Как происходит первичная переработка нефти?

Нефть – это сложная смесь углеводородных соединений. Выглядит она как   маслянистая вязкая жидкость с характерным запахом, цвет которой в основном варьируется от темно-коричневого до черного, хотя бывают и светлые, почти прозрачные нефти.

Как вы думаете, что будет с нефтью в 2022 году?

• Подорожает
• Подешевеет

Просмотреть результаты

 Загрузка ...

Эта жидкость обладает слабой флюоресценцией, её плотность меньше, чем у воды, в которой она почти не растворяется. Плотность нефти может иметь имеет значение от 0,65-0,70 грамм на кубический сантиметр (легкие сорта), а также 0,98-1,00 грамма на кубический сантиметр (тяжелые сорта).

переработка нефти ” width=”600″ height=”450″ />

Нефть находится в особых горных породах, называемых коллекторами. Коллектор представляет собой осадочную пористую горную породу с различной степенью проницаемости.

Одним из важнейших свойств  нефти является её горючесть.

Составляющие этот природный энергоресурс углеводороды относятся к различным группам (парафиновые, нафтеновые и ароматические), которые различаются по таким характеристикам, как  молекулярный вес и температура кипения. Помимо углеводородных соединений, в ней присутствуют соединения на основе кислорода, азота и  серы, а также менее одного процента различных металлических примесей.

Из нефти-сырца производят массу необходимых нефтепродуктов самого разного назначения. Для этого сырье разделяют на фракции с изменением его химического состава.

Чтобы получить нефтепродукты, необходима первичная переработка нефти, в процессе которой с помощью дистилляции  получаются так называемые светлые и темные фракции, которые в дальнейшем  перерабатывают с помощью вторичных химических процессов  для придания им необходимых эксплуатационных свойств.

Первая переработка по-другому называется прямая перегонка нефти или ректификация нефти. В ходе этих процессов нефть разделяют на отдельные фракции, используя её ассортиментные и качественные возможности для получения максимального количества необходимой продукции.

Вторичной переработкой называют деструктивные вторичные процессы обработки полученных дистиллятов, а также всевозможные методики очистки прямогонных нефтепродуктов. Цель этих процессов – создание условий для изменения химического состава нефтяного сырья с помощью термических воздействий с применением различных катализаторов.

Такую нефтяную  переработку проводят с целью придания конечному продукту  заданных  качественных и эксплуатационных характеристик, при этом увеличивая его количество.

Процессы первичной переработки нефти

Первичная нефтепереработка делится на два этапа – подготовка сырья к транспортировке по системе магистральных нефтепроводов и сама прямая перегонка полученного сырья.

Разберемся с ними поподробнее.

Подготовка промысловой нефти

В добытом из промысловых скважин нефтяном сырье, кроме углеводородов, содержится вода, попутный газ, растворенные соли (в основном – хлориды), а также масса примесей механического характера (песок, кусочки горной породы, ил и тому подобное). Использовать такое сырье без предварительной подготовки нельзя.

Попутные и растворенные в нефти  газы отделяют с помощью  системы газовых сепараторов, в которых происходит последовательное снижение давления от значения в самой скважине до нормального  (атмосферного). Стоит сразу сказать, что после этого в сырой нефти остается до четырех процентов растворенных газов.

После сепарации сырая жидкая смесь углеводородов поступает в отстойники, где в результате действия гравитации происходит отделение от промыслового продукта механических примесей.

Там же, за счет разницы плотностей волы и нефти, происходит постепенное обезвоживание полученного сырья.

Читать также: Как получают топливо из нефти?

Из отстойников  нефть перекачивается на промысловые установки по электрическому обессоливанию, на которых из нефти удаляют лишние растворенные в ней соли.

В основу процесса обезвоживания положен принцип разрушения водонефтяных эмульсий, образовавшихся в результате закачки воды в продуктивный пласт с целью повышения его давления для добычи необходимого сырья.

Затем обезвоженная и обессоленная нефть смешивается с водой с целью создания искусственной эмульсии  с низким уровнем  солености, а затем эта эмульсия также подвергается расслаиванию. Полученная вода проходит специальную очистку и повторно закачивается в пласт, создавая в нем необходимое для добычи давления.

Физические методы переработки нефти – прямая перегонка

Процессы прямой перегонки сырой нефти происходят на трубчатых установках двух типов – при значении атмосферного давления (установки АТ) и в вакууме различной глубины (ВТ). На отечественных НПЗ, как правило, оба типа объединяют в одну комбинированную установку АВТ – атмосферно-вакуумного трубчатого типа.

Название трубчатая объясняется тем, что сырье перед разделением его на фракции нагревается в змеевиках печей трубчатого типа.

АВТ имеет в своем составе  два блока – атмосферный и вакуумный. Атмосферная перегонка нефти (или дистилляция) при естественном значении давления позволяет получать   светлые фракции нефти, к которым относятся бензины, керосины и дизельные дистилляты.

