20 . бензин получают из нефти на нефтеперегонном заводе. нефть - смесь жидких органических веществ. к какому виду смеси относится нефть? какой способ разделения нефти используется на этом заводе? на чём основан этот способ?

первичная переработка нефти

нефть  – есть смесь углеводородов разных классов (в том числе содержащих s, p, азот) с водой и некоторыми другими неорганическими соединениями в форме эмульсии. эта эмульсия является устойчивой в условиях нефтеносных пород.

после добычи нефть подвергают первичной очистки методом сепарации, в ходе которой происходит разрушение эмульсии и расслоение нефти на углеродный слой и водный слой.

углеводородный слой отделяют и очищают в абсорберах от соединений серы и азота промывкой олеумом (смесь h2so4  и so3).

после очистки нефть подвергают первичной переработки путем фракционной перегонки с ректификационных колонн (процесс ректификации), в ходе которой получаются нефтепродукты в виде фракций.

разделения в ходе перегонки нефти на нефтепродукты происходит за счет многократного процесса испарения и конденсации в ректификационной колонне.

в качестве испаряющего агента используются пары бензина, лигроина, керосина, инертный газ, чаще всего — водяной пар.

в ходе ректификации нефти получают фракции следующих нефтепродуктов:

1. петролейный эфир (tкип.  34-56с°)

2. «пищевой бензин» (tкип.  50-78с°)

3. бензин (tкип.  70-150с°)

4. лигроин (tкип.  140-210с°)

5. керосин (tкип.  190-280с°)

6. газойль (tкип.  270-320с°)

7. мазут

вторичная переработка нефти

с целью получения светлых ценных фракций используют методы превращения в них мазута, а именно  крекинг  – процесс, в ходе которого длинные цепочки углеводородов, составляющих мазут, температуры или температуры и катализатора, превращаются в более короткие цепочки углеводородов, составляющих светлые фракции.

в ходе крекинга (разламывания) кроме разрыва на примерно равные части происходит и их сливания с образованием асфальтоподобных продуктов, и более глубокий разрыв цепочек с образованием газообразных продуктов. кроме того в ходе крекинга может происходить образование водорода. термический крекинг проводят при температурах от 450с° - 700с° в трубчатых реакторах (печах крекинга) под давлением (5-6 атмосфер) с последующей разгонкой продуктов реакции с ректификации.

крекингом получают бензин и солярку.

выход газообразных продуктов после крекинга достигает 75%, асфальтоподобных – до 60%. соответственно выход светлых ценных фракций не превышает 25-30%.

следует отметить также низкое качество крекинг продуктов в виду наличия большой части в них непредельных углеводородов. с другой стороны сравнительная простота метода и возможность перерабатывать мазут с большим количеством серы позволяет уменьшить капиталоемкость оборудования и диверсифицировать сырье. для получения высококачественных продуктов с высоким выходом используют каталитический крекинг. известно, что побочные реакции образования газообразных продуктов при термическом крекинге протекают из-за высокой температуры. понижение температуры с одной стороны увеличивают долю полезных нефтепродуктов, но с другой стороны понижают степень конверсии самого процесса.

степень конверсии  – отношение количества сырья претерпевшего превращение к общему количества сырья введенного в технологический процесс.

использование катализатора позволяет понизить температурный режим процесса крекинга при сохранении скорости реакции. следовательно, каталитический крекинг позволяет повысить селективность процесса при сохранении такой же степени конверсии, как и при термическом крекинге.

каталитический крекинг проводят в реакторах типа трубчатый реактор в присутствии катализатора оксид алюминия (al2o3) активированный щелочных металлов при температуре 350-450 с° при давлении водорода (6-7 атмосфер). выход газообразных водородов до 5%, асфальтоподобных продуктов до 20%. соответственно светлые фракции имеют выход до 80%.

после прохождения реакции каталитического крекинга продукты реакции разделяют ректификацией. полученные светлые фракции продуктов каталитического крекинга относят к высококачественным топливам.

каталитический крекинг сложнее, требует больших капиталовложений и сужает сырьевую базу.

риформинг (облагораживание) нефтепродуктов:

используется как для изомеризации топлив с целью придания им высокого октанового вещества, так и для направленного превращения углеводородов светлых фракций в смеси углеводородов одного класса (вид риформинга - платформинг), например для циклизации или для ароматизации углеводородов.

риформинг проводят в присутствии катализатора (палладий, платина, родий), нанесенного на пористую поверхность алюминия под давлением водорода при t 250-350с°.

платформинг проводят на металлической платинородиевой сетке.

продукты риформинга после отделения от газообразных веществ подвергают ректификации.

целостный имущественный комплекс нефтеперерабатывающего завода имеющий в своем составе все технологические системы нефтепереработки имеет намного более высокую величину капитализации, чем просто сумма капитальных вложений в эти технологические системы. соответственно стоимость нефтеперерабатывающего предприятия нелинейно увеличивается по мере завершенности технологического вооружения нпз.