Способы получения автомобильных топлив и масел из нефти

Автомобильные топлива и масла получают двумя способами:

Прямая перегонка.

Крекинг.

- 8 -

1. Прямая перегонка нефти или дистилляция (стекание каплями) – это разделение нефти на фракции, отличающиеся по составу. Фракция – составная часть нефти с одинаковыми свойствами (температурой кипения, плотностью), которая выделяется при перегонке.

Рисунок 2.1. Принципиальная схема прямой перегонки бензина в атмосферно-вакуумной установке

1 – трубчатая печь; 2 – теплообменник; ректификационная колонна; 4 – конденсатор; 5 – сепаратор; 6 – сборник соляра; 7 – вакуумная колонна.

Принцип прямой перегонки нефти (см. рис 2.1) заключается в следующем:

1. Нефть нагревается до температуры 330 – 350 оС в трубчатой печи 1. Здесь образуется смесь паров нефти и неиспарившегося жидкого остатка;

2. Далее пары нефти и жидкий остаток направляются в ректификационную колонну 3 с теплообменниками 2. В колонне происходит разделение паров нефти на фракции (бензин, лигроин, керосин, газойль, солярку).

3. Неиспарившийся жидкий остаток отделяется от паров и в виде мазута (60 -80 % от массы нефти) отводится в трубчатую печь 1 и в вакуумную колонну 7 для получения масел.

4. В вакуумной колонне происходит разделение мазута на составляющие фракции (лёгкие, средние, тяжёлые масла и масла для двигателей), а оставшийся в результате переработки

мазута гудрон отправляется потребителю. Итак, в результате прямой перегонки получают такие нефтепродукты, как:

• Бензин (температура кипения tкип = 40 … 200оС)

• Лигроин (tкип = 110…230оС)

• Керосин (tкип = 140… 300оС)

• Газойль (tкип = 230…330оС)

• Солярка (tкип = 280 …350оС)

• Различного рода масла.

Лигроин (тяжёлый бензин) имеет более высокую плотность; используется как ДТ в тяжёлой технике и сельскохозяйственных машинах, а так же в качестве сырья для получения высокооктановых бензинов.

Газойль – промежуточный продукт между керосином и смазочным материалом – также является сырьем для получения высокооктановых бензинов.

Преимущество прямой перегонки нефти заключается в получении топлива с высокой химической стабильностью, т. е. способностью не окисляться.

- 9 -

2. Крекинг – разложение молекул сложных углеводородов в условиях высоких температур (500…550оС) и давлений (5…20 МПа). Существуют следующие виды крекинга:

1. Термический крекинг. Был разработан в России Шуховым в 1891 году, но впервые применён в США. Сырьём для него служат мазут, керосин, газойль. В результате крекинга при t = 500…550оС и р = 5 МПа получают бензин с ОЧ = 66…72.

Недостаток:

• Низкое октановое число;

• Низкая химическая стабильность, т. е. такой бензин легко окисляется. В результате появляется необходимость применения присадок, которые снизят процесс окисления, что экономически невыгодно. (В качестве присадок используют древесно-смольный антиокислитель и антиокислитель ФЧ – 16)

2. Каталитический крекинг (см. рис. 2.2) Этот вид крекинга осуществляется с использованием катализатора, который ускоряет процесс разложения молекул сырья. В качестве сырья используют газойль и солярку, из которых в присутствии

алюмокобальтомолибденового катализатора получают бензин А 76 и А 80. Преимущество:

• В результате образуются изопарафиновые и ароматические углеводороды, наличие которых повышает ОЧ и химическую стабильность бензина.

3. Риформинг – один из видов каталитического крекинга. Его проводят в среде водородосодержащего газа при t = 480…540оС и р = 4 МПа в присутствии молибденового или платинового катализатора. В качестве сырья используют бензин с низким октановым числом, получают бензины марок А92, А95, А98.

Рисунок 2.2. Принципиальная схема каталитического крекинга

1 – печь для нагрева сырья; 2 – испаритель; 3 – бункер с катализатором; 4 – реактор; 5 – генератор;

6 – ректификационная колонна; 7 – газосепаратор.