Температура их выкипания – не выше 360-ти градусов Цельсия.  Выход таких фракций, в зависимости от физико-химического состава перерабатываемого сырья, составляет от  45-ти до 60-ти процентов от общего количества сырой   нефти. Остаток атмосферной перегонки называется мазутом.

Сам процесс переработки (разделение на фракции) предварительно нагретой нефти происходит  в ректификационной колонне, которая выглядит как   цилиндрический вертикальный агрегат, оборудованный изнутри специальными  контактными устройствами, называемыми тарелками.  Через эти тарелки выделяемые пары нефтепродуктов движутся вверх, а жидкие фазы опускаются вниз.

Ректификационные колонны могут быть разных размеров и различных конфигураций, однако их используют на всех предприятиях нефтепереработки. Количество тарелок в таких устройствах может колебаться от  20-ти до 60-ти штук.

Читать также: Современные технологии углубления переработки нефти

В нижней части этой колонны предусмотрен подвод тепла, а в верхней – его отвод, поэтому температура в колонне постепенно понижается от нижней части к верхней. Это позволяет отводить бензиновые  фракции в виде паров с  верхней части аппарата. Керосиновые и дизельные дистилляты конденсируются и выводятся в других частях ректификационного колонного аппарата, а жидкий остаток в виде  мазута откачивается с нижней части и поступает на вакуумный блок.

переработка нефти” width=”600″ height=”450″ />

Задача вакуумной перегонки – отбор из мазута дистиллятов масляного типа (если НПЗ специализируется на производстве масел и смазок) либо широкой масляной фракции широкого спектра, которая называется вакуумный  газойль (если специализация  НПЗ – производство моторного топлива). После вакуумной перегонки образуется остаток, называемый гудроном.

Необходимость такой переработки мазута под вакуумом объясняется тем, что при значении температуры более 380-ти градусов начинается процесс крекинга (термического разложения углеводородов), а точка выкипания вакуумного газойля – это более 520-ти градусов. Из-за этого перегонку необходимо проводить при остаточном значении давления на уровне  40-60 миллиметров ртутного столба,  что дает возможность уменьшить максимальне температурное значение в установке до 360-ти – 380-ти градусов.

Вакуумная среда в такой колонне создается с помощью специализированного  оборудования, основным ключевым элементом которого являются либо жидкостные, либо  паровые эжекторы.

Получаемая прямой перегонкой продукция

С помощью первичной перегонки нефтяного сырья получают следующие продукты:

• углеводородный газ, который выводят посредством головки стабилизации; применяется в качестве бытового топлива и сырья для процессов газофракционирования;
• бензиновые фракции (температура выкипания – до 180 градусов); используется в качестве сырья для процессов вторичной перегонки в установках каталитического риформинга и крекинга, пиролиза и других видов переработки нефти (точнее, её фракций), с целью получения товарных автомобильных бензинов;
• керосиновые фракции (температура  выкипания – от 120-ти до 315 градусов); после прохождения гидроочистки их применяют как  реактивное и тракторное  топливо;
• атмосферный газойль (дизельные фракции), который выкипает  в диапазоне от 180-ти до 350-ти градусов; после чего, пройдя соответствующую обработку и очистку, он  применяется как топливо для дивгателей дизельного типа;
• мазут, который   выкипает при температурах свыше  350-ти градусов; используется как топливо для котельных и как сырьё для термических крекинговых установок;
• вакуумный газойль с температурой выкипания от 350 до 500 градусов и более; является сырьём для каталитического  и гидрокрекинга, а также для производства масляных нефтепродуктов;
• гудрон – температура  выкипания – более  500 градусов; который выступает сырьем для установок коксования и термического крекинга, с целью получения  битумов и различных видов нефтяных масел.

Технологическая схема прямой перегонки (из учебника в редакции Глаголевой и Капустина)

Расшифруем обозначения:

• К-1 – колонна отбензинивания;
• К-2 – колонна атмосферной переработки нефти;
• К-3 – колонна отпаривания;
• К-4 – установка стабилизации;
• К-5 – колонна вакуумной переработки;
• Э-1…Э-4 – электрические дегидраторы;
• П-1 и П-2 – подогревательные печи;
• КХ-1…КХ-4 – устройства охлаждения и конденсирования;
• Е-1 и Е-2 – рефлюксные емкости;
• А-1 – вакуумный насос паро-эжекторного типа;
• I – сырая нефть;
• II – стабилизационная головка;
• III – стабилизированный бензин;
• IV – керосиновая фракция;
• V – атмосферный газойль (дизельные фракции);
• VI – вакуумный газойль;
• VII – гудрон (остаток,  образовавшийся после того, как была проведена  вакуумная обработка);
• VIII – выхлопные эжекторные газы;
• IX – вещество ПАВ (деэмульгатор);
• X – вода, сбрасываемая в  канализационные стоки;
• XI – водяной пар.

Читать также: Как проходит процесс получения бензина из нефти?