19Фев

Бензиновая фракция это: Бензиновая фракция — это… Что такое Бензиновая фракция?

Содержание

Бензиновая фракция - это... Что такое Бензиновая фракция?

Бензиновая фракция

"...Для целей настоящей статьи бензиновой фракцией является смесь углеводородов, кипящих в интервале температур от 30 до 215 град. С при атмосферном давлении 760 миллиметров ртутного столба..."

Источник:

"Налоговый кодекс Российской Федерации (часть вторая)" от 05.08.2000 N 117-ФЗ (ред. от 03.12.2012)

Официальная терминология. Академик.ру. 2012.

  • Бензин
  • Бентонит

Смотреть что такое "Бензиновая фракция" в других словарях:

  • Нефтеперерабатывающий завод — (Oil Refinery) НПЗ это промышленное предприятие перерабатывающее нефть Нефтеперерабатывающий завод промышленное предприятие по переработке нефти и нефтепродуктов Содержание >>>>>>>>>>> …   Энциклопедия инвестора

  • Гидрокрекинг —   один из видов крекинга, переработка высококипящих нефтяных фракций, мазута, вакуумного газойля или деасфальтизата для получения бензина, дизельного и реактивного топлива, смазочных масел, сырья для каталитического крекинга и др. Проводят… …   Википедия

  • Нефтеперерабатывающий завод — Shell в городе Мартинез (Калифорния). Запрос «НПЗ» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Нефтеперерабатывающий завод  промышленное предприятие, о …   Википедия

  • Нефтеперегонный завод — Нефтеперерабатывающий завод Shell в городе Мартинез (Калифорния). Основной функцией нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) является переработка нефти в бензин, авиационный керосин, мазут, дизельное топливо, смазочные масла, смазки, битумы, нефтяной… …   Википедия

  • Крекинг — (Cracking) Определение крекинга, история возникновения крекинга Определение крекинга, история возникновения крекинга, виды крекинга Содержание Содержание Определение История Общие Каталитический Термический крекинг Определение Крекинг – это …   Энциклопедия инвестора

  • Каталитический крекинг — Эту страницу предлагается объединить с Крекинг. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К объединению/24 августа 2012. Обсуждение длится одну неделю (или дольше, если оно идё …   Википедия

  • Фракционный состав нефти — Фракционный состав является важным показателем качества нефти. В процессе перегонки при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания. При атмосферной перегонке получают… …   Википедия

  • Мазут — (Mazut) Содержание Содержание 1. Область применения мазута 2. Физико химические свойства мазута 3. Способы получения мазута и особенности выбранного метода 4. Описание схемы производства Раздел 1. о топочном мазуте. это жидкий темно коричневого… …   Энциклопедия инвестора

  • Основные стадии технологии переработки нефти — Нефтеперерабатывающий завод компании Shell в Калифорнии Цель переработки нефти (нефтепереработки)  производство нефтепродуктов, прежде всего, различных топлив (автомобильных, авиационных, котельных и т. д.) и сырья для последующей химической… …   Википедия

  • Переработка нефти — Нефтеперерабатывающий завод компании Shell в Калифорнии Цель переработки нефти (нефтепереработки)  производство нефтепродуктов …   Википедия

Первичная переработка нефти, ее фракционный состав и устройство ректификационных колонн для перегонки нефти

Нефть состоит из множества компонентов — фракций, — свойства, область применения и технологии переработки которых различны. Первичные процессы нефтеперерабатывающего производства позволяют выделить отдельные фракции, подготовив тем самым сырье для дальнейшего получения всем нам хорошо знакомых товарных продуктов — бензина, дизеля, керосина и многих других

Стабильность прежде всего

Прежде чем попасть на производство, нефть еще на промысле проходит первоначальную подготовку. При помощи газонефтяных сепараторов из нее удаляют наиболее легкие, газообразные составляющие. Это попутный нефтяной газ (ПНГ), состоящий преимущественно из метана, этана, пропана, бутана и изобутана, то есть из углеводородов, в молекулах которых содержится от одного до четырех атомов углерода (от Ch5 до C4h20). Этот процесс называется стабилизацией нефти — подразумевается, что после него нефть будет сохранять свой углеводородный состав и основные физико-химические свойства при транспортировке и хранении.

Объективно говоря, разгазирование пластовой нефти начинается еще в скважине по мере продвижения ее наверх: из-за падения давления в жидкости газ из нее постепенно выделяется. Таким образом, наверху приходится иметь дело уже с двухфазным потоком — нефть / попутный газ. Их совместное хранение и транспортировка оказываются экономически невыгодными и затруднительными с технологической точки зрения. Чтобы переместить двухфазный поток по трубопроводу, необходимо создать в нем условия постоянного перемешивания, чтобы газ не отделялся от нефти и не создавал в трубе газовые пробки. Все это требует дополнительных затрат. Намного проще оказывается пропустить газонефтяной поток через сепаратор и максимально отделить от нефти ПНГ. Получить абсолютно стабильную нефть, составляющие которой совсем не будут испаряться в атмосферу, практически невозможно. Некоторое количество газа все равно останется и будет извлечено в процессе нефтепереработки.

Кстати, сам попутный нефтяной газ — это ценное сырье, которое может использоваться для получения электроэнергии и тепла, а также в качестве сырья для нефтехимических производств. На газоперерабатывающих заводах из ПНГ получают технически чистые отдельные углеводороды и их смеси, сжиженные газы, серу.

Из истории дистилляции

Дистилляция, или перегонка, — процесс разделения жидкостей путем их испарения и последующей конденсации. Считается, что впервые этот процесс освоили в Древнем Египте, где он применялся при получении из кедровой смолы масла для бальзамирования тел умерших. Позднее смолокурением для получения кедрового масла занимались и римляне. Для этого горшок со смолой ставили на огонь и накрывали шерстяной материей, на которой собиралось масло.

Аристотель описал процесс дистилляции в своей работе «Метеорология», а также упоминал вино, пары которого могу вспыхнуть — косвенно подтверждение того, что его предварительно могли подвергнуть перегонке, чтобы повысить крепость. Из других источников известно, что вино перегоняли в III веке до н. э. в Древнем Риме, правда, не для получения бренди, а для изготовления краски.

Следующие упоминания дистилляции относятся к I веку н. э. и связаны с работами александрийских алхимиков. Позднее этот метод у греков переняли арабы, которые активно использовали его в своих опытах. Также достоверно известно, что дистилляцией алкоголя в XII веке занимались в Салернской врачебной школе. В те времена, впрочем, дистилляты спирта употреблялись не как напиток, а в качестве лекарства. В XIII веке флорентийский медик Тадео Альдеротти впервые осуществил фракционирование (разделение) смеси жидкостей. Первая книга, целиком и полностью посвященная вопросам дистилляции, была опубликована в 1500 году немецким врачом Иеронимом Бруншвигом.

Долгое время для перегонки применялись достаточно простые устройства — аламбик (медный сосуд с трубкой для отвода пара) и реторта (стеклянная кол-ба с узким и длинным наклонным носиком). Техника стала совершенствоваться в XV веке. Однако предшественники современных ректификационных колонн для перегонки нефти, в которых происходит теплообмен между противонаправленными потоками жидкости и пара, появились лишь в середине XIX века. Они позволили получать спирт крепостью 96% с высокой степенью очистки.

Также на месторождении от нефти отделяют воду и механические примеси. После этого она поступает в магистральный нефтепровод и отправляется на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ). Прежде чем приступить к переработке, нефть необходимо очистить от содержащихся в ней солей (хлоридов и сульфатов натрия, кальция и магния), которые вызывают коррозию оборудования, оседают на стенках труб, загрязняют насосы и клапаны. Для этого используются электрообессоливающие установки (ЭЛОУ). Нефть смешивают с водой, в результате чего возникает эмульсия — микроскопические капельки воды в нефти, в которых растворяется соль. Получившуюся смесь подвергают воздействию электрического поля, из-за чего капли соленой воды сливаются друг с другом и затем отделяются от нефти.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и неуглеводородных соединений. С помощью первичной перегонки ее можно разделить только на части — дистилляты, содержащие менее сложную смесь. из-за сложного состава нефтяные фракции выкипают в определенных температурных интервалах.

Фракционный состав

Многие процессы на НПЗ требуют подогрева нефти или нефтепродуктов. Для этого используются трубчатые печи. Нагрев сырья до требуемой температуры происходит в змеевиках из труб диаметром 100–200 мм.

Нефть состоит из большого количества разных углеводородов. Их молекулы различаются массой, которая, в свою очередь, определяется количеством составляющих их атомов углерода и водорода. Чтобы получить тот или иной нефтепродукт, нужны вещества с совершенно определенными характеристиками, поэтому переработка нефти на НПЗ начинается с ее разделения на фракции.

Согласно исследованию нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, проведенному Американским нефтяным институтом, номенклатура нефтепродуктов, выпускаемых на современных НПЗ и имеющих индивидуальные спецификации, насчитывает более 2000 пунктов.

В одной фракции нефти могут содержаться молекулы разных углеводородов, но свойства большей части из них близки, а молекулярная масса варьируется в определенных пределах. Разделение фракций происходит путем перегонки нефти (дистилляции), основанной на том, что у разных углеводородов температура кипения различается: у более легких она ниже, у более тяжелых — выше.

Основные фракции нефти определяют по интервалам температур, при которой кипят входящие в них углеводороды: бензиновая фракция — 28—150°C, керосиновая фракция — 150—250°C, дизельная фракция, или газойль, — 250—360°C, мазут — выше 360°C. Например, при температуре 120°C большая часть бензина уже испарилась, но керосин и дизельное топливо находятся в жидком состоянии. Когда температура поднимается до 150°C, начинает кипеть и испаряться керосин, после 250°C — дизель.

Существует ряд специфических названий фракций, используемых в нефтепереработке. Так, например, головной пар — это наиболее легкие фракции нефти, полученные при первичной переработке. Их разделяют на газообразную составляющую и широкую бензиновую фракцию. Боковые погоны — это керосиновая фракция, легкий и тяжелый газойль.

От колонны к колонне

Ректификационная колонна

Ректификационная колонна — вертикальный цилиндр, внутри которого расположены специальные перегородки (тарелки или насадки). Пары нагретой нефти подаются в колонну и поднимаются вверх. Чем более легкие фракции испаряются, тем выше они поднимутся в колонне. Каждую тарелку, расположенную на определенной высоте, можно рассматривать как своего рода фильтр — в прошедших ее парах остается все меньшее количество тяжелых углеводородов. Часть паров, конденсировавшихся на определенной тарелке или не достигнув ее, стекает вниз. Эта жидкость, носящая название флегмы, встречается с поднимающимся паром, происходит теплообмен, в результате которого низкокипящие составляющие флегмы снова превращаются в пар и поднимаются вверх, а высококипящие составляющие пара конденсируются и стекают вниз с оставшейся флегмой. Таким образом удается достичь более точного разделения фракций. Чем выше ректификационная колонна и чем больше в ней тарелок, тем более узкие фракции можно получить. На современных НПЗ высота колонн превышает 50 м.

Простейшую атмосферную перегонку нефти можно провести путем обычного нагревания жидкости и дальнейшей конденсации паров. Весь отбор здесь заключается в том, что собирается конденсат паров, образовавшихся в разных интервалах температуры кипения: сначала выкипают и затем конденсируются легкие низкокипящие фракции, а затем средние и тяжелые высококипящие фракции углеводородов. Конечно, при таком способе говорить о разделении на узкие фракции не приходится, так как часть высококипящих фракций переходит в дистиллят, а часть низкокипящих не успевает испариться в своем температурном диапазоне. Чтобы получить более узкие фракции, применяют перегонку с ректификацией, для чего строят ректификационные колонны

50
метров и больше может достигать высота ректификационных колонн на современных нпз

Отдельные фракции могут подвергаться и повторной атмосферной перегонке для разделения на более однородные компоненты. Так, из бензинов широкого фракционного состава получают бензольную, толуольную и ксилольную фракции — сырье для получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола). Повторной перегонке и дополнительному разделению могут подвергать и дизельную фракцию.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках может осуществляться как однократное испарение в одной ректификационной колонне, двукратное испарение в двух последовательно расположенных колоннах или перегонка с предварительным испарением легких фракций в колонне предварительного испарения.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках и на атмосферных секциях комбинированных установок может осуществляться разными способами: как однократное испарение в одной ректификационной колонне, двукратное испарение в двух последовательно расположенных колоннах или перегонка с предварительным испарением легких фракций в колонне предварительного испарения. Так-же ректификационные колонны могут быть вакуумными, где конденсация паров происходит при минимальном давлении.

Фракции, кипящие при температуре свыше 360°C, при атмосферной перегонке (перегонке при атмосферном давлении) не отделяются, так как при более высокой температуре начинается их термическое разложение (крекинг): крупные молекулы распадаются на более мелкие и состав сырья меняется. Чтобы этого избежать, остаток атмосферной дистилляции (мазут) подвергают перегонке в вакуумной колонне. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более низкой температуре, это позволяет разделить и более тяжелые составляющие. На этом этапе выделяются фракции смазочных масел, сырье для термического или каталитического крекинга, гудрон.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках и на атмосферных секциях комбинированных установок может осуществляться разными способами: как однократное испарение в одной ректификационной колонне, двукратное испарение в двух последовательно расположенных колоннах или перегонка с предварительным испарением легких фракций в колонне предварительного испарения. Также ректификационные колонны могут быть вакуумными, где конденсация паров происходит при минимальном давлении.

Фракции, кипящие при температуре свыше 360°C, при атмосферной перегонке (перегонке при атмосферном давлении) не отделяются, так как при более высокой температуре начинается их термическое разложение (крекинг): крупные молекулы распадаются на более мелкие и состав сырья меняется. Чтобы этого избежать, остаток атмосферной дистилляции (мазут) подвергают перегонке в вакуумной колонне. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более низкой температуре, это позволяет разделить и более тяжелые составляющие. На этом этапе выделяются фракции смазочных масел, сырье для термического или каталитического крекинга, гудрон.

В ходе первичной переработки получают разные виды сырья, которые затем будут подвергаться химическим преобразованиям в рамках вторичных процессов. У них уже привычные названия — бензин, керосин, дизель, — но они еще не соответствуют требованиям к товарным нефтепродуктам. Их дальнейшая трансформация необходима, чтобы улучшить потребительские качества, очистить, создать продукты с заданными характеристиками и повысить глубину переработки нефти.

Бензиновая фракция - Справочник химика 21

    Широкие фракции прямогонных бензинов (н.к.— 180°С) подвергают вторичной перегонке на блоках установок АТ и АВТ или на специальных установках вторичной перегонки с получением широкой утяжеленной или узких бензиновых фракций, используемых в качестве сырья каталитического риформинга. В зависимости от состава нефти, ассортимента нефтепродуктов и принятой поточной схемы переработки нефти на блоках и установках вторичной перегонки бензинов получают следующие фракции  [c.207]
    Образующиеся в процессе крекинга газы содержат олефины, которые полимеризацией или алкилированием могут быть превращены в полимер-бензин или алкилат, которые могут быть присоединены к крекинг-бензину. Этот процесс, не относящийся к нефтехимическим, здесь не рассматривается. В других случаях, например при значительном спросе на мазут, целесообразно в качестве сырья для крекинга использовать прямогонные фракции, выкипающие в пределах 200—400°, а остаток от прямой перегонки нефти использовать как отопительный мазут. Такое топливо, однако обладает чрезмерно высокой вязкостью. Его можно подвергать легкому крекингу, при котором образуется лишь немного бензина, но заметно понижается вязкость остатка. Это явление, называемое разрушением вязкости , весьма часто используется в технологии. Бензиновая фракция нефти, так называемый прямогонный бензин, разделяется далее на две фракции легкий и тяжелый бензины. Тяжелая бензиновая фракция для улучшения моторных свойств подвергается термическому или каталитическому риформингу, заключающемуся в кратковременном нагреве при высоком давлении в присутствии катализатора или без него, улучшающему антидетонационные свойства бензина. Принципиальная схема современного метода переработки нефти представлена на рис. 7 [7]. [c.18]

    К термическому крекингу относится также так Называемый риформинг. Его назначение — улучшение антидетонационных качеств (октанового числа) тяжелой бензиновой фракции прямой перегонки путем нагрева под давлением до 550—600°. [c.38]

    Гидроформинг-процесс представляет собой каталитический риформинг-процесс для бензиновых фракций, проводимый в присутствии катализатора (окись молибдена — окись алюминия) нри температуре 480—540° и давлении водорода 7—20 ат. В Германии этот процесс известен как процесс ВНО. Процесс гидроформинга сильно эндотермический, что можно видеть из следующих уравнений [c.102]


    Рассмотрим особенности синтеза разнородных (гетерогенных) схем ректификации нефтяных смесей. В практике нефтегазопереработки такие схемы встречаются на установках каталитического риформинга бензиновых фракций и используются они для выделения ароматических углеводородов из катализатов риформинга. Гетерогенные схемы разделения включают несколько разнородных процессов обычную ректификацию, экстрактивную и азеотропную ректификацию, абсорбцию или экстракцию. [c.144]

    Основным достоинством схем двукратного испарения является их высокая технологическая гибкость. Наличие первой ступени, в которой выделяется растворенный в нефти газ и часть бензиновых фракций, позволяет компенсировать возможные колебания в составе нефти и обеспечивает более стабильную работу атмосферной колонны. Применение отбензинивающей колонны позволяет также снизить давление на сырьевом насосе и разгрузить печь от легких фракций. [c.157]

    В связи с внедрением в промышленности новых процессов переработки, а также изменением требований к ассортименту и качеству нефтепродуктов предлагается пересмотреть программу исследования нефтей с целью расширения и уточнения ее [21], Расширенной программой исследования нефтей предусматривается определение кривых разгонки нефти, устанавливающих зависимость выхода фракций от температуры кипения и определяющих их качество давления насыщенных паров содержания серы асфальтенов смол силикагелевых парафинов кислотного числа коксуемости зольности элементного состава основных эксплуатационных свойств топливных фракций (бензинов, керосинов, дизельного топлива) группового углеводородного состава узких бензиновых фракций выхода сырья для каталитического крекинга, его состава и содержания в нем примесей, дезактивирующих катализатор потенциального содержания дистиллятных и остаточных масел качества и выхода остатка. [c.35]

    Отметим еще некоторые варианты схем двукратного испарения нефти. С целью комбинирования процессов первичной перегонки нефт и гидроочистки топливных фракций перегонку нефти предлагается осуществлять при давлении 2—7 МПа с предварительным подогревом нефти до 360—380 °С в присутствии водорода[ (20—500 м на 1 т сырья) с последующим обессериванием и ректификацией топливных фракций [10]. На рис. П1-7 показаны варианты технологических схем первичной перегонки нефти с гидро-обессериванием бензиновых фракций или всей суммы светлых фракций (бензина, керосина и дизельного топлива). [c.159]

    Схема трехкратного испарения нефти до мазута предлагается для перспективных высокопроизводительных установок АВТ мощностью 12 млн. т нефти в год [8] (рис. 1П-9). В схеме предусмотрены ступень предварительного отделения газа и бензиновых фракций в предварительном испарителе /ив отбензинивающей колонне 2, ступень атмосферной перегонки нефти в колонне 3 и ступень вакуумной перегонки в колонне 4 при 400—530 гПа для получения фракции тяжелого дизельного топлива и утяжеленного мазута. Разделение в последней ступени производится за счет тепла потоков атмосферной колонны, т. е. без дополнительного подогрева сырья. [c.160]

    Фракционный состав легких нефтяных фракций можно определять также хроматографическим методом [2, 3]. Разделение смесей проводится в колонке низкой эффективности длиной 1—4 м с неполярной жидкой фазой и линейным программированием температуры термостата колонки, т. е. с имитированием дистилляции. В указанных условиях разделения все компоненты смеси выводятся из колонки строго в порядке возрастания их температур кипения. Вследствие этого углеводороды, принадлежащие к разным классам, но имеющие одинаковые температуры кипения, выписываются одним пиком. Метод хроматографического анализа по сравнению с традиционными ректификационными методами имеет ряд преимуществ он позволяет наряду с фракционным составом смеси определять индивидуальный углеводородный состав бензиновых фракций, сокращает время анализа, уменьшает величину пробы, повышает надежность метода и позволяет использовать однотипную аппаратуру. [c.18]

    В настоящее время постоянно возрастает роль природного и попутного газов как сырья для нефтехимических производств. В связи с этим автор останавливается на методах выделения бензиновых фракций из попутного газа нефтедобычи. [c.6]

    Бензиновая фракция н. к. —180 °С используется как сырье установки вторичной перегонки бензинов (вторичной ректификации). [c.150]


    Платформинг-нроцесс получил дальнейшее развитие в ряде процессов каталитического риформинга, которые все направлены на улучшение антидетонационных свойств бензиновых фракций и основаны в первую очередь [c.104]

    Важнейшее значение для нефтехимической промышленности имеет большое количество водорода, получаемое при каталитическом риформинге. Подсчитано в среднем, что при каталитическом риформинге 100 л прямогонной бензиновой фракции освобождается около 8,2 водорода. Так как в будуш,ем термический риформинг будет, вероятно, полностью вытеснен каталитическими процессами, количество производимого таким способом водорода окажется очень значительным. Чистота водорода составляет 70—90% и он находится под давлением 14—50 ат. [c.106]

    Для получения бензола сначала из определенной бензиновой фракции методом четкой ректификации выделяют концентрат бензола, который должен содержать около 10% последнего, а затем методом экстрактивной перегонки получают 98— 99%-ный бензол с 90%-ным выходом. [c.108]

    Растворимость парафинов в бензиновых фракциях увеличивается с повышением молекулярного веса фракции примерно до 90, после чего снова начинает снижаться. Поэтому особенно пригодны в качестве [c.46]

    Фракцией называется часть (группа) углеводородов, выкипающая в определенном интервале температур. Все углеводороды, входящие в состав нефти и выкипающие при температурах 40—200° С, называют бензиновой фракцией. [c.10]

    Промежуточное положение между схемами однократного и двукратного испарения занимает схема с предварительным испарителем (рис. П1-5, а), получившая широкое распространение на отечественных заводах. По этой схеме часть легких бензиновых фракций после нагрева нефти в теплообменниках отделяется от нефти в предварительном испарителе, и, минуя печь, подается на разделение в основную ректификационную колонну вместе с частично отбензиненной нефтью [2], либо подается вместе с водяным паром под нижнюю тарелку колонны [5]. [c.155]

    Схемой двукратного испарения (рис. П1-6,а) предусматривается выделение газа и легких бензиновых фракций (до 140—160 °С) в ректификационной колонне (if =180—220 °С, Р = 0,2—0,8 МПа) с последующим разделением частично отбензиненной нефти на топливные фракции и мазут в ректификационной колонне с боковыми отпарными секциями 2 (/ =350—380°С, Р = 0,11—0,2 МПа). [c.157]

    Снижение давления перегонки нефти в основной колонне с 0,2 до 0,1 МПа и в секциях отпарки фракций керосина и дизельного топлива — до 685 гПа обеспечило удовлетворительное отделение легких фракций без водяного пара и подогрева низа отпарных секций, т. е. за счет тепла самих потоков-. При этом из фракции дизельного топлива 215—350°С при температуре верха отпарной секции 200°С и давлении 0,118 МПа отбирается до 4% керосиновой фракции 135—215°С и из керосиновой фракции 135—215°С при 0,1 МПа отбирается до 6% бензиновых фракций 80—135 С [32]. [c.172]

    Крекинг-процесс служит для превращения высококипящих (выше темпе]эатуры иинеиня бензина) составных частей нефти в смесь углеводородов, кипящих в интервале, типи Jпoм для бензиновых фракций. В ирин-ципе возмо киы два различные вида крекинга — термический и каталитический. [c.37]

    В схемах перегонки нефти иногда используют рециркуляцию потоков, например, возврат легкой или тяжелой бензиновой фракций из атмосферной колонны в отбензинивающую [12], возврат [c.160]

    С целью иллюстрации области применения перегонки и ректификации в нефтепереработке на рисунке изображена условная поточная схема переработки нефти, составленная из схем, приведенных в работах [1]. Как видно из приведенной схемы, перегонка и ректификация составляют основу таких процессов, как первичная перегонка нефти, вторичная перегонка бензиновых фракций и га-зоразделение. Перегонка играет также немаловажную роль практически во всех химических процессах переработки нефтяного сырья крекинге, риформинге, пиролизе, гидроочнстке, алкилировании, изомеризации н т. д. [c.15]

    При подаче 0,18% (масс.) на мазут водяного пара в. змеевик печи сокращается в два раза время пребывания мазута в печи и в два раза уменьшается выход газов разложения. В случае применения в вакуумсоздающих системах конденсаторов смешения примерно 30—40%) сероводорода и низкокипящих углеводородов растворяются в охлажденной воде и не доходят до последнего эжектора. В то же время при использовании конденсаторов поверхностного типа в выбросных газах эжекторов остаются бензиновые фракции, выход которых на мазут примерно равен выходу газов разложения и образовавшегося при разложения мазута сероводорода. [c.202]

    Условия процесса температура 75 С абсолютное давление 2,5 ат, (2,45 бар). Время пребывания (считая на бензин) 3,5 ч. Бензиновая фракция, испольнуемая в качестве растворителя, имеет плотность 0,70, среднюю молекулярную температуру кипения 90 С и молекулярный вес 95. [c.303]

    Нефть центробежным насосом 5 подается под давлением через три теплообменника 4, грязеотделитель 10 и мазутные теплообменники II и, нагретая до 170—175°, поступает в трубчатую псчь 1. Нагретая в печи до 330 и частично испарившаяся, нефть поступает в рект фикационную колонну 2, снабженную выносными отпарными секциями 3. С верха колонны отбирают бензиновую фракцию, а с боковых отпарных секций — лигроиновую, керосиновую и газой-левую. Пары бензина конденсируются и охлаждаются в теплообменнике и холодильнике 6. Проходя через газосепаратор 7, бензин тюступает в приемник 8, откуда часть бензина насосом 9 отбирается для орошения колонны. Остальные фракции, проходя теплообменники и холодильники, направляются в приемники. Мазут с низа колонны прокачивается насосом /2 через теплообменники 11 и холодильник в приемники. Существует различное конструктивное оформление установок прямой перегонки. [c.6]

    В процессе Галла тяжелая бензиновая фракция нагревается в трубчатой печи до 750° при очень высоко скорости потока. При этом наблюдается значительное газообразование. Жидкая составпая часть продуктов реакции содержит 17—18% толуола, 18% бензола и 6% ксилолов. В настоящее время такой процесс в измененном виде и в условиях максимального ограничения коксообразовапия применяется в первую очередь для получения газообразных олефинов. Ароматические углеводороды при этом в известных условиях являются желательным побочным продуктом. [c.101]

    Современные способы получения бензола, толуола и ксилолов из нефти основаны на том, что подходящая но составу нрямогонная бензиновая фракция, богатая нафтеновыми углеводородами и уже содержащая некоторое количество ароматических, нодвергается каталитическому дегидрированию, нри котором циклогексаны дегидрируются в ароматические углеводороды, а алкнлциклонентаны изомеризуются в цикло-гоксаиы, которые тотчас же дегидрируются в производные бензола. Как моясно видеть из табл. 8, бензин из нефти нафтенового основания содержит до 55% нафтеновых углеводородов, которые в процессе риформинга превращаются в ароматические. [c.102]

    По окончании продукт реакции тотчас нейтрализуют 20%-ной натриевой щелочью, причем образуется паста. Для разрушения диалкилсульфатов эту пасту нагревают 1 час. Часть нейтрального масла гидротроино растворенного в продуктах реакции осаждают добавкой пропилового спирта, оставшуюся часть удаляют извлечением низкокипящей бензиновой фракцией [c.213]

    По данным [1], число ком понентов в бензиновых фракциях может достигать 500, а в масляных фракциях еще больше, т. е. чем более высотокипящей является фракция, тем из большего числа компоненто1В она состоит и тем сложнее углеводородные соединения, ее составляющие. [c.17]

    Исследования процессов перегонки и ректификации нефтяных смесей показывают, что среди различных физикохимических и термодинамических свойств наиболее сильное влияние на разделение оказывают константы фазового равновесия компонентов смеси. В ряде случаев, например, при четкой ректификации бензиновых фракций, относительная ошибка в расчете констант фазового равновесия компонентов до 20—30% приводит к изменению требуемого флег-мового числа в 1,5—2 раза [36], а прн низкотемпературном разделении природных газов ошибка в 4,5% требует увеличения числа теоретических тарелок на 10% и орошения на 5%, ошибка же в 15% приводит к снижению производительности на 2,4% [37]. Поэтому расчету констант фазового равновесия компонентов должно уделяться самое серь-10 г % езное внимание. [c.42]

    Двухколонную схему перегонки нефти используют при разделении нефтей с большим содержанием легких бензиновых фракций и растворенных в нефти газов, для переработки сильнообвод-ненных и сернистых нефтей. Недостатками схемы двукратного испарения является более высокая температура нагрева отбензи-ненной нефти, необходимость поддержания температуры низа первой колонны горячей струей, на что расходуется большое количе- [c.157]

    Из испарителя высокого давления снизу уходит бензиновая фракция (рис. 1П-7, а) или сумма светлых нефтепродуктов (рнс. 111-7,6) в последнем случае для четкого отделения светлых фракций от мазута предусматривается еще колонна вторичной перегонки. Очевидно, схема а предназначена для перегонки малосернистых нефтей, а схема б —для перегонки средне- и вьгсокосерни-стых нефтей. Комбинирование процессов первичной перегонки нефти и гидроочистки топливных фракций в одной технологической установке позволяет снизить эксплуатационные затраты на величину, необходимую для повторного нагрева топливных фракций в процессе их гидроочистки. [c.159]

    Недостатки, допущенные при проектировании колонн K-i, не позволяют должным образом обобщить данные по оптимальным флегмовым числам, расходу горячей струи и числу тарелок, так как высокое качество разделения достигалось на разных заводах при различных флегмовых числах, изменяющихся в пределах от 0,5 до 5, и расходе горячей струи от 30 до 50% от тепла исходной нефти. Поэтому для обеспечения высокого отбора (порядка 96%) широкой бензиновой фракции н. к.— 160°С со сравнительно небольшим налеганием температур кипения (25— 30 °С) рекомендуется при числе тарелок в колонне 25—30 иметь флегмовое число больше 5 [18] и расход горячей струи больше 80% от тепла, подводимого с сырьем [14]. Последующий опыт эксплуатации колонн К-1, лишенных указанных выше конструктивных недостатков, позволит, очевидно, скорректировать рекомендуемые флегмовые числа и расходы горячей струи. [c.164]

    Узкий фракционный состав бензольной и ксилольной фракций объясняется необходимостью иметь в сырье установок каталитического риформинга максимальное содержание соответственно бе -золо- и ксилолобразующих углеводородов. В табл. VI. 1 приведены допустимые содержания примесей в узких бензиновых фракциях, показывающие необходимость обеспечения достаточно высокой четкости ректификации. [c.207]


Основные технологические процессы топливного производства. Нефтепереработка кратко - Переработка

Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных технологических процесса:

Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных технологических процесса:

1. Первичная переработка - Разделение нефтяного сырья на фракции различных интервалов температур кипения;

2. Вторичная переработка - Переработка фракций первичной переработки путем химического превращения содержащихся в них углеводородов и выработка компонентов товарных нефтепродуктов;

3. Товарное производство - Смешение компонентов с использованием различных присадок, с получением товарных н/продуктов с заданными показателями качества.

Номенклатура продукции нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) может включать до 40 позиций, в тч:

- моторное топливо,

- котельное топливо,

- сжиженные газы,

- сырье для нефтехимического производства,

- смазочное, гидравлическое и прочее масло,

- битум,

- нефтяной кокс,

- прочие н/продукты.

Номенклатура н/продуктов, получаемых на конкретных НПЗ, зависит от состава и свойств поставляемой сырой нефти и потребностей в н/продуктах.

Характеристики фракций:

Газы, растворенные в нефти в количестве 1,9 % масс на нефть, и полученные при первичной перегонке нефти, состоят в основном из пропана и бутана. Это - сырье газофракционирующих установок и топливо (бытовой сжиженный газ).

Фракции нк -62 и 62-85оС имеют небольшое октановое число, поэтому направляется на установку изомеризации для повышения октанового числа.

Фракция 85-120 оС - это сырье каталитического риформинга для получения бензола и толуола, компонентов высокооктанового бензина.

Фракции 85-120 и 120-180 оС - сырье каталитического риформинга для получения компонентов высокооктанового бензина, и компонента реактивного топлива.

Фракция 180-230 оС - компонент реактивного и дизельного топлива.

Фракции 230-280 оС и 280-350 оС - это фракции летнего и зимнего дизельного топлива. Цетановое число объединенной фракции 240 - 350 оС = 55 . Температура застывания -12 оС. Депарафинизация фракции 230 - 350 оС позволяет получить зимнее дизтопливо.

Фракция 350-500 оС - вакуумный газойль - сырье процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга для получения высокооктанового бензина.

Фракция, выкипающая при температурах выше 500 оС - гудрон - используется как сырье установок термического крекинга, висбрекинга, коксования, производства битума.

Нефтепереработка - непрерывный технологический процесс, остановка которого предусмотрена только для проведения планово - предупредительного ремонта (ППР), ориентировочно каждые 3 года.

Одна из основных задач модернизации НПЗ, проводимой компаниями, - это увеличение межремонтного периода, который, к примеру, у Московского НПЗ составляет около 4,5 лет.

Основная техническая единица НПЗ - технологическая установка, комплекс оборудования которой позволяет выполнить все операции основных технологических процессов переработки.

Основные операции

1. Поставка и прием нефти.

Основные пути доставки сырья на НПЗ:

- магистральные нефтепроводы (МНП) - основной для РФ вариант доставки сырой нефти,

- по железной дороге с использованием вагонов - цистерн,

- нефтеналивными танкерами для прибрежных НПЗ

Нефть поступает на заводской нефтетерминал (рис 1) в нефтяные резервуары (обычно, типа Шухова), который связан нефтепроводами со всеми технологическими установками завода.

Учет принятой на нефтетерминал нефти производится по приборам или путем замеров в нефтяных резервуарах.

2. Первичная переработка

2.1. Подготовка нефти к переработке (электрообессоливание).

Обессоливание служит для уменьшения коррозии технологического оборудования от сырой нефти.

Поступающую из нефтерезервуаров сырую нефть смешивают с водой для растворения солей и отправляют на ЭЛОУ - электрообессоливающую установку.

Электродегидраторы - цилиндрические аппараты со смонтированными внутри электродами - это основное оборудование ЭЛОУ.

Здесь под воздействием тока высокого напряжения (25 кВ и более), эмульсия (смесь воды и нефти) разрушается, вода собирается в низу аппарата и откачивается.

Для более эффективного разрушения эмульсии, в сырье вводятся специальные вещества - деэмульгаторы.

Температура процесса обессоливания - 100-120°С.

2.2.Перегонка нефти

Обессоленая и обезвоженная нефть с ЭЛОУ поступает на установку атмосферно-вакуумной перегонки нефти (АВТ - атмосферно-вакуумная трубчатка).

Нагрев нефти перед разделением на фракции производится в змеевиках трубчатых печей за счет тепла сжигания топлива и тепла дымовых газов.

В последнее время актуальность приобрела задача перевода печей с жидкого на газообразное топливо, что повышает эффективность техпроцесса и существенно улучшает экологию..

АВТ разделена на 2 блока - атмосферной и вакуумной перегонки.

2.2.1. Атмосферная перегонка

Атмосферная перегонка обеспечивает отбор светлых нефтяных фракций - бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих при температуре до 360°С, выход которых может составлять 45-60% на нефть.

Нагретая в печи нефть разделяются на отдельные фракции в ректификационной колонне - цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость - вниз.

Различные по размеру и конфигурации ректификационные колонны используются на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них меняется в интервале 20 - 60.

Тепло подводится в нижнюю часть колонны и отводится с верхней части колонны, поэтому температура в колонне постепенно снижается от низа к верху.

В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, а жидкий мазут - остаток атмосферной перегонки , откачивается с низа колонны.

2.2.2. Вакуумная перегонка

Вакуумная перегонка обеспечивает отбор масляных дистиллятов или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) от мазута.

На НПЗ топливно-масляного профиля - отбор масляных дистиллятов, на НПЗ топливного профиля - вакуумного газойля.

Термическое разложение углеводородов (крекинг) начинается при при температуре более 380°С , а конец кипения вакуумного газойля - при 520°С и более.

Перегонка при близком к вакууму остаточном давлении 40-60 мм рт ст позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С, что позволяет отбирать масляные фракции..

Паровые или жидкостные эжекторы - основное оборудование для создания разряжения в колонне.

Остаток вакуумной перегонки - гудрон.

2.2.3. Стабилизация и вторичная перегонка бензина

Получаемая на блоке АВТ бензиновая фракция не может быть использована по следующим причинам:

- содержит газы, в основном пропан и бутан, в превышающем требования по качеству объеме, что не позволяет использовать их как компоненты автомобильного бензина или товарного прямогонного бензина,

- процессы нефтепереработки, направленные на повышение октанового числа бензина и производства ароматических углеводородов в качестве сырья используют узкие бензиновые фракции.

Поэтому используется техпроцесс, в результате которого от бензиновой фракции отгоняются сжиженные газы, и осуществляется ее разгонка на 2-5 узких фракций на соответствующем количестве колонн.

Продукты первичной переработки нефти, собственно, как и продукты в других техпроцессах переработки, охлаждаются:

- в теплообменниках, что обеспечивает экономию технологического топлива,

- в водяных и воздушных холодильниках.

Далее продукты первичной переработки идут на очередные переделы.

Установка первичной переработки - обычно комбинированные ЭЛОУ -АВТ - 6 мощностью переработки до 6 млн т/ год нефти, в составе:

- блока ЭЛОУ, предназначенного для подготовки нефти к переработке путем удаления из нее воды и солей,

- блока АТ, предназначенного для разгонки светлых нефтепродуктов на узкие фракции,

- блока ВТ, предназначен для разгонки мазута (>350оС) на фракции,

- блока стабилизации, предназначенного для удаления из бензина газообразных компонентов, в тч коррозийно-активного сероводорода и углеводородных газов,

- блока вторичной разгонки бензиновых фракций, предназначенного для разделения бензина на фракции.

В стандартной конфигурации установки, сырая нефть смешивается с деэмульгатором, нагревается в теплообменниках, 4мя параллельными потоками обессоливается в 2х ступенях горизонтальных электродегидраторов, дополнительно нагревается в теплообменниках и направляется в отбензинивающую колонну.

Тепло к нижнейчасти этой колонны подводится горячей струей, циркулирующей через печь.

Далее частично отбензиненная нефть из колонны после нагрева в печи направляется в основную колонну, где осуществляется ректификация с получением паров бензина в верхней части колонны, 3 боковых дистиллятов из отпарных колонн и мазута в нижней части колонны.

Отвод тепла в колонне осуществляется верхним испаряющим орошением и 2мя промежуточными циркуляционными орошениями.

Смесь бензиновых фракций из колонн и направляется на стабилизацию в колонну, где сверху отбираются легкие головные фракции (жидкая головка), а снизу- стабильный бензин.

Стабильный бензин в колоннах подвергается вторичной перегонке с получением узких фракций, используемых в качестве сырья для каталитического риформинга.

Тепло к низу стабилизатора и колонн вторичной перегонки подводится циркулирующими флегмами, нагреваемыми в печи.

Мазут из основной колонны в атмосферной секции насосом подается в вакуумную печь, откуда с температурой 420 оС направляется в вакуумную колонну.

В нижнюю часть этой вакуумной колонны подается перегретый водяной пар.

С верха колонны водяной пар вместе с газообразными продуктами разложения поступает в поверхностные конденсаторы, откуда газы разложения отсасываются 3-ступенчатыми пароэжекторными вакуумными насосами.

Остаточное давление в колонне 50 мм рт cт.

Боковым погоном вакуумной колонны служат фракции , которые насосом через теплообменник и холодильник направляются в емкости.

В 3 сечениях вакуумной колонны организовано промежуточное циркуляционное орошение. Гудрон в низу вакуумной колонны откачивается насосом через теплообменник и холодильник в резервуары.

Аппаратура и оборудование АВТ-6 занимают площадку 265*130 м2, или 3.4 га.

Инфраструктура ЭЛОУ - АВТ - 6 включает:

- подстанцию, насосную станцию для перекачки воды и компрессорную станцию,

- блок ректификационной аппаратуры,

- конденсационно-холодильная аппаратура и промежуточные емкости, установленные на 1-ярусном ж/бетонном постаменте,

- насосы технологического назначения для перекачки н/продуктов,

- многосекционные печи общей тепловой мощностью порядка 160 млн ккал*ч, используемых в качестве огневых нагревателей мазута, нефти и циркулирующей флегмы.

Продукты первичной переработки нефти



Фотографии установок первичной переработки различной конфигурации

Рис. 3. Установка ЭЛОУ-АВТ-6 Саратовского НПЗ. В центре - атмосферная колонна (показаны точки отбора фракций), справа - вакуумная

Рис. 4. Установки вторичной перегонки бензина и атмосферной перегонки на НПЗ «Славнефть-ЯНОС» (слева направо)

Рис. 5. Установка вакуумной перегонки мощностью 1,5 млн. тонн в год на Туркменбашинском НПЗ по проекту фирмы Uhde

Рис. 6. Установка вакуумной перегонки мощностью 1,6 млн. тонн в год на НПЗ «ЛУКОЙЛ-ПНОС». На переднем плане - трубчатая печь (жёлтого цвета)

Рис. 7. Вакуумсоздающая аппаратура фирмы Graham. Видны 3 эжектора, в которые поступают пары с верха колонны

3. Вторичная переработка нефти

Продукты первичной переработки нефти, как правило, не являются товарными н/продуктами.

Например, октановое число бензиновой фракции составляет около 65 пунктов, содержание серы в дизельной фракции может достигать 1,0% и более, тогда как норматив составляет, в зависимости от марки, 0,005% - 0,2%.

Кроме того, темные нефтяные фракции могут быть подвергнуты дальнейшей квалифицированной переработке.

Поэтому, нефтяные фракции поступают на установки вторичных процессов, которые обеспечивают улучшение качества н/продуктов и углубление переработки нефти.

Каталитический крекинг (каткрекинг) - важнейший процесс нефтепереработки, существенно влияющий на эффективность НПЗ в целом.

Сущность процесса заключается в разложении углеводородов, входящих в состав сырья (вакуумного газойля) под воздействием температуры в присутствии цеолитсодержащего алюмосиликатного катализатора.

Целевой продукт установки КК - высокооктановый компонент бензина с октановым числом 90 п и более, его выход составляет 50 - 65% в зависимости от используемого сырья, применяемой технологии и режима.

Высокое октановое число обусловлено тем, что при каткрекинге происходит также изомеризация.

В ходе процесса образуются газы, содержащие пропилен и бутилены, используемые в качестве сырья для нефтехимии и производства высокооктановых компонентов бензина, легкий газойль - компонент дизельных и печных топлив, и тяжелый газойль - сырье для производства сажи, или компонент мазутов.

Мощность современных установок в среднем 1,5 - 2,5 млн т/год, но есть и 4,0 млн т/год.

Ключевым участком установки является реакторно-регенераторный блок.

В состав блока входит печь нагрева сырья, реактор, в котором непосредственно происходят реакции крекинга, и регенератор катализатора.

Назначение регенератора - выжиг кокса, образующегося в ходе крекинга и осаждающегося на поверхности катализатора. Реактор, регенератор и узел ввода сырья связаны трубопроводами (линиями пневмотранспорта), по которым циркулирует катализатор.

Мощностей каталитического крекинга на российских НПЗ в настоящее время недостаточно, и за счет ввода новых установок решается проблема с прогнозируемым дефицитом бензина.

Сырье с температурой 500-520°С в смеси с пылевидным катализатором движется по лифт-реактору вверх в течение 2-4 секунд и подвергается крекингу.

Продукты крекинга поступают в сепаратор, расположенный сверху лифт-реактора, где завершаются химические реакции и происходит отделение катализатора, который отводится из нижней части сепаратора и самотеком поступает в регенератор, в котором при температуре 700°С осуществляется выжиг кокса.

После этого восстановленный катализатор возвращается на узел ввода сырья.

Давление в реакторно-регенераторном блоке близко к атмосферному.

Общая высота реакторно-регенераторного блока составляет 30 - 55 м, диаметры сепаратора и регенератора - 8 и 11 м соответственно для установки мощностью 2,0 млн т/год.

Продукты крекинга уходят с верха сепаратора, охлаждаются и поступают на ректификацию.

Каткрекинг может входить в состав комбинированных установок, включающих предварительную гидроочистку или легкий гидрокрекинг сырья, очистку и фракционирование газов.

В правой части - реактор, слева от него - регенератор

Гидрокрекинг - процесс, направленный на получение высококачественных керосиновых и дизельных дистиллятов, а также вакуумного газойля путем крекинга углеводородов исходного сырья в присутствии водорода.

Одновременно с крекингом происходит очистка продуктов от серы, насыщение олефинов и ароматических соединений, что обуславливает высокие эксплуатационные и экологические характеристики получаемых топлив.

Например, содержание серы в дизельном дистилляте гидрокрекинга составляет миллионные доли %.

Получаемая бензиновая фракция имеет невысокое октановое число, ее тяжелая часть может служить сырьем риформинга.

Гидрокрекинг также используется в масляном производстве для получения высококачественных основ масел, близких по эксплуатационным характеристикам к синтетическим.

Линейка сырья гидрокрекинга довольно широкая - прямогонный вакуумный газойль, газойли каталитического крекинга и коксования, побочные продукты маслоблока, мазут, гудрон.
Установки гидрокрекинга, как правило, строятся большой единичной мощности переработки - 3-4 млн т/год.

Обычно объемов водорода, получаемых на установках риформинга, недостаточно для обеспечения гидрокрекинга, поэтому на НПЗ сооружаются отдельные установки по производству водорода путем паровой конверсии углеводородных газов.

Технологические схемы принципиально схожи с установками гидроочистки - сырье, смешанное с водородосодержащим газом (ВСГ), нагревается в печи, поступает в реактор со слоем катализатора, продукты из реактора отделяются от газов и поступают на ректификацию.

Однако, реакции гидрокрекинга протекают с выделением тепла, поэтому технологической схемой предусматривается ввод в зону реакции холодного ВСГ, расходом которого регулируется температура. Гидрокрекинг - один из самых опасных процессов нефтепереработки, при выходе температурного режима из-под контроля, происходит резкий рост температуры, приводящий к взрыву реакторного блока.

Аппаратурное оформление и технологический режим установок гидрокрекинга различаются в зависимости от задач, обусловленных технологической схемой конкретного НПЗ, и используемого сырья.

Например, для получения малосернистого вакуумного газойля и относительно небольшого количества светлых (легкий гидрокрекинг), процесс ведется при давлении до 80 атм на одном реакторе при температуре около 350°С.

Для максимального выхода светлых (до 90%, в том числе до 20% бензиновой фракции на сырье) процесс осуществляется на 2х реакторах.

При этом, продукты после 1го реактора поступают в ректификационную колонну, где отгоняются полученные в результате химических реакций светлые, а остаток поступает во 2й реактор, где повторно подвергается гидрокрекингу.

В данном случае, при гидрокрекинге вакуумного газойля давление составляет около 180 атм, а при гидрокрекинге мазута и гудрона - более 300.

Температура процесса, соответственно, варьируется в интервале 380 - 450°С и выше.

В России технология гидрокрекинга внедрена в 2000х гг на НПЗ в Перми, Ярославле и Уфе, на ряде заводов установки гидроочистки реконструированы под процесс легкого гидрокрекинга.

Совместное строительство установок гидрокрекинга и каталитического крекинга в рамках комплексов глубокой переработки нефти представляется наиболее эффективным для производства высокооктановых бензинов и высококачественных средних дистиллятов.

4. Товарное производство

В ходе вышеуказанных технологических процессов вырабатываются только компоненты моторных, авиационных и котельных топлив с различными показателями качества.

Например, октановое число прямогонного бензина составляет около 65, риформата - 95-100, бензина коксования - 60.

Другие показатели качества (например, фракционный состав, содержание серы) у компонентов также различаются.

Для получения товарных н/продуктов организуется смешение полученных компонентов в соответствующих емкостях НПЗ в соотношениях, которые обеспечивают нормируемые показатели качества.

Расчет рецептуры смешения (компаундирования) компонентов осуществляется при помощи модулей математических моделей, используемых для планирования производства по НПЗ в целом.

Исходными данными для моделирования являются прогнозные остатки сырья, компонентов и товарной продукции, план реализации н/продуктов в разрезе ассортимента, плановый объем поставок нефти. Таким образом возможно рассчитать наиболее эффективные соотношения между компонентами при смешении.

Зачастую на заводах используются устоявшиеся рецептуры смешения, которые корректируются при изменении технологической схемы.

Компоненты н/продуктов в заданном соотношении закачиваются в емкость для смешения, куда также могут подаваться присадки.

Полученные товарные н/продукты проходят контроль качества и откачиваются в резервуары товарно-сырьевой базы, откуда отгружаются потребителю.

5. Доставка нефтепродуктов

- перевозка ж/д транспортом - основной способ доставки н/продуктов в России. Для погрузки в вагоны-цистерны используются наливные эстакады.

- по магистральным нефтепродуктопроводам (МНПП) Транснефтепродукта,

- речными и морскими судами.

виды и характеристики, методы фракционирования

Фракции нефти определяются лабораторным путем, поскольку продукт содержит органические вещества, обладающие разным давлением насыщенных паров. О температуре кипения, как таковой, говорить нельзя, но вычисляется начальная точка и предел. Определенный интервальный промежуток кипения нефти +28-540°С. По нему определяется фракционный состав нефти. Он регламентирован стандартом ГОСТ 2177-99. За начало кипения принята температура, при которой появляется конденсат. Завершением кипения считается момент прекращения испарения паров. Лабораторные испытания проходят на перегонных аппаратах, где фиксируются устойчивые показания и выводится кривая температур кипения методом перегонки. Разделение нефти и нефтепродуктов на фракции до +200°С производится при атмосферном давлении. Остальные в более высоких температурах отбираются под вакуумом, чтобы не произошло разложения.

Методы определения фракционного состава нефтепродуктов

Фракционирование нефти необходимо, чтобы выбрать направления переработки сырьевой базы, узнать точное содержание базовых масел при перегонке нефти. На основании этого классифицируются все свойства фракций.

  • Метод A — использование автоматических аппаратов для определения фракционного состава нефти и отдельных псевдокомпонентов. Колбы используются из термостойкого стекла, дно и стенки которых одинаковой толщины.
  • Метод B – применение четырехгнездного, или шестигнездного аппарата. Колбы с круглым дном вместимостью 250 см3. Метод применяется только для разгонки темных нефтепродуктов.

Виды и свойства нефтяных фракций

Фракционный состав нефти определяется согласно российскому стандарту перегонки или ректификации, который соответствует разгонке Эглера. В основе разделение сложного состава углеводных газов на промежуточные элементы. На основе кипения высоких температур классифицируется 3 вида переработки нефти.

  • Простая перегонка — во время испарения пар конденсирует.
  • Дефлегмация — только высококипящие пары выделяют конденсат и возвращаются обратно в общую смесь в виде флегмы. Низкокипящие пары полностью испаряются.
  • Ректификация — процесс соединения двух предыдущих видов обработки, когда достигается максимальная концентрация и конденсирование низкокипящих паров.

В процессе определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов, а также их свойств, происходит разделение на следующие виды фракций:

  • легкие (к этому типу относят бензиновую и петролейную) – выходят при температуре до 140°С при атмосферном давлении;
  • средние (сюда относятся: керосиновая, дизельная, лигроиновая) при атмосферном давлении в интервале температур 140-350°С;
  • при вакуумной переработке и температурах более 350°С получаются фракции, которые называют тяжелые (Вакуумный газойль, гудрон).

Фракции также делят на светлые (сюда относят легкие и средние) и темные или мазуты (это тяжелые фракции).

Фракции нефти таблица

А теперь подробнее об основных видах нефтяных фракций:

Петролейная фракция

Эфир или масло Шервуда — это бесцветная жидкость, которая состоит из пентана и гексана. Сразу испаряется при невысоких температурах. Является растворителем для создания экстрактов, топливо для зажигалок, горелок. Получается при температурах до + 100°С.

Бензиновая фракция

Бензиновая фракция нефти построена на сложной схеме углеродных соединений, которые выкипают при температуре + 140°С. Основное применение — используется для получения топлива к двигателям внутреннего сгорания и в качестве сырья в нефтехимии. В основе бензиновой фракции парафиновые вещества: метилциклопентан, циклогексан, метилциклогексан. Бензин содержит жидкие алканы в составе- природные, попутные, газообразные. Они подразделяются также на разветвленные и неразветвленные. Состав зависит от качественного соотношения компонентов сырья. Это говорит о том, что хороший бензин получается далеко не их всех сортов нефти. Ценность вида в том, что в процессе распада на соединения, образуются ароматические углеводороды, доля которых в сырьевой массе катастрофически мала.

Лигроиновая фракция

Подвид включает в себя тяжелые элементы. Насыщенность ароматическими углеводородами больше, чем у других соединений. Является компонентом для производства товарных бензинов, осветительных керосинов, реактивного топлива, органическим растворителем. Выступает как наполнитель бытовой техники. Химический состав: полициклические, циклические и ненасыщенные углеводороды. Отличается наличие серы, процент от общей массы которой зависит от месторождения, уровня залегания и качества сырьевого продукта.

Керосиновая фракция

Керосиновая фракция нефти — в первую очередь это топливо для реактивных двигателей. Используется в производстве лакокрасочной продукции и добавляется как растворитель в краску для стен и полов. Выступает сырьем в процессах синтеза веществ. Соединения углеводов с повышенным содержанием парафина. Наблюдается низкое содержание ароматических углеводов. Керосиновая фракция выделяется при атмосферной перегонке в пределах + 220°С.

Дизельная фракция

Подвид находит применение в изготовлении дизельного топлива для быстроходных видов транспорта, а также используется как вторичное сырье. В процессе обработки выделяется керосин, используемый для в лакокрасочной промышленности и приборостроении, изготовлении химии для автотранспорта. Преобладание смесей углеводородов нафтена. Для получения топлива, которые не застывает при -60°С, состав проходит карбамидную депарафинизацию. Это перемешивание всех компонентов в течение 1 часа и последующая фильтрация через воронку Бюхнера.

Мазут

Качественный состав смеси: масла смол, органические соединения с микроэлементами. Углеводородные компоненты: асфальтен, карбен, карбоид. При вакуумной перегонке из мазута производится гудрон, парафин, технические масла. Основное применение — жидкое топливо для котельных за характеристики вязкости. Топочный мазут подразделяется на 3 основных вида: флотский, средне-котельный и тяжелый. Последний применяется на ТЭЦ, средний вид — в котельных предприятий. Флотский — неотъемлемая часть работы судоходного транспорта.

Гудрон

Качество компонентов в процентном соотношении определяется так:

  • Парафин, нафтен — 95%.
  • Асфальтен — 3%.
  • Смолы — 2%.

Вакуумный гудрон получается в результате завершения всех процессов разделения и перегонки. Температура выкипания + 500°С. На выходе получается вязкая консистенция черного цвета. Жидкостный состав используется в дорожном строительстве. Из него производят битумы для кровельных материалов. Гудрон необходим для создания кокса — продукта стратегического назначения. Компонент используется в изготовлении котельного топлива. В нем сконцентрирован самый большой процент тяжелых металлов, содержащихся в нефти.

Сырьевые показатели нефтепродуктов зависят от глубины залегания и вида месторождения. Это учитывается при формировании фракций нефти и достижения процентного соотношения компонентов.

Прямогонный бензин | НалогОбзор.Инфо

Прямогонный бензин — это бензиновые фракции (за исключением автомобильного бензина, авиационного керосина, акрилатов), полученные в результате:

  • перегонки (фракционирования) нефти, газового конденсата, попутного нефтяного газа, природного газа;
  • переработки (химических превращений) горючих сланцев, угля, фракций нефти, фракций газового конденсата, попутного нефтяного газа, природного газа.


Бензиновая фракция — это смесь углеводородов в жидком состоянии (при температуре 15°С или 20°С и давлении 760 мм ртутного столба), соответствующая одновременно следующим физико-химическим характеристикам:

  • плотность не менее 650 кг/м3 и не более 749 кг/м3 при температуре 15°С или 20°С;
  • значение показателя температуры, при которой перегоняется по объему не менее 90% смеси (давление 760 мм ртутного столба), не превышает 215°С.

Не признаются бензиновой фракцией следующие виды фракций:

  • фракция, полученная в результате алкилирования (олигомеризации) углеводородных газов;
  • фракция, массовая доля метил-трет-бутилового эфира и (или) иных эфиров и (или) спиртов в которой не менее 85%;
  • фракция, полученная в результате окисления и этерификации олефинов, ароматических углеводородов, спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот;
  • фракция, полученная в результате гидрирования, гидратации и дегидрирования спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот;
  • фракция, массовая доля бензола и (или) толуола и (или) ксилола (в том числе параксилола и ортоксилола) в которой не менее 85%;
  • фракция, массовая доля пентана и (или) изопентана в которой не менее 85%;
  • фракция, массовая доля альфаметилстирола в которой не менее 95%.

Подпункт 10 пункта 1 статьи 181 Налогового кодекса РФ.

Фракционный Состав Нефти | PetroDigest.ru

Нефть представляет собой многокомпонентную непрерывную смесь углеводородов и гетероатомных соединений. Разделить такую смесь на индивидуальные соединения с помощью одних только физических методов, в частности, перегонкой, невозможно. Поэтому нефть сначала разделяют на отдельные фракции или дистилляты, которые являются менее сложными смесями и имеют определенные интервалы температур кипения.

Такой процесс называется фракционированием (или ректификацией), и составляет суть первичной переработки нефти. На нефтеперерабатывающих заводах фракционирование осуществляется с помощью специальных установок - атмосферно-вакуумных трубчаток (АВТ).

 

Нефтяная фракция – группа соединений, входящих в состав нефти, и выкипающих в определенном интервале температур.

 

Первичная переработка, в свою очередь, включает две стадии: атмосферная перегонка и дистилляция под вакуумом. При атмосферной перегонке получают так называемые светлые дистилляты - фракции, выкипающие при температуре до 350 ⁰С. Остаток, образовавшийся после отбора светлых дистиллятов, называют мазутом, и его разгонка происходит уже под вакуумом (вакуумная дистилляция).

При перегонке нефти получается следущие фракции:

 

ГрадацияФракция©PetroDigest.ruТемпература выкипанияУсловия
Светлые Легкие Петролейная до 100 °С Атмосферная перегонка
Бензиновая 100 - 140 °С
Средние Лигроиновая (нафта) 140 - 180 °С
Керосиновая 180 - 220 °С
Дизельная 220 - 350 °С
Темные (мазут) Тяжелые (маслянные) Вакуумный газойль 350 - 500 °С (кажущаяся) Вакуумная перегонка
Гудрон (вакуумный остаток) свыше 500 °С (кажущаяся)

 

Состав фракций определяет направление дальнейшего их использования. В большинстве случаев фракции, полученные при первичной переработке нефти подвергаются более глубокой вторичной переработке, для получения необходимых нефтепродуктов конкретного состава.

Ниже приведена таблица общего состава фракций, некоторые физические свойства и области применения:

 

ФракцияСостав©PetroDigest.ruФизические свойстваПрименение
Петролейная
(петролейный эфир, нефтяной эфир, масло Шервуда)
Пентан, гексан

Бесцветная жидкость. Плотность: 0,650 - 0,695 г/см3.

Элюент в жидкостной хроматографии, растворитель для экстракции, топливо для зажигалок и каталитических горелок
Бензиновая Смесь углеводородов различного строения до С11. В наибольшем количестве содержаться метилциклопентан, циклогексан, метилциклогексан, а также толуол и метаксилол. Плотность: около 0,71 г/см3 Получение различных видов и сортов топлива для двигателей внутреннего сгорания
Лигроиновая (нафта) Углеводороды С8 - С14, значительно больше ароматических углеводородов, чем в бензиновой фракции. Содержание нафтенов в три раза превышает содержание парафинов. Плотность: 0,78 - 0,79 г/см3 Компонент товарных бензинов, осветительных керосинов и реактивных топлив. Органический растворитель.
Керосиновая Углеводороды С6 - С12 Высокое содержание изопарафинов, низкое содержание бициклических ароматических углеводородов Плотность: 0,78 – 0,85 г/см3 Высококачественного топлива для реактивных двигателей, сырья для нефтехимического синтеза, растворители в лакокрасочной промышленности
Дизельная Преимущественно циклопентан и циклогексан, мало ароматических углеводородов (до 25 %), нафтены преобладают над парафинами. Присутствуют органические кислород- и азотсодержащие соединения. Плотность: 0.82 –0,86 г/см3 Товарное топливо для быстроходных дизелей, сырье для процессов вторичной переработки
Мазут Смесь углеводородов с молекулярной массой от 400 до 1000, нефтяных смол с мол.массой 500 – 3000, асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих различные микроэлементы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca, Ti, Hg, Zn и др. Вязкость кинематическая: 8 – 80 мм2/с; Плотность 0,89 – 1 г/см3; Температура застывания 10 – 40 °С; Содержание серы 0,5 – 3,5 %; Содержание золы 0,3 % Жидкое котельное топливо и сырье для дальнейшей переработки – вакуумной перегонки: масла, парафины, церезины, гудрон
Вакуумный газойль Содержание парфино-нафтеновых углеводородов 20 - 70%, остальное - ароматические углеводороды и гетероатомные соединения Плотность: 0,860 - 0,950 г/см3 Сырье для каталитического крекинга и гидрокрекинга, получение масел
Гудрон Содержит парафины, нафтены и ароматические углеводороды, преимущественно с большим числом атомов углерода, а также асфальтены и нефтяные смолы. В гудроне концентрируется основное количество, содержащихся в нефти металлов. Плотность: 0,95 – 1,03 г/см3 Получение кокса и битума. Входит в состав некоторых котельных топлив.

 

 

Стоит также отметить разделение на фракции тяжелых нефтепродутов (преимущественно, вакуумного газойля), для получения нефтяных масел.

Ниже приведены границы выкипания фракций нефтяных масел, которые представляют собой смесь высококипящих углеводородов (в основном алкилнафтеновых и алкилароматических) и получаемых путем дистилляции при температурах более 300 ⁰С:

 

Фракции нефтяных маселТемпература выкипания©PetroDigest.ru
Легкая (трансформаторный дистиллят) 300 - 400 °С
Средняя (машинный дистиллят) 400 - 450 °С
Тяжелая (цилиндровый дистиллят) 450 - 490 °С

 

По способу производства нефтяные масла делятся на:

  • дистилляционные, получаемые непосредственно дистилляцией,
  • остаточные - удаление нежелательных компонентов из гудронов, депарафинизация и гидроочистка
  • компаундированные - смешение дистилляционных и остаточных нефтяных масел

Бензин

Какое октановое число?

Требования к октановому числу топлива для бензиновых двигателей различаются в зависимости от степень сжатия двигателя. Степень сжатия двигателя составляет относительный объем цилиндра от самого нижнего положения хода поршня до самого верхнего положения поршня Инсульт. Чем выше степень сжатия двигателя, тем больше количество тепла, выделяемого в цилиндре во время сжатия Инсульт.

Если октановое число топлива слишком низкое для данной степени сжатия, топливо преждевременно и самопроизвольно воспламеняется слишком рано и заправка топлива ВЗРЫВАЕТСЯ, а не ГОРЯЕТ, что приводит к неполному горение. Чистый эффект - потеря мощности, возможно, двигатель повреждение и слышимый "стук" или "пинг", называется детонацией.

Октановое число бензина является мерой его устойчивость к ударам.Октановое число определяется путем сравнения характеристики бензина к изооктану (2,2,4-триметилпентан) и гептан. Изооктану присвоено октановое число 100. представляет собой сильно разветвленное соединение, которое горит плавно, с небольшими стучать. С другой стороны, гептан, прямая цепь, неразветвленная молекуле присваивается нулевое октановое число из-за ее плохой детонационные свойства.

Бензин прямогонный (непосредственно с НПЗ). столбец) имеет октановое число около 70.Другими словами, прямолинейный бензин имеет такие же детонационные свойства, что и смесь 70% изооктан и 30% гептан. Многие из этих соединений прямые цепные алканы. Крекинг, изомеризация и другие процессы рафинирования может использоваться для повышения октанового числа бензина примерно до 90. Могут быть добавлены антидетонационные агенты для дальнейшего повышения октанового числа. рейтинг.

Фракционная дистилляция - Энергетическое образование

Рисунок 1.Схема колонны фракционной перегонки, показывающая, где будут конденсироваться различные фракции. [1] Обратите внимание, что температура выше внизу, поэтому чем длиннее углеродные цепи выпадут внизу, тем более короткие углеродные цепи поднимутся вверх по колонке, пока не достигнут температуры, при которой они станут жидкими.

Фракционная перегонка - это процесс, с помощью которого нефтеперерабатывающие заводы разделяют сырую нефть на различные, более полезные углеводородные продукты на основе их относительной молекулярной массы в дистилляционной башне.Это первый шаг в переработке сырой нефти, и он считается основным процессом разделения, поскольку он выполняет начальное грубое разделение различных видов топлива. [2] Различные компоненты, которые отделяются во время этого процесса, известны как фракции . Выделяемые фракции включают бензин, дизельное топливо, керосин и битум. [3] Фракционная перегонка позволяет производить множество полезных продуктов из сырой нефти, что имеет множество экологических последствий для использования этих полезных продуктов!

Процесс

Процесс фракционной перегонки довольно прост, но эффективен тем, что разделяет все различные сложные компоненты сырой нефти.Сначала сырая нефть нагревается до испарения и подается на дно дистилляционной башни. Образующийся пар затем поднимается по вертикальной колонне. По мере того, как газы поднимаются через башню, температура снижается. При понижении температуры определенные углеводороды начинают конденсироваться и уходить на разных уровнях. Каждая фракция, которая конденсируется на определенном уровне, содержит молекулы углеводородов с одинаковым числом атомов углерода. [4] Эти «сокращения» точки кипения позволяют отделить несколько углеводородов в одном процессе. [5] Именно такое охлаждение с высотой башни позволяет разделение.

После этой грубой очистки отдельные виды топлива могут подвергаться дополнительной очистке для удаления любых загрязняющих или нежелательных веществ или для улучшения качества топлива за счет крекинга.

Фракции

Существует несколько способов классификации полезных фракций, получаемых при перегонке из сырой нефти. Один из основных способов - разделение на три категории: легкие, средние и тяжелые фракции.Более тяжелые компоненты конденсируются при более высоких температурах и удаляются в нижней части колонны. Более легкие фракции могут подниматься выше в колонне, прежде чем они охладятся до температуры конденсации, что позволяет удалить их на несколько более высоких уровнях. [3] Кроме того, фракции обладают следующими свойствами: [5]

  • Легкий дистиллят является одной из наиболее важных фракций, а его продукты имеют температуру кипения около 70-200 ° C.Подходящие углеводороды в этом диапазоне включают бензин, нафту (химическое сырье), керосин, реактивное топливо и парафин. Эти продукты очень летучие, имеют небольшие молекулы, имеют низкие температуры кипения, легко текут и легко воспламеняются. [4]
  • Средний дистиллят - это продукты с температурой кипения 200-350 ° C. Продукция в этом диапазоне включает дизельное топливо и газойль, которые используются при производстве городского газа и для коммерческого отопления.
  • Тяжелый дистиллят - это продукты с самой низкой летучестью и температурой кипения выше 350 ° C.Эти фракции могут быть твердыми или полутвердыми, и, возможно, их необходимо нагреть, чтобы они текли. В этой фракции производится мазут. Эти продукты имеют большие молекулы, низкую летучесть, плохо текут и не воспламеняются. [4]

Однако есть два основных компонента, которые не учитываются в этих трех категориях. На самом верху башни находятся газы, которые слишком летучие для конденсации, такие как пропан и бутан. Внизу находятся «остатки», содержащие тяжелые смолы, слишком плотные для подъема на башню, включая битум и другие воски.Для дальнейшей перегонки их подвергают паровой или вакуумной перегонке, поскольку они очень полезны. [5]

Пожалуйста, посмотрите видео ниже из школы плавких предохранителей, чтобы увидеть, как работает фракционная дистилляция.

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons. (25 мая 2015 г.). Башня перегонки сырой нефти [Онлайн]. Доступно: http: //upload.wikimedia.org / wikipedia / commons / thumb / 6 / 6e / Crude_Oil_Distillation-en.svg / 260px-Crude_Oil_Distillation-en.svg.png
  2. ↑ Й. Краушаар, Р. Ристинен. (26 мая 2015 г.) Энергетика и окружающая среда, 2-е изд. Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, 2006 г.
  3. 3,0 3,1 Р. Вольфсон. (25 мая 2015 г.) Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд. Нью-Йорк, США: Нортон, 2012, стр. 97-98.
  4. 4,0 4,1 4,2 GCSE Bitesized.(26 мая 2016 г.). Фракционная перегонка [Интернет]. Доступно: http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/aqa_pre_2011/rocks/fuelsrev3.shtml
  5. 5,0 5,1 5,2 Дж. Бойл, Б. Эверетт, С. Пик, Дж. Рэмидж. (26 мая 2015 г.). Энергетические системы и устойчивость: сила для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Oxford University Press, 2012.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Фракционная перегонка - обзор

Дистилляция

Жидкая фаза обычно характеризуется фракционной перегонкой и измерением свойств собранных фракций.Дистилляция обычно проводится с использованием колонны с 15 ступенями теоретического равновесия при флегмовом потоке 5 и известна как дистилляция при истинной точке кипения (ТБФ). Стандартный метод полностью описан в ASTM 2892-84 [2].

Котел загружается с жидкостью и нагревается, испаряя его компоненты в соответствии с точками кипения. По мере испарения легких соединений, увеличивая концентрацию более тяжелых фракций в жидкости, температура постепенно повышается.Выпаренные фракции собираются в виде дистиллятов, каждый в пределах температурного диапазона в верхней части колонны.

Дистилляция начинается при атмосферном давлении, но давление в колонне постепенно снижается для испарения более тяжелых соединений во избежание высоких температур, которые могут вызвать крекинг углеводородов и, следовательно, изменения состава. Температура дистиллята преобразуется в нормальную точку кипения, то есть при атмосферном давлении, и результаты даются в виде процентного содержания дистиллированного объема по сравнению с нормальной точкой кипения, как показано на рисунке 6.1. Поскольку пластовые углеводородные жидкости обычно содержат очень тяжелые соединения, такие как асфальтены, определенное количество загруженной пробы не выкипит и останется в емкости в виде остатка. Были предложены методы, такие как использование эмпирических корреляций [4], для экстраполяции кривой TBP на 100% дистиллят. Однако существуют более надежные методы описания остатка по ряду фракций для моделирования фазового поведения, как будет описано в разделе 6.3.

Рисунок 6.1.Кривая перегонки при истинной точке кипения (ТВР) образца конденсата из Северного моря.

Жидкая фаза содержит множество компонентов, свойства которых меняются небольшими порциями. Следовательно, фракционирование жидкости на чистые соединения невозможно. Каждая собранная фракция содержит большое количество компонентов с близкими температурами кипения. Фракции обычно собираются в диапазоне температур двух последовательных нормальных алканов, где каждая фракция начинается и заканчивается при температуре кипения нормального C n-1 и нормального C n , соответственно, и обозначается углеродным числом n .Например, указанная фракция C 9 , нонаны, включает все соединения, собранные в виде дистиллята, в температурном диапазоне точек кипения нормального октана и нормального нонана, как показано на рисунке 6.1. Фракции называются, следовательно, одноуглеродным числом ( SCN) группы. На практике границы выбираются примерно на 0,3-0,7 ° C, в зависимости от дистилляционной установки и фракции, выше нормальных точек кипения алкана, в основном, чтобы противодействовать задержке жидкости в аппарате для повышения чистоты.

Чистота SCN-групп может быть дополнительно улучшена за счет использования более эффективного дистилляционного аппарата. Использование пластинчатого блока теоретического равновесия 90 вместо стандартного пластинчатого блока ASTM 15 становится все более популярным. Даже тогда 5-30% фракции C n может быть легче, чем нормальный C n-1 [5].

Каждая фракция характеризуется своей молекулярной массой, плотностью и нормальной температурой кипения. Точка кипения берется в среднем объеме, рис. 6.1 Поскольку точки кипения соседних нормальных алканов близки, а извлечение дистиллята почти линейно во всем диапазоне SCN, температура среднего объема примерно такая же, как среднее арифметическое для точки кипения двух нормальных парафинов на границах.Измеренные свойства используются в некоторых обобщенных корреляциях, раздел 6.2, для определения критических свойств и ацентрических факторов. Остаток обозначается как C n + , например, C 30+ , когда последняя капля дистиллята собирается при температуре кипения nC 29 . При необходимости среднюю температуру кипения остатка можно оценить по корреляциям, приведенным в разделе 6.2.

Плотность каждого разреза измеряется либо путем взвешивания известного объема жидкости, пикнометрии, либо с помощью более быстрого, но надежного денситометра с колеблющейся трубкой.Последний измеряет период колебаний трубки, заполненной жидкостью, который зависит от ее массы, а значит, и от плотности. Калиброванный прибор должен предоставлять данные о плотности с точностью лучше, чем ± 0,001 г / см 3 .

Средняя молекулярная масса каждой фракции часто определяется путем измерения депрессии точки замерзания растворителя, например бензола, путем растворения масла в концентрации около 0,15 моль на кг растворителя. Обычно при тщательно проведенном тесте можно ожидать отклонения примерно на 2 единицы молекулярной массы.

Если дистиллят накапливается в приемнике, а не собирается в виде отдельных фракций, свойства каждой группы SCN не могут быть определены напрямую. В таких случаях методы материального баланса, использующие плотность и молекулярную массу всего дистиллята и кривую дистилляции ТБФ, могут использоваться для оценки концентрации и свойств групп SCN [6].

Кац и Фироозабади [7] расширили данные Бергмана и др. [8] о средней температуре кипения, молекулярной массе и плотности групп SCN большого количества пластовых флюидов.Их данные, исправленные Уитсоном [9], с целью улучшения согласованности в заявленной молекулярной массе, приведены в Таблице 6.1. Свойства, известные как обобщенные данные об одном углеродном числе, используются, когда данные измерений для конкретной жидкости недоступны. Расчетные критические свойства обобщенных групп SCN с использованием корреляций, описанных в разделе 6.2, приведены в таблице A.2 в приложении A. Хааланд [10], Osjord et al. [11] и Ronningsen et al. [12] также сообщили о средних характеристиках группы SCN для проб нефти и конденсата Северного моря, которые несколько отличаются от приведенных в Таблице 6.1 ..

Таблица 6.1. Средняя температура кипения, удельный вес, молекулярная масса и характеристический коэффициент Ватсона для групп с одним числом атомов углерода [9].

10 10
SCN Точка кипения Удельный вес Молекулярный вес Watson Char. Факт.
K отн. dens, при 288K кг / кгмоль
C6 337 0,690 84 12.27
C7 366 0,727 96 11,97
C8 390 0,749 107 11,87
11,82
C10 439 0,782 134 11,82
C11 461 0,793 147 11.85
C12 482 0.804 161 11,86
C13 501 0,815 175 1
11,85
11,84
C15 539 0,836 206 11,84
C16 557 0,843 222 11.87
C17 573 0,851 237 11,87
C18 586 0,856 251 11,89
11,90
C20 612 0,866 275 11,93
C21 624 0,871 291 11.93
C22 637 0,876 300 11,95
C23 648 0,881 312 11,95
11,96
C25 671 0,888 337 11,99
C26 681 0,892 349 12.00
C27 691 0,896 360 12,00
C28 701 0,899 372 12,02
0

03

0,
03 1010
12,03
C30 719 0,905 394 12,04
C31 728 0,909 404 12.04
C32 737 0,912 415 12,05
C33 745 0,915 426 12,05

12,07
C35 760 0,920 445 12,07
C36 768 0,922 456 12.08
C37 774 0,925 464 12,07
C38 782 0,927 475 12,09
03
12,09
C40 796 0,931 495 12,11
C41 801 0,933 502 12.11
C42 807 0,934 512 12,13
C43 813 0,936 521 12,13
0
03
C44 12,14
C45 826 0,940 539 12,14

Свойства парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов, присутствующих в каждой группе SCN, различны.Следовательно, свойства каждого SCN варьируются в зависимости от относительной концентрации входящих в него гомологов. Таблица 6.2. показывает содержание парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов (PNA) в стабилизированной в Северном море сырой нефти и их свойства в диапазоне C 6 -C 9 . Обратите внимание, что, например, плотность нафтеновой группы в C 6 выше, чем плотность парафиновой группы в C 9 . Все углеводородные соединения в каждой группе SCN не имеют одинакового количества атомов углерода.Действительно, ароматические углеводороды с тем же числом атомов углерода, что и парафины, появятся в следующей более высокой группе SCN из-за их более низких температур кипения. Например, бензол, толуол и ксилолы считаются группами C 7 , C 8 и C 9 соответственно.

Таблица 6.2. Содержание парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов в одной углеродной группе с числом атомов углерода от C 6 до C 9 типичной нефти Северного моря [11].

Группа Нафтены
Компонент Вес% Мол.% Объем% Мол. Вт. Денс. г / см 3
Парафины группы гексана 0,647 1,886 0,836 86,2 0,663
Группа гексана 7085 Нафтены 0,052 0,05 0,750
Парафины гептановой группы 0,713 1,787 0,889 100,2 0,686
Нафтаны гептановой группы 0.930 2,682 1,034 87,1 0,769
Ароматические углеводороды группы гептана 0,355 1,140 0,343 78,1 0,884
0,884
1,054 114,2 0,707
Нафтены октановой группы 1,404 3,435 1,556 102,6 0.772
Ароматические углеводороды октановой группы 0,958 2,610 0,941 92,1 0,871
Парафины группы нонанов 0,777 1,446 0,80003 1,446 0,80003 0,646 1,331 0,699 122,0 0,792
Нонан Группа ароматических углеводородов 1.042 2,464 1,022 106,2 0,872

Из-за неравномерного распределения гомологов углеводородов в группах SCN все свойства групп SCN не обязательно должны следовать одной и той же тенденции. На рис. 6.2 показано изменение плотности групп SCN в разных образцах. График ясно показывает, что плотность группы SCN может быть ниже, чем у ее предыдущего соседа. Однако ожидается, что молекулярная масса будет увеличиваться с увеличением числа атомов углерода.

Рисунок 6.2. Плотности групп SCN проб флюидов из различных коллекторов Северного моря. Huthig-Fachveriage Авторские права.

Воспроизведено из [11] с разрешения.

Анализ PNA групп SCN обычно не требуется для моделирования парожидкостного равновесия с использованием уравнений состояния. Однако подробная информация о содержании каждой группы SCN может потребоваться в особых случаях, например, когда образуются две жидкие углеводородные фазы или жидко-твердые углеводороды. Методы, основанные на материальном балансе и эмпирических корреляциях, были предложены [4,13] для оценки содержания ПНК с использованием удельного веса и молекулярной массы каждой фракции.В таких случаях более уместным будет измеренный подробный анализ, а не оценка их на основе корреляций.

Общая характеристика углеводородных фракций обычно описывается характеристическим коэффициентом Watson или UOP (Universal Oil Products), K w , следующим образом:

(6.2) Kw≡ (1.8Tb) 13 / S

где T b - температура кипения в K, а S - удельный вес.

Для чистых углеводородов приведенное выше определение характеристического коэффициента дает:

12.5

Характеризационные факторы обобщенных групп SCN приведены в таблице 6.1. правило среднего смешивания,

(6.3) Kw = ∑i = 1NwiKwi / ∑i = 1Nwi

, где w i - весовая доля.

Таким образом, смесь ароматических углеводородов и парафинов может выглядеть как нафтен, оцененный по ее K w .Однако это полезный единственный фактор, описывающий характеристики нефтяных фракций. Более надежный характеристический коэффициент, особенно для сложных жидкостей, может быть получен путем включения третьего физического свойства, такого как вязкость или показатель преломления. Однако эти данные не являются общедоступными для нефтяных фракций. Также были предложены другие характеристические факторы, которые широко не используются [14].

Характеристический фактор Ватсона может быть связан со свойствами, отличными от точки кипения и удельного веса, с использованием корреляций, приведенных в разделе 6.2. Например, его можно связать с молекулярной массой (M) и удельным весом (S) [9], используя корреляцию Риази-Дауберта, уравнение (6.4),

(6.4) Kw = 4.5579M0.15178S -0,845773

Приведенное выше соотношение особенно полезно для последней фракции, называемой плюсовой фракцией, где ее температура кипения неизвестна. Приведенное выше уравнение становится менее надежным при M> 300.

Вариация K w относительно мала для различных фракций, особенно в большинстве случаев для тяжелых фракций.Следовательно, можно предположить, что это постоянное значение для тяжелых фракций, чтобы оценить внутреннюю согласованность измеренных данных или оценить недостающую информацию, как будет описано в разделе 6.3.

3.8: Бензин - более глубокий взгляд

Нефть, которую выкачивают из-под земли, представляет собой сложную смесь нескольких тысяч органических соединений, включая алканы с прямой цепью, циклоалканы, алкены и ароматические углеводороды с четырьмя или несколькими сотнями атомов углерода. . Идентичность и относительное количество компонентов различаются в зависимости от источника - сырая нефть Техаса несколько отличается от сырой нефти Саудовской Аравии.Фактически, анализ нефти из разных месторождений может дать «отпечаток пальца» каждого, что полезно для отслеживания источников разлитой сырой нефти. Например, сырая нефть Техаса является «сладкой», что означает, что она содержит небольшое количество серосодержащих молекул, тогда как сырая нефть Саудовской Аравии является «кислой», что означает, что она содержит относительно большое количество серосодержащих молекул.

Бензин

Нефть превращается в полезные продукты, такие как бензин, в три этапа: дистилляция, крекинг и риформинг.Вспомните из главы 1 «Введение в химию», что дистилляция разделяет соединения на основе их относительной летучести, которая обычно обратно пропорциональна их температурам кипения. Часть (а) на рисунке 3.8.1 показывает разрез колонны, используемой в нефтяной промышленности для разделения компонентов сырой нефти. Нефть нагревается примерно до 400 ° C (750 ° F) и становится смесью жидкости и пара. Эта смесь, называемая сырьем, вводится в рафинировочную башню.Наиболее летучие компоненты (с самыми низкими температурами кипения) конденсируются в верхней части колонны, где она холоднее, в то время как менее летучие компоненты конденсируются ближе к ее дну. Некоторые материалы настолько нелетучие, что собираются на дне, совсем не испаряясь. Таким образом, состав конденсирующейся жидкости на каждом уровне разный. Эти разные фракции, каждая из которых обычно состоит из смеси соединений с одинаковым числом атомов углерода, отбираются отдельно.В части (b) на рисунке 3.8.1 показаны типичные фракции, собранные на нефтеперерабатывающих заводах, количество содержащихся в них атомов углерода, их точки кипения и их конечное использование. Эти продукты варьируются от газов, используемых в природном газе и газе в баллонах, до жидкостей, используемых в горюче-смазочных материалах, до липких твердых веществ, используемых в качестве смолы на дорогах и крышах.

Рисунок 3.8.1: Перегонка нефти. (а) Это схема дистилляционной колонны, используемой для разделения нефтяных фракций.(б) Нефтяные фракции конденсируются при разных температурах, в зависимости от количества атомов углерода в молекулах, и выводятся из колонны. Наиболее летучие компоненты (с самыми низкими точками кипения) конденсируются в верхней части колонны, а наименее летучие (с самыми высокими температурами кипения) конденсируются в нижней части.

Экономика нефтепереработки сложна. Например, рыночный спрос на керосин и смазочные материалы намного ниже, чем спрос на бензин, но все три фракции получают из ректификационной колонны в сопоставимых количествах.Кроме того, большинство бензинов и реактивного топлива представляют собой смеси с тщательно контролируемым составом, который не может изменяться, как их исходное сырье. Чтобы сделать нефтепереработку более рентабельной, менее летучие фракции с более низкой стоимостью преобразуются в более летучие смеси с более высокой стоимостью, состав которых тщательно контролируется. Первым процессом, используемым для осуществления этого преобразования, является крекинг, при котором более крупные и тяжелые углеводороды в керосине и фракциях с более высокой точкой кипения нагреваются до температур до 900 ° C.Высокотемпературные реакции вызывают разрыв углерод-углеродных связей, в результате чего соединения превращаются в более легкие молекулы, аналогичные молекулам бензиновой фракции. Таким образом, при крекинге алкан с прямой цепью с числом атомов углерода, соответствующим керосиновой фракции, превращается в смесь углеводородов с числом атомов углерода, соответствующим более легкой бензиновой фракции. Второй процесс увеличения количества ценных продуктов называется риформингом; это химическое превращение алканов с прямой цепью либо в алканы с разветвленной цепью, либо в смеси ароматических углеводородов.Использование металлов, таких как платина, вызывает необходимые химические реакции. Смеси продуктов крекинга и риформинга разделяют фракционной перегонкой.

Октановое число

Качество топлива определяется его октановым числом, которое является мерой его способности гореть в двигателе внутреннего сгорания без детонации или звона. Детонация и звон сигнализируют о преждевременном сгорании (рисунок 3.8.2), которое может быть вызвано либо неисправностью двигателя, либо слишком быстро сгорающим топливом.В любом случае смесь бензина с воздухом детонирует в неправильной точке цикла двигателя, что снижает выходную мощность и может повредить клапаны, поршни, подшипники и другие компоненты двигателя. Различные составы бензина разработаны для обеспечения смеси углеводородов, которая с наименьшей вероятностью вызовет детонацию или звон в двигателе данного типа, работающем на определенном уровне.

Рисунок 3.8.2 : Сжигание бензина в двигателе внутреннего сгорания.(а) Обычно топливо воспламеняется свечой зажигания, и горение равномерно распространяется наружу. (b) Бензин с октановым числом, слишком низким для двигателя, может преждевременно воспламениться, что приведет к неравномерному горению, вызывающему детонацию и звон.

Октановая шкала была установлена ​​в 1927 году с использованием стандартного испытательного двигателя и двух чистых соединений: н-гептана и изооктана (2,2,4-триметилпентана). н-Гептану, который вызывает сильное детонирование при горении, было присвоено октановое число 0, тогда как изооктану, очень плавному горючему топливу, было присвоено октановое число 100.Химики присваивают октановое число разным смесям бензина, сжигая образец каждой из них в испытательном двигателе и сравнивая наблюдаемую детонацию с количеством детонации, вызванной конкретными смесями н-гептана и изооктана. Например, октановое число смеси 89% изооктана и 11% н-гептана является просто средним октановым числом компонентов, взвешенных по относительным количествам каждого из них в смеси. Переводя проценты в десятичные числа, получаем октановое число смеси:

\ [0.89 (100) + 0.11 (0) = 89 \ tag {3.8.1} \]

Как показано на рис. 3.8.3, многие соединения, которые сейчас доступны, имеют октановое число выше 100, что означает, что они являются лучшим топливом, чем чистый изооктан. Кроме того, были разработаны антидетонационные агенты, также называемые усилителями октанового числа. Одним из наиболее широко используемых в течение многих лет был тетраэтилсвинец [(C 2 H 5 ) 4 Pb], который при концентрации примерно 3 г / галлон дает увеличение октанового числа на 10–15 пунктов. Однако с 1975 года соединения свинца были прекращены в качестве добавок к бензину, поскольку они очень токсичны.Вместо них были разработаны другие усилители, такие как метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). Они сочетают в себе высокое октановое число с минимальной коррозией деталей двигателя и топливной системы. К сожалению, утечка бензина, содержащего МТБЭ, из подземных резервуаров для хранения приводит к загрязнению грунтовых вод в некоторых местах, что приводит к ограничениям или прямому запрету на использование МТБЭ в определенных областях. В результате увеличивается использование альтернативных усилителей октанового числа, таких как этанол, которые можно получить из возобновляемых источников, таких как кукуруза, сахарный тростник и, в конечном итоге, стебли кукурузы и травы.

Имя Концентрированная структурная формула Октановое число Имя Концентрированная структурная формула Октановое число
n -гептан Канал 3 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 3 0 o -ксилол скелетная структура о-ксилола.cdxml 107
n -гексан Канал 3 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 3 25 этанол CH 3 CH 2 OH 108
n -пентан Канал 3 Канал 2 Канал 2 Канал 2 Канал 3 62 т -бутиловый спирт (канал 3 ) 3 COH 113
изооктан (Канал 3 ) 3 Канал 2 Канал (Канал 3 ) 2 100 р -ксилол 116
бензол 106 метил t -бутиловый эфир H 3 COC (CH 3 ) 3 116
метанол СН 3 ОН 107 толуол 118

Рисунок 3.8.3 : Октановые числа некоторых углеводородов и обычных добавок

Разделение сырой нефти - Топливо - OCR Gateway - GCSE Chemistry (Single Science) Revision - OCR Gateway

Фрэн Скотт объясняет фракционную перегонку - разделение сырой нефти на фракции

Фракционная перегонка используется для разделения сырой нефти на более простые и полезные смеси. Этот метод можно использовать, потому что разные углеводороды имеют разные точки кипения.

Фракционная перегонка

Во время фракционной перегонки сырой нефти:

  • нагретая сырая нефть поступает в талловую ректификационную колонну, которая нагревается внизу и охлаждается кверху
  • Пары из нефти поднимаются по колонне
  • пары конденсируются, когда они достаточно остынут.
  • жидкости выходят из колонны на разной высоте

Некоторые углеводороды имеют низкие температуры кипения.Они не конденсируются, а покидают колонку в виде газов, называемых фракцией сжиженного нефтяного газа.

Некоторые углеводороды имеют высокие температуры кипения. Они покидают колонку в виде горячего жидкого битума, который тверд при комнатной температуре.

Фракции сырой нефти

Различные полезные смеси называются фракциями. Это потому, что они являются только частью исходной сырой нефти.

Фракции сырой нефти

Невозобновляемые виды топлива

Топливо, полученное из сырой нефти или природного газа, называется ископаемым топливом.К жидким видам топлива относятся:

  • бензин
  • парафин
  • дизельное топливо
  • мазут
  • мазут

Эти виды топлива невозобновляемые - они расходуются быстрее, чем образуются. Это означает, что однажды они закончатся, если мы продолжим их использовать.

Один из способов запомнить названия фракций: «Живые пингвины проходят укусы глубокой горячей рыбы».

Как продемонстрировать фракционную перегонку в научном классе

Вы когда-нибудь останавливались и думали, насколько полезна нефть в нашей повседневной жизни? И как он из естественного состояния, глубоко под землей, попадает в знакомые виды топлива и химикаты, для которых мы его используем?

Нефть - это смесь углеводородов, встречающаяся в естественных геологических формациях под поверхностью земли.Это невозобновляемый ресурс. Он разделяется на полезные компоненты в процессе фракционной перегонки.

Процесс фракционной перегонки можно продемонстрировать в качестве эксперимента и в школьной лаборатории. Вот как работает фракционная перегонка и как ее можно показать на занятиях.

Что такое фракционная перегонка нефти?

Нефть можно разделить на различные виды топлива с помощью процесса, называемого очисткой, с использованием фракционной перегонки.

Бензин, дизельное топливо и керосин являются продуктами (или фракциями) процесса переработки нефти.

В промышленных масштабах различные фракции нефти отделяются фракционной перегонкой. Нефть нагревается, и полученный газ поступает в ректификационную колонну. Колонна очень горячая внизу и охлаждается по мере продвижения газа вверх по колонне, это позволяет разным видам топлива стекать при разных температурах вверх по колонне, за исключением битума, который используется для дорожных покрытий, он остается жидким и сливается в нижней части колонки.

Слив топлива зависит от длины углеводородной цепи, из которой оно состоит.

Чем длиннее углеводородная цепочка, тем выше температура кипения и тем раньше они стекают из колонки:

Как я могу продемонстрировать своему классу фракционную перегонку?

Мы можем воспроизвести фракционную перегонку нефти в школьной лаборатории, используя специальную стеклянную посуду и синтетический заменитель сырой нефти, приготовленный по рецепту, предложенному CLEAPSS.

Рецепт можно найти на сайте CLEAPSS: http://science.cleapss.org.uk

  • Поместите синтетическую сырую нефть в колбу и присоедините фракционирующую колонну и конденсатор, как показано выше.
  • Постепенно нагрейте колбу. Различные углеводороды в смеси будут иметь разные точки кипения и начнут испаряться при разных температурах.
  • После того, как первая жидкость будет собрана, замените стакан для сбора или пробирку и поднимите температуру, чтобы собрать следующую фракцию.

Подробнее об экспериментах по фракционной перегонке

Команда специалистов Филипа Харриса готова помочь с любыми техническими вопросами, которые у вас возникнут об этом эксперименте, или любой другой необходимой поддержкой. Позвоните им по телефону 0345120 4521 или по электронной почте [email protected]

Посетите наши Twitter и Facebook, чтобы узнать больше об экспериментах, которые вдохновят самых пытливых ученых.

.