Distillazione dell'olio

1. Opzioni di riciclaggio

La scelta della direzione della raffinazione del petrolio e la gamma dei prodotti petroliferi risultanti è determinata dalle proprietà fisiche e chimiche del petrolio, dal livello di tecnologia della raffineria di petrolio e dalle effettive esigenze delle famiglie per i prodotti petroliferi commerciali. Esistono tre opzioni principali per la raffinazione del petrolio:

• 1) carburante;
• 2) carburante e lubrificante;
• 3) petrolchimico.

Per opzione carburante il petrolio viene trasformato principalmente in carburanti per motori e caldaie. L'opzione di elaborazione del carburante è diversa il numero più piccolo impianti tecnologici e bassi investimenti di capitale. Esistono processi di lavorazione del carburante profondi e superficiali. A elaborazione profonda petrolio si sforza di ottenere la massima resa possibile di benzina per motori di alta qualità, carburanti diesel invernali ed estivi e carburanti per motori jet aeroplani. La resa del combustibile della caldaia in questa opzione è ridotta al minimo. Pertanto, è prevista una serie di processi di riciclaggio in cui si ottengono carburanti leggeri di alta qualità da frazioni di olio pesante e dal catrame residuo. Questa opzione utilizza processi catalitici: cracking catalitico, reforming catalitico, idrocracking e idrotrattamento, nonché processi termici, come il coking. In questo caso, il trattamento dei gas di fabbrica ha lo scopo di aumentare la resa della benzina di alta qualità. La raffinazione superficiale del petrolio richiede un'elevata resa di combustibile per caldaie.

Con opzione di trattamento del carburante e dell'olio Insieme ai combustibili si ottengono oli. Per la produzione di oli vengono solitamente selezionati oli con un elevato contenuto potenziale di frazioni oleose. In questo caso, è necessario produrre oli di alta qualità importo minimo impianti tecnologici. Le frazioni petrolifere (frazioni con punto di ebollizione superiore a 350°C) isolate dal petrolio vengono prima purificate con solventi selettivi: fenolo o furfurale per rimuovere alcune sostanze catramose e idrocarburi a basso indice, quindi deparaffinate utilizzando miscele di metiletilchetone o acetone con toluene per ridurre il punto di scorrimento dell'olio. La lavorazione delle frazioni oleose si conclude con un'ulteriore purificazione mediante argille sbiancanti. Le tecnologie più recenti utilizzano processi di idrotrattamento per ottenere oli invece della raffinazione selettiva e del trattamento con argille sbiancanti. In questo modo si ottengono oli distillati (industriali leggeri e medi, automobilistici, ecc.). Gli oli residui (aviazione, cilindri) vengono separati dal catrame mediante deasfaltazione con propano liquido. In questo caso si formano deasfalti e asfalto. Il disasfalto viene ulteriormente lavorato e l'asfalto viene trasformato in bitume o coke.

Opzione petrolchimica per la raffinazione del petrolio Rispetto alle opzioni precedenti, si distingue per una gamma più ampia di prodotti petrolchimici e, in relazione a ciò, per il maggior numero di impianti tecnologici e per elevati investimenti di capitale. Raffinerie di petrolio, la cui costruzione è stata effettuata in ultimi decenni destinati alle lavorazioni petrolchimiche. La versione petrolchimica della raffinazione del petrolio è una complessa combinazione di imprese che, oltre a produrre carburanti e oli per motori di alta qualità, non solo preparano materie prime (olefine, idrocarburi aromatici, normali e isoparaffinici, ecc.). Per la sintesi organica pesante, ma vengono eseguiti anche processi fisici e chimici complessi associati alla produzione su larga scala di fertilizzanti azotati, gomma sintetica, plastica, fibre sintetiche, detergenti, acidi grassi, fenolo, acetone, alcoli, eteri e molti altri prodotti chimici . Attualmente migliaia di prodotti sono ottenuti dal petrolio. I gruppi principali sono combustibili liquidi, combustibili gassosi, combustibili solidi (coke di petrolio), oli lubrificanti e speciali, paraffine e ceresine, bitume, composti aromatici, fuliggine, acetilene, etilene, acidi di petrolio e loro sali, alcoli superiori.

2. DISTILLAZIONE PRIMARIA DELL'OLIO

DISTILLAZIONE PRIMARIA DELL'OLIO (Russo) distillazione primaria del petrolio ; Inglese raffinazione primaria del petrolio ; Tedesco prim?re Erd?ldestillation f ) - Separazione del petrolio in frazioni in base al punto di ebollizione durante la raffinazione primaria del petrolio per la successiva lavorazione o l'utilizzo come prodotto commerciale. Viene effettuato su apparecchiature tubolari atmosferiche e tubolari a vuoto atmosferico, spesso dotate di apparecchiature per la dissalazione dell'olio e la distillazione secondaria della benzina.

Prodotti P.n.p. Sono:

2) fazione 62-85? C - materia prima per il reforming catalitico, sulla base della quale viene prodotto il benzene;

3) frazione 85-105? C - materia prima per unità di reforming catalitico, sulla base della quale viene prodotto il toluene;

4) frazione 105-140? C - materia prima per il reforming catalitico, sulla base della quale vengono prodotti gli xileni;

5) frazione 140-180? C è un componente della benzina per motori commerciali e del cherosene, una materia prima per gli impianti di reforming catalitico e di idrotrattamento del cherosene.

