Dove inizia la raffinazione del petrolio? Breve descrizione dei principali processi tecnologici di produzione del combustibile. Visbreaking - tecnologia termocat

introduzione
Olio
Composto
Composti di idrocarburi
Eteroconnessioni
Proprietà fisiche
Metodi di lavorazione
Elaborazione primaria
Preparazione e raffinazione dell'olio
Informazioni generali sulla distillazione e rettifica del petrolio
Frazioni petrolifere
Raccolta differenziata
Tipi e scopo dei processi termolitici
Il processo di produzione di benzina dal cherosene
Processo di produzione del bitume
Processo di produzione del nerofumo
Aumento del numero di ottani
Problemi ecologici
Giacimenti petroliferi nella Federazione Russa
Prezzi del petrolio
Petrolio e vita

I. INTRODUZIONE

L'olio e i prodotti della sua trasformazione sono conosciuti fin dai tempi più remoti; venivano utilizzati per l'illuminazione o per scopi medicinali. La domanda di petrolio e di prodotti petroliferi è aumentata notevolmente all’inizio del XX secolo. a causa dell'avvento dei motori a combustione interna e del rapido sviluppo dell'industria.

Attualmente il petrolio e il gas, così come i prodotti da essi ottenuti, sono utilizzati in tutti i settori dell’economia mondiale.
Il petrolio e il gas vengono utilizzati non solo come combustibile, ma anche come preziose materie prime per l'industria chimica. Il grande scienziato russo D.I. Mendeleev ha affermato che bruciare petrolio nelle fornaci è un crimine, poiché è una materia prima preziosa per la produzione di molti prodotti chimici. Il petrolio e il gas sono attualmente utilizzati per produrre un numero enorme di prodotti utilizzati nell’industria, agricoltura, nella vita di tutti i giorni (fertilizzanti minerali, fibre sintetiche, plastica, gomma, ecc.). IN l'anno scorso In molti paesi del mondo sono in corso ricerche per trasformare il petrolio e i prodotti petroliferi utilizzando microrganismi in proteine ​​che possono essere utilizzate come mangime per il bestiame.

Le economie degli stati dipendono dal petrolio più che da qualsiasi altro prodotto. Pertanto, dall'inizio della sua produzione industriale fino ai giorni nostri, il petrolio è stato oggetto di un'intensa concorrenza e causa di numerosi conflitti e guerre internazionali.

La dipendenza dello Stato dal petrolio come materia prima o come mezzo di influenza economica determina il suo livello di sviluppo e la sua posizione sulla scena mondiale.
Quindi, il petrolio gioca un ruolo molto significativo mondo moderno. Questo non è solo uno dei minerali più importanti, che è la materia prima per la produzione di un'incredibile varietà di sostanze e una potente risorsa energetica, ma anche il più grande oggetto del commercio internazionale e un collegamento integrale nelle relazioni economiche.

II. OLIO

Il petrolio è un liquido oleoso infiammabile naturale appartenente al gruppo delle rocce sedimentarie, uno dei minerali più importanti della Terra. Ha un potere calorifico eccezionalmente elevato: durante la combustione sprigiona molta più energia termica rispetto ad altre miscele combustibili.

1. Composizione

Il petrolio è costituito principalmente da carbonio - 80-85% e idrogeno - 10-15% in peso del petrolio. Oltre a loro, l'olio contiene altri tre elementi: zolfo, ossigeno e azoto. Il loro importo totale è solitamente compreso tra 0,5 e 8%. Vanadio, nichel, ferro, alluminio, rame, magnesio, bario, stronzio, manganese, cromo, cobalto, molibdeno, boro, arsenico, potassio, ecc. si trovano nell'olio in piccole concentrazioni. Il loro contenuto totale non supera lo 0,03% in peso di olio. Questi elementi formano i composti organici e inorganici che compongono l'olio. L'ossigeno e l'azoto si trovano nell'olio solo allo stato legato. Lo zolfo può presentarsi allo stato libero o far parte dell'idrogeno solforato.

1.1 Composti di idrocarburi

Il petrolio contiene circa 425 composti di idrocarburi. Olio dentro condizioni naturaliè costituito da una miscela di metano, idrocarburi naftenici e aromatici. Il petrolio contiene anche alcuni idrocarburi disciolti solidi e gassosi. La quantità di gas naturale in metri cubi disciolta in 1 tonnellata di petrolio in condizioni di giacimento è chiamata fattore gas.
Oltre al metano e ai suoi omologhi gassosi, i gas di petrolio (associati) contengono vapori di pentano, esano ed eptano.

Paraffine- idrocarburi saturi (senza doppi legami tra atomi di carbonio) di struttura lineare o ramificata. Sono suddivisi nei seguenti gruppi principali:

1. Paraffine normali con molecole a struttura lineare. Hanno un basso numero di ottano e un alto punto di scorrimento, quindi molti processi secondari di raffinazione del petrolio comportano la loro conversione in idrocarburi di altri gruppi.
2. Isoparaffine - con molecole di struttura ramificata. Hanno buone caratteristiche antidetonanti ed un punto di scorrimento più basso rispetto alle normali paraffine.
   I nafteni (cicloparaffine) sono composti idrocarburici saturi con struttura ciclica. La quota di nafteni ha un effetto positivo sulla qualità dei carburanti diesel (insieme alle isoparaffine) e degli oli lubrificanti. L'elevato contenuto di nafteni nella frazione pesante della benzina determina l'elevata resa e numero di ottano del prodotto riformato.

Idrocarburi aromatici- composti idrocarburici insaturi, le cui molecole includono anelli benzenici costituiti da 6 atomi di carbonio, ciascuno dei quali è legato a un atomo di idrogeno o un radicale idrocarburico. Hanno un impatto negativo sulle proprietà ambientali dei carburanti per motori, ma hanno un numero di ottano elevato.

Olefine- idrocarburi di struttura normale, ramificata o ciclica, in cui i legami degli atomi di carbonio, le cui molecole contengono doppi legami tra atomi di carbonio. Sono praticamente assenti nelle frazioni ottenute dalla raffinazione primaria del petrolio; si trovano soprattutto nei prodotti di cracking catalitico e di coking. A causa della maggiore attività chimica, hanno un effetto negativo sulla qualità dei carburanti.

1.2 Eteroconnessioni

Insieme agli idrocarburi, il petrolio contiene composti chimici di altre classi. Di solito tutte queste classi sono combinate in un unico gruppo: gli eterocomposti. Nel petrolio sono stati scoperti più di 380 eterocomposti complessi, in cui elementi come zolfo, azoto e ossigeno sono attaccati ai nuclei di idrocarburi. La maggior parte di questi composti appartengono alla classe dei composti dello zolfo: i mercaptani. Questi sono acidi molto deboli con odore sgradevole. Con i metalli formano composti simili al sale: i mercaptidi. Negli oli, i mercaptani sono composti in cui un gruppo SH è attaccato ai radicali idrocarburici. I mercaptani corrodono i tubi e altre apparecchiature metalliche sugli impianti di perforazione. La maggior parte dei composti non idrocarburici presenti negli oli sono componenti della resina asfaltica. Si tratta di sostanze di colore scuro contenenti, oltre a carbonio e idrogeno, ossigeno, azoto e zolfo. Sono rappresentati dalle resine e dagli asfalteni. Le sostanze resinose contengono circa il 93% dell'ossigeno presente nell'olio. L'ossigeno nell'olio si trova anche allo stato legato negli acidi naftenici (circa il 6%), nei fenoli (non più dell'1%), nonché negli acidi grassi e loro derivati. Il contenuto di azoto negli oli non supera l'1%. La sua maggior parte è contenuta nelle resine. Il contenuto di resine negli oli può raggiungere il 60% in peso di olio, asfalteni - 16%. Gli asfalteni sono un solido nero. Sono simili nella composizione alle resine, ma sono caratterizzati da diversi rapporti di elementi. Si distinguono per un alto contenuto di ferro, vanadio, nichel, ecc. Se le resine sono solubili in idrocarburi liquidi di tutti i gruppi, gli asfalteni sono insolubili negli idrocarburi metanici, parzialmente solubili negli idrocarburi naftenici e meglio solubili in quelli aromatici. Nell'olio “bianco” le resine sono contenute in piccole quantità e gli asfalteni sono del tutto assenti.

2. Proprietà fisiche dell'olio

Le proprietà più importanti dell'olio sono la densità, il contenuto di zolfo, la composizione frazionaria, la viscosità e il contenuto di acqua, sali di cloruro e impurità meccaniche.
La densità dell'olio dipende dal contenuto di idrocarburi pesanti come paraffine e resine.

La densità può essere utilizzata per giudicare approssimativamente la composizione degli idrocarburi del petrolio e dei prodotti petroliferi, poiché il suo valore per gli idrocarburi di gruppi diversi è diverso. Una gravità del petrolio greggio più elevata indica più idrocarburi aromatici, mentre una gravità del petrolio greggio più bassa indica più idrocarburi paraffinici. Gli idrocarburi del gruppo naftenico occupano una posizione intermedia. Pertanto, il valore di densità caratterizzerà in una certa misura non solo la composizione chimica e l'origine del prodotto, ma anche la sua qualità. I tipi leggeri di petrolio greggio sono quelli di massima qualità e più preziosi. Minore è la densità del petrolio greggio, più facile è il processo di raffinazione del petrolio e maggiore è la qualità dei prodotti petroliferi da esso ottenuti.

In base al contenuto di zolfo, il petrolio greggio in Europa e Russia è suddiviso in a basso contenuto di zolfo (fino allo 0,5%), zolfo (0,51-2%) e alto contenuto di zolfo (oltre il 2%).
Il petrolio è una miscela di diverse migliaia di composti chimici, la maggior parte dei quali sono idrocarburi; ciascuno di questi composti è caratterizzato dal proprio punto di ebollizione, che è la proprietà fisica più importante del petrolio, ampiamente utilizzata nell'industria della raffinazione del petrolio.

La presenza di impurità meccaniche nella composizione dell'olio è spiegata dalle condizioni della sua presenza e dai metodi di produzione. Le impurità meccaniche sono costituite da particelle di sabbia, argilla e altre rocce dure che, depositandosi sulla superficie dell'acqua, contribuiscono alla formazione di un'emulsione oleosa. Nei serbatoi di decantazione, nei serbatoi e nelle tubazioni, quando l'olio viene riscaldato, alcune impurità meccaniche si depositano sul fondo e sulle pareti, formando uno strato di sporco e sedimenti solidi. Allo stesso tempo, la produttività dell'attrezzatura diminuisce e quando i sedimenti si depositano sulle pareti dei tubi, la loro conduttività termica diminuisce. La frazione in massa delle impurità meccaniche fino allo 0,005% compreso viene valutata come assenza.

