Телефон в Москве 8-495-241-37-64

Звонок БЕСПЛАТНЫЙ         8-800-234-99-65

Телефон    8-495-241-37-64

Переработка нефти

Ископаемые углероды добываются из недр земли. В отличие от многих других ресурсов, период их восстановления настолько велик, что они считаются не восстанавливаемыми. Кроме того, количество ископаемых углеродов очень ограничено, что только увеличивает их стоимость. После добычи сырой нефти она проходит очистку от различных примесей и по трубопроводам транспортируется на перерабатывающие заводы. Кроме того, нефть очищают и от попутного газа[1]. В результате получается так называемая нафта, которая служит основным сырьем для производства различного топлива. Поступая на нефтеперерабатывающие заводы, сырье проходит поэтапную обработку, в результате чего отделяются нежелательные примеси и получается бензин и дизельное топливо с различным октановым числом.

Первичным процессом обработки сырой нефти является процесс дистилляции при нормальном давлении. Идея такой обработки заключается в том, что различные составляющие сырья имеют различную температуру испарения. В результате удается конденсировать в отдельных емкостях более легкие и тяжелые вещества. Таким образом, из сырой нефти удается выделить такие вещества, как газы (пропан, бутан, метан), прямогонный бензин (сырье для производства автомобильного топлива), летучие вещества (керосин, газолин, составляющие дизельного топлива и т.д.) и тяжелые остатки (мазут). Все вещества имеют уникальные физические параметры, которые позволяют применять их в различных сферах промышленности.

Из всех вышеперечисленных веществ наибольший интерес представляет собой перегонный бензин. Данное соединение получается в результате перегонки при температуре до 180°С. Вещество представляет собой химическое соединение цепочки атомов углерода небольшой длины, к которой вокруг подсоединяются атомы водорода.

Рис. 2

Отличительной чертой данной группы веществ является количество атомов углерода. Прямогонным бензином считаются вещества с минимальным показателем 5 атомов и максимальным 9. Вещества с большим количеством углеродов относятся уже к следующей группе. Строение молекул прямое, без ответвлений. Именно поэтому данные углероды имеют название нормальные. На рис. 2 представлен элемент пентан, по количеству атомов углерода (пента – пять). На сегодняшний день прямогонный бензин занимает приблизительно половину рынка нефтепродуктов Российской Федерации.

Современные возможности нефтеперерабатывающей промышленности позволяют использовать не только легкие фракции. Поэтому в качестве сырья для дальнейшей переработки используют и более тяжелые вещества, которые проходят несколько этапов обработки, такие как каталитический крекинг и реформинг. Оба процесса позволяют получить полезные для промышленности вещества из побочных продуктов нефтепереработки.

Каталитический крекинг представляет собой химический процесс, который позволяет разделить длинные цепочки углеродов[2] на более мелкие. Таким образом, из более тяжелых веществ удается получить легкие бензиновые соединения, которые можно использовать для создания топливных смесей. Кроме того, в процессе дробления удается получить не только бензиновые фракции, но и газовые. Главным преимуществом процесса является достаточно большой выход получаемых веществ по отношению к массе использованного сырья.

На сегодняшний день в результате крекинга выход готового продукта может составлять до двадцати процентов от изначальной массы вещества. Помимо веществ бензиновой группы удается получить газовые вещества с четырьмя и тремя атомами углерода. Первая смесь называется бутан-бутиленовая, а вторая – пропан-пропиленовая. Например, при переработке вакуумного газойля[3], прошедшего дегидратацию, удается получить 7,6% фракций бутилена и 3,6% пропилена. Эти материалы используются на химических предприятиях для производства полимерных материалов и синтетической резины.

Кроме того, существует еще один способ вторичной переработки. Каталитический реформинг позволяет получить ароматические углероды. Эти вещества отличаются от остальных своим атомарным строением. В отличие от нормальных (прямых) соединений, они имеет кольцевое строение[4] ромбовидной формы с шестью гранями. К данной группе веществ относится четыре группы веществ: бензол, толуол, орто-ксилол и пара-ксилол. На рисунке 3 представлены схемы электронного строения ароматических соединений[5].

Рис. 3

Процесс реформинга позволяет получить ароматические углероды путем преобразования длинных цепочек с большим количеством атомов в кольцевые. В химическом понимании процедура проходит достаточно сложным образом. Короткая схема процесса представлена на рисунке 4.

Рис. 4

В качестве примера используется простая октановая цепочка, которая под действием каталитических факторов (температуры, химического катализатора и давления) отделяет от себя три атома водорода. В результате их перемещения (показано стрелками) образовываются новые ковалентные связи. Таким образом, в результате реформинга из простого октана удается получить орто-ксилол. В качестве сырья для данной процедуры чаще всего используется дистиллированные бензиновые фракции.

С какой целью проводится процесс реформинга?

Данное преобразование химических соединений имеет несколько положительных последствий, благодаря которым оправдываются любые затраты на его проведения. Одним из положительных качеств реформинга является то, что он позволяет получить соединения с более высоким октановым числом. Ароматические углеводороды имеют более высокое значение по сравнению с простыми. В процессе реформинга удается создать топливо с меньшим детонационным эффектом, что благоприятно влияет на работу двигателя внутреннего сгорания.

Для сравнения, в примере на рисунке 4 обычный октан преобразовывается в орто-ксилол. Первое вещество имеет октановое число, равное девятнадцати, а второе – ста пяти. Это в полной мере оправдывает название процесса, которое переводится как улучшение. При достаточно простом методе преобразования удается повысить качество топлива в несколько десятков раз.

При проведении реформинга удается получить сырье для дальнейшей переработки. Ароматические углеводороды могут быть использованы не только как конечный материал, но и в качестве сырья для производства полистирола и полиэтилентерефталата. Первый материал получил широкое применение в строительстве, в качестве теплоизоляционного материала с длительным сроком службы. Второй материал используется при производстве пластиковых бутылок, одноразовой посуды и разнообразной пищевой тары.

Данный процесс стал настоящим революционным открытием в нефтеперерабатывающей сфере, поскольку позволил получить новые современные материалы с уникальными качествами. При различном давлении при производстве удается получить полимеры разной степени прочности.


[1] Подробнее см. 2.2.2

[2] Как правило, вакуумные газойли – продукты вакуумной перегонки остатков атмосферной дистилляции (мазута).

[3] Название одной из промежуточных технологических смесей при переработке нефти. Получается при вакуумной перегонке остатков атмосферной ректификации (мазута). Вакуумная перегонка производится при пониженном давлении, что позволяет снизить температуру кипения веществ. Продуктами вакуумной перегонки являются газойли и вакуумные остатки, например, гудрон. Именно вакуумные газойли являются основным сырьем для процесса каталитического крекинга.

[4] Описание особенностей ароматических углеводородов, их строения и свойств можно найти в специализированной научной литературе по органической химии, хотя эти сведения не играют решающего значения для овладения основами нефтехимической промышленности.

[5] Каждый излом шестиугольника на рисунке соответствует положению атома углерода. Двойная черточка означает двойную углерод-углеродную связь. 

Переработка попутного нефтяного газа

Глубокий поиск Выбрать менеджера Мой кабинет Расчёт стоимости Задать вопрос Сыграй в полимеры