Tabella - Composizioni tipiche delle miscele ottenute durante la lavorazione distruttiva degli oli (% in peso)

Componenti	Metodo di elaborazione
	Pirolisi del gasolio	Pirolisi della frazione distillata	Gas cracking
			Termico	Catalitico
Idrogeno	9,1	9,9	3,5	11,7
Azoto + monossido di carbonio	-	-	-	15,3
Metano	21,9	24,3	36,8	12,2
Etilene	24,4	22,9	6,7	4,0
Etano	7,6	7,5	29,3	6,8
Propilene	15,2	13,6	6,5	16,0
Propano	1,0	1,4	10	8,3
Butadiene	2,0	2,6	-	-
Isobutilene	3,8	1,8	2,5	14,3
Butilene-2	1,0	1,7	-	-
Butano	0,1	0,1	4,2	10,8
Pentano e superiori	12,9	14,4	0,5	0,6

4. Prodotti di distillazione del petrolio. Parametri e modalità di distillazione.

Più spesso, il petrolio viene distillato nelle seguenti frazioni: benzina, che bolle a 170-200 o C; cherosene, che bolle a 175-270 ° C; gasolio, che bolle a 270-350? C e il resto è olio combustibile.

Durante la distillazione del petrolio si ottiene anche il gas di prima distillazione, che è la parte difficile dei gas associati che rimane disciolta nel petrolio. Di norma, la resa del gas puro è piccola.

Vengono utilizzate unità di distillazione tubolari ad alte prestazioni e a funzionamento continuo, che differiscono nella progettazione dei forni in cui viene riscaldato l'olio o nella progettazione di altri dispositivi inclusi nell'installazione.

Nella maggior parte dei casi, un impianto tubolare continuo è costituito da un forno tubolare, una pompa che pompa l'olio attraverso il forno tubolare ad una pressione di 1,0 MPa o più, una colonna di frazionamento dove entra l'olio surriscaldato e dove viene diviso nelle frazioni necessarie, che Dalla colonna sono prelevati, a diverse altezze, un condensatore, una riserva d'acqua ed un surriscaldatore di vapore, che serve a surriscaldare il vapore.

La distillazione del petrolio nell'industria viene effettuata in impianti tubolari a funzionamento continuo. Includono un forno tubolare, vengono costruite grandi colonne di distillazione per la condensazione e la separazione dei vapori e intere città di serbatoi sono costruite per ricevere i prodotti di distillazione.

Un forno tubolare è una stanza rivestita internamente di mattoni refrattari. All'interno del forno è presente una tubazione in acciaio multipiega. La lunghezza dei tubi nei forni raggiunge un chilometro. Quando l'impianto è in funzione, l'olio viene pompato continuamente attraverso questi tubi utilizzando una pompa ad alta velocità, fino a due metri al secondo. Il forno viene riscaldato dall'olio combustibile fornito mediante ugelli e brucia in una torcia. In cantiere, l'olio si riscalda rapidamente fino a 350-370?. A questa temperatura le sostanze più volatili presenti nell'olio si trasformano in vapore.

Poiché il petrolio è una miscela di idrocarburi di diverso peso molecolare, avente temperature diverse bollente, quindi viene separato mediante distillazione in prodotti petroliferi separati. Dalla distillazione del petrolio si ottengono prodotti petroliferi leggeri: benzina (punto di ebollizione 90-200 ° C), nafta (temperatura di ebollizione 150-230 ° C), cherosene (temperatura di ebollizione -300 ° C), gasolio leggero - gasolio (bollente temperatura 230-350 ? C), gasolio pesante (bp 350-430 ? C), e il resto è un liquido nero viscoso - olio combustibile (bp superiore a 430 ? C). L'olio combustibile viene sottoposto ad ulteriore lavorazione. Si distilla a pressione ridotta (per evitare la decomposizione) e gli oli vengono separati.

Nella distillazione flash, l'olio viene riscaldato in una serpentina riscaldante a una temperatura predeterminata. All'aumentare della temperatura si forma sempre più vapore che è in equilibrio con la fase liquida e ad una determinata temperatura la miscela vapore-liquido lascia il riscaldatore ed entra nell'evaporatore adiabatico. Quest'ultimo è un cilindro cavo in cui la fase vapore è separata da quella liquida. La temperatura delle fasi vapore e liquida in questo caso è la stessa. La distillazione flash prevede due o più processi di distillazione singoli, aumentando la temperatura operativa ad ogni passaggio.

La precisione della separazione dell'olio in frazioni durante la distillazione con evaporazione singola è inferiore rispetto alla distillazione con evaporazione multipla e graduale. Ma se non è richiesta un'elevata precisione della separazione delle frazioni, il metodo di evaporazione singola è più economico: alla temperatura massima consentita di riscaldamento dell'olio di 350-370? C (la decomposizione degli idrocarburi inizia a temperature più elevate) più prodotti entrano nella fase vapore rispetto all'evaporazione multipla o graduale. Per la selezione delle frazioni da olio con punto di ebollizione superiore a 350-370? C, viene utilizzato il vuoto o il vapore. L'uso nell'industria del principio della distillazione con evaporazione singola in combinazione con la rettifica delle fasi vapore e liquida consente di ottenere un'elevata precisione nella separazione dell'olio in frazioni, continuità del processo e consumo economico di carburante per il riscaldamento delle materie prime.

Durante la distillazione primaria, nell'olio si verificano solo cambiamenti fisici. Frazioni leggere con punto di ebollizione basse temperature. Gli idrocarburi stessi rimangono invariati. La resa in benzina, in questo caso, è solo del 10-15%. Questa quantità di benzina non può soddisfare la domanda sempre crescente da parte dell'aviazione e trasporto stradale. Durante il cracking si verificano cambiamenti chimici nell'olio. La struttura degli idrocarburi cambia. Nell'apparato degli impianti di cracking si verificano reazioni chimiche complesse. La resa della benzina dal petrolio viene notevolmente aumentata (fino al 65-70%) "scindendo gli idrocarburi a catena lunga contenuti, ad esempio, nell'olio combustibile, in idrocarburi con peso molecolare relativamente inferiore. Questo processo è chiamato cracking (dal Crack inglese - dividere).