La viscosità è determinata dalla struttura degli idrocarburi che compongono l'olio, cioè la loro natura e relazione, caratterizza le proprietà di spruzzatura e pompaggio di petrolio e prodotti petroliferi: minore è la viscosità del liquido, più facile è trasportarlo attraverso le condutture e lavorarlo. Questa caratteristica è particolarmente importante per determinare la qualità delle frazioni petrolifere ottenute durante la raffinazione del petrolio e la qualità degli oli lubrificanti standard. Maggiore è la viscosità delle frazioni petrolifere, maggiore è il loro punto di ebollizione.

III. METODI DI LAVORAZIONE DELL'OLIO

I processi tecnologici di una raffineria di petrolio sono generalmente classificati in due gruppi: fisici e chimici.
I processi fisici (trasferimento di massa) consentono la separazione del petrolio nei suoi componenti costitutivi (carburante e frazioni petrolifere) senza trasformazioni chimiche e la rimozione (estrazione) da frazioni petrolifere, residui petroliferi, frazioni petrolifere, gas condensato e gas di componenti indesiderati (areni policiclici , asfalteni, paraffine refrattarie), composti non carboidratici.
Nei processi chimici, la lavorazione delle materie prime petrolifere viene effettuata attraverso trasformazioni chimiche per produrre nuovi prodotti non contenuti nelle materie prime. Processi chimici utilizzati nelle moderne raffinerie di petrolio, secondo il metodo di attivazione, le reazioni chimiche sono suddivise in termiche e catalitiche.

1. Lavorazione primaria

1.1 Preparazione del petrolio per la raffinazione

Il petrolio estratto dai pozzi contiene sempre gas associato, impurità meccaniche e acqua di formazione in cui sono disciolti vari sali. È ovvio che tale petrolio “sporco” e greggio, che contiene anche componenti di gas organici e inorganici altamente volatili, non può essere trasportato e lavorato nelle raffinerie di petrolio senza un’attenta preparazione del campo.
Il petrolio viene preparato per la lavorazione in 2 fasi: nel giacimento petrolifero e nella raffineria per separare da esso il gas associato, le impurità meccaniche, l'acqua e i sali minerali.

1.2 Informazioni generali sulla distillazione e rettifica del petrolio

Distillazione(frazionamento) è il processo di separazione fisica del petrolio e dei gas in frazioni (componenti) che differiscono tra loro e dalla miscela originale in termini di limiti di temperatura di ebollizione.
La distillazione con rettifica è il processo di trasferimento di massa più comune nella tecnologia chimica e del petrolio e del gas, effettuato in apparecchi - colonne di distillazione attraverso ripetuti contatti controcorrente di vapore e liquido. Il contatto dei flussi di vapore e liquido può essere effettuato in modo continuo (nelle colonne impaccate) o passo-passo (nelle colonne di distillazione a piatti). Quando controflussi di vapore e liquido interagiscono in ogni fase di contatto (piastra o strato di imballaggio), tra di loro si verifica un trasferimento di calore e massa, a causa della tendenza del sistema ad uno stato di equilibrio. Come risultato di ogni contatto, i componenti vengono ridistribuiti tra le fasi: il vapore è un po' arricchito in componenti bassobollenti e il liquido è un po' arricchito in componenti altobollenti. Con un contatto sufficientemente lungo e un'elevata efficienza del dispositivo di contatto, il vapore e il liquido che lasciano la piastra o lo strato di imballaggio possono raggiungere uno stato di equilibrio, ovvero le temperature dei flussi diventeranno le stesse e la loro composizione sarà correlata da equazioni di equilibrio . Un tale contatto tra liquido e vapore, che termina con il raggiungimento dell'equilibrio di fase, è solitamente chiamato fase di equilibrio o piastra teorica. Selezionando il numero di fasi di contatto e i parametri di processo, è possibile garantire tutta la precisione richiesta nel frazionamento delle miscele di oli. Luogo di entrata in colonna di distillazione La materia prima distillata riscaldata è chiamata sezione (zona) nutriente, dove avviene la singola evaporazione. La parte della colonna situata sopra la sezione di alimentazione serve per la rettifica del flusso di vapore ed è chiamata sezione di concentrazione (rafforzamento), e l'altra, la parte inferiore, in cui viene effettuata la rettifica del flusso di liquido, è la sezione di stripping o sezione estenuante.

Esistono colonne semplici e complesse.
Semplici colonne di distillazione assicurano la separazione della miscela iniziale in due prodotti: il rettificato (distillato), rimosso dalla parte superiore della colonna allo stato di vapore, e il residuo, il prodotto liquido inferiore della rettifica.

Colonne di distillazione complesse separano la miscela di alimentazione in più di due prodotti. Esistono colonne complesse con la selezione di frazioni aggiuntive direttamente dalla colonna sotto forma di cinghie laterali e colonne in cui prodotti aggiuntivi vengono prelevati da speciali colonne di stripping chiamate stripper. Quest'ultimo tipo di colonne è ampiamente utilizzato negli impianti primari di distillazione dell'olio.
La limpidezza della separazione è il principale indicatore dell'efficienza di una colonna di distillazione e ne caratterizza la capacità di separazione. Nel caso di miscele binarie può essere espresso dalla concentrazione del componente target nel prodotto.

In relazione alla rettifica delle miscele di petrolio, questa è solitamente caratterizzata dalla purezza del gruppo delle frazioni selezionate, cioè dalla proporzione di componenti che evaporano lungo la curva del punto di ebollizione reale fino a un dato limite di temperatura per dividere la miscela nelle frazioni selezionate (distillati o residui), nonché la selezione delle frazioni dal potenziale. In pratica, una caratteristica come la sovrapposizione dei punti di ebollizione delle frazioni vicine nel prodotto viene spesso utilizzata come indicatore indiretto della chiarezza (purezza) della separazione. Nella pratica industriale di solito non impongono requisiti estremamente elevati in relazione alla chiarezza della separazione, poiché l'ottenimento di componenti ultrapuri o frazioni ultrastrette richiede corrispondenti costi di capitale e di esercizio estremamente elevati.

1.3 Frazioni petrolifere

Frazione gassosa del petrolio (t kip< 40°С, CH 4 - C 4 H 10)

Durante la raffinazione del petrolio si formano gas che sono alcani non ramificati: butano, propano, etano. Il nome industriale di questa frazione è gas di petrolio. La frazione gassosa del petrolio viene rimossa prima della distillazione primaria del petrolio oppure viene separata dalla frazione benzina dopo la distillazione. Il gas di petrolio viene utilizzato come combustibile oppure viene liquefatto per produrre gas liquefatto, che viene poi utilizzato come materia prima per produrre etilene.

Frazione benzina dell'olio (tbollizione = 40-200°C, C 5 H 12 - C 11 H 24)

È una miscela di idrocarburi e viene utilizzata per ottenere vari tipi carburante per motori. Con una separazione più fine di questa frazione si ottengono etere di petrolio e benzina. La qualità della benzina è determinata dal numero di ottano.

Frazione nafta dell'olio (t ebollizione = 150-250°C, C 5 H 18 - C 14 H 30)

Si scopre tra le frazioni di benzina e cherosene. È costituito quasi interamente da alcani. La maggior parte della nafta viene riformata, trasformandola in benzina. La nafta viene utilizzata anche come materia prima per la produzione di altri prodotti chimici.

Frazione cherosene dell'olio (t ebollizione = 180-300°C, C 12 H 26 - C 18 H 38)

La frazione è costituita da alcani alifatici, idrocarburi aromatici e naftaleni. Dopo la purificazione, una parte della frazione di cherosene viene utilizzata per produrre idrocarburi paraffinici e l'altra parte viene convertita in benzina. Tuttavia la maggior parte Il cherosene viene utilizzato come carburante per gli aerei a reazione.

Frazione gasolio del petrolio (t ebollizione = 200-360°C, C 13 H 28 - C 19 H 36)

Questa frazione di petrolio ha un altro nome più comune: gasolio. Da una parte di esso si ottengono gas di raffineria e benzina, ma nel complesso viene utilizzato come combustibile per motori diesel e forni industriali.

Olio combustibile (C 15 H 32 - C 50 H 102)

L'olio combustibile si ottiene dopo che tutte le altre frazioni dell'olio sono state rimosse. Tipicamente, l'olio combustibile e quelli derivati ​​dal petrolio vengono utilizzati come combustibili liquidi per produrre vapore e caldaie per il riscaldamento in centrali elettriche, impianti industriali e navi. Tuttavia, una certa parte dell'olio combustibile viene distillata per produrre cera di paraffina e oli lubrificanti. Dopo la distillazione sotto vuoto dell'olio combustibile si forma una sostanza di colore scuro, chiamata “asfalto” o “bitume”. Il bitume viene utilizzato nella costruzione di strade.

2. Riciclaggio

I prodotti della raffinazione primaria del petrolio, di norma, non sono prodotti petroliferi commerciali. Ad esempio, il numero di ottano della frazione benzina è di circa 65 punti, il contenuto di zolfo nella frazione diesel può raggiungere l'1% o più, mentre lo standard, a seconda della marca, va dallo 0,005% allo 0,2%. Inoltre, le frazioni petrolifere scure possono essere sottoposte a ulteriori lavorazioni qualificate.
A questo proposito, le frazioni petrolifere vengono fornite agli impianti di processo secondario progettati per migliorare la qualità dei prodotti petroliferi e approfondire la raffinazione del petrolio.

2.1 Tipologie e scopo dei processi termolitici

Per processi termolitici si intendono i processi di trasformazioni chimiche delle materie prime petrolifere.

Cottura- un lungo processo di termolisi di residui pesanti o distillati altobollenti aromatizzati a bassa pressione e temperatura 470-540°C. Lo scopo principale della cokeria è la produzione di coke di petrolio di vario grado, a seconda della qualità delle materie prime lavorate. I sottoprodotti della cokeria sono gas di basso valore, benzina di bassa qualità e gasoli.

Pirolisi- termolisi ad alta temperatura (750-800 °C) di materie prime carboidratiche gassose, di distillazione leggera o media, effettuata a bassa pressione e di durata estremamente breve. Lo scopo principale della pirolisi è la produzione di gas contenenti alcheni. Come sottoprodotto della pirolisi si ottiene un liquido altamente aromatico di ampia composizione frazionaria con un alto contenuto di alcheni.

Il processo di produzione delle peci di petrolio (pitching)- un nuovo processo di termolisi (carbonizzazione) di distillazione pesante o di materie prime residue introdotte nella raffinazione domestica del petrolio, effettuato a bassa pressione, temperatura moderata (360-420 ° C) e per lungo tempo. Oltre al prodotto target, la pece, il processo produce gas e frazioni di kerosene e gasolio.

Catalisi- un processo fisico-chimico in più fasi di modifica selettiva del meccanismo e della velocità delle possibili reazioni chimiche da parte di una sostanza - un catalizzatore, che forma composti chimici intermedi con i partecipanti alle reazioni.

2.2 Il processo di produzione di benzina dal cherosene

La benzina viene prodotta dal cherosene mediante cracking. Il cracking è stato inventato dall'ingegnere russo V.G. Šuchov nel 1891
Il processo di cracking avviene con la rottura delle catene di idrocarburi e la formazione di idrocarburi saturi e insaturi più semplici:

La scomposizione delle molecole di idrocarburi avviene attraverso un meccanismo radicale.

2.3 Processo per ottenere il bitume

Il processo di produzione del bitume è un processo a media temperatura e a lungo termine di deidrocondensazione ossidativa (carbonizzazione) di residui petroliferi pesanti (catrami, asfaltiti diafaltanti), effettuato a pressione atmosferica e temperatura 250-300 °C.

2.4 Processo di produzione del nerofumo

Il processo di produzione del nerofumo (fuliggine) è una termolisi esclusivamente ad alta temperatura (oltre 1200 ° C) di materie prime di distillazione pesanti e altamente aromatiche, effettuata a bassa pressione e di breve durata. Questo processo può essere considerato una pirolisi dura, mirata non alla produzione di gas contenenti alcheni, ma alla produzione di carbonio solido altamente disperso, un prodotto della profonda decomposizione termica delle materie prime dei carboidrati, essenzialmente nei suoi elementi costitutivi.

2.5 Aumento del numero di ottani

Numero di ottano- un indicatore che caratterizza la resistenza alla detonazione dei carburanti per motori a combustione interna a carburatore. Numericamente uguale al contenuto (in % in volume) di isoottano nella sua miscela con n-eptano, per cui questa miscela è equivalente in resistenza alla detonazione al carburante studiato in condizioni standard test. L'isoottano è difficile da ossidare anche a gradi elevati compressione e la sua resistenza alla detonazione è convenzionalmente considerata pari a 100 unità. La combustione dell'n-eptano in un motore, anche a bassi rapporti di compressione, è accompagnata da detonazione, quindi la sua resistenza alla detonazione è considerata pari a 0. Per stimare il numero di ottano superiore a 100, è stata creata una scala convenzionale in cui l'isoottano con l'aggiunta di varie quantità piombo tetraetile.

I test di detonazione vengono eseguiti su un motore automobilistico di dimensioni normali o su installazioni speciali con motori monocilindrici. Sui motori di grandi dimensioni, il numero di ottano effettivo (RON) viene determinato in condizioni di banco; in condizioni stradali, viene determinato il numero di ottano su strada (RON). Su installazioni speciali con motore monocilindrico, la determinazione del numero di ottano viene solitamente effettuata in due modalità: più stringente (metodo motore) e meno stringente (metodo di ricerca). Il numero di ottano del carburante determinato con il metodo di ricerca è solitamente leggermente superiore al numero di ottano determinato con il metodo del motore. La differenza tra questi numeri di ottano caratterizza la sensibilità del carburante alla modalità operativa del motore.

Per aumentare il numero di ottano della benzina, utilizzare riforma catalitica - trasformazione chimica degli idrocarburi compresi nella loro composizione, fino a 92-100 punti. Il processo viene condotto in presenza di un catalizzatore di alluminio-platino-renio. Un aumento del numero di ottano si verifica a causa di un aumento della percentuale di idrocarburi aromatici. Le basi scientifiche del processo furono sviluppate dal nostro connazionale, l'eccezionale chimico russo N.D. Zelinsky all'inizio del ventesimo secolo.

La resa del componente ad alto numero di ottano è dell'85-90% per la materia prima. Come sottoprodotto viene prodotto l'idrogeno, che viene utilizzato in altre unità di raffineria. La capacità delle unità di reforming varia da 300 a 1.000 mila tonnellate o più all'anno di materie prime.

La materia prima ottimale è la frazione di benzina pesante con intervallo di ebollizione compreso tra 85 e 180°C. La materia prima viene sottoposta ad un trattamento preliminare di idrotrattamento, ovvero la rimozione dei composti di zolfo e azoto, anche in piccole quantità, che avvelenano in modo irreversibile il catalizzatore del reforming.

In alcune raffinerie il reforming catalitico viene utilizzato anche per produrre idrocarburi aromatici, materie prime per l'industria petrolchimica. I prodotti ottenuti come risultato del reforming di frazioni strette di benzina vengono distillati per produrre benzene, toluene e una miscela di xileni.

Durante il processo di reforming avviene l'isomerizzazione degli idrocarburi lineari:

Istruzione di più voti alti benzina, a causa della riunificazione di alcani e alcheni:

Oltre alla loro trasformazione in idrocarburi ciclici e aromatici, che porta ad un aumento del numero di ottano:

Benzina con più alto valore Il numero di ottano si ottiene anche mediante cracking catalitico. Le ricerche di E. Goodry sulle argille refrattarie come catalizzatori portarono alla creazione nel 1936 di un efficace catalizzatore a base di alluminosilicati per il processo di cracking. In questo processo, i distillati di olio a media ebollizione venivano riscaldati e convertiti allo stato di vapore; aumentare la velocità delle reazioni di scissione, vale a dire processo di cracking e cambiando la natura delle reazioni, questi vapori venivano fatti passare attraverso lo strato catalitico. Le reazioni hanno avuto luogo a temperature moderate di 430-480°C e pressione atmosferica, in contrasto con i processi di cracking termico, che utilizzano pressioni elevate. Il processo Goodry è stato il primo processo di cracking catalitico ad essere implementato con successo su scala industriale.

IV. PROBLEMI ECOLOGICI

I problemi ambientali associati al petrolio sono significativi e vari. La perdita anche di una piccola quantità di olio spesso provoca danni irreparabili ambiente, così come l'economia. Sviluppare metodi sicuri per trovare giacimenti petroliferi, estrarli e lavorarli è una delle massime priorità a livello mondiale. Da questo dipende non solo lo stato attuale della natura, ma anche il suo stato futuro.
Le conseguenze ambientali delle fuoriuscite di petrolio sono devastanti, poiché l’inquinamento da petrolio provoca molti danni processi naturali e relazioni, cambia significativamente le condizioni di vita di tutti i tipi di organismi viventi e si accumula nella biomassa.

Il petrolio è un prodotto di decomposizione a lungo termine e copre molto rapidamente la superficie delle acque con uno spesso strato di pellicola oleosa, che impedisce l'accesso all'aria e alla luce.
10 minuti dopo che una tonnellata di petrolio è stata immersa nell'acqua, si forma una chiazza di petrolio, il cui spessore è di 10 mm. Nel tempo, lo spessore del film diminuisce fino a meno di 1 millimetro mentre la macchia si espande. Una tonnellata di petrolio può coprire un'area fino a 12 chilometri quadrati. Ulteriori cambiamenti si verificano sotto l'influenza del vento, delle onde e del tempo. In genere, la chiazza di petrolio si sposta secondo la volontà del vento, frammentandosi gradualmente in punti più piccoli che possono spostarsi a distanze considerevoli dal luogo della fuoriuscita. Forti venti e tempeste accelerano il processo di dispersione del film. Durante i disastri non c'è immediatezza morte di massa pesci, rettili, animali e piante. Tuttavia, nel medio e lungo termine, l’impatto delle fuoriuscite di petrolio è estremamente negativo. Una fuoriuscita colpisce più duramente gli organismi che vivono nella zona costiera, soprattutto quelli che vivono sul fondo o in superficie.

Gli uccelli che trascorrono la maggior parte della loro vita in acqua sono i più vulnerabili alle fuoriuscite di petrolio sulla superficie dei corpi idrici. La contaminazione esterna dell'olio distrugge il piumaggio, aggroviglia le piume e provoca irritazione agli occhi. La morte è il risultato dell'esposizione acqua fredda. Le fuoriuscite di petrolio di medie e grandi dimensioni causano in genere la morte di 5.000 uccelli. Le uova degli uccelli sono molto sensibili al petrolio. Piccole quantità di alcuni tipi di olio possono essere sufficienti a causare la morte durante il periodo di incubazione.

Se l'incidente è avvenuto nei pressi di una città o altro insediamento, allora l'effetto tossico è accentuato perché il petrolio forma pericolosi “cocktail” con altri inquinanti di origine umana.
Le fuoriuscite di petrolio uccidono i mammiferi marini. Le lontre marine, gli orsi polari, le foche e le foche appena nate sono gli animali più comunemente uccisi. La pelliccia contaminata dall'olio inizia a opacizzarsi e perde la capacità di trattenere calore e acqua. Il petrolio, intaccando lo strato grasso di foche e cetacei, aumenta il consumo di calore. Inoltre, l'olio può causare irritazione alla pelle e agli occhi e interferire con la normale capacità di nuoto.
L'olio che entra nel corpo può causare sanguinamento gastrointestinale, insufficienza renale, intossicazione epatica e disturbi della pressione sanguigna. I vapori derivanti dai vapori d'olio portano a problemi respiratori nei mammiferi che si trovano vicino o in prossimità di grandi fuoriuscite di petrolio.

I pesci sono esposti a fuoriuscite di petrolio nell'acqua consumando cibo e acqua contaminati ed entrando in contatto con il petrolio durante i movimenti di deposizione delle uova. La morte dei pesci, escluso il novellame, avviene solitamente durante gravi fuoriuscite di petrolio. Tuttavia, il petrolio greggio e i prodotti petroliferi hanno una serie di effetti tossici sull’ambiente tipi diversi pescare Concentrazioni di 0,5 ppm o meno di olio nell'acqua possono uccidere le trote. L'olio ha un effetto quasi letale sul cuore, altera la respirazione, ingrossa il fegato, rallenta la crescita, distrugge le pinne, porta a vari cambiamenti biologici e cellulari e influenza il comportamento.
Le larve e il novellame di pesce sono più sensibili agli effetti del petrolio, le cui fuoriuscite possono distruggere le uova e le larve di pesce situate sulla superficie dell'acqua, e il novellame in acque poco profonde.

Gli effetti delle fuoriuscite di petrolio sugli organismi invertebrati possono durare da una settimana a 10 anni. Dipende dal tipo di olio; le circostanze in cui si è verificata la fuoriuscita e il suo impatto sugli organismi. Gli invertebrati muoiono più spesso nella zona costiera, nei sedimenti o nella colonna d'acqua. Le colonie di invertebrati (zooplancton) in grandi volumi d'acqua ritornano al loro stato precedente (pre-fuoriuscita) più velocemente di quelle in piccoli volumi d'acqua.
Va notato che i derivati ​​del petrolio tendono ad accumularsi nell'organismo e causare mutazioni. Le mutazioni genetiche nei microrganismi possono essere trasmesse lungo la catena alimentare ai pesci e ad altra fauna marina.

Le piante nei corpi idrici muoiono completamente se la concentrazione di idrocarburi poliaromatici (formati durante la combustione dei prodotti petroliferi) raggiunge l'1%.
Il petrolio e i prodotti petroliferi interrompono lo stato ecologico delle coperture del suolo e generalmente deformano la struttura delle biocenosi. I batteri del suolo, così come i microrganismi invertebrati e gli animali del suolo non sono in grado di svolgere in modo efficiente le loro funzioni più importanti a causa dell'intossicazione con frazioni leggere di olio.

Tali incidenti non colpiscono solo gli animali ma anche mondo vegetale. I pescatori locali, gli alberghi e i ristoranti subiscono gravi perdite. Inoltre, anche altri settori dell’economia si trovano ad affrontare problemi, soprattutto quelle imprese le cui attività richiedono grandi quantità di acqua. Se si verifica una fuoriuscita di petrolio in un corpo idrico dolce, sia la popolazione locale (ad esempio, è molto più difficile per i servizi pubblici purificare l'acqua che entra nella rete idrica) sia l'agricoltura subiscono conseguenze negative.

L'effetto a lungo termine di tali incidenti non è noto con precisione: un gruppo di scienziati è del parere che le fuoriuscite di petrolio abbiano avuto impatto negativo per molti anni e persino decenni, l’altro è che le conseguenze a breve termine sono estremamente gravi, ma in un tempo abbastanza breve gli ecosistemi colpiti vengono ripristinati.
I danni derivanti da fuoriuscite di petrolio su larga scala sono difficili da calcolare. Dipende da molti fattori, come il tipo di petrolio fuoriuscito, lo stato dell’ecosistema interessato, il tempo, l’oceano e le correnti marine, il periodo dell’anno, lo stato della pesca e del turismo locali, ecc.

Fuoriuscita di petrolio nel Golfo del Messico

Il 20 aprile 2010 si è verificata un'esplosione sulla piattaforma petrolifera Deepwater Horizon, a 80 chilometri dalla costa della Louisiana, che ha ucciso 11 persone. Il 22 aprile la piattaforma affondò. A seguito dell'incidente, il pozzo è stato danneggiato in tre punti, da cui ha iniziato a fuoriuscire petrolio. La BP riuscì a fermare la fuga solo dopo tre mesi. All'inizio di settembre 2010 la società ha presentato una relazione sui risultati dell'indagine sulle cause dell'incidente. Secondo questo documento, sia l’errore umano che i difetti di progettazione della piattaforma petrolifera hanno portato all’esplosione. Successivamente, una commissione creata su iniziativa di Barack Obama ha preparato un rapporto secondo il quale la causa dell'incidente è stata la riduzione dei costi di sicurezza da parte della BP e dei suoi partner.

V. GIACIMENTI PETROLIFERI NELLA RF

Prirazlomnoe

Il giacimento petrolifero Prirazlomnoye si trova sulla piattaforma del Mare di Barents.

Progetti sugli scaffali Sakhalin

I progetti della piattaforma di Sakhalin sono un nome generalizzato per un intero gruppo di progetti per lo sviluppo di depositi di idrocarburi sulla piattaforma continentale del Mar di Okhotsk e del Mar del Giappone e dello stretto tartaro, adiacente all'isola di Sakhalin.

Arlanskoe

Il giacimento di Arlanskoye è unico in termini di riserve petrolifere, situato nel nord-ovest della Bashkiria, nella provincia del petrolio e del gas Volga-Ural. Si trova sul territorio dei distretti di Krasnokamsk e Dyurtyulinsky della repubblica e in parte sul territorio dell'Udmurtia. Inaugurato nel 1955, messo in sviluppo nel 1958. La lunghezza è di oltre 100 km, con una larghezza fino a 25 km.

Bovanenkovskoe

Il giacimento di condensato di petrolio e gas di Bovanenkovskoye è il più grande della penisola di Yamal. Bovanenkovo ​​​​si trova sulla penisola di Yamal, a 40 chilometri dalla costa del Mar di Kara, il corso inferiore dei fiumi Syo-Yakha, Mordy-Yakha e Naduy-Yakha. Il numero di giacimenti di gas presso la struttura è tre. Il numero totale di pozzi è 743.

Vankorskoe

Il giacimento Vankor è un promettente giacimento di petrolio e gas nella regione russa di Krasnoyarsk, insieme ai giacimenti Lodochny, Tagulskoye e Suzunskoye, fa parte del blocco Vankor. Situato nel nord della regione, comprende Vankor (distretto di Turukhansky Territorio di Krasnojarsk) e le aree di North Vankorsky (situate sul territorio dell'Okrug autonomo di Taimyr (Dolgano-Nenets)). Il campo di rotazione Vankor è stato creato per lo sviluppo del campo.

Verkhnechonskoe

Il giacimento petrolifero di Verkhnehonskoye è un grande giacimento petrolifero nella regione di Irkutsk in Russia.

Lyantorskoye

Lyantorskoye è un gigantesco giacimento di condensati di petrolio e gas in Russia. Situato nell'Okrug autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Khanty-Mansiysk. Inaugurato nel 1965. Le riserve totali di petrolio ammontano a 2 miliardi di tonnellate e le riserve residue di petrolio sono 380 milioni di tonnellate.

Mamontovskoe

Mamontovskoye è un grande giacimento petrolifero in Russia. Situato nell'Okrug autonomo di Khanty-Mansiysk. Inaugurato nel 1965. Lo sviluppo è iniziato nel 1970. Le riserve di petrolio ammontano a 1,4 miliardi di tonnellate. Depositi a una profondità di 1,9-2,5 km.

Nizhnechutinskoe

Il giacimento petrolifero di Nizhnechutinskoye è un grande giacimento petrolifero nella provincia di petrolio e gas di Timan-Pechora, situato nel territorio della Repubblica di Komi, vicino alla città di Ukhta.

Pravdinskoe

Pravdinskoye è un grande giacimento petrolifero in Russia. Situato nell'Okrug autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Khanty-Mansiysk. Inaugurato nel 1966. Lo sviluppo iniziò nel 1968.

Priobskoe

Priobskoye è un gigantesco giacimento petrolifero in Russia. Situato nell'Okrug autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Khanty-Mansiysk. Diviso dal fiume Ob in due parti: sponda sinistra e destra. Lo sviluppo della riva sinistra è iniziato nel 1988, quello della riva destra nel 1999.

Romashkinskoe

Il giacimento petrolifero Romashkinskoye è il più grande nella provincia del Volga-Ural, nel sud del Tatarstan. Inaugurato nel 1948.

Samotlor

Il giacimento petrolifero di Samotlor (Samotlor) è il più grande giacimento petrolifero della Russia e uno dei più grandi giacimenti petroliferi del mondo. Situato nell'Okrug autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Nizhnevartovsk, nella zona del lago Samotlor. Tradotto da Khanty, Samotlor significa "lago morto", "acqua sottile".

Fedorovskoe

Fedorovskoye è un grande giacimento petrolifero in Russia. Situato nell'Okrug autonomo di Khanty-Mansiysk, vicino a Surgut. Inaugurato nel 1971. Le riserve di petrolio ammontano a 2,0 miliardi di tonnellate. Depositi a una profondità di 1,8-2,3 km.

Kharasoveyskoe

Campo di condensato di petrolio e gas di Kharasoveyskoye - un campo sulla penisola di Yamal. Situato sulla costa occidentale della penisola di Yamal, 1/3 della superficie totale è sommersa dall'acqua sulla piattaforma costiera.

Yuzhno-Russkoe

Il giacimento di petrolio e gas Yuzhno-Russkoye si trova nel distretto di Krasnoselkupsky dell'Okrug autonomo di Yamalo-Nenets, uno dei più grandi della Russia.

VI. PREZZI DEL PETROLIO

Il petrolio viene utilizzato per produrre beni e servizi. Ciò significa che il suo prezzo, in primo luogo, influisce sul costo di beni e servizi e, in secondo luogo, crea profitti che vengono ridistribuiti nell’economia. Inoltre, il che è del tutto naturale, l’intera quantità di denaro di cui aumenta il costo di produzione a causa dell’aumento dei prezzi del petrolio viene restituita all’economia, sia attraverso la spesa pubblica (ciò che prende per sé sotto forma di tasse e accise) , o come società di profitto che producono questo petrolio.

Una parte significativa delle industrie che servono la produzione di petrolio e gas sono state ritirate dal paese. E poiché anche il costo dei loro servizi cresce con l’aumento del prezzo del petrolio, e talvolta più velocemente del petrolio stesso, è possibile che la maggior parte dell’aumento del costo del petrolio vada fuori dalla Russia. E se si tiene conto anche del fatto che il livello di degrado dell’economia russa aumenterà, la probabilità di una tale ridistribuzione diventa ancora più elevata.

C'è un altro fattore: l'aumento dei prezzi del petrolio provoca l'inflazione dei costi di produzione di quasi tutti i prodotti. Tenendo conto del fatto che una parte significativa dei beni di consumo in Russia proviene dalle importazioni, una parte significativa delle entrate petrolifere aggiuntive che vengono ridistribuite nell'economia del nostro Paese andranno anche all'estero. Per non parlare del fatto che le nostre aziende mantengono una parte significativa del loro denaro all'estero, il che ha anche un impatto sulla ridistribuzione del reddito non a nostro favore.

Nelle attuali difficili condizioni economiche, i rischi di investire nei mercati emergenti, in particolare in Russia, sono troppo grandi. Esiste la dipendenza del mercato russo dalle materie prime e dalle caratteristiche di governance aziendale. Il calo dei prezzi delle materie prime ha il maggiore impatto negativo sul mercato russo, data l’elevata quota di questi settori. Quota del settore del petrolio e del gas in Indice RTSè del 60%, la quota delle società di materie prime è del 15%. Pertanto, tre quarti del mercato russo dipendono dai prezzi mondiali del petrolio e delle materie prime.

I prezzi bassi per le materie prime sono problema globale. I prezzi del petrolio potrebbero raggiungere nuovi livelli più alti man mano che si riprenderanno economia globale e la ripresa della domanda di petrolio. Allo stesso tempo, le azioni petrolifere russe, a causa alto livello le industrie fiscali potrebbero non essere le più attraenti rispetto alle controparti straniere che operano sia nei paesi sviluppati che in quelli in via di sviluppo. L'ampia quota di aziende dei settori delle materie prime nell'indice RTS può essere ridotta attraverso offerte pubbliche di nuove società.

L'elevata dipendenza dai prezzi del petrolio e il loro significativo calo portano anche a una brusca revisione delle previsioni sul tasso di crescita del PIL russo. In termini di portata delle revisioni, la Russia è leader tra gli altri paesi in via di sviluppo: se nell'autunno del 2008. Nel 2009 era ancora prevista una crescita del PIL. al livello del 6%, ora la previsione ufficiale è di meno 2,4%, alcune società di investimento prevedono una riduzione ancora più forte, fino a meno 3,5%. Storicamente, un’inversione dei mercati azionari coincide con il momento di stabilizzazione del tasso di calo del PIL su base annua.

