74. Термические процессы переработки нефти. Перегонка, крекинг и другие виды переработки. Термические процессы переработки нефти


Термические процессы переработки нефти и нефтяных фракций

Фракционная перегонка нефти. Сырая нефть после из­влечения ее из недр специальными приемами очищается от растворенного в ней газа, воды, минеральных солей и различных механических примесей в виде песка и глины. Практически вся нефть подвергается перегонке на фракции. Фракционная перегонка основана на разнице в температуре кипения отдельных фракций углеводоро­дов, близких по физическим свойствам. Принципиальная схема перегонки нефти на атмосферно-вакуумных уста­новках (АВУ) показана на рис. 5.12. Нефть, нагретая то­почными газами в печи 1 до температуры кипения (~ 350 °С) поступает в среднюю часть ректификационной колонны 2, работающей под атмосферным давлением. Низкокипящие фракции превращаются в пар и устре­мляются вверх, а высококипящий мазут стекает вниз ко­лонны. Внутри колонны установлены тарелки - перфори­рованные листы с отверстиями для прохода пара и жидкости. На тарелках в результате противоточного движения фаз образуется пенный слой. В таком слое высококипящие углеводороды охлаждаются, конденсируют­ся и остаются в жидкости, в то время как растворенные в жидкости низкокипящие углеводороды, нагреваясь, переходят в пар. Пары поднимаются на верхнюю тарел­ку, а жидкость перетекает на нижнюю. Там процесс кон­денсации и испарения снова повторяется. Современные колонны диаметром до 6 м и высотой до 50 м имеют до 80 тарелок и перерабатывают до 12 млн. т нефти в год. Достигаемая при этом степень разделения обеспечивает

выход бензина ~ 14,5 % при температуре отбора до 170 °С, лигроина -7,5% (160 -200 °С), керосина-18% (200- 300 °С) и солярового масла 5% (300- 350 °С). Оста­ток (55 % от массы нефти) составляет мазут, который со­бирается в нижней части ректификационной колонны 2. При содержании в ней серы более 1% мазут использует­ся как котельное топливо, и на этом перегонку прекра­щают. При меньшем содержании серы мазут либо разго­няют на масляные компоненты, либо подвергают крекин­гу для получения дополнительных количеств бензина, керосино-соляровой фракции и ценных углеводородных газов.

При необходимости получения из мазута смазочных масел его подвергают дальнейшей перегонке под вакуу­мом. Для этого подогретый до кипения в печи 3 мазут подается на разгонку в ректификационную колонну 4, на­ходящуюся под разрежением 0,08 — 0,09 МПа. В результа­те образуется до 30% гудрона и смазочных масел: 10—12% веретенного, 5% машинного, 3% легкого и 7% тяжелого цилиндрового.

Улучшение технико-экономических показателей ра­боты атмосферно-вакуумных установок достигается: 1) утилизацией теплоты отходящих продуктов (для этого нефть перед подачей в печь 1 предварительно подогре­вают до 170-175 °С в теплообменниках 5 теплом про­дуктов перегонки; последние при этом охлаждаются, что экономит не только тепловую энергию, но и воду на ох­лаждение в холодильниках 6); 2) использованием вакуума на второй стадии перегонки удается предотвратить тер­мическое разложение тяжелых углеводородов и снизить температуру кипения мазута, а значит, и расход топлива на его нагревание. Кроме того, вакуум увеличивает ско­рость парообразования и конденсации, что значительно интенсифицирует процесс.

Однако подобная первичная переработка нефти дает лишь грубые фракции сравнительно невысокого выхода и низкого качества. Поэтому большинство из этих фрак­ций подвергают дополнительной вторичной термической переработке. Особенность такой переработки заключает­ся в том, что наряду с температурой, являющейся ре­шающим фактором процесса, вспомогательную роль для уменьшения образования нежелательных побочных про­дуктов играют давление и время пребывания нефтяных фракций в высокотемпературной зоне. Пример тому — термический крекинг.

Термический крекинг мазута. Коксование мазута для уменьшения образования кокса ведут в две стадии. Вна­чале при 450 —470 °С и давлении 2,5 МПа получают бен­зин и среднекипящую фракцию. Для замедления по­бочных реакций ароматизации углеводородов с образо­ванием кокса выход бензина доводят всего лишь до 10%. На второй стадии увеличивают давление до 4,5 МПа и при 500 —520 °С из среднекипящей фракции за счет более глубокого расщепления получают до 30 — 35 % бензина. Наряду с бензином получается до 55 % крекинг-остатка и до 10—15% газов.

Водород, метан, этан, пропан, бутан, этилен, пропилен и бутилен, содержащиеся в газовой смеси, после разделе­ния используются для синтеза полимеров, различных ор­ганических соединений, качественного бензина либо вы­сокооктановых добавок к нему. Крекинг-остаток может быть направлен на коксование для получения дополни­тельных количеств моторного топлива либо использован как местное топливо для сжигания в котельных. При не­обходимости получения из нефтяных фракций газов и жидких ароматических углеводородов применяют пи­ролиз.

Пиролиз нефтяных фракций происходит в паровой фа­зе при атмосферном давлении и повышенной до 670 — 720 °С температуре. В результате глубокого расще­пления и вторичных реакций синтеза из керосина или легкого газойля получают до 50% газа, ароматические углеводороды и смолу.

Газы пиролиза отличаются от газов крекинга по­вышенным содержанием этилена, пропилена, бута­диена — исходного сырья для получения продуктов основного и тонкого органического синтезов (эти­лового и метилового спирта, уксусной кислоты, кра­сителей, лекарств) и особенно для получения синтетиче­ских волокон, пластмасс, каучуков.

По сравнению с термическим крекингом, где сырье и конечные продукты находятся в основном в жидком виде, при пиролизе парообразное состояние нефтяных фракций ухудшает условия передачи теплоты в трубчатой печи от внутренних стенок парам, приводит к увеличе­нию длины труб в печи, большому расходу теплоты на нагревание, росту материалоемкости основного оборудо­вания.

В настоящее время термические методы переработки нефтяных фракций быстро вытесняются менее энергоемкими и более эффективными каталитическими процесса­ми, осуществляемыми под значительно меньшим давле­нием.

Высокотемпературная переработка углеводородных газов

Известно, что все углеводородные газы можно раз­бить на три группы: 1) природные газы, образующие самостоятельные месторождения, состоящие на 90% из метана; 2) попутные, сопровождающие добываемую нефть и содержащие метан, этан, пропан и бутан; 3) нефтегазы, образующиеся в результате различных процес­сов деструктивной переработки нефти: крекинга, пироли­за, риформинга, коксования, гидрокрекинга и т. д., содержащие до 6% водорода, метан, этан, пропан, бутан, а также непредельные углеводороды (этилен, пропилен, бутилен), составляющие до 40% от общего количества газов нефтепереработки. Все эти газы служат ценным то­пливом и богатым источником сырья ддя производства органических веществ, в том числе полимеров, лаков, красок, лекарственных веществ и т. д.

После очистки, осушки, разделения на компоненты абсорбцией, ректификацией, адсорбцией и хроматогра­фией непредельные углеводороды идут на производство полимеров и другой продукции. На основе парафиновых и ароматических углеводородов производится каталити­ческое алкилирование олефинами, например, с целью по­лучения высококачественных бензинов. Парафиновые углеводороды (метан, этан, пропан, бутан и др.) подвер­гаются разложению на различные углеводороды и водо­род при высокой температуре.

Как известно, термическая устойчивость простейших парафинов очень велика, например метан при температу­ре ниже 700 —800 °С практически не разлагается. По мере увеличения молекулярной массы термическая устойчи­вость парафинов растет. Академик Н. Н. Семенов убеди­тельно показал, что при данной температуре имеется практически прямая зависимость между числом углево­дородных атомов в молекуле и константой скорости кре­кинга углеводорода.

Термическая обработка метана, этана, бутана прово­дится при 1000 °С для получения непредельных углеводо­родов и водорода. Например, при крекинге метана обра­зуется ацетилен и водород:

2СН4С2Н2+3h3

Пиролиз предельных углеводородов имеет несколько разновидностей: термический, термоокислительный, плазменный крекинг, электрокрекинг. Все эти производ­ства связаны с высокими энергозатратами, но наиболее перспективными являются термоокислительный и плаз­менный методы. Пиролиз метана в настоящее время — весьма важный способ получения водорода и ацетилена. Кроме этого, метан используют для производства ам­миака, альдегидов, кислот и других веществ. Подвергая метан конверсии парами воды при 800— 1000 °С в присут- ! ствии катализаторов, получают оксид и диоксид угле­рода, водород. Водород используют главным образом для производства аммиака

СН4 + Н2О  СО + ЗН2 - Q

CO + h3O CO2 + h3 + Q

Конверсия метана при недостатке водяного пара и ча­стичное окисление метана дают синтез-газ СО 4- 2Н2, ко­торый используется в качестве сырья дня получения ме­тилового спирта. Частичное окисление метана при 1300—1500°С и небольшом давлении приводит к получе­нию оксида углерода и водорода

2СН4 + О2  2СО + 4Н2

Чрезвычайно перспективным в настоящее время является процесс прямого окисления метана в метанол и формальдегид при 440 °С в присутствии катализаторов

ЗСН4 + ЗО2  СН3ОН+Ch3O+CO+3h3O

при этом метанола СН3ОН получают 71%, формальде­гида СН2О-14%.

В последние годы разрабатывают новые термические методы переработки метана, например, для получения цианистого водорода

10000C

кат

СН4 + Nh4 + l,5O2 HCN + ЗН2О

и сероуглерода

СН4+2S2  CS2+2h3S

Дегидрирование бутана, пентана и других углеводородов для получения олефинов ведут при высокой температуре и в присутствии катализатора.

studfiles.net

Контрольные вопросы

1. Требования, предъявляемые к нефти, поступающей на завод.

2. Характеристика нефтяных эмульсий.

3. Технологическая схема установки ЭЛОУ.

4. Описание процесса электрообессоливания.

5. Технологическая схема АТ.

6. Технологическая схема ВТ.

Тема 2. Термические процессы переработки нефти

Аннотация

Изучив представленный материал, студент, будет знать теоретические основы термических процессов, их особенности и назначение. Кроме того, студент будет знать принципиальные технологические схемы термических процессов: термического крекинга, висбрекинга и замедленного коксования.

2.1 Теоретические основы термических процессов

К процессам термической деструкции относят термический крекинг, висбрекинг, коксование и пиролиз. Термические процессы в нефтепереработке применяются для углубления переработки нефти, понижения вязкости высококипящих фракций, получения непредельных соединений и кокса.

Термический крекинг – это высокотемпературная (при 500-550оС) переработка углеводородов нефти для получения сырья сажевого производства, бензина, кокса и др.

Висбрекинг – это мягкий термический крекинг (450-500оС) для получения котельного топлива путем снижения вязкости мазутов, гудронов и полугудронов.

Пиролиз – термическое разложение углеводородов под действием высоких температур 700-900оС, чаще всего для получения газообразных непредельных соединений (этилена и пропилена).

Коксование – высокотемпературный процесс получения из остаточного сырья электродного иди топливного кокса (при температуре 490-500оС).

При термической деструкции углеводородов (при температуре 500-900оС) происходит образование продуктов с меньшей молекулярной массой, одновременно имеют место реакции синтеза.

Реакции распада: крекинг, дегидрирование, деалкилирование, дециклизация.

Реакции синтеза: конденсация, полимеризация, дегидроциклизация.

Реакции распада сопровождаются поглощением энергии. Эти реакции эндотермические. Реакции синтеза часто протекают с выделением энергии и их относят к экзотермическим реакциям.

Так как реакции обеих групп протекают с изменением объема, то для них имеет большое значение изменение внешнего давления. Увеличение давления для реакций, идущих с уменьшением объема, приводит к смещению равновесия вправо (к продуктам реакции). Напротив, для реакций, идущих с увеличением объема, сдвиг вправо (в сторону образования продуктов реакции) происходит при понижении давления. Не смотря на то, что термическое разложение происходит с увеличением объема практически все процессы ведут при повышенном давлении( около или более 5МПа). Повышенное давление позволяет подавить реакции глубокого распада, приводящие к повышенному газообразованию, то есть получению нецелевого продукта.

2.2 Промышленные процессы термической переработки нефти и нефтяных фракций

2.2.1.Термический крекинг

Процесс термического крекинга тяжелых нефтяных остатков в последние годы в мировой нефтеперера­ботке практически утратил свое "бензинопроизводящее" значение. В последнее время этот процесс используется для термопод­готовки дистиллятных видов сырья для установок коксования и произ­водства термогазойля( сырья для последующего получения технического углерода (сажи)).

В качестве сырья установки термического крекинга предпочтительно используют ароматизированные высококипящие дистилляты: тяжелые газойли каталитического крекинга, тяжелую смолу пиролиза и экстракты селективной очистки масел.

При термическом крекинге за счет преимущественного протекания реакций дегидроконденсации парафино-нафтеновых углеводородов оьбразуются арены. Образующиеся при крекинге, а также содержащиеся в исходном сырье арены, подвергаются дальнейшей ароматизации.

Основными целевыми продуктами термического крекинга дистиллятного сырья являются термогазойль (фракция 200-480 °С) и дистиллятный крекинг-остаток — сырье установок замедленного коксования — с целью получения высококачествен­ного кокса, например игольчатой структуры. В процессе получают также газ и бензиновую фракцию.

Потребители сажевого сырья предъявляют повышенные требования к его ароматизованности и плот­ности. В термогазойле ограничиваются коксуемость, зольность и содержание смолисто-асфальтеновых веществ.

Термический крекинг дистиллятного сырья по технологическому оформлению установки практически мало чем отличаются от своих предшественников — установок двухпечного крекинга нефтяных остатков бензинового профиля. Это объясняется тем, что в связи с утратой бензинопроизводящего назначения кре­кинг-установок появилась возможность для использования их без суще­ственной реконструкции по новому назначению.

Ранее было установле­но, что при однократном крекинге не удается достичь требуемой глуби­ны термолиза тяжелого сырья из-за опасности закоксовывания змееви­ков печи и выносных реакционных аппаратов. Поэтому большим достижением в совершенствовании их технологии являлась разработка двухпечных систем термического крекинга, в которых в одной из печей проводят мягкий крекинг легко крекируемого исходного сырья, а во второй — жесткий крекинг более термостойких средних фракций термолиза.

На рис. 4 представлена принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья, которая используется для производства вакуумного термога­зойля.

Исходное сырье после нагрева в теплообменниках подают в ниж­нюю секцию колонны К-3. Эта колонна разделена на две секции полуглухой тарелкой, которая позволяет перейти в верхнюю секцию только парам. Продукты конденсации паров крекинга в верхней секции накапливают­ся в аккумуляторе (кармане) внутри колонны. Потоки тяжелого сырья, отбираемые соответственно с низа колонны, а легко­го сырья из аккумулятора К-3, подают в змеевики трубчатых печей. В печь П-1 подают тяжелое сырье, где оно нагревается до 500оС, а легкое сырье направляют в печь П-2 где нагревают до температуры 550°С и далее два потока направляют для углубления крекинга в выносную реакционную камеру К-1.

Рисунок – 4 Принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья.

I – сырье, II – бензиновая фракция на стабилизацию, III – тяжелая бензиновая фракция из К-4, IV – вакуумный погон, V – термогазойль, VI – крекинг остаток, VII – газы на ГФУ, VIII – газы и водяной парк вакуум - системе, IX – водяной пар.

Из камеры К-1 продукты крекинга затем подают в испаритель высокого давления К-2, а крекинг-остаток и термогазойль через редукционный клапан направляют в испаритель низкого давления К-4. Газы и пары бензино-керосиновых фракций направляют в колонну К-3.

С верха К-3 и К-4 уходящие газы и пары бензиновой фракции охлаждают в конденсаторе-холодильнике и подают в газосепараторы С-1 и С-2. Газы подают на разделение на газофракционирующую установку (ГФУ), а основное коли­чество бензиновой фракции отправляют на стабилизацию.

Крекинг-остаток, выводимый гудрона получено, % масс.: 5 – газ, 1.3 – головка стабилизации бензина, 20.1 – фракция стабильного бензина, 52.6 – термогазойль, 19.9 – крекинг остаток, 1.1 – потери.

studfiles.net

72. Термические процессы переработки нефти. Перегонка, крекинг и другие виды переработки.

Фракционная переработка нефти. Сырая нефть после извлечения её из недр специальными приёмами очищается от растворённого в ней газа, воды, минеральных солей и различных примесей. Практически вся нефть подвергается перегонке на фракции. Фракционная перегонка основана на разнице в температуре кипения отдельных фракций углеводородов, близких по физическим свойствам. Принципиальная схема перегонки нефти на атмосферно-вакуумных установках(АВУ). Работает на принципе конденсации и испарения, повторяющихся на разных уровнях. Современные колонны диаметром до 6 метров и высотой до 50 метров имеют до 80 тарелок(уровней) и перерабатывают до 12 млн. тонн нефти в год. Однако подобная первичная переработка нефти даёт лишь грубые фракции сравнительно невысокого выхода и низкого качества. Поэтому большинство из этих фракций подвергают дополнительной вторичной термической переработке. Особенность такой переработки - наряду с температурой, которая является решающими фактором процесса, вспомогательную роль для уменьшения образования нежелательных побочных продуктов играют давление и время пребывания нефтяных фракций в высокотемпературной зоне.

Термический крекинг мазута. Коксование мазута для уменьшения образования кокса ведут в две стадии. Вначале получают бензин и среднекипящую фракцию. Для замедления побочных реакций ароматизации углеводородов с образованием кокса выход бензина доводят всего лишь до 10%. На второй стадии увеличивают давление из среднекипящей фракции за счёт более глубокого расщепления получают до 30-35% бензина. Газовую смесь после разделения используют для синтеза полимеров, различных органических соединений. При необходимости получения из нефтяных фракций газов и жидких ароматических углеводородов применяют пиролиз.

Пиролиз нефтяных фракций происходит в паровой фазе при атмосферном давлении и повышенной температуре. В результате глубокого расщепления и вторичных реакций синтеза получают до 50% газа, ароматические углеводороды и смолу. Газы пиролиза отличаются повышенным содержанием этилена, пропилена, бутадиена. При пиролизе парообразное состояние нефтяных фракций ухудшает условия передачи теплоты, приводит к большему расходу теплоты. Сейчас эти методы вытесняются более дешёвыми и эффективными каталитическими процессами.

73. Основные нефтепродукты, их характеристика и применение. Понятие октанового и цетанового числа.

Переработкой нефти получают продукты более 10 тысяч наименований. По объёму потребления для народного хозяйства имеет искусственное жидкое топливо, смазочные масла и консистентные смазки.

Карбюраторное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с зажиганием от электрической искры. Основной показатель - детонационная стойкость, оцениваемая октановым числом, изменяющимся от 0 до 100. Октановое число определяется процентным содержанием мало склонного к детонации изооктана по сравнению с присутствующим в топливе нормальным гептаном, сгорающим со взрывом и вызывающим преждевременный износ двигателя. Качество топлива тем лучше, чем больше в нем изооктана, чем выше октановое число(автомобильные бензины - 66, 72, 76, 93, 95, 98; авиационные бензины - 70, 91, 95, 100).

Дизельное топливо используется в поршневых двигателях дизеля, воспламеняется от сжатия. Основная характеристика воспламеняемости - цетановое число, характеризует склонность дизельного топлива к воспламенению. Цетановое число определяют по эталонной смеси сравнением легко воспламеняющегося цетана и трудно воспламеняющегося альфа-метилнафталина. Чем больше цетановое число, тем выше качество дизельного топлива. Для тихоходных двигателей используют соляровые масла с цетановым числом менее 40, для быстроходных - от 40 до 50.