Il cracking fu inventato dall'ingegnere russo Shukhov nel 1891. Nel 1913, l'invenzione di Shukhov iniziò ad essere utilizzata in America. Il cracking è il processo di scissione degli idrocarburi, che porta alla formazione di idrocarburi con meno atomi di carbonio nella molecola. Il processo viene eseguito a temperature più elevate (fino a 600°C). ipertensione. A tali temperature, le grandi molecole di idrocarburi vengono “schiacciate” in molecole più piccole.

L'attrezzatura degli impianti di cracking è sostanzialmente la stessa della distillazione del petrolio. Queste sono fornaci e colonne. Ma la modalità di elaborazione è diversa. Anche la materia prima è diversa: l'olio combustibile.

L'olio combustibile - il residuo della distillazione primaria - è un liquido denso e relativamente pesante, il suo peso specifico è vicino all'unità. Ciò è dovuto al fatto che l'olio combustibile è costituito da molecole di idrocarburi complesse e di grandi dimensioni. Quando l'olio combustibile viene riprocessato in un impianto di cracking, alcuni dei suoi idrocarburi costituenti vengono frantumati in idrocarburi più piccoli (cioè con molecole più corte), che costituiscono prodotti petroliferi leggeri: benzina, cherosene, nafta.

Un punto importante è il processo di cernita e miscelazione dell'olio.

Vari oli e le corrispondenti frazioni isolate da essi differiscono per proprietà fisiche, chimiche e commerciali. Pertanto, le frazioni benzina di alcuni oli sono caratterizzate da un'elevata concentrazione di idrocarburi aromatici, naftenici o isoparaffinici e quindi hanno un numero di ottano elevato, mentre le frazioni benzina di altri oli contengono quantità significative idrocarburi paraffinici e hanno un numero di ottano molto basso. Di grande importanza nell'ulteriore lavorazione tecnologica dell'olio è la silicità, l'untuosità (untuosità), il contenuto di resina dell'olio, ecc. Pertanto, è necessario monitorare le caratteristiche di qualità dell'olio durante il trasporto, la raccolta e lo stoccaggio al fine di prevenire il perdita di proprietà preziose dei componenti dell'olio. Tuttavia raccolta differenziata, lo stoccaggio e il pompaggio del petrolio all'interno di un giacimento con un gran numero di giacimenti petroliferi complica notevolmente l'economia del giacimento petrolifero e richiede ingenti investimenti di capitale. Pertanto, oli con proprietà fisiche, chimiche e commerciali simili vengono miscelati nei campi e inviati alla lavorazione congiunta.

4.1. Applicazione dei prodotti di distillazione del petrolio

I prodotti petroliferi sono ampiamente utilizzati nell’industria dei carburanti e dell’energia. Ad esempio, l'olio combustibile ha un potere calorifico quasi una volta e mezzo superiore rispetto al miglior carbone. Quando brucia occupa poco spazio e non produce residui solidi. L'olio combustibile viene utilizzato nelle centrali termoelettriche, nelle fabbriche, nelle ferrovie e trasporto d'acqua offre enormi risparmi sui costi e contribuisce al rapido sviluppo delle principali industrie e dei trasporti.

L'orientamento energetico nell'utilizzo del petrolio rimane ancora quello principale in tutto il mondo. La quota del petrolio nel bilancio energetico globale è superiore al 46%.

Tuttavia, dentro l'anno scorso i prodotti petroliferi sono sempre più utilizzati come materie prime per industria chimica. Circa l'8% del petrolio viene consumato come materia prima per la chimica moderna. Ad esempio, l’alcol etilico viene utilizzato in circa 50 industrie. Nell'industria chimica, la fuliggine viene utilizzata per i rivestimenti resistenti al fuoco delle fornaci. IN Industria alimentare Vengono utilizzati imballaggi in polietilene, acidi alimentari, conservanti, paraffina, vengono prodotti concentrati di proteine ​​e vitamine, le cui materie prime di partenza sono alcoli metilici ed etilici e metano. Nell'industria farmaceutica e dei profumi, i derivati ​​del petrolio producono ammoniaca, cloroformio, formaldeide, aspirina, vaselina, ecc. I derivati ​​della naftosintesi sono ampiamente utilizzati nell'industria della lavorazione del legno, tessile, del cuoio, delle calzature e dell'edilizia.

Il petrolio viene diviso in frazioni per ottenere prodotti petroliferi in due fasi, ovvero la distillazione del petrolio passa attraverso la lavorazione primaria e secondaria.

Processo primario di raffinazione del petrolio

In questa fase della distillazione, il petrolio greggio viene preliminarmente disidratato e dissalato utilizzando attrezzature speciali per separare i sali e altre impurità che possono causare la corrosione delle apparecchiature e ridurre la qualità dei prodotti raffinati. Successivamente l'olio contiene solo 3-4 mg di sali per litro e non più dello 0,1% di acqua. Il prodotto preparato è pronto per la distillazione.

A causa del fatto che gli idrocarburi liquidi bollono temperature diverse, questa proprietà viene utilizzata nella distillazione dell'olio per separarne frazioni separate in diverse fasi di ebollizione. La distillazione del petrolio nelle prime raffinerie di petrolio ha permesso di isolare le seguenti frazioni a seconda della temperatura: benzina (bolle a 180°C e sotto), carburante per aerei (bolle a 180-240°C) e gasolio (bolle a 240°C -350°C). Ciò che rimane della distillazione del petrolio è l'olio combustibile.