Quindi, la Russia è completamente dipendente dal petrolio: la sua produzione, i prezzi, essendo uno dei principali esportatori di questo minerale. Vendendo petrolio greggio all'estero e acquistando materie prime lavorate già pronte, il nostro Stato rende l'economia, la politica e l'intera infrastruttura dipendenti dalle minime fluttuazioni dei prezzi del petrolio.

A prima vista, la soluzione ovvia a questo problema è rivedere il lavoro del complesso di combustibili ed energia: introdurre nuovi progetti, piani, concetti di sviluppo, avviare la raffinazione del petrolio greggio, utilizzare metodi di estrazione meno costosi e un uso razionale del petrolio campi, ecc.

Ma tutto ciò non può essere realizzato senza sviluppi e progetti scientifici e tecnici, scienziati e altri specialisti, la cui mancanza in Russia è notevolmente evidente.
Di conseguenza, per eliminare la dipendenza dalle materie prime, è necessaria una vasta gamma di misure piuttosto impopolari in politica, economia, scienza, istruzione, ecc., e solo dopo un lavoro sistemico coordinato di tutti i settori dell’industria e dell’economia sarà possibile essere possibile “scendere dall’ago dell’olio”.

VII. OLIO E VITA

L'olio fornisce calore e luce -
Semplicemente non c'è nessun sostituto per lei.
Fanno molto dal petrolio:
E strade asfaltate
E abiti e camicie,
Tazze fantastiche!
Ricorda come una locomotiva diesel
Una volta ti portai al mare...
Nelle sue fornaci ardeva il petrolio,
Senza petrolio, che senso ha?
E non per niente nella nostra regione,
Ogni lavoratore petrolifero lo sa,
Non vedono l'ora
Lo chiamano oro nero.

L’importanza del petrolio nelle nostre vite non può essere sopravvalutata.
Gas, benzina, cherosene, olio combustibile e altri tipi di carburante ottenuti dal petrolio e senza i quali non ci sarebbero automobili, aeroplani, locomotive a vapore, navi, calore, idroelettrica, centrali elettriche, sottomarini, fabbriche, fabbriche e tutto il resto Le infrastrutture in generale, non costituiscono nemmeno un centesimo di quanto ricavato dal petrolio.

Dal petrolio si ottengono molte sostanze diverse: dagli idrocarburi agli alcoli e agli acidi, da cui vengono successivamente medicinali, cosmetici, prodotti chimici domestici, imballaggi di cellophane, plastica (dalle penne a sfera alle parti di veicoli spaziali con equipaggio), componenti radio e apparecchiature radio, abbigliamento e tessuti fatto. L’elenco delle cose senza le quali non possiamo immaginare la nostra vita oggi è lungi dall’essere completo.

Qualsiasi professione, sia essa un medico o un insegnante, un economista o un avvocato, uno scienziato o un imprenditore, è associata alla produzione e alla raffinazione del petrolio, poiché il petrolio, soprattutto in Russia, unisce tutte le sfere della vita, per non parlare di quelle persone che operano direttamente in questo settore.

Ho intenzione di collegare la mia vita con la chimica, vale a dire di dedicare parte della mia carriera agli sviluppi high-tech.

La raffinazione del petrolio è un processo piuttosto complesso che richiede il coinvolgimento di... Molti prodotti sono ottenuti da materie prime naturali estratte: diversi tipi di carburante, bitume, cherosene, solventi, lubrificanti, oli di petrolio e altri. La raffinazione del petrolio inizia con il trasporto degli idrocarburi all'impianto. Il processo produttivo avviene in più fasi, ognuna delle quali è molto importante dal punto di vista tecnologico.

Processo di riciclaggio

Il processo di raffinazione del petrolio inizia con la sua preparazione specializzata. Ciò è causato dalla presenza di numerose impurità nelle materie prime naturali. Un deposito di petrolio contiene sabbia, sali, acqua, terreno e particelle gassose. L'acqua viene utilizzata per estrarre grandi quantità di prodotti e preservare i depositi di risorse energetiche. Ciò ha i suoi vantaggi, ma riduce significativamente la qualità del materiale risultante.

La presenza di impurità nei prodotti petroliferi ne rende impossibile il trasporto all'impianto. Provocano la formazione di placca sugli scambiatori di calore e su altri contenitori, riducendone significativamente la durata.

Pertanto, i materiali estratti subiscono una pulizia complessa, meccanica e fine. In questa fase del processo di produzione, le materie prime risultanti vengono separate in olio e. Ciò avviene utilizzando speciali separatori d'olio.

Per purificare le materie prime, queste vengono generalmente conservate in contenitori ermeticamente chiusi. Per attivare il processo di separazione, il materiale viene esposto al freddo o all'alta temperatura. Gli impianti di dissalazione elettrici vengono utilizzati per rimuovere i sali contenuti nelle materie prime.

Come avviene il processo di separazione dell'olio e dell'acqua?

Dopo la purificazione iniziale si ottiene un'emulsione scarsamente solubile. È una miscela in cui le particelle di un liquido sono distribuite uniformemente nel secondo. Su questa base si distinguono 2 tipi di emulsioni:

• idrofilo. È una miscela in cui le particelle di olio sono in acqua;
• idrofobo. L'emulsione è costituita principalmente da olio con particelle d'acqua al suo interno.

Il processo di rottura dell'emulsione può avvenire meccanicamente, elettricamente o chimicamente. Il primo metodo prevede la sedimentazione del liquido. Ciò avviene in determinate condizioni: riscaldamento a una temperatura di 120-160 gradi, aumento della pressione a 8-15 atmosfere. La delaminazione della miscela avviene solitamente entro 2-3 ore.

Affinché il processo di separazione dell'emulsione abbia successo, è necessario prevenire l'evaporazione dell'acqua. Inoltre, la separazione dell'olio puro viene effettuata utilizzando potenti centrifughe. L'emulsione viene divisa in frazioni quando raggiunge i 3,5-50 mila giri al minuto.

L'utilizzo di un metodo chimico prevede l'utilizzo di speciali tensioattivi detti demulsionanti. Aiutano a dissolvere il film di adsorbimento, a seguito del quale l'olio viene ripulito dalle particelle d'acqua. Il metodo chimico viene spesso utilizzato insieme al metodo elettrico. L'ultimo metodo di pulizia prevede l'esposizione dell'emulsione alla corrente elettrica. Provoca l'unione delle particelle d'acqua. Di conseguenza, è più facile rimuoverlo dalla miscela, ottenendo un olio della massima qualità.

Elaborazione primaria

La produzione e la raffinazione del petrolio avvengono in più fasi. Una particolarità della produzione di vari prodotti da materie prime naturali è che anche dopo una purificazione di alta qualità, il prodotto risultante non può essere utilizzato per lo scopo previsto.

Il materiale di partenza è caratterizzato dal contenuto di vari idrocarburi, che differiscono significativamente per peso molecolare e punto di ebollizione. Contiene sostanze di natura naftenica, aromatica e paraffinica. La materia prima contiene anche composti di zolfo, azoto e ossigeno di tipo organico, che devono essere anch'essi rimossi.

Tutti i metodi esistenti di raffinazione del petrolio mirano a separarlo in gruppi. Durante il processo produttivo si ottiene un'ampia gamma di prodotti con caratteristiche diverse.

Sulla base viene effettuata la lavorazione primaria delle materie prime naturali temperature diverse ebollizione delle sue parti costituenti. Per eseguire questo processo vengono utilizzati impianti specializzati che consentono di ottenere vari prodotti petroliferi, dall'olio combustibile al catrame.

Se elabori materie prime naturali in questo modo, non sarai in grado di ottenere materiale pronto per un ulteriore utilizzo. La distillazione primaria ha lo scopo solo di determinare le proprietà fisiche e chimiche del petrolio. Successivamente è possibile determinare la necessità di un'ulteriore elaborazione. Stabiliscono inoltre il tipo di attrezzatura che deve essere utilizzata per eseguire i processi richiesti.

Raffinazione primaria del petrolio

Metodi di distillazione dell'olio

Si distinguono i seguenti metodi di raffinazione del petrolio (distillazione):

• evaporazione singola;
• evaporazione ripetuta;
• distillazione con evaporazione graduale.

Il metodo di evaporazione flash prevede la lavorazione dell'olio ad alta temperatura a un determinato valore. Di conseguenza, si formano vapori che entrano in un apparato speciale. Si chiama evaporatore. In questo dispositivo cilindrico i vapori vengono separati dalla frazione liquida.

Con ripetute evaporazioni, la materia prima viene sottoposta a una lavorazione in cui la temperatura viene aumentata più volte secondo un determinato algoritmo. Quest'ultimo metodo di distillazione è più complesso. La raffinazione del petrolio con evaporazione graduale implica un cambiamento graduale dei principali parametri operativi.

Attrezzatura per la distillazione

La raffinazione del petrolio industriale viene effettuata utilizzando diversi dispositivi.

Forni tubolari. A loro volta, sono anche divisi in diversi tipi. Si tratta di forni atmosferici, sottovuoto, atmosferici-vuoto. Utilizzando il primo tipo di attrezzatura, viene effettuata la lavorazione superficiale dei prodotti petroliferi, che consente di ottenere frazioni di olio combustibile, benzina, cherosene e diesel. Nei forni sottovuoto, a seguito di un funzionamento più efficiente, le materie prime si dividono in:

• catrame;
• particelle di olio;
• particelle di gasolio.

I prodotti risultanti sono completamente adatti alla produzione di coke, bitume e lubrificanti.

Colonne di distillazione. Il processo di lavorazione del petrolio greggio utilizzando questa apparecchiatura prevede il riscaldamento in una bobina ad una temperatura di 320 gradi. Successivamente la miscela entra nei livelli intermedi della colonna di distillazione. Dispone in media di 30-60 grondaie, ciascuna delle quali è posta ad un certo intervallo e dotata di un bagno di liquido. Ciò fa sì che il vapore scorra verso il basso sotto forma di goccioline mentre si forma condensa.

Esiste anche la lavorazione mediante scambiatori di calore.

Raccolta differenziata

Dopo aver determinato le proprietà dell'olio, a seconda della necessità di un determinato prodotto finale, viene selezionato il tipo di distillazione secondaria. Consiste essenzialmente in un effetto termo-catalitico sulla materia prima. La raffinazione profonda del petrolio può avvenire utilizzando diversi metodi.

Carburante Applicazione questo metodo La distillazione secondaria consente di ottenere numerosi prodotti di alta qualità: benzina per motori, diesel, carburanti per aerei e caldaie. Per eseguire l'elaborazione non è necessario utilizzare molte attrezzature. Come risultato dell'utilizzo di questo metodo, vengono utilizzate frazioni pesanti di materie prime e sedimenti prodotto finito. Il metodo di distillazione del carburante comprende:

• screpolature;
• riformare;
• idrotrattamento;
• idrocracking.

Carburante e olio. Come risultato dell'utilizzo di questo metodo di distillazione, si ottengono non solo vari combustibili, ma anche asfalto e oli lubrificanti. Questo viene fatto utilizzando il metodo di estrazione, deasphalting.

Petrolchimico. Come risultato dell'applicazione di questo metodo con l'uso di apparecchiature ad alta tecnologia, si ottiene un gran numero di prodotti. Non si tratta solo di carburante, oli, ma anche plastica, gomma, fertilizzanti, acetone, alcool e molto altro.

Come gli oggetti intorno a noi sono realizzati con petrolio e gas: accessibile e comprensibile

Questo metodo è considerato il più comune. Viene utilizzato per la lavorazione dello zolfo o dell'olio ad alto contenuto di zolfo. L’idrotrattamento può migliorare significativamente la qualità dei combustibili risultanti. Da essi vengono rimossi vari additivi: zolfo, azoto, composti di ossigeno. Il materiale viene lavorato utilizzando catalizzatori speciali in un ambiente di idrogeno. In questo caso, la temperatura nell'apparecchiatura raggiunge i 300-400 gradi e la pressione – 2-4 MPa.

Come risultato della distillazione, i composti organici contenuti nella materia prima si decompongono quando interagiscono con l'idrogeno circolante all'interno dell'apparato. Di conseguenza, si formano ammoniaca e idrogeno solforato, che vengono rimossi dal catalizzatore. L'idrotrattamento consente di processare il 95-99% delle materie prime.

Cracking catalitico

La distillazione viene effettuata utilizzando catalizzatori contenenti zeolite ad una temperatura di 550 gradi. Il cracking è considerato un metodo molto efficace per la lavorazione delle materie prime preparate. Con il suo aiuto, la benzina per motori ad alto numero di ottano può essere ottenuta dalle frazioni di olio combustibile. La resa di prodotto puro in questo caso è del 40-60%. Si ottiene anche gas liquido (10-15% del volume originale).

Riforma catalitica

Il reforming viene effettuato utilizzando un catalizzatore di alluminio-platino ad una temperatura di 500 gradi e una pressione di 1-4 MPa. Allo stesso tempo, all'interno dell'apparecchiatura è presente un ambiente di idrogeno. Questo metodo viene utilizzato per convertire gli idrocarburi naftenici e paraffinici in idrocarburi aromatici. Ciò consente di aumentare significativamente il numero di ottano dei prodotti fabbricati. Quando si utilizza il reforming catalitico, la resa del materiale puro è pari al 73-90% della materia prima recuperata.

Hydrocracking

Consente di ottenere carburante liquido se esposto ad alta pressione (280 atmosfere) e temperatura (450 gradi). Questo processo avviene anche con l’uso di catalizzatori forti – ossidi di molibdeno.

Se l'idrocracking è combinato con altri metodi di lavorazione delle materie prime naturali, la resa di prodotti puri sotto forma di benzina e carburante per aerei è del 75-80%. Quando si utilizzano catalizzatori di alta qualità, la loro rigenerazione potrebbe non essere effettuata per 2-3 anni.

Estrazione e deasfaltazione

L'estrazione prevede la divisione della materia prima preparata nelle frazioni richieste utilizzando solventi. Successivamente si procede alla deparaffinazione. Permette di ridurre significativamente il punto di scorrimento dell'olio. Inoltre, per ottenere prodotti di alta qualità, vengono idrotrattati. Come risultato dell'estrazione si può ottenere gasolio. Inoltre, utilizzando questa tecnica, gli idrocarburi aromatici vengono estratti da materie prime preparate.

La deasfaltazione è necessaria per ottenere composti resina-asfaltene dai prodotti finali della distillazione delle materie prime petrolifere. Le sostanze risultanti vengono utilizzate attivamente per la produzione di bitume, come catalizzatori per altri metodi di lavorazione.

Altri metodi di lavorazione

La lavorazione delle materie prime naturali dopo la distillazione primaria può essere effettuata in altri modi.

Alchilazione. Dopo la lavorazione dei materiali preparati, si ottengono componenti di alta qualità per la benzina. Il metodo si basa sull'interazione chimica degli idrocarburi olefinici e paraffinici, risultando in un idrocarburo paraffinico altobollente.

Isomerizzazione. L'utilizzo di questo metodo permette di ottenere una sostanza con un numero di ottano più elevato da idrocarburi paraffinici a basso numero di ottano.

Polimerizzazione. Permette la conversione di butileni e propilene in composti oligomerici. Si ottengono così materiali per la produzione di benzina e per vari processi petrolchimici.

Cottura. Viene utilizzato per la produzione di coke di petrolio da frazioni pesanti ottenute dopo la distillazione del petrolio.

L’industria della raffinazione del petrolio è promettente e in via di sviluppo. Il processo produttivo viene costantemente migliorato attraverso l'introduzione di nuove attrezzature e tecniche.

Video: raffinazione del petrolio

La raffinazione primaria del petrolio prevede un processo di produzione continuo. Gli impianti di produzione inclusi nella struttura delle raffinerie di petrolio sono in modalità di carico costante, svolgendo compiti funzionali. Per un'implementazione tempestiva revisione attrezzature tecnologiche, le raffinerie di petrolio sono costrette a interrompere la produzione almeno una volta ogni 3 anni.

Preparazione per la fase di raffinazione primaria del petrolio

Le apparecchiature su cui viene effettuata la raffinazione primaria dell'olio, venendo a diretto contatto con i componenti aggressivi del prodotto lavorato, sono soggette ad usura corrosiva. Uno di questi sono i sali, che sono saturi di massa di petrolio greggio. I componenti del sale sono altamente solubili in acqua. Il metodo per dissalare le materie prime petrolifere si basa su questo principio.

Dai serbatoi di stoccaggio, i prodotti lavorati entrano in un apposito contenitore, dove vengono miscelati con un riempitivo consolidato. L'emulsione risultante viene alimentata ad una speciale unità di dissalazione elettrica (EDU), costituita da unità di struttura cilindrica (disidratatori elettrici). Nella parte interna di ciascuno di essi sono fissati dispositivi elettrodici esposti ad alta tensione (da 25 kV).

Durante il processo primario di raffinazione del petrolio, l'emulsione passa attraverso disidratatori elettrici dove, sotto l'influenza della corrente e dell'alta temperatura (100-120°C), inizia a collassare. Acqua salata, avendo una densità maggiore rispetto all'olio, si accumula sul fondo dell'apparecchio e viene espulso da una pompa. Come catalizzatore per il processo di separazione dell'acqua dalla massa oleosa, alla soluzione vengono aggiunti speciali demulsionanti.

Processo primario di raffinazione del petrolio

La massa oleosa, ripulita dai sali, viene spostata per l'ulteriore lavorazione in dispositivi a vuoto atmosferico, dove viene eseguita la lavorazione primaria dell'olio - AVT. Il nome dell'impianto è dovuto al processo di lavorazione (divisione in singole particelle), che consiste nel riscaldare e filtrare l'olio attraverso serpentine del forno di forma tubolare. Per il riscaldamento viene utilizzato il calore del componente in combustione e le sostanze gassose fumose rilasciate. Il dispositivo a vuoto atmosferico prevede due tipologie di lavorazione.

1. Metodo di elaborazione atmosferica. Questa fase della raffinazione primaria del petrolio ha il compito di isolare i componenti leggeri che evaporano ad alte temperature. condizioni di temperatura(350 gradi). I prodotti petroliferi risultanti sono benzina, cherosene e gasolio. Si determina che la resa della composizione frazionata leggera è pari a circa il sessanta per cento della massa totale della materia prima petrolifera. Un sottoprodotto della distillazione atmosferica è l'olio combustibile.

La distillazione della massa oleosa riscaldata nei forni avviene in un dispositivo cilindrico verticale - un tubo di rettifica, la cui zona interna è dotata di meccanismi di contatto. Attraverso i fori degli elementi di contatto, il vapore sale nel settore superiore e la composizione liquida viene drenata nella zona inferiore. Per eseguire un'operazione come la raffinazione primaria del petrolio, il numero richiesto di dispositivi di contatto arriva fino a sessanta pezzi, che dipende dalle dimensioni e dai processi di configurazione dei dispositivi della colonna di rettifica.

2. La distillazione sotto vuoto è destinata alla lavorazione dell'olio combustibile negli impianti di profilazione di carburante e olio. Il prodotto principale della distillazione sono i distillati di petrolio e il sottoprodotto è il catrame. Un ambiente sotto vuoto (40-60 mm Hg) consente di ridurre la temperatura di processo a 360-380 C, al di sopra della quale avviene la decomposizione termica degli idrocarburi. Per questo motivo, aumenta la selezione del gasolio sotto vuoto, il cui punto di ebollizione finale è superiore a 520 C.

La quantità di petrolio per l'esecuzione di un processo come la raffinazione primaria del petrolio viene determinata in base ai dati provenienti da dispositivi di misurazione fissi o misurando il livello nel luogo in cui è immagazzinato e da dove viene fornito attraverso il sistema di condutture a tutti gli impianti tecnologici.

introduzione

I. Raffinazione primaria del petrolio

1. Distillazione secondaria di frazioni di benzina e diesel

1.1 Distillazione secondaria della frazione benzina

1.2 Distillazione secondaria della frazione diesel

II. Processi termici della tecnologia di raffinazione del petrolio

2. Base teorica controllo dei processi di coking ritardati e di coking nello strato refrigerante

2.1 Processi di coking ritardati

2.2 Coking nello strato di refrigerante

III. Tecnologie dei processi termocatalitici e termoidrocatalitici

raffinazione del petrolio

3. Idrotrattamento delle frazioni di cherosene

IV. Tecnologie di trattamento del gas

4. Trattamento dei gas di raffineria - unità di frazionamento del gas di assorbimento (AGFU) e unità di frazionamento del gas (GFC)

4.1 Impianti di frazionamento del gas (GFU)

4.2 Unità di frazionamento del gas di assorbimento (AGFU)

Conclusione

Bibliografia

introduzione

L'industria petrolifera oggi è un grande complesso economico nazionale che vive e si sviluppa secondo le proprie leggi. Cosa significa petrolio oggi? economia nazionale Paesi? Si tratta di: materie prime per prodotti petrolchimici nella produzione di gomma sintetica, alcoli, polietilene, polipropilene, un'ampia gamma di varie materie plastiche e prodotti finiti da esse, tessuti artificiali; fonte per la produzione di carburanti per motori (benzina, cherosene, diesel e carburanti per aerei), oli e lubrificanti, nonché combustibile per caldaie e forni (olio combustibile), materiali da costruzione(bitume, catrame, asfalto); materie prime per la produzione di una serie di preparati proteici utilizzati come additivi nei mangimi per bestiame per stimolarne la crescita.

