Конспект по химии на тему "Переработка жидких топлив (нефть и нефтепродукты)

Переработка жидких топлив ( нефти и нефтепродуктов)

При переработки нефти получают следующие продукты: топлива жидкие и газообразные, растворители, смазочные масла,  твердые и полутвердые смеси углеводородов ( парафины, церезины, вазелины и т.д), нефтяные битумы и пеки, нефтяные кислоты и их производные ( сульфокислоты, жирные кислоты и пр), индивидуальные углеводороды  газообразные и жидкие- этилен, пропилен, метан, бензол, толуол, ксилол), являющиеся сырьем для химической промышленности.

Нефтяные жидкие топлива подразделяют на бензины, дизельное топлива, котельное топливо, топливо для реактивных двигателей

К газообразным нефтяным топливам относят попутные газы, получаемые при переработке нефти и нефтепродуктов

 Переработка нефти – весьма сложный процесс, которому предшествует специальная её подготовка.

Подготовка нефти

Необходимость подготовки нефти к переработке объясняется следующими причинами. Это наличие растворенных газов, воды, соли. Все это должно быть удалено из нефти, так как их присутствие приводит к нарушению технологических  процессов её переработки.

Подготовка нефти к переработке начинается на нефтяных  промыслах. Нефть из скважин поступает по трубам в ловушки ( трапы), в которых происходит отделение растворенных ( попутных газов, и затем попадает в отстойники. На дне отстойников оседает песок и другие твердые примеси, а также скапливаются вод, так она тяжелее нефти. Из отстойников нефть поступает в резервуары, из которых по трубопроводам или ы цистернах её доставляют н нефтеперерабатывающие заводы.

На заводах происходит окончательное обезвоживание нефти, удаление из неё растворенных солей, механических примесей, и лишь после этого нефть поступает на переработку.

 Методы переработки нефти и основные аппараты.

Методы переработки нефти можно разделить на две группы: физические (первичные) и вторичные (химические)

Физические методы переработки нефти основаны на использовании различий в физических свойств веществ, входящих в состав нефти. Например, одни из них затвердевают или кристаллизуются при более высоких, другие при более низких температурах, одни растворяются в каких-либо растворителях, лучше чем другие и т.д. Если нагревать нефть, то по мере повышения температуры из неё будут испарятся различные продукты. Сначала будут улетучиваться те продукты, которые испаряются или закипают при более низких температурах, а затем те, которые кипят при более высоких температурах. Такой процесс называют перегонкой нефти. Химические реакции при физических методах переработки нефти не протекают.

Нефть подаётся в трубчатая печь 1, затем подаётся в ректификационную колонну2. Снизу в колонну вводится пар, и в ней происходит разделение нефти на фракции, или дистилляты, которые отбираются по высоте колонны.

Сверху из колонны выводятся пары бензина, которые охлаждаются в холодильнике 4. При охлаждении пары бензина конденсируются , превращаются в жидкий бензин, который частично идет в хранилище, а частично на орошение колонны. Выход бензина при перегонки нефти составляет от 3 до 15 % массы перерабатываемой нефти. Остальные продукты перегонки нефти- лигроин, керосин, соляровый дистиллят, мазут- выводятся из колонны, охлаждаются в теплообменниках и перекачиваются в хранилищах.

Снизу колонны отбирается самый тяжелый продукт- мазут, теплота которого используется в теплообменнике 3 для нагрева нефти.

Мазут- это не конечный продукт перегонки нефти. На установке, аналогичной на рис.1, но работающей под вакуумом можно проводить можно проводить разгонку мазута на фракции, получая смазочные масла. Остаток после разгонки мазута называется гудроном.

Мазут часто называют котельным топливом, потому что его сжигают в топках паровых котлов и различных печей . Однако это не единственное его применение. Как уже говорилось, мазут используют для получения смазочных масел; кроме того, при химической переработке из мазута получают бензин, а также газообразные углеводороды , служащие сырьем химического синтеза.

Выход бензина при перегонки нефти зависит  от природных свойств нефти- он составляет всего 3-15%. Важно отметить, что при этом не получают продукты, являющиеся сырьем химической промышленности. Этих недостатков лишены химические процессы

Химические методы переработки основаны на том, что под влиянием температуры, давления, катализаторов углеводороды, содержащие в нефти и нефтепродуктах, претерпевают глубокие изменения.

Химические процессы по сравнению с физическими имеют ряд преимуществ.

Выход бензина составляет 40-50%. Наряду с бензином получают газообразные углеводороды, служащие сырьем химической промышленности. Некоторые химические процессы дают возможность получать для химической промышленности не только газообразно сырье, но и жидкие ароматические углеводороды- бензол, ксилол и другие. Благодаря «гибкости», т.е. возможности получения больших количеств бензина и других химических продуктов химические процессы стали одним из основных методов переработки нефти и нефтепродуктов.

В качестве сырья для химических процессов  используются не только нефть, но и фракции, получаемые при перегонки нефти,- от лигроина до мазута.

Химические процессы можно разделить на три группы: термические, при которые преобразования сырья происходит под действием высокой температуры. Термо-каталитические под действием высокой температуры и катализаторов. Низко температурные каталитические- под действием катализатор.

Термические процессы включают термический крекинг, коксование, пиролиз.

При термических процессах бензин и другие продукты получаются в результате превращений, которые претерпевают углеводороды, содержащиеся в исходном сырье. Эти превращения заключаются в том, что при высоких температурах происходит расщепление (крекинг) углеводародов с высокой молекулярной массой, в результате чего образуются углеводороды с меньшей молекулярной массой, которые и входят в состав получаемых бензина и газов.

Термокаталитические процессы-каталитический крекинг, каталитический риформинг

Очистка нефтепродуктов

Очистка- завершающая стадия производства моторных топлив и смазочных масел. Она необходима потому, что получаемые при перегонке и крекинге продукты содержат непредельные, реакционно способные углеводороды, сернистые а азотистые соединения, которые вызывают нестабильность их свойств, появление темного цвета, неприятного запаха, нагара в цилиндрах двигателей и т.д

К химическим методам принадлежат очистка серной кислотой, гидроочистка. К физико- химическим-адсорбционные и абсорбционные способы очистки (заключается в изберательной ( селективной) способности некоторых жидкостей растворять вредные вещества, содержащиеся в нефтепродуктах)