Котельное топливо используют в паровых котлах, промышленных печах. К этому виду топлива относятся мазуты, жидкие продукты переработки каменных углей и горючих сланцев, гудроны.

Реактивное топливо применяется в реактивных и газотурбинных двигателях, получают его из нефти фракционной перегонкой. В основном, это керосины, содержащие различные присадки, увеличивающие термическую стабильность, усиливают смазывающие свойства продуктов сгорания.

Смазочные масла получают перегонкой мазута под вакуумом, применяются они во всех движущихся деталях для уменьшения трения и отвода теплоты. Лучшее сырье - малосмолистые и малопарафинистые нефти. По назначению классифицируются на моторные, индустриальные, турбинные, компрессорные и т.д.

Консистентные смазки получают добавлением к смазочным маслам загустителей(мыла, церезина, сульфидов). Это улучшает их вязкостно-температурные свойства, необходимые в условиях невозможности использования обычной смазки. Антифрикционные смазки - для уменьшения трения, износа; уплотнительные - для герметизации различных соединений; защитные - для предохранения от коррозии. При введении специальных присадок повышается стойкость к агрессивным средам, влаге и т.д.

studfiles.net

74. Термические процессы переработки нефти. Перегонка, крекинг и другие виды переработки.

Фракционная переработка нефти. Сырая нефть после извлечения её из недр специальными приёмами очищается от растворённого в ней газа, воды, минеральных солей и различных примесей. Практически вся нефть подвергается перегонке на фракции. Фракционная перегонка основана на разнице в температуре кипения отдельных фракций углеводородов, близких по физическим свойствам. Принципиальная схема перегонки нефти на атмосферно-вакуумных установках(АВУ). Работает на принципе конденсации и испарения, повторяющихся на разных уровнях. Современные колонны диаметром до 6 метров и высотой до 50 метров имеют до 80 тарелок(уровней) и перерабатывают до 12 млн. тонн нефти в год. Однако подобная первичная переработка нефти даёт лишь грубые фракции сравнительно невысокого выхода и низкого качества. Поэтому большинство из этих фракций подвергают дополнительной вторичной термической переработке. Особенность такой переработки - наряду с температурой, которая является решающими фактором процесса, вспомогательную роль для уменьшения образования нежелательных побочных продуктов играют давление и время пребывания нефтяных фракций в высокотемпературной зоне.

Термический крекинг мазута. Коксование мазута для уменьшения образования кокса ведут в две стадии. Вначале получают бензин и среднекипящую фракцию. Для замедления побочных реакций ароматизации углеводородов с образованием кокса выход бензина доводят всего лишь до 10%. На второй стадии увеличивают давление из среднекипящей фракции за счёт более глубокого расщепления получают до 30-35% бензина. Газовую смесь после разделения используют для синтеза полимеров, различных органических соединений. При необходимости получения из нефтяных фракций газов и жидких ароматических углеводородов применяют пиролиз.

Пиролиз нефтяных фракций происходит в паровой фазе при атмосферном давлении и повышенной температуре. В результате глубокого расщепления и вторичных реакций синтеза получают до 50% газа, ароматические углеводороды и смолу. Газы пиролиза отличаются повышенным содержанием этилена, пропилена, бутадиена. При пиролизе парообразное состояние нефтяных фракций ухудшает условия передачи теплоты, приводит к большему расходу теплоты. Сейчас эти методы вытесняются более дешёвыми и эффективными каталитическими процессами.

75. Основные нефтепродукты, их характеристика и применение. Понятие октанового и цетанового числа.

Переработкой нефти получают продукты более 10 тысяч наименований. По объёму потребления для народного хозяйства имеет искусственное жидкое топливо, смазочные масла и консистентные смазки.

Карбюраторное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с зажиганием от электрической искры. Основной показатель - детонационная стойкость, оцениваемая октановым числом, изменяющимся от 0 до 100. Октановое число определяется процентным содержанием мало склонного к детонации изооктана по сравнению с присутствующим в топливе нормальным гептаном, сгорающим со взрывом и вызывающим преждевременный износ двигателя. Качество топлива тем лучше, чем больше в нем изооктана, чем выше октановое число(автомобильные бензины - 66, 72, 76, 93, 95, 98; авиационные бензины - 70, 91, 95, 100).

Дизельное топливо используется в поршневых двигателях дизеля, воспламеняется от сжатия. Основная характеристика воспламеняемости - цетановое число, характеризует склонность дизельного топлива к воспламенению. Цетановое число определяют по эталонной смеси сравнением легко воспламеняющегося цетана и трудно воспламеняющегося альфа-метилнафталина. Чем больше цетановое число, тем выше качество дизельного топлива. Для тихоходных двигателей используют соляровые масла с цетановым числом менее 40, для быстроходных - от 40 до 50.

Котельное топливо используют в паровых котлах, промышленных печах. К этому виду топлива относятся мазуты, жидкие продукты переработки каменных углей и горючих сланцев, гудроны.

Реактивное топливо применяется в реактивных и газотурбинных двигателях, получают его из нефти фракционной перегонкой. В основном, это керосины, содержащие различные присадки, увеличивающие термическую стабильность, усиливают смазывающие свойства продуктов сгорания.

