Первичная переработка нефти

Тема 5. Нефть и нефтепереработка

Недостатки метода.

Достоинства метода.

Оболочковое литье.

Недостатки метода.

Достоинства метода.

1. Высокая точность и чистота поверхности, которая не нуждается в последующей механической обработке.

2. Можно получать отливки любой сложности.

4. Нет ограничений по материалу изделия.

5. Метод поддается автоматизации.

1. Ограниченность номенклатуры по массе (до 50 – 70 кг).

2. Форма и модель используется однократно.

3. Высокая стоимость материалов формы.

4. Большой расход металла на литники, прибыли, выпоры.

5. Изделия из черных металлов и сплавов нуждаются в термической обработке.

Метод выгоден как для единичного, так и серийного производства сложных изделий (например, детали оружия, ювелирные изделия и т.п.).

Суть метода состоит в том, что на предварительно нагретую до 200 – 300 ⁰С подмодельную плиту с металлической полумоделью, покрытыми разделительной смазкой, насыпается смесь, состоящая из песка и термореактивной фенолформальдегидной смолы и выдерживается 10 – 30 сек. За это время смола расплавляется и, связывая зерна песка, образует полутвердую оболочку. Затем плиту поворачивают на 180 ⁰, в результате чего с нее осыпается не затвердевшая песчано-смоляная смесь. Для получения прочной оболочки модельная оснастка с полутвердой оболочкой помещается в печь с температурой 300 – 400 ⁰С на 1-3 мин. При этом смола полимеризуется и переходит в твердое состояние. Затем оболочка снимается с модели и скрепляется со второй оболочкой. Оболочковая форма помещается в опоку, засыпается снаружи песком или чугунной дробью, после чего в нее заливается расплавленный металл. После затвердевания отливка легко извлекается из формы, т.к. связывающая песок смола выгорает.

1. Точность и чистота поверхности значительно выше, чем при литье в ОПГФ.

2. Модель используется многократно.

3. Есть возможность получать тонкостенные изделия.

4. Нет ограничения номенклатуры по материалу.

5. Метод легко автоматизируется.

1. Ограниченность номенклатуры по массе (до 100 кг).

2. Высокая стоимость фенолформальдегидной смолы.

3. Необходимость проведения работ с раскаленной оснасткой.

4. Крайне вредные условия труда, связанные с выделением продуктов деструкции фенолформальдегидной смолы.

5. Форма используется однократно.

Метод используется для производства небольших изделий с простой поверхностью из черных и цветных металлов и сплавов.

Нефть – есть смесь углеводородов разных классов (в том числе содержащих S, P, азот) с водой и некоторыми другими неорганическими соединениями в форме эмульсии. Эта эмульсия является устойчивой в условиях нефтеносных пород.

После добычи нефть подвергают первичной очистки методом сепарации, в ходе которой происходит разрушение эмульсии и расслоение нефти на углеродный слой и водный слой.

Углеводородный слой отделяют и очищают в абсорберах от соединений серы и азота промывкой олеумом (смесь H₂SO₄ и SO₃).

Абсорбция – поглощение объемом.

Адсорбция – поглощение поверхностью.

После очистки нефть подвергают первичной переработки путем фракционной перегонки с помощью ректификационных колонн (процесс ректификации), в ходе которой получаются нефтепродукты в виде фракций.

Фракция – вещество или смесь веществ выкипающих полностью при определенном интервале температур.

Разделения в ходе перегонки нефти на нефтепродукты происходит за счет многократного процесса испарения и конденсации в ректификационной колонне.

Принципиальная схема для промышленной перегонки нефти приведена на рис. 1. Исходная нефть прокачивается насосом через теплообменники 4, где нагревается под действием тепла отходящих нефтяных фракций и поступает в огневой подогреватель (трубчатую печь) 1. В трубчатой печи нефть нагревается до заданной температуры и входит в испарительную часть (питательную секцию) ректификационной колонны 2. В процессе нагрева часть нефти переходит в паровую фазу, которая при прохождении трубчатой печи все время находится в состоянии равновесия с жидкостью. Как только нефть в виде парожидкостной смеси выходит из печи и входит в колонну (где в результате снижения давления дополнительно испаряется часть сырья), паровая фаза отделяется от жидкой и поднимается вверх по колонне, а жидкая перетекает вниз. Паровая фаза подвергается ректификации в верхней части колонны, считая от места ввода сырья. В ректификационной колонне размещены ректификационные тарелки, на которых осуществляется контакт поднимающихся по колонне паров со стекающей жидкостью (флегмой). Флегма создается в результате того, что часть верхнего продукта, пройдя конденсатор-холодильник 3, возвращается на верхнюю тарелку и стекает на нижележащие, обогащая поднимающиеся пары низкокипящими компонентами.

Для ректификации жидкой части сырья в нижней части ректификационной части колонны под нижнюю тарелку необходимо вводить тепло или какой-либо испаряющий агент 5. В результате легкая часть нижнего продукта переходит в паровую фазу и тем самым создается паровое орошение. Это орошение, поднимаясь с самой нижней тарелки и вступая в контакт со стекающей жидкой фазой, обогащает последнюю высококипящими компонентами.

В итоге сверху колонны непрерывно отбирается низкокипящая фракция, снизу — высококипящий остаток.

В качестве испаряющего агента используются пары бензина, лигроина, керосина, инертный газ, чаще всего — водяной пар.

В присутствии водяного пара в ректификационной колонне снижается парциальное давление углеводородов, а следовательно их температура кипения. В результате наиболее низкокипящие углеводороды, находящиеся в жидкой фазе после однократного испарения, переходят в парообразное состояние и вместе с водяным паром поднимаются вверх по колонне. Водяной пар проходит всю ректификационную колонну и уходит с верхним продуктом, понижая температуру в ней на 10 — 20°С. На практике применяют перегретый водяной пар и вводят его в колонну при температуре, равной температуре подаваемого сырья или несколько выше (обычно не насыщенный пар при температуре 350 — 450°С под давлением 0,2 —0, 3 МПа).

В ходе ректификации нефти получают фракции следующих нефтепродуктов:

1. петролейный эфир (t_кип. 34-56С°)

2. «пищевой бензин» (t_кип. 50-78С°)

3. бензин (t_кип. 70-150С°)

4. лигроин (t_кип. 140-210С°)

5. керосин (t_кип. 190-280С°)

6. газойль (t_кип. 270-320С°)

7. мазут

.