Какие продукты получаются при переработке нефти
Нефть — маслянистая горючