как она дает боль-
шой выход кокса). Выход автомобильных бензинов, обладающих высокой детонационной стойкостью и химической ста-
бильностью, составляет 77…83 %.
В состав продуктов, полученных при переработке нефти вышеуказанными методами, входят нежелательные соедине-
ния и компоненты: смолисто-асфальтеновые вещества, органические кислоты, сернистые соединения и другие примеси.
Поэтому после получения основных фракций (бензиновых, дизельных, масляных), произведенные продукты направля-
ют на очистку – удаление из них органических кислот, серо- и азоторганических соединений, металлоорганических соедине-
ний, ароматических углеводородов и смол, н-парафиновых углеводородов.
Способы и глубина очистки зависят от того, из какого исходного сырья получен этот нефтепродукт, от количества не-
желательных соединений и от того, где должен использоваться готовый товарный нефтепродукт.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- …
- следующая ›
- последняя »