Attualmente l'industria petrolifera Federazione Russa al 3° posto nel mondo. Il complesso petrolifero russo comprende 148mila pozzi petroliferi, 48,3mila km di principali oleodotti, 28 raffinerie di petrolio con una capacità totale di oltre 300 milioni di tonnellate di petrolio all'anno, nonché un gran numero di altri impianti di produzione.

Le imprese dell'industria petrolifera e dei suoi servizi impiegano circa 900mila lavoratori, di cui circa 20mila persone nel campo della scienza e dei servizi scientifici.

La chimica organica industriale ha attraversato un percorso di sviluppo lungo e complesso, durante il quale la sua base di materie prime è cambiata radicalmente. Partendo dalla lavorazione delle materie prime vegetali e animali, veniva poi trasformato nella chimica del carbone o del coke (riciclaggio degli scarti del carbone da coke), per trasformarsi infine in petrolchimica moderna, che da tempo non si accontenta più solo dei rifiuti della raffinazione del petrolio. Per il funzionamento efficace e indipendente della sua industria principale, la sintesi organica pesante, cioè su larga scala, è stato sviluppato il processo di pirolisi, attorno al quale si basano i moderni complessi petrolchimici delle olefine. Ricevono e poi trasformano principalmente olefine e diolefine inferiori. La base della materia prima per la pirolisi può variare dai gas associati alla nafta, al gasolio e persino al petrolio greggio. Originariamente destinato solo alla produzione di etilene, il processo è ora anche un fornitore su larga scala di propilene, butadiene, benzene e altri prodotti.

Il petrolio è la nostra ricchezza nazionale, la fonte del potere del Paese, il fondamento della sua economia.

tecnologia di trattamento del gas petrolifero

IO. Raffinazione primaria del petrolio

1. Distillazione secondaria di frazioni di benzina e diesel

Distillazione secondaria - divisione delle frazioni ottenute durante la distillazione primaria in tagli più stretti, ciascuno dei quali viene poi utilizzato per il proprio scopo.

Nella raffineria, la frazione generale della benzina, la frazione diesel (quando si ricevono materie prime dall'unità di estrazione della paraffina ad adsorbimento), le frazioni petrolifere, ecc. sono sottoposte a distillazione secondaria. Il processo viene eseguito in impianti o unità separati che fanno parte degli impianti AT e AVT.

La distillazione del petrolio - il processo di separazione in frazioni basato sui punti di ebollizione (da cui il termine "frazionamento") - è alla base della raffinazione del petrolio e della produzione di carburanti, oli lubrificanti e vari altri prodotti chimici preziosi. La distillazione primaria del petrolio è la prima fase del suo studio Composizione chimica.

Le principali frazioni isolate durante la distillazione primaria dell'olio:

1. Frazione di benzina– olio tagliato con punto di ebollizione da a.c. (punto di ebollizione, individuale per ciascun olio) fino a 150-205 0 C (a seconda dello scopo tecnologico di produrre benzina per auto, aviazione o altra benzina speciale).

Questa frazione è una miscela di alcani, nafteni e idrocarburi aromatici. Tutti questi idrocarburi contengono da 5 a 10 atomi di carbonio.

2. Frazione di cherosene– taglio dell’olio con punto di ebollizione da 150-180 0 C a 270-280 0 C. Questa frazione contiene idrocarburi C10-C15.

Viene utilizzato come carburante per motori (kerosene per trattori, un componente del gasolio), per esigenze domestiche (kerosene per illuminazione), ecc.

3. Frazione gasolio– punto di ebollizione da 270-280 0 C a 320-350 0 C. Questa frazione contiene idrocarburi C14-C20. Utilizzato come carburante diesel.

4. Carburante– il residuo dopo la distillazione delle frazioni sopra elencate con punto di ebollizione superiore a 320-350 0 C.

L'olio combustibile può essere utilizzato come combustibile per caldaie o sottoposto a ulteriore lavorazione: distillazione a pressione ridotta (sotto vuoto) con selezione di frazioni petrolifere o un'ampia frazione di gasolio sotto vuoto (che a sua volta funge da materia prima per il cracking catalitico per ottenere un componente ad alto numero di ottano della benzina) o cracking.

5. Catrame- residuo quasi solido dopo la distillazione delle frazioni petrolifere dall'olio combustibile. Da esso si ottengono i cosiddetti oli residui e bitumi, da cui per ossidazione si ottiene l'asfalto, utilizzato nella costruzione di strade, ecc. Dal catrame e da altri residui di origine secondaria si può ottenere per cokefazione il coke, utilizzato nell'industria metallurgica.

1 .1 Distillazione secondaria della frazione benzina

La distillazione secondaria del distillato di benzina è un processo indipendente o fa parte di un impianto combinato all'interno di una raffineria di petrolio. Nelle fabbriche moderne, gli impianti per la distillazione secondaria del distillato di benzina sono progettati per ottenerne frazioni strette. Queste frazioni vengono successivamente utilizzate come materia prima per il reforming catalitico, un processo che porta alla produzione di singoli idrocarburi aromatici: benzene, toluene, xileni o benzina con un numero di ottano più elevato. Nella produzione di idrocarburi aromatici, il distillato iniziale della benzina viene suddiviso in frazioni con punti di ebollizione: 62-85 °C (benzene), 85-115 (120) °C (toluene) e 115 (120)-140 °C (xilene ).

La frazione benzina viene utilizzata per produrre vari tipi di carburanti. È una miscela di vari idrocarburi, inclusi alcani lineari e ramificati. Le caratteristiche di combustione degli alcani a catena lineare non sono ideali per i motori a combustione interna. Pertanto, la frazione benzina viene spesso sottoposta a reforming termico per convertire le molecole non ramificate in ramificate. Prima dell'uso, questa frazione viene solitamente miscelata con alcani ramificati, cicloalcani e composti aromatici ottenuti da altre frazioni mediante cracking o reforming catalitico.

La qualità della benzina come carburante per motori è determinata dal suo numero di ottano. Indica la percentuale in volume di 2,2,4-trimetilpentano (isoottano) in una miscela di 2,2,4-trimetilpentano ed eptano (un alcano a catena lineare) che ha le stesse caratteristiche di detonazione della combustione della benzina in prova.

Il carburante per motori di scarsa qualità ha un numero di ottano pari a zero e un buon numero di ottano del carburante è 100. Il numero di ottano della frazione di benzina ottenuta dal petrolio greggio di solito non supera 60. Le caratteristiche di combustione della benzina vengono migliorate aggiungendo un additivo antidetonante, che è piombo tetraetile (IV). , Pb(C 2 H 5) 4. Il piombo tetraetile è un liquido incolore che si ottiene riscaldando il cloroetano con una lega di sodio e piombo:

Quando la benzina contenente questo additivo brucia, si formano particelle di piombo e ossido di piombo (II). Rallentano alcune fasi della combustione della benzina e quindi ne impediscono la detonazione. Insieme al piombo tetraetile, alla benzina viene aggiunto anche l'1,2-dibromoetano. Reagisce con il piombo e il piombo(II) per formare bromuro di piombo(II). Poiché il bromuro di piombo (II) è un composto volatile, viene rimosso dallo scarico del motore dell'auto. Il distillato di benzina di un'ampia composizione frazionaria, ad esempio dal punto di ebollizione iniziale a 180 ° C, viene pompato attraverso scambiatori di calore e immesso nella prima serpentina del forno, quindi nella colonna di distillazione. Il prodotto principale di questa colonna è la frazione n. La temperatura - 85 °C, passando attraverso un apparato di raffreddamento ad aria e un frigorifero, entra nel ricevitore. Parte della condensa viene pompata come irrigazione nella parte superiore della colonna, mentre il resto viene fornito ad un'altra colonna. Il calore viene fornito alla parte inferiore della colonna mediante circolazione del riflusso (frazione 85-180 °C), pompato attraverso la seconda serpentina del forno e fornito al fondo della colonna. Il resto dal fondo della colonna viene inviato tramite pompa a un'altra colonna.

I vapori della frazione di testa in uscita dalla testa della colonna (n.c. - 62 °C) vengono condensati in un apparato di raffreddamento ad aria; La condensa, raffreddata in un refrigeratore d'acqua, viene raccolta nel ricevitore. Da qui il condensato viene inviato tramite pompa al serbatoio, e parte della frazione serve da irrigazione alla colonna. Il prodotto residuo - la frazione a 62-85 °C - all'uscita della colonna dal basso viene convogliato nel serbatoio da una pompa attraverso uno scambiatore di calore e refrigeratori. Come prodotto di testa della colonna si ottiene una frazione di 85-120 °C che, dopo aver attraversato l'apparecchio, entra nel ricevitore. Parte della condensa viene restituita alla parte superiore della colonna come irrigazione, mentre la quantità rimanente viene rimossa dall'impianto mediante una pompa nel serbatoio.

Processi di raffinazione del petrolio

Il petrolio greggio fu prodotto per la prima volta in quantità significative nel 1880 e da allora la produzione è cresciuta in modo esponenziale. Il petrolio greggio è una miscela di sostanze chimiche contenente centinaia di componenti. La maggior parte del petrolio è costituita da idrocarburi: alcani, cicloalcani, areni. Il contenuto di alcani (idrocarburi saturi) negli oli può essere del 50-70%. I cicloalcani possono costituire il 30-60% composizione generale oli greggi, la maggior parte di essi sono monociclici. I composti più comunemente trovati sono il ciclopentano e il cicloesano. Gli idrocarburi insaturi (alcheni), di regola, sono assenti nell'olio. Gli areni (idrocarburi aromatici) costituiscono una percentuale minore della composizione totale rispetto agli alcani e ai cicloalcani. L'idrocarburo aromatico più semplice, il benzene e i suoi derivati, predomina nelle frazioni petrolifere bassobollenti.

Oltre agli idrocarburi, la parte organica dell'olio contiene sostanze resinose e asfaltiche, che sono composti ad alto peso molecolare di carbonio, idrogeno, zolfo e ossigeno, composti solforati, acidi naftenici, fenoli, composti azotati come piridina, chinolina, varie ammine, ecc. Tutte queste sostanze sono impurità petrolifere indesiderabili. Per ripulirli è necessaria la costruzione di impianti speciali. I composti dello zolfo, che causano la corrosione delle apparecchiature, sono più dannosi sia durante la raffinazione del petrolio che quando si utilizzano prodotti petroliferi. Le impurità minerali dell'olio includono l'acqua, che di solito è presente in due forme: facilmente separabile dall'olio durante la decantazione e sotto forma di emulsioni persistenti. L'acqua contiene sali minerali disciolti in essa: NaCl, CaCl 2, MgCl, ecc. La cenere costituisce centesimi e millesimi di percentuale nell'olio. Inoltre, l'olio contiene impurità meccaniche: particelle solide di sabbia e argilla.

I più importanti prodotti petroliferi

Durante il processo di raffinazione, il petrolio viene utilizzato per produrre carburante (liquido e gassoso), oli e grassi lubrificanti, solventi, singoli idrocarburi - etilene, propilene, metano, acetilene, benzene, toluene, xilene, ecc., miscele solide e semisolide di idrocarburi (paraffina, vaselina, ceresina), bitume di petrolio e peci, nerofumo (fuliggine), ecc.

Carburante liquido suddivisi in locali motori e locali caldaie. Il carburante per motori, a sua volta, è suddiviso in carburatore, jet e diesel. Il carburante per carburatori comprende la benzina per aerei e motori, nonché il carburante per trattori: nafta e cherosene. Il carburante per i motori a reazione dell'aviazione è costituito da frazioni di cherosene di varie composizioni o dalla loro miscela con frazioni di benzina (carburante per aerei). Il carburante diesel contiene gasoli, frazioni solari utilizzati nei motori a combustione interna a pistoni con accensione per compressione. Il combustibile per caldaie viene bruciato nei forni di locomotive diesel, navi a vapore, centrali termoelettriche, in forni industriali ed è suddiviso in gasolio da riscaldamento e combustibile MP per forni a focolare aperto.

A combustibile gassoso includono gas combustibili liquefatti di idrocarburi utilizzati per servizi pubblici. Queste sono miscele di propano e butano in diversi rapporti.

Oli lubrificanti, progettati per la lubrificazione liquida in varie macchine e meccanismi, si dividono a seconda dell'applicazione in industriale, turbina, compressore, trasmissione, isolante, motore. Gli oli speciali non sono destinati alla lubrificazione, ma all'uso come fluidi di lavoro nelle miscele dei freni, nei dispositivi idraulici, nelle pompe a getto di vapore, nonché nei trasformatori, condensatori, cavi elettrici riempiti d'olio come mezzo isolante elettrico. I nomi di questi oli riflettono l'area del loro utilizzo, ad esempio trasformatore, condensatore, ecc.

Grassi sono oli di petrolio addensati con saponi, idrocarburi solidi e altri addensanti. Tutti i lubrificanti sono divisi in due classi: universali e speciali. I lubrificanti sono molto diversi: ne esistono più di cento tipi.

Singoli idrocarburi, ottenuti a seguito della lavorazione del petrolio e dei gas di petrolio, servono come materie prime per la produzione di polimeri e prodotti di sintesi organica. Di questi, i più importanti sono quelli limitanti: metano, etano, propano, butano, ecc.; insaturi: etilene, propilene; aromatici: benzene, toluene, xileni. Oltre ai singoli idrocarburi elencati, i prodotti della raffinazione del petrolio sono idrocarburi saturi ad alto peso molecolare (C 16 e superiore): paraffine, ceresine, utilizzate nell'industria dei profumi e come addensanti per grassi.

Bitumi di petrolio, ottenuti da residui di oli pesanti mediante la loro ossidazione, vengono utilizzati per la costruzione di strade, per ottenere materiali per coperture, per preparare vernici per asfalto e inchiostri da stampa, ecc.

Uno dei principali prodotti della raffinazione del petrolio è carburante per motori , che comprende le benzine per aviazione e motori. Una proprietà importante della benzina, che caratterizza la sua capacità di resistere all'accensione prematura nella camera di combustione, è resistenza alla detonazione. Un colpo al motore indica solitamente che si è verificata un'accensione esplosiva avanzata e che l'energia è stata sprecata inutilmente.

Secondo la scala empirica introdotta nel 1927, il numero di ottano dell'n-eptano, che esplode molto facilmente, è pari a zero, e dell'isoottano, che è altamente resistente alla detonazione, pari a 100. Se, ad esempio, la benzina testata in termini di resistenza alla detonazione si sono rivelati test equivalenti a una miscela composta da 80% isoottano e 20% n-eptano, quindi il suo numero di ottano è 80. Dall'introduzione della scala sono stati riscontrati standard superiori all'isoottano in termini di resistenza alla detonazione e attualmente la scala degli ottani è stata ampliata a 120.

La determinazione del numero di ottano di vari idrocarburi ha mostrato che nelle serie degli alcani il numero di ottano aumenta man mano che si ramificano e diminuisce con l'aumentare della lunghezza della catena idrocarburica. Il numero di ottano degli alcheni è superiore a quello dei corrispondenti alcani e aumenta man mano che il doppio legame si sposta verso il centro delle molecole. I cicloalcani hanno un numero di ottano più alto degli alcani. Gli idrocarburi aromatici hanno i numeri di ottano più alti; ad esempio, il numero di ottano dell'n-propilbenzene è 105, l'etilbenzene è 104, il toluene è 107.

La benzina ottenuta dalla distillazione diretta del petrolio è costituita principalmente da alcani con un numero di ottano compreso tra 50 e 70. Per aumentare il numero di ottano, viene effettuato un trattamento, a seguito del quale gli idrocarburi della benzina vengono isomerizzati per formare strutture più favorevoli e vengono utilizzati anche agenti antidetonanti, sostanze che vengono aggiunte alla benzina in una quantità non superiore a 0,5 % per aumentare significativamente la loro resistenza agli urti.

Come antidetonante venne utilizzato per la prima volta il piombo tetraetile (TEL) Pb(C 2 H 5) 4, la cui produzione industriale iniziò nel 1923. Vengono utilizzati anche altri alchili di piombo, ad esempio il piombo tetrametil. Nuovi additivi includono carbonili di metalli di transizione. Gli antidetonanti, in particolare il TES, vengono utilizzati in miscela con bromuro di etile, dibromoetano, dicloroetano, monocloronaftalene (etile liquido). Le benzine con l'aggiunta di liquido etilico sono chiamate con piombo. Il liquido etilico è molto velenoso e devono essere prese precauzioni speciali quando lo si maneggia e la benzina con piombo.

Raffinazione primaria del petrolio

Preparazione dell'olio per la raffinazione. Il petrolio greggio contiene gas disciolti chiamati incidentale, acqua, sali minerali, impurità meccaniche varie. La preparazione del petrolio per la raffinazione si riduce alla rimozione di queste inclusioni da esso e alla neutralizzazione delle impurità chimicamente attive.

I gas associati vengono separati dall'olio nei separatori di gas riducendo la solubilità dei gas a causa della diminuzione della pressione. Quindi i gas vengono inviati per un'ulteriore lavorazione a un impianto di gas-benzina, dove vengono estratti benzina, etano, propano e butano. La separazione finale dei gas dal petrolio avviene in unità di stabilizzazione, dove vengono distillati in apposite colonne di distillazione.

In un apposito riscaldatore, le frazioni leggere di benzina vengono separate dall'olio e quindi, dopo l'aggiunta di un demulsionante, vengono inviate alle vasche di decantazione. Qui, l'olio viene rilasciato dalla sabbia e dall'argilla e viene disidratato. Utilizzato per rompere le emulsioni e rimuovere l'acqua. vari modi, compreso il trattamento termochimico sotto pressione. Un modo migliore per distruggere le emulsioni è il metodo elettrico, che consiste nel far passare l'olio tra gli elettrodi collegati a un circuito di corrente elettrica alternata ad alta tensione (30-45 kV). Quando l'olio viene disidratato viene eliminata anche una parte significativa dei sali (dissalatura).

Le impurità chimicamente attive presenti nell'olio sotto forma di zolfo, idrogeno solforato, sali, acidi vengono neutralizzate da soluzioni di alcali o ammoniaca. Questo processo, che mira a prevenire la corrosione delle apparecchiature, si chiama alcalinizzazione dell'olio.

Inoltre, la preparazione dell'olio per la raffinazione comprende lo smistamento e la miscelazione degli oli per ottenere una composizione più uniforme delle materie prime.

Distillazione dell'olio. La distillazione primaria del petrolio è il primo processo tecnologico di raffinazione del petrolio. In ogni raffineria sono disponibili unità di lavorazione primaria.

Distillazione o distillazione, - Questo è il processo di separazione di una miscela di liquidi reciprocamente solubili in frazioni che differiscono nei punti di ebollizione sia tra loro che con la miscela originale. Negli impianti moderni, la distillazione dell'olio viene effettuata mediante evaporazione flash. Durante la singola evaporazione, le frazioni bassobollenti, trasformandosi in vapore, rimangono nell'apparecchio e riducono la pressione parziale delle frazioni altobollenti in evaporazione, il che consente di effettuare la distillazione a temperature più basse.

Con un'unica evaporazione e successiva condensazione dei vapori si ottengono due frazioni: leggera, che contiene più componenti bassobollenti, e pesante, con meno componenti bassobollenti rispetto alla carica, ovvero durante la distillazione una fase si arricchisce di componenti bassobollenti -componenti bollenti e l'altro con componenti altobollenti. Allo stesso tempo, è impossibile ottenere la necessaria separazione dei componenti del petrolio e ottenere prodotti finali che bollono negli intervalli di temperatura specificati mediante distillazione. A questo proposito, dopo un'unica evaporazione, i vapori d'olio vengono sottoposti a rettifica.

Negli impianti primari di distillazione dell'olio, l'evaporazione flash e la rettifica sono solitamente combinate. Per la distillazione dell'olio vengono utilizzate unità tubolari a uno e due stadi. Il calore necessario al processo viene ottenuto in forni tubolari.

A seconda della disposizione generale della raffineria di petrolio e delle proprietà del petrolio fornito per la lavorazione, la distillazione viene effettuata in unità tubolari atmosferiche (AT) o in unità che combinano la distillazione atmosferica e sotto vuoto - unità tubolari atmosferiche-vuoto (AVT) .

I distillati di varie composizioni vengono selezionati in base all'altezza della colonna in intervalli di temperatura rigorosamente definiti. Così, a 300-350 °C, il gasolio viene condensato e selezionato, a 200-300 °C - cherosene, a 160-200 °C - frazione nafta. I vapori di benzina vengono rimossi dalla parte superiore della colonna, che vengono raffreddati e condensati in scambiatori di calore . Parte della benzina liquida viene fornita per irrigare la colonna . Nella sua parte inferiore viene raccolto l'olio combustibile, che viene sottoposto ad ulteriore distillazione per ricavarne oli lubrificanti nella seconda colonna di distillazione , funzionamento sotto vuoto per evitare la decomposizione degli idrocarburi ad alte temperature. Il catrame viene utilizzato come materia prima per cracking termico, coking, produzione di bitume e oli ad alta viscosità.