Подготовка нефти к переработке и ее первичная и вторичная переработка

НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ И ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

План

1. Подготовка нефти к переработке и ее первичная и вторичная переработка
2. Очистка нефтепродуктов.
3. Воздействие нефтеперерабатывающих заводов на окружающую среду

Нефть является основным источником сырья для нефтеперерабатывающих заводов при получении моторных топлив, масел и мазута. Нефть и продукты ее переработки являются сырьем для синтеза многочисленных химических продуктов: полимерных материалов, пластических масс, синтетических каучуков и волокон, растворителей и т.д.

Нефти различных месторождений заметно отличаются по составу, по плотности, по температуре кипения.

Большинство нефтей содержит до 25% бензиновых фракций, выкипающих до 180^оС и до 55% фракций, перегоняющихся до 350^оС. Общее содержание алканов (парафины) в нефтях достигает 30-50%, циклоалканов (циклопарафины, нафтены) – 25-75%, арены (ароматические углеводороды) содержатся, как правило, в меньшем по сравнению с алканами и циклоалканами количестве (10-20%). Кроме того, нефть, поступающая на переработку, содержит до 1,5% солей и 30% воды. Для переработки пригодна нефть, содержащая не более 0,0005% солей и 0,1% воды.

Основные химические элементы, входящие в состав нефти: углерод 82-87%), водород (11-14%), сера (0,1-7%), азот (0,001-1,8%), кислород (0,5-1%).

Плотность - физическая константа, масса единицы объема, выражаемая в кг/м³, т/м³, числом баррелей в метрической тонне, числом галлонов в метрической тонне.

Обессоливание и обезвоживание нефти производят на установках ЭЛОУ. Исходная нефть может содержать 200-300кг воды и 10-15 кг солей в одной тонне. В нефть водят промывную воду, деэмульгатор и щелочь, смесь подогревают до 120-150^оС и подают в ЭЛОУ, в которой после отстаивания и расслаивания смеси отделяется основная масса воды и солей. Вода, содержащая соли, нефть, сернистые соединения, отводится в специальную сеть канализации. На отдельных заводах концентрация нефти в отводящейся воде достигает 125 дм³, при предельно допустимом содержании ее в таких водах 10 г/дм³.

Первичная (физическая) переработка нефти основана на различии физических свойств фракций, составляющих нефть, в частности, температуре кипения. К первичной (прямой) перегонке относятся процессы атмосферной перегонки нефти и вакуумной перегонки мазута. Эти процессы проходят соответственно в атмосферных трубчатых (АТ) и вакуумных трубчатых (ВТ) или атмосферно-вакуумных (АВТ) установках. На 1-й стадии перегонки (установки АТ) осуществляют неглубокую переработку нефти при атмосферном давлении в интервале температур 80-350^оС с получением следующих продуктов (%): бензин –14,5; лигроин – 7,5; керосин – 8,5; соляровый дистиллат – 5,5; мазут – 55.

Остаток 1-й ступени перегонки – мазут направляют на установки ВТ для углубления переработки нефти. На 2-й стадии переработка идет под вакуумированием в интервале при температур 200-370^оС с получением следующих продуктов (смазочных масел)(%): веретенное – 11-12; машинное – 5; легкое цилиндровое – 3; тяжелое цилиндровое – 7; остаток перегонки - гудрон – 27-30.

Для увеличения выхода бензина большую часть мазута направляют на вторичную (химическую) переработку, цель которой – разложение тяжелых углеводородов на более легкие. В зависимости от условий проведения различают крекинг и риформинг (платформинг) и др.

Крекинг – процесс разложения остатков первичное переработки нефти – мазута и гудрона. Крекинг, проходящий при высокой температуре и повышенном давлении, называется термическим. Выход легких жидких фракций увеличивается с ростом температуры и давления и достигает максимума (35%) при давлении 6 МПа и 470-540^оС. Крекинг, проходящий в присутствии катализаторов (Al-Si) при 550^оС называется каталитическим. Выход бензиновых фракций возрастает до 70%. В процессе каталитического крекинга сырье превращается в бензин, газ, кокс и соляровые фракции. Каталитические превращения проходят в условиях контакта исходного сырья в газообразном состоянии с твердым мелкодисперсным катализатором. Катализатор представляет собой сыпучий материал, который легко переносится потоками воздуха или паров сырья. Крекинг сопровождается отложением кокса на развитой поверхности катализатора. Катализатор регенерируют, выжигая кокс в потоке воздуха в регенераторе.

Газ и пары бензина, покидающие аппарат, в котором проходило каталитическое превращение сырья, уносят частицы катализатора. Запыленность паров достигает 500г/м³. В пылеуловителях частицы катализатора отделяют, направляют на регенерацию и возвращают в процесс. В процессе пропарки регенерированного катализатора образуются самые загрязненные сточные воды, содержащие нефтепродукты, NH₄S, фенол, растворенную органику, в количестве 8-10 м³/ч.

Октановое число бензина, полученного каталитическим крекингом, - 78-85. Для получения высококачественных бензинов с высоким октановым числом, а также для получения индивидуальных ароматических углеводородов применяется процесс риформинга. Исходным сырьем для этого процесса являются низкооктановые бензины термического и каталитического крекинга. Каталитический риформинг осуществляют в водородсодержащей среде под давлением. Водород в каталитическом риформинге получают за счет дегидрирования тяжелых углеводородов. Действие водорода препятствует коксообразованию, поэтому длительность работы катализаторов возрастает до нескольких месяцев. Водород насыщает непредельные углеводороды, гидрирует серосодержащие соединения, что способствует стабилизации и обессерванию получаемого бензина.

По используемому катализатору различают несколько видов риформинга:

· платформинг проводят в присутствии платинового катализатора, нанесенного на фтороированный оксид алюминия при 480-510^оС и давлении водорода 2-4 Мпа;

· гидроформинг ведут в присутствии алюмо-молибденового катализатора при давлении водорода 1,7-1,9 МПа.