Смазочные масла получают перегонкой мазута под вакуумом, применяются они во всех движущихся деталях для уменьшения трения и отвода теплоты. Лучшее сырье - малосмолистые и малопарафинистые нефти. По назначению классифицируются на моторные, индустриальные, турбинные, компрессорные и т.д.

Консистентные смазки получают добавлением к смазочным маслам загустителей(мыла, церезина, сульфидов). Это улучшает их вязкостно-температурные свойства, необходимые в условиях невозможности использования обычной смазки. Антифрикционные смазки - для уменьшения трения, износа; уплотнительные - для герметизации различных соединений; защитные - для предохранения от коррозии. При введении специальных присадок повышается стойкость к агрессивным средам, влаге и т.д.

studfiles.net

Термические процессы деструктивной переработки нефти — КиберПедия

При атмосферной и вакуумной перегонке нефтепродукты получают физическим разделением на фракции, которые отличаются температурой кипения.

Термические процессы переработки нефти - это химические процессы получения нефтепродуктов.

Различают следующие основные разновидности термических процессов переработки нефти:

1) термический крекинг нефтяного сырья под высоким давлением;

2) коксование или термический крекинг нефтяных остатков при низком давлении;

3) пиролиз или высокотемпературный термический крекинг под низким давлением жидкого и газообразного нефтяного сырья,

Эти разновидности термических процессов часто называют деструктивной переработкой нефти.

Термический крекинг под высоким давлением - это распад органических соединений нефти под влиянием высоких температур и давления (t = 470 - 540° С; р - 4,0 - 6,0 МПа). Сырьем в этом случае являются низкооктановый бензин первичной перегонки, керосиновая и дизельная дистиллятные фракции, мазуты первичной перегонки, масляные гудроны и др. В результате крекинга получают крекинг-бензин, крекинг-керосин, товарный топочный мазут и крекинг-газ.

Коксование - это термический крекинг тяжелых нефтяных остатков, проводимый с целью получения нефтяного кокса (при давлении р = 0,1- 0,4 МПа и t = 450 - 550° С) или увеличения выхода светлых нефтепродуктов.

Сырьем для коксования являются тяжелые нефтяные остатки: мазуты и гудроны первичной перегонки нефти, крекинг-остатки, асфальты установок очистки масляного производства, смолы пиролиза и др. От состава сырья, его качества и условий проведения процесса зависят выход и качество получаемых продуктов. В результате коксования получают товарный нефтяной кокс, газ, бензин и керосино-газойлевые фракции (дистилляты коксования). Наивысший выход кокса получают при условии содержания в исходном сырье наибольшего количества асфальто-смолистых соединений.

Различают следующие способы коксования: периодический, полунепрерывный и непрерывный.

Периодический способ коксования заключается в том, что процесс ведется в специальных аппаратах, называемых кубами. Схема коксования приведена на рис. 129. Сырье загружается в куб и одновременно зажигается форсунка. После наполнения куба интенсивной шуровки при 380-400° С начинается выделение дистиллятов, количество которого увеличивается до определенной температуры, после чего подъем температуры замедляется. Затем температура в кубе поднимается до 450-500° С, причем скорость выделения отгона уменьшается. После прекращения выделения отгона образовавшийся кокс прокаливают, повышая температуру днища куба до 700- 720° С. Затем куб пропаривается и охлаждается водяным паром.

К недостаткам процесса коксования в кубах относятся: небольшая производительность, значительный расход топлива (до 8 %) и металла (быстрый износ куба), трудоемкий и тяжелый способ выгрузки кокса. Кроме того, кубовые батареи громоздки и занимают большую площадь.

Полунепрерывный способ коксования иначе называют замедленным коксованием. Процесс этот проводится в специальных аппаратах, называемых коксовыми камерами, которые представляют собой пустотелые цилиндры, рассчитанные на невысокое давление (до 0,4 МПа). Сущность способа: сырье коксования нагревают в печи до 500° С и направляют в коксовую камеру. Здесь сырье находится длительное время и за счет тепла, полученного в печи, коксуется. Из верхней части коксовой камеры уходят легкие дистилляты, в нижней части образуется кокс. После того как камера заполнится на 30-90 % коксом, сырье из печи направляется в другую камеру, а из первой выгружается кокс. Таким образом, при данном способе коксования происходит непрерывная подача сырья, выгрузка кокса - периодическая.

Непрерывный способ коксования заключается в следующем: нагретое сырье вступает в контакт с подвижным теплоносителем и коксуется на его поверхности. Образовавшийся кокс вместе с теплоносителем выводится из зоны реакции в регенератор, где часть кокса выжигается. За счет тепла выжигания теплоноситель (кокс) подогревается и возвращается в зону реакции. Кокс может быть крупногранулированным или порошкообразным. Если кокс порошкообразный, коксование происходит в кипящем слое теплоносителя. Здесь выход кокса происходит в меньших количествах.

Наиболее распространен способ замедленного коксования.

Пиролиз - термический крекинг, проводимый при температуре 750-900° С и давлении, близком к атмосферному, с целью получения сырья для химической промышленности.

Сырье для пиролиза: легкие углеводороды, содержащиеся в газах (природных, нефтяных из стабилизационных установок), бензины первичной перегонки, лигроиновая фракция, керосины термического крекинга, керосино-газойлевая фракция и т. п.

Пиролизу может подвергаться жидкое и газообразное нефтяное сырье. При пиролизе газообразных углеводородов температура процесса выше, чем при пиролизе жидкого сырья. Выбор сырья определяется целевым продуктом пиролиза.

В результате пиролиза получают пиролизный газ и смолы (жидкие продукты). Состав газа зависит от условий пиролиза (температуры, времени контакта, качества сырья). Пиролиз может проводиться для получения этилена, пропилена, бутадиена или ацетилена. Этилен - ценное сырье для производства этилового спирта, каучука и других химических соединений.

Из смол при этом процессе получают бензол, толуол, ксилол, нафталин и другие ароматические углеводороды. Наибольший выход этилена имеем при пиролизе парафинистогО сырья, наименьший — нафтенового, но при пиролизе нафтенового сырья получают максимальный выход ароматики.

cyberpedia.su

Термические процессы переработки нефти - Справочник химика 21

    Химическ Таблица 0 ИЙ состав газов различных термических процессов переработки нефти  [c.78]

    ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ [c.166]

    ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ [c.166]

    Еще в прошлом веке стало известно, что под действием высоких температур органические соединения нефти химически видоизменяются, распадаются и вступают в различные вторичные реакции между собой. Это позволило создать новые, так называемые термические процессы переработки нефти, позволяющие получать из нее углеводородные газы, дополнительные количества жидких нефтепродуктов, а также продукт глубокого уплотнения — нефтяной кокс, т. е. такие новые вещества, которых в исходной нефти не было. [c.166]

    Назначение процесса. Пиролиз — наиболее жесткий из термических процессов переработки нефти. Он проводится при температурах 750—900 °С и предназначается в основном для получения высокоценных олефиновых углеводородов — сырья нефтехимического синтеза. [c.204]

    В области термических процессов переработки нефти систематические исследования и разработки проводили М. Д. Тиличеев, А, В, Фрост, [c.74]

    Поданным Е. В. Смидович [121], обобщившей результаты определения тепловых эффектов основных термических процессов переработки нефти, следует, что наибольший эндотермический эффект сопровождает процессы пиролиза легких углеводородов (табл. 81). В этой же таблице представлены характерные параметры процессов термического крекинга, висбрекинга, пиролиза и коксования, позволяющие судить о диапазоне изменения режимных показателей указанных процессов. [c.182]

    Гидроочистка нефтепродуктов прямой перегонки протекает с относительно небольшим выделением тепла (12- 20 ккал/кг сырья) и в результате этого не требуется применять специальных мер для регулирования темпера -туры в реакционной зоне. В случае же гидроочистки продуктов, содержащих значительное количество непредель -ных углеводородов (продукты коксования и других термических процессов переработки нефти), количество выделяющегося тепла столь значительно, что это приводит к чрезмерному повышению температуры в реакторе и к необходимости его секционирования. [c.42]

    Виды термических процессов переработки нефти [c.183]

    В связи с этим нас также интересовала структура крупных нефтеперерабатывающих предприятий США вне зависимости от их принадлежности к той или иной компании. Поэтому для анализа были взяты 10 самых крупных заводов Америки и проанализирована структура этих предприятий. Данные по этим предприятиям приведены в табл. 49 и 50. В табл. 49 приведены характеристики установок первичной переработки и термических процессов переработки нефти, а также установок масляного производства, в табл. 50-каталитических процессов переработки нефти. [c.98]

    Углеводороды нефти относят к следующим группам парафиновые (насыщенные, алканы), нафтеновые (цикланы), ароматические (арены). Ненасыщенных углеводородных соединений, кроме цикланов и ароматических в нефтях мало, но они в больших количествах образуются при термических процессах переработки нефти. [c.22]

    По химическому составу углеводороды нефти относятся к следующим классам соединений парафиновые, нафтеновые и ароматические. Ненасыщенных углеводородных соединений в нефтях мало, но они в большом количестве образуются при термических процессах переработки нефти. [c.4]

    Крекинг — термический процесс переработки нефти или тя желых нефтепродуктов (мазута, смол) для получения легких топлив, масел и газов. [c.110]

    Как следует из табл. 7, для этих газов характерны высокое содержание метана и низкое содержание углеводородов С4, что значительно отличает их от газов других термических процессов переработки нефти. Например, в газах термического крекинга содержится в среднем около 15—17% метана и около 30—33% углеводородов С4, а в газах процесса коксования соответственно 30—33 и 13—17%. Непредельных углеводородов в газах коксования также меньше, чем в газах термического крекинга. [c.17]

    Термические процессы переработки нефти и нефтяных фракций связаны с расщеплением углеводородов под влиянием теплового воздействия, которое определяется температурой, давлением и продолжительностью пребывания сырья в зоне высокой температуры. В зависимости от исходного сырья и глубины разложения углеводородов термические процессы проводят при 450—720 °С и давлении до 7 МПа. К ним относятся термический крекинг, рифор-минг, пиролиз и коксование. Эти методы отличаются друг от друга [c.310]

    Поэтому на заводах США приняты технологические схемы, обеспечивающие глубокую переработку нефти, широко используется процесс каталитического крекинга, развивается процесс гидрокрекинга, значительный удельный вес имеют процессы, позволяющие получать высокооктановые бензины — каталитический риформинг, алкилирование, изомеризация широкое развитие получают процессы гидроочистки нефтепродуктов, а также сырья для каталитических процессов. Роль термических процессов переработки нефти в США непрерывно снижается [13, 14, 15]. [c.9]

    В западноевропейских странах (в первую очередь в ФРГ) расширяется строительство установок для осуществления термических процессов переработки нефти. Эта тенденция возникла в связи с необходимостью повысить выход из нефти дизельных и легких котельных топлив. Так, при сочетании процессов легкого термического крекинга тяжелого сырья (висбрекинга) и термического крекинга мазута выход средних дистиллятов увеличивается при переработке ливийской нефти на 8—10% и при переработке иранской нефти — на 7—9% за счет снижения выхода тяжелого котельного топлива на 13—17% [3]. [c.20]

    Наиболее жесткий из термических процессов переработки нефти — пиролиз нефтяного сырья. Высокотемпературный режим процесса при атмосферном давлении сырья в паровой фазе позволяет получить пиролизный газ с большим содержанием олефинов этилена, пропилена, бутилена. Значение пиролиза нефтяного сырья за последние годы возросло в результате увеличения потребности в олефиновых углеводородах для промышленности органического синтеза. Поэтому внимание отечественной науки привлечено к созданию новых методов пиролиза, позволяющих перерабатывать тяжелые нефтепродукты и сырую нефть. В настоящее время внедрены термоконтактный пиролиз, в котором используется твердый теплоноситель (шамот, кокс, кварцевый песок), и гомогенный пиролиз в токе водяного пара. [c.228]

    Пиролиз осуществляется при давлении близком к атмосферно- му и температуре от 750 до 900°С и является наиболее старым из термических процессов переработки нефти. Первые пиролизные Заводы были построены в России еще в 70-х годах прошлого века. На этих заводах пиролизом керосина получали светильный газ. Позднее было обнаружено, что в смоле пиролиза содержатся ароматические углеводороды — бензол и толуол. Установки пиролиза стали строить для того, чтобы увеличить выработку этих веществ. Особенно много пиролизных установок было построено в период первой мировой войны, поскольку толуол был необходим для получения взрывчатого вещества — тринитротолуола. [c.154]

    Назначение процесса. Пиролиз — наиболее жесткий из термических процессов переработки нефти. Он проводится при температурах 750—900°С и предназначается для получения углеводородного газа с высоким содержанием алкенов — этилена, пропилена и бутиленов. Поскольку в современном нефтехимическом синтезе наибольшее применение из алкенов находит этилен, установки пиролиза зачастую называются этиленовыми. [c.189]

    ГЛАВА 2. ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ [c.14]

    Термические процессы переработки нефти — это химические процессы получения нефтепродуктов. [c.266]

    Природа возникновения практически всех отмечетшых дефектов связана с локальным или общим перегревом печных труб, а также с образующимися в процессе эксплуатации отложениями кокса на внутренней поверхности. Данный процесс неизбежен и интенсивность его определяется составом сырья, давления, температуры и другими факторами. Особенно он характерен для печей установок термических процессов переработки нефти (термический крекинг, коксование), в которых особую значимость приобретает состав сырья и высокие температуры. [c.192]

    Благодаря двойным связям, крекинг-остатки являются полиеновыми кросс-агентами, аналогичные таким известным кросс-агентам, как дивинилбензол, бутадиен, диметакрилаты гликолей. Это свойство использовано для получения ионитов. Ресурсы крекинг-остатков велики в связи с тем, что углубление переработки нефти, повышение отбора светлых нефтепродуктов достигаются вторичными термическими процессами переработки нефти, при которых образуютя крекинг-остатки. [c.609]

    В соответствии с элементным составом основная масса компонентов нефти - углеводороды. Следует отметить, что в нефтях, как правило, отсутст-в>тот епаскщенные углеводороды, относящиеся к классу непредельных (олефины или алкены). Такие соединения могут образовываться при термических процессах переработки нефти или выделенных из нее продуктов. Наиболее детально изучены фракции нефти, выкипающие до 300-350 °С. [c.16]

    Благодаря двойным связям, крекинг-остатки являются полиеновыми кросс-аген-тами, аналогичные таким известным кроссагентам, как дивинилбензол, бутадиен, диметакрилаты гликолей. Эта полифункциональность использовалась автором для получения адсорбентов. Ресурсы крекинг-остатков велики в связи с тем, что углубление объема переработки нефти, повышение отбора светлых нефтепродуктов достигается вторичными термическими процессами переработки нефти. При осуществлении термического крекинга, помимо газов и жидких продуктов образуются крекинг-остатки. [c.612]

chem21.info


Смотрите также