Destilace oleje. Frakční destilace

Olej je minerál, který má konzistenci olejové kapaliny. Tento hořlavý materiál je převážně černý, ale závisí na oblasti jeho výroby. Pokud jde o chemický olej, lze říci, že tato látka je složitá směs uhlovodíků, ve kterých jsou přítomny také nečistoty sloučenin, jako je síra, dusík atd. Vůně kapaliny závisí na obsahu sloučenin síry a aromatických uhlovodíků ve svém složení. Olej byl používán k různým účelům, ale teprve v minulém století se začala používat přímá destilace ropy, která se stala hlavní surovinou pro výrobu paliv a různých organických sloučenin.

Složení oleje

Poprvé Karl Shorlemmer, známý německý chemik, začal studovat olej v 19. století. V průběhu svého výzkumu objevil nejjednodušší uhlovodíky butan (C4H10), hexan (C6H14) a pentan (C5H12). O něco později ruský vědec V. V. Markovnikov v procesu výzkumu objevil v oleji dostatečné množství cyklických nasycených uhlovodíků - cyklopentan (C5H10) a cyklohexan (C6H12).

Dnes bylo zjištěno, že ropa a ropné produkty se skládají z více než tisíce různých látek, některé z nich jsou však v malém množství. Je třeba poznamenat, že tato látka obsahuje alicyklické, nasycené, nenasycené a aromatických uhlovodíků s různorodou strukturou. Složení oleje může také zahrnovat sloučeniny dusíku, síry a sloučeniny obsahující kyslík (fenoly a kyseliny).

Destilace oleje

V současné době technologie rafinace ropy zahrnuje takové procesy: jednoduchá destilace ropy a ratifikace směsí. Na ně se často používají běžné názvy.

Při procesu oddělování oleje destilací a ratifikací se získají frakce a destiláty. Variají při určitých teplotách a jsou poměrně složité směsi. Současně se oddělené frakce oleje v některých případech skládají z malého množství složek, které se významně liší v bodech varu. Z tohoto důvodu mohou být směsi klasifikovány jako diskrétní, spojité a diskrétně spojité.

Ropné produkty

Rafinované produkty zahrnují parafín, vazelínu, ceresin, různé oleje a další látky s výraznými vodoodpudivými vlastnostmi. Díky této funkci se používají k výrobě čisticích prostředků a krémů.

Takzvaná primární destilace oleje je způsobena přírodním tlakem podzemní vody, který se nachází pod zásobníkem oleje. Pod tlakem se olej zvedne z hloubky na povrch. Postup můžete urychlit pomocí čerpadel. Tento postup umožňuje extrahovat asi 25-30% oleje. Pro sekundární výrobu je voda přečerpávána hlavně do olejové nádrže nebo je vstřikována oxid uhličitý. V důsledku těchto akcí může být přibližně 35% látky vytlačeno na povrch.

Při procesu primární destilace ropy a sekundárního tepelného zpracování se uvolňují destilační produkty oleje, které obsahují sirovodík. Do značné míry to závisí na podmínkách předběžné separace ropy, stejně jako na využívaných ložiscích. Obsah složení ropného sirovodíku je důležitým ukazatelem, který určuje mnoho faktorů.

Metody rafinace ropy. Frakční destilace

Hlavní metodou zpracování je frakční destilace ropy. Tento postup zahrnuje oddělení látek na frakce, které se liší podle složení. Destilace je založena na rozdílech v bodech varu olejových složek.

Frakce je chemická část látky se stejnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, která se uvolňuje během destilačního procesu.

Přímou destilací je fyzikální metoda rafinace ropy za použití atmosférického vakuového systému.

Princip činnosti jednotky atmosférického vakua

Olej se ohřeje na teplotu 350 ° C ve speciální trubkové peci. V důsledku tohoto postupu se vytvoří směs kapalných zbytků a výparů látky, která vstupuje do destilační kolony výměníky tepla.

Dále je sledován systém destilace oleje, který zajišťuje oddělení ropných par na frakce v destilační koloně, které tvoří různé ropné produkty. Současně jejich teplota varu má rozdíly několika stupňů.

Těžké frakce látky vstupují do zařízení v kapalné fázi. Odděluje se od páry ve spodní části a ve formě topného oleje se z něj odstraňují.

Následující metody se používají pro destilaci oleje k výrobě paliva v závislosti na chemickém složení oleje. V prvním případě se letecké benzíny berou v rozmezí teploty varu od 40 do 150 ° C a také kerosen pro výrobu tryskového paliva - od 150 do 300 ° C. Ve druhém případě se automobilové benzíny vyrábějí při teplotě varu od 40 do 200 ° C a motorová nafta - od 200 do 350 ° C.

Palivový olej, který zůstává po destilaci frakcí paliva, se používá k tvorbě krakovacích benzínů a olejů. Uhlovodíky s bodem varu nižší než 40 ° C se používají jako suroviny pro výrobu některých syntetických výrobků, přísad do některých benzinů a také jako palivo pro automobily.

Takto vakuová destilace oleje umožňuje výrobu takových destilátů: benzinu, petroleje, nafty, ligroinu a plynového oleje. Průměrný výtěžek frakcí benzinu závisí na charakteristikách extrahované látky a pohybuje se od 15 do 20%. Podíl zbývajícího paliva je až 30%. Nafta má vyšší hustotu než benzín a používá se k výrobě vysoce oktanového benzínu a motorové nafty. Plynový olej je meziprodukt mezi mazacími oleji a petrolejem. Je tvořena přímou destilací oleje, poté se používá jako surovina pro katalytické krakování a palivo pro vznětové motory.

Výrobky získané z přímé destilace jsou vysoce chemicky stabilní kvůli nepřítomnosti nenasycených uhlovodíků v jejich složení.

Cracking

Pro zvýšení výtěžku benzinových frakcí je možné použít krakování při rafinaci ropy. Krakování je proces destilace ropy a ropných produktů, který je založen na rozštěpení molekul komplexních uhlovodíků za vysokých tlaků a teplot. V roce 1875 byla poprvé navržena prasknutí A.A. Letní, ruští vědci, po kterém byl v roce 1891 vyvinut VG Shukhov. Navzdory tomu byla ve Spojených státech postavena první průmyslový závod, který zajišťoval přímou destilaci.

Krakování je rozděleno na následující typy: tepelné, katalytické, hydrokrakování a katalytické reformování. Tepelné krakování se používá k výrobě benzinu, petroleje a motorové nafty. Například při teplotách do 500 ° C a tlaku 5 MPa se uhlovodíkový cetan v složení motorové nafty a petrolej rozkládá na látky, které jsou součástí benzínu.

Tepelné trhliny

Benzín vznikající tepelným krakováním má nízké oktanové číslo a vysoký obsah nenasycených uhlovodíků. Z toho můžeme usuzovat, že benzín má špatnou chemickou stabilitu. Proto se bude používat pouze jako součást pro výrobu komerčního benzinu.

Doposud nejsou tepelné krakovací jednotky postaveny. To vyplývá ze skutečnosti, že s jejich pomocí získávají produkty destilace oleje, které se dostávají, oxidovány v podmínkách skladování. V nich se tvoří pryskyřice, proto se do látky přidávají speciální přísady, které snižují stupeň stanovení tarify.

Katalytické krakování

Katalytické krakování je proces destilace ropy pro výrobu benzinu, který je založen na rozkladu uhlovodíků a změnách jejich struktury, což je způsobeno katalyzátorem a vysokými teplotami. Poprvé katalytické krakování bylo provedeno v roce 1919 v Rusku v továrně.

Při katalytickém krakování se jako suroviny používají frakce nafty a plynového oleje, které se tvoří v případě přímé destilace ropy. Jsou zahřívány na teplotu asi 500 ° C pod tlakem 0,15 MPa za použití katalyzátoru z oxidu hlinitého a oxidu křemičitého. Umožňuje zrychlit proces rozdělení molekul surovin a přeměny produktů rozkladu na aromatické uhlovodíky. Přímá destilace umožňuje benzínu mít více oktánové číslo spíše než tepelné praskání. Výrobky katalytického krakování jsou povinnými složkami palivového stupně A-72 a A-76.

Hydrokrakování

Hydrokrakování je postup rafinace, který se vztahuje na ropu a ropné produkty. Skládá se z krakování a hydrogenace surovin. Provádí se za podmínek teploty kolem 400 ° C a tlaku vodíku do 20 MPa. Používají se speciální molybdenové katalyzátory. V tomto případě bude oktanové číslo benzínových frakcí ještě větší. Tento proces je také schopen zvýšit výtěžnost lehkých ropných produktů, jako jsou tryskové a motorové palivo, benzín.

Katalytické reformování

Suroviny pro katalytické reformování jsou benzínové frakce získané při teplotě nepřevyšující 180 ° C v procesu primární destilace oleje. Tento postup se provádí za podmínek plynů obsahujících vodu. Teplota je asi 500 ° C a tlak je 4 MPa. Používá se také katalyzátor platiny nebo molybdenu.

Hydroformování se nazývá reformování za použití molybdenového katalyzátoru a platformování je postup používající platinový katalyzátor. Jednodušší a bezpečnější metoda je plošinová, takže se používá mnohem častěji. Pro získání vysoce oktanové složky motorového benzinu se používá katalytické reformování.

Získání mazacích olejů

V roce 1876 V.I. Rogozin postavil první továrnu na světě pro výrobu topného oleje a olejů u Nižního Novgorodu. Vzhledem k výrobnímu postupu lze olejům oddělit reziduální a destilační oleje. V prvním případě se topný olej zahřívá ve vakuové koloně na teplotu přibližně 400 ° C. Pouze 50% destilátových olejů opouští topný olej a zbytek tvoří dehet.

Zbytkové oleje jsou rafinované dehty. Pro jejich tvorbu je polotuhý nebo topný olej doplněn zkapalněným propanem při nízkých teplotách kolem 50 ° C. Přímá destilace umožňuje přenos a letadlové oleje. Mazadla, která budou získána z topného oleje, obsahují uhlovodíky. Kromě nich existují sloučeniny síry, naftenové kyseliny, stejně jako dehtové asfaltové látky, takže je musíte vyčistit.

Rafinérský průmysl ropy v Rusku

Rafinérský průmysl ropy je průmysl Ruský ropný průmysl. V současné době působí v zemi více než třicet velkých rafinérských podniků. Vyrábí velké množství motorového benzínu, motorové nafty a topného oleje. Převládající počet podniků začal v posledních dvou desetiletích. Nicméně, některé z nich zaujímají vedoucí pozici na trhu.

Ve většině případů využívají frakční destilace ropy, která je v moderních podmínkách nejdůležitější. Podniky vyrábějí vysoce kvalitní výrobky, které jsou velkou poptávkou nejen na domácím, ale i na celosvětovém trhu.