Durante il processo di distillazione, l'olio viene diviso in frazioni (componenti). Il risultato sono prodotti petroliferi commerciali o i loro componenti. La distillazione del petrolio lo è stato iniziale la sua lavorazione in stabilimenti specializzati.

Quando riscaldato, si forma una fase vapore, la cui composizione è diversa dal liquido. Le frazioni ottenute dalla distillazione del petrolio solitamente non sono un prodotto puro, ma una miscela di idrocarburi. I singoli idrocarburi possono essere isolati solo attraverso ripetute distillazioni di frazioni di petrolio.

Viene effettuata la distillazione diretta dell'olio

Per evaporazione singola (cosiddetta distillazione all'equilibrio) o distillazione semplice (distillazione frazionata);

Con e senza rettifica;

Utilizzando un agente vaporizzante;

Sotto vuoto e a pressione atmosferica.

La distillazione di equilibrio separa l'olio in frazioni in modo meno chiaro rispetto alla semplice distillazione. In questo caso, nel primo caso passa allo stato di vapore alla stessa temperatura. più olio che nel secondo.

La distillazione frazionata del petrolio consente di ottenere vari prodotti per motori diesel e a reazione), nonché materie prime (benzene, xileni, etilbenzene, etilene, butadiene, propilene), solventi e altri prodotti.

Processo secondario di raffinazione del petrolio

La distillazione secondaria dell'olio viene effettuata mediante la scissione catalitica chimica o termica di quei prodotti che ne vengono isolati a seguito della distillazione primaria dell'olio. Ciò produce una maggiore quantità di frazioni di benzina, nonché di materie prime per la produzione. idrocarburi aromatici(toluene, benzene e altri). La tecnologia secondaria di raffinazione del petrolio più comune è il cracking.

Il cracking è il processo di raffinazione ad alta temperatura del petrolio e delle frazioni separate per ottenere (principalmente) prodotti a contenuto inferiore, tra cui carburanti per motori, oli lubrificanti, ecc., materie prime per l'industria petrolchimica e chimica. Il cracking avviene con la rottura dei legami C-C e la formazione di carbanioni o radicali liberi. La scissione del legame C-C avviene contemporaneamente alla deidrogenazione, isomerizzazione, polimerizzazione e condensazione degli intermedi e dei materiali di partenza. Gli ultimi due processi formano un residuo di cracking, cioè frazione con punto di ebollizione superiore a 350°C e coke.

La distillazione dell'olio mediante cracking fu brevettata nel 1891 da V. G. Shukhov e S. Gavrilov, quindi questi soluzioni ingegneristiche ripeteva W. Barton durante la costruzione del primo impianto industriale negli USA.

Il cracking viene effettuato riscaldando materie prime o esposizione a catalizzatori e alta temperatura.

Il cracking consente di estrarre componenti più utili dall'olio combustibile.

L'essenza della produzione di raffinazione del petrolio
Il processo di raffinazione del petrolio può essere suddiviso in 3 fasi principali:
1. Separazione delle materie prime petrolifere in frazioni che differiscono negli intervalli di temperatura di ebollizione (lavorazione primaria);
2. Lavorazione delle frazioni ottenute mediante trasformazioni chimiche degli idrocarburi in esse contenuti e produzione di componenti di prodotti petroliferi commerciali (raccolta differenziata) ;
3. Miscelazione di componenti con il coinvolgimento, se necessario, di vari additivi, per ottenere prodotti petroliferi commerciali con indicatori di qualità specificati (produzione di merci).
I prodotti della raffineria comprendono carburanti per motori e caldaie, gas liquefatti, diversi tipi materie prime per la produzione petrolchimica e anche, a seconda dello schema tecnologico dell'impresa: oli lubrificanti, idraulici e di altro tipo, bitume, coke di petrolio, paraffine. Sulla base dell'insieme dei processi tecnologici, la raffineria può produrre da 5 a più di 40 articoli di prodotti petroliferi commerciali.
La raffinazione del petrolio è una produzione continua; il periodo di produzione tra le revisioni importanti negli impianti moderni dura fino a 3 anni. L'unità funzionale di una raffineria è quella tecnologica installazione- un impianto di produzione dotato di un insieme di attrezzature che consentono di eseguire l'intero ciclo di un particolare processo tecnologico.
Questo materiale descrive brevemente i principali processi tecnologici produzione di carburante- produzione di carburanti per motori e caldaie, nonché di coke.

Consegna e ricevimento dell'olio
In Russia, i principali volumi di petrolio greggio fornito per la lavorazione vengono forniti alle raffinerie da associazioni di produzione attraverso i principali oleodotti. Piccole quantità di olio così come condensa di gas, fornito da ferrovia. Nei paesi importatori di petrolio con accesso al mare, le forniture alle raffinerie portuali vengono effettuate tramite trasporto marittimo.
Le materie prime ricevute nello stabilimento vengono fornite negli appositi contenitori base merceologica(Fig. 1), collegato tramite pipeline a tutte le unità di processo della raffineria. La quantità di petrolio ricevuta viene determinata in base ai dati di misurazione dello strumento o mediante misurazioni nei serbatoi delle materie prime.

Preparazione dell'olio per la raffinazione (dissalatura elettrica)
Il petrolio greggio contiene sali altamente corrosivi dotazioni tecnologiche. Per rimuoverli, l'olio proveniente dai serbatoi delle materie prime viene miscelato con acqua in cui sono disciolti i sali e fornito all'ELOU - impianto di dissalazione elettrico(Fig. 2). Il processo di dissalazione viene effettuato in essiccatori elettrici- dispositivi cilindrici con elettrodi montati all'interno. Sotto l'influenza della corrente ad alta tensione (25 kV o più), la miscela di acqua e olio (emulsione) viene distrutta, l'acqua si raccoglie sul fondo dell'apparecchio e viene pompata. Per una distruzione più efficace dell'emulsione, sostanze speciali - demulsionanti. Temperatura di processo - 100-120°C.

Raffinazione primaria del petrolio
L'olio dissalato dell'ELOU viene fornito a un'unità di distillazione sotto vuoto atmosferico, che nelle raffinerie russe è designata con l'abbreviazione AVT - tubo del vuoto atmosferico. Questo nome è dovuto al fatto che il riscaldamento della materia prima prima di dividerla in frazioni viene effettuato in serpentine forni tubolari(Fig. 6) a causa del calore della combustione del carburante e del calore dei gas di scarico.
AVT è diviso in due blocchi: distillazione atmosferica e sotto vuoto.

1. Distillazione atmosferica
La distillazione atmosferica (Fig. 3.4) è destinata alla selezione frazioni petrolifere leggere- benzina, cherosene e gasolio, con punto di ebollizione fino a 360°C, la cui resa potenziale è del 45-60% in petrolio. Resto distillazione atmosferica- carburante.
Il processo consiste nel separare l'olio riscaldato in un forno in frazioni separate colonna di distillazione- un apparato verticale cilindrico, all'interno del quale sono presenti dispositivi di contatto (piastre), attraverso il quale il vapore si muove verso l'alto e il liquido si muove verso il basso. Colonne di distillazione di varie dimensioni e configurazioni vengono utilizzate in quasi tutti gli impianti di raffinazione del petrolio; il numero di vassoi al loro interno varia da 20 a 60. Il calore viene fornito al fondo della colonna e il calore viene rimosso dalla parte superiore della colonna, e quindi la temperatura nell'apparecchio diminuisce gradualmente dal basso verso l'alto. Di conseguenza, la frazione benzina viene rimossa dalla sommità della colonna sotto forma di vapore, i vapori delle frazioni cherosene e diesel vengono condensati nelle parti corrispondenti della colonna e rimossi, l'olio combustibile rimane liquido e viene pompato fuori dal fondo della colonna.

2. Distillazione sotto vuoto
La distillazione sotto vuoto (Fig. 3,5,6) è intesa per la selezione dall'olio combustibile distillati d'olio nelle raffinerie con profilo di olio combustibile o con un'ampia frazione di petrolio (gasolio sotto vuoto) in una raffineria di profili di carburante. Il resto della distillazione sotto vuoto è catrame.
La necessità di selezionare le frazioni petrolifere sotto vuoto è dovuta al fatto che a temperature superiori a 380°C inizia la decomposizione termica degli idrocarburi (creparsi) e il punto di ebollizione del gasolio sotto vuoto è pari o superiore a 520°C. Pertanto, la distillazione viene effettuata ad una pressione residua di 40-60 mm Hg. Art., che consente di ridurre temperatura massima nell'apparecchio fino a 360-380°C.
Il vuoto nella colonna viene creato utilizzando attrezzature adeguate; i dispositivi chiave sono vapore o liquido espulsori(Fig. 7).

3. Stabilizzazione e distillazione secondaria della benzina
La frazione di benzina ottenuta in un'unità atmosferica contiene gas (principalmente propano e butano) in un volume superiore ai requisiti di qualità e non può essere utilizzata né come componente della benzina per motori né come benzina commerciale di prima distillazione. Inoltre, i processi di raffinazione del petrolio volti ad aumentare il numero di ottano della benzina e la produzione di idrocarburi aromatici utilizzano come materie prime frazioni strette di benzina. Ciò spiega l'inclusione di questo processo nello schema tecnologico della raffinazione del petrolio (Fig. 4), in cui i gas liquefatti vengono distillati dalla frazione benzina e vengono distillati in 2-5 frazioni strette sul numero appropriato di colonne.

Prodotti lavorazione primaria gli oli vengono raffreddati scambiatori di calore, in cui il calore viene trasferito alle materie prime fredde fornite per la lavorazione, grazie alle quali viene risparmiato combustibile di processo, in frigoriferi ad acqua e ad aria e vengono tolti dalla produzione. Uno schema simile di scambio termico viene utilizzato in altre unità di raffineria.

I moderni impianti di lavorazione primaria sono spesso combinati e possono includere i processi di cui sopra in varie configurazioni. La capacità di tali impianti varia da 3 a 6 milioni di tonnellate di petrolio greggio all'anno.
Negli stabilimenti vengono costruite diverse unità di lavorazione primaria per evitare la chiusura completa dell'impianto quando una delle unità viene portata fuori per la riparazione.

Prodotti petroliferi primari

Nome	Intervalli di ebollizione (composto)	Dove viene selezionato?	Dove viene utilizzato? (in ordine di priorità)
Stabilizzazione del reflusso	Propano, butano, isobutano	Blocco di stabilizzazione	Frazionamento del gas, prodotti commerciali, combustibile di processo
Benzina di prima distillazione stabile (nafta)		Distillazione secondaria della benzina	Miscelazione benzina, prodotti commerciali
Benzina leggera stabile		Blocco di stabilizzazione	Isomerizzazione, miscelazione benzina, prodotti commerciali
Benzene		Distillazione secondaria della benzina	Produzione dei corrispondenti idrocarburi aromatici
Toluene		Distillazione secondaria della benzina
Xilene		Distillazione secondaria della benzina
Materia prima del reforming catalitico		Distillazione secondaria della benzina	Riforma catalitica
Benzina pesante		Distillazione secondaria della benzina	Miscelazione di cherosene, gasolio invernale, reforming catalitico
Componente cherosene		Distillazione atmosferica	Miscelazione di cherosene e carburanti diesel
Diesel		Distillazione atmosferica	Idrotrattamento, miscelazione di carburanti diesel, oli combustibili
		Distillazione atmosferica (residuo)	Distillazione sotto vuoto, idrocracking, miscelazione di oli combustibili
Gasolio sotto vuoto		Distillazione sotto vuoto	Cracking catalitico, idrocracking, prodotti commerciali, miscelazione di oli combustibili.
		Distillazione sotto vuoto (residuo)	Coking, idrocracking, miscelazione di oli combustibili.

*) - n.b. - inizio bollitura
**) - k.k. - fine della bollitura

Foto di impianti di lavorazione primaria di varie configurazioni

Fig.5. Unità di distillazione sotto vuoto con una capacità di 1,5 milioni di tonnellate all'anno presso la raffineria di petrolio di Turkmenbashi progettata da Uhde.	Riso. 6. Unità di distillazione sotto vuoto con una capacità di 1,6 milioni di tonnellate all'anno presso la raffineria LUKOIL-PNOS. In primo piano c'è una stufa tubolare (gialla).	Fig.7. Attrezzatura per la creazione del vuoto Graham. Sono visibili tre eiettori nei quali entrano i vapori dalla sommità della colonna.

Sergej Pronin

La rettifica è il processo di separazione di miscele binarie o multicomponenti grazie allo scambio di massa e calore in controcorrente tra vapore e liquido.

Rettifica dell'olio consiste nel dividersi in frazioni quando viene riscaldato e le frazioni che differiscono per il punto di ebollizione vengono separate. Le frazioni bassobollenti sono dette leggere, mentre le frazioni altobollenti sono dette pesanti.

Come risultato della rettifica del petrolio si ottengono benzina, cherosene, gasolio, oli e altre frazioni.

Prodotti petroliferi leggeri: la benzina, il cherosene e il gasolio vengono prodotti in impianti chiamati tubi atmosferici o atmosferici (AT), poiché il processo avviene a pressione atmosferica e l'olio viene riscaldato in un forno a tubi. Il residuo ottenuto da questi impianti - olio combustibile - può essere inviato ad un impianto sotto vuoto, dove, a seguito della distillazione, si ottengono vari tipi di oli lubrificanti.

La distillazione con rettifica è il processo di trasferimento di massa più comune nella tecnologia chimica e del petrolio e del gas, effettuato in dispositivi - colonne di distillazione - attraverso ripetuti contatti controcorrente di vapori e liquidi.

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

21 . Produrre idrogeno dal metano.

Reforming con vapore di gas naturale/metano

Conversione del vapore- produzione di idrogeno puro da idrocarburi leggeri (ad esempio metano, frazione propano-butano) mediante steam reforming (conversione catalitica di idrocarburi in presenza di vapore acqueo).

CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2 - reazione di steam reforming;

L'idrogeno può essere ottenuto in diverse purezze: 95-98% o particolarmente puro. A seconda dell'ulteriore utilizzo, l'idrogeno viene prodotto a pressioni diverse: da 1,0 a 4,2 MPa. Materie prime ( gas naturale o frazioni petrolifere leggere) viene riscaldato a 350-400° in un forno a convezione o scambiatore di calore ed entra nell'apparato di desolforazione. Il gas convertito dal forno viene raffreddato nel forno di recupero, dove viene prodotto vapore con i parametri richiesti. Dopo le fasi di conversione della CO ad alta e bassa temperatura, il gas viene avviato all'adsorbimento della CO 2 e quindi alla metanazione degli ossidi residui. Il risultato è idrogeno con purezza del 95-98,5% contenente 1-5% di metano e tracce di CO e CO 2.

Nel caso in cui sia necessario produrre idrogeno particolarmente puro, l'impianto viene integrato con una sezione di separazione ad adsorbimento del gas convertito. A differenza dello schema precedente, la conversione della CO qui è monostadio. Una miscela di gas contenente H 2, CO 2, CH 4, H 2 O e non un gran numero di La CO viene raffreddata per rimuovere l'acqua e inviata a unità di adsorbimento riempite di zeoliti. Tutte le impurità vengono assorbite in un unico passaggio a temperatura ambiente. Il risultato è idrogeno con una purezza del 99,99%. La pressione dell'idrogeno prodotto è 1,5-2,0 MPa.

Attualmente dal petrolio greggio si possono ottenere vari tipi di carburante, oli petroliferi, paraffine, bitumi, cheroseni, solventi, fuliggine, lubrificanti e altri prodotti petroliferi ottenuti dalla lavorazione di materie prime.

Materie prime idrocarburiche estratte ( olio, gas di petrolio associato E gas naturale) Il giacimento attraversa una lunga fase prima che da questa miscela vengano isolati componenti importanti e preziosi, dai quali si otterranno successivamente prodotti petroliferi utilizzabili.

Raffinazione del petrolio molto complicato processo tecnologico, che inizia con il trasporto dei prodotti petroliferi alle raffinerie di petrolio. Qui l’olio attraversa diverse fasi prima di diventare un prodotto pronto all’uso:

1. preparazione dell'olio per la lavorazione primaria
2. raffinazione primaria del petrolio (distillazione diretta)
3. riciclaggio del petrolio
4. purificazione dei prodotti petroliferi

Preparazione dell'olio per la lavorazione primaria

L'olio estratto ma non lavorato contiene varie impurità, ad esempio sale, acqua, sabbia, argilla, particelle di terreno e gas associato. La vita del campo aumenta il contenuto di acqua del giacimento petrolifero e, di conseguenza, il contenuto di acqua e altre impurità nel petrolio prodotto. La presenza di impurità meccaniche e acqua interferisce con il trasporto del petrolio attraverso gli oleodotti per l'ulteriore lavorazione, provoca la formazione di depositi negli scambiatori di calore e altri e complica il processo di raffinazione del petrolio.

Tutto l'olio estratto subisce un processo di purificazione completo, prima meccanico, poi purificazione fine.

In questa fase avviene anche la separazione delle materie prime estratte in petrolio e gas.

La sedimentazione in contenitori sigillati, freddi o riscaldati, rimuove grandi quantità di acqua e solidi. Per ottenere elevate prestazioni degli impianti per l'ulteriore lavorazione del petrolio, quest'ultimo viene sottoposto ad ulteriore disidratazione e dissalazione in appositi impianti di dissalazione elettrici.

Spesso acqua e olio formano un'emulsione scarsamente solubile in cui minuscole goccioline di un liquido sono sospese nell'altro.

Esistono due tipi di emulsioni:

• emulsione idrofila, cioè olio nell'acqua
• emulsione idrofoba, cioè acqua nell'olio

Esistono diversi modi per rompere le emulsioni:

• meccanico
• chimico
• elettrico

Metodo meccanico a sua volta è suddiviso in:

• sostenendo
• centrifugazione

La differenza di densità dei componenti dell'emulsione consente di separare facilmente acqua e olio per decantazione riscaldando il liquido a 120-160°C sotto una pressione di 8-15 atmosfere per 2-3 ore. In questo caso non è consentita l'evaporazione dell'acqua.

L'emulsione può anche essere separata sotto l'azione delle forze centrifughe in centrifughe quando si raggiungono 3500-50000 giri al minuto.

A metodo chimico l'emulsione viene rotta mediante l'uso di demulsionanti, ad es. tensioattivi. I demulsionanti hanno un'attività maggiore rispetto all'emulsionante attivo, formano un'emulsione di tipo opposto e dissolvono il film adsorbente. Questo metodo viene utilizzato insieme a quello elettrico.

Nelle installazioni di essiccatori elettrici con influenza elettrica In un'emulsione oleosa, le particelle d'acqua si combinano e si verifica una separazione più rapida con l'olio.

Raffinazione primaria del petrolio

L'olio estratto è una miscela di carboidrati naftenici, paraffinici, aromatici, che hanno pesi molecolari e punti di ebollizione diversi, e zolfo, ossigeno e azoto composti organici. La raffinazione primaria del petrolio consiste nella separazione del petrolio e dei gas preparati in frazioni e gruppi di idrocarburi. Durante la distillazione si ottiene un'ampia gamma di prodotti petroliferi e intermedi.

L'essenza del processo si basa sul principio della differenza nelle temperature di ebollizione dei componenti dell'olio estratto. Di conseguenza, la materia prima si decompone in frazioni: olio combustibile (prodotti petroliferi leggeri) e catrame (petrolio).

La distillazione primaria dell'olio può essere effettuata con:

• unica evaporazione
• evaporazione multipla
• evaporazione graduale

Durante una singola evaporazione, l'olio viene riscaldato nel riscaldatore ad una temperatura predeterminata. Man mano che si riscalda, si formano vapori. Quando viene raggiunta la temperatura impostata, la miscela vapore-liquido entra nell'evaporatore (un cilindro in cui viene separato il vapore fase liquida).

Processi evaporazione multipla rappresenta una sequenza di singole evaporazioni con graduale aumento della temperatura di riscaldamento.

Distillazione evaporazione graduale rappresenta un piccolo cambiamento nello stato dell'olio ad ogni singola evaporazione.

I principali dispositivi in ​​cui avviene la distillazione o distillazione dell'olio sono forni a tubi, colonne di distillazione e scambiatori di calore.

A seconda del tipo di distillazione, i forni tubolari si dividono in forni atmosferici AT, forni sotto vuoto VT e forni tubolari sotto vuoto atmosferico AVT. Gli impianti AT effettuano lavorazioni superficiali e ottengono benzina, cherosene, frazioni diesel e olio combustibile. Negli impianti VT viene effettuata la lavorazione avanzata delle materie prime e si ottengono gasolio e frazioni di petrolio, catrame, che vengono successivamente utilizzati per la produzione di oli lubrificanti, coke, bitume, ecc. Nei forni AVT vengono utilizzati due metodi di distillazione dell'olio combinato.

Il processo di raffinazione del petrolio secondo il principio dell'evaporazione avviene in colonne di distillazione. Lì, l'olio di origine viene fornito a uno scambiatore di calore mediante una pompa, riscaldato e quindi entra in un forno tubolare (riscaldatore antincendio), dove viene riscaldato a una determinata temperatura. Successivamente, l'olio sotto forma di miscela vapore-liquido entra nella parte di evaporazione della colonna di distillazione. Qui avviene la divisione della fase vapore e della fase liquida: il vapore sale lungo la colonna, il liquido scende.

I metodi di raffinazione del petrolio di cui sopra non possono essere utilizzati per isolare singoli idrocarburi di elevata purezza dalle frazioni petrolifere, che diventeranno successivamente materie prime per l'industria petrolchimica per produrre benzene, toluene, xilene, ecc. Per ottenere idrocarburi di elevata purezza, una sostanza aggiuntiva viene introdotto nelle unità di distillazione del petrolio per aumentare la differenza nella volatilità degli idrocarburi separati.

I componenti risultanti dalla raffinazione primaria del petrolio solitamente non vengono utilizzati come prodotto finito. Nella fase di distillazione primaria vengono determinate le proprietà e le caratteristiche dell'olio, da cui dipende la scelta del processo di ulteriore lavorazione per ottenere il prodotto finale.

Come risultato della lavorazione primaria del petrolio, si ottengono i seguenti principali prodotti petroliferi:

• gas idrocarburico (propano, butano)
• frazione benzina (punto di ebollizione fino a 200 gradi)
• cherosene (punto di ebollizione 220-275 gradi)
• gasolio o gasolio (punto di ebollizione 200-400 gradi)
• oli lubrificanti (punto di ebollizione superiore a 300 gradi) residui (olio combustibile)

Riciclo del petrolio

A seconda delle proprietà fisiche e chimiche del petrolio e della necessità del prodotto finale, viene selezionato un ulteriore metodo di lavorazione distruttiva delle materie prime. Il riciclaggio del petrolio consiste negli effetti termici e catalitici sui prodotti petroliferi ottenuti mediante distillazione diretta. L'impatto sulle materie prime, cioè sugli idrocarburi contenuti nel petrolio, ne modifica la natura.

Esistono opzioni per la raffinazione del petrolio:

• carburante
• carburante e olio
• petrolchimico

Metodo del carburante la lavorazione viene utilizzata per produrre benzina per motori di alta qualità, carburanti diesel invernali ed estivi, carburanti per motori a reazione e carburanti per caldaie. Questo metodo utilizza meno installazioni tecnologiche. Il metodo del carburante è un processo che produce carburanti per motori da frazioni e residui di petrolio pesante. Questo tipo di trattamento comprende cracking catalitico, reforming catalitico, idrocracking, idrotrattamento e altri processi termici.

Durante la lavorazione di carburante e olio Insieme ai carburanti vengono prodotti oli lubrificanti e asfalto. Rientrano in questa tipologia i processi di estrazione e deasfaltazione.

In questo modo si ottiene la più grande varietà di prodotti petroliferi raffinazione petrolchimica. A questo proposito, viene utilizzato gran numero impianti tecnologici. Come risultato della lavorazione petrolchimica delle materie prime, non vengono prodotti solo combustibili e oli, ma anche fertilizzanti azotati, gomma sintetica, plastica, fibre sintetiche, detergenti, acidi grassi, fenolo, acetone, alcool, eteri e altri prodotti chimici.

Cracking catalitico

Il cracking catalitico utilizza un catalizzatore per accelerare i processi chimici senza modificare la natura di tali reazioni chimiche. L'essenza del processo di cracking, ad es. La reazione di scissione consiste nel far passare oli riscaldati allo stato di vapore attraverso un catalizzatore.

Riformare

Il processo di reforming viene utilizzato principalmente per produrre benzina ad alto numero di ottano. Solo le frazioni paraffiniche con punto di ebollizione compreso tra 95 e 205°C possono essere sottoposte a questo trattamento.

Tipi di riforma:

• reforming termico
• riforma catalitica

Durante il reforming termico Le frazioni della raffinazione primaria del petrolio sono esposte solo a temperature elevate.

Durante il reforming catalitico l'impatto sulle frazioni iniziali avviene sia con la temperatura che con l'ausilio di catalizzatori.

Hydrocracking e idrotrattamento

Questo metodo la lavorazione consiste nell'ottenimento di frazioni di benzina, carburante per aerei e diesel, oli lubrificanti e gas liquefatti a causa dell'effetto dell'idrogeno sulle frazioni di petrolio altobollenti sotto l'influenza di un catalizzatore. A seguito dell'idrocracking anche le frazioni petrolifere originarie vengono sottoposte a idrotrattamento.

L’idrotrattamento comporta la rimozione dello zolfo e di altre impurità dalle materie prime. Tipicamente, le unità di idrotrattamento sono combinate con unità di reforming catalitico, poiché queste ultime producono una grande quantità di idrogeno. Come risultato della purificazione, la qualità dei prodotti petroliferi aumenta e la corrosione delle apparecchiature diminuisce.

Estrazione e deasfaltazione

Processo di estrazione consiste nel separare una miscela di sostanze solide o liquide mediante solventi. I componenti estratti si sciolgono bene nel solvente utilizzato. Successivamente, viene eseguita la deparaffinazione per ridurre il punto di scorrimento dell'olio. Il prodotto finale è ottenuto mediante idrotrattamento. Questo metodo di lavorazione viene utilizzato per produrre carburante diesel ed estrarre idrocarburi aromatici.

Dalla deasfaltazione si ottengono sostanze resinose asfalteniche dai prodotti residui della distillazione del petrolio. Successivamente l'olio deasfaltato viene utilizzato per produrre bitume e viene utilizzato come materia prima per il cracking catalitico e l'idrocracking.

Cottura

Per ottenere frazioni di coke di petrolio e gasolio da frazioni pesanti di distillazione del petrolio, residui di deasfaltazione, cracking termico e catalitico e pirolisi della benzina, viene utilizzato il processo di coking. Questo tipo La raffinazione dei prodotti petroliferi consiste nelle reazioni sequenziali di cracking, deidrogenazione (rilascio di idrogeno dalle materie prime), ciclizzazione (formazione di una struttura ciclica), aromatizzazione (aumento degli idrocarburi aromatici nel petrolio), policondensazione (rilascio di sottoprodotti come acqua, alcool) e compattare per formare una "torta di coca cola" completa. I prodotti volatili rilasciati durante il processo di cokefazione vengono sottoposti ad un processo di rettifica per ottenere le frazioni target e stabilizzarle.

Isomerizzazione

Il processo di isomerizzazione consiste nel convertire i suoi isomeri dalla materia prima. Tali trasformazioni portano alla produzione di benzina ad alto numero di ottano.

Alchinamento

Introducendo gruppi alchinici nei composti, si ottiene benzina ad alto numero di ottano da gas idrocarburici.

Va notato che nel processo di raffinazione del petrolio e per ottenere il prodotto finale, viene utilizzato l'intero complesso delle tecnologie petrolifere, del gas e petrolchimiche. La complessità e la varietà dei prodotti finiti che si possono ottenere dalle materie prime estratte determinano anche la diversità dei processi di raffinazione del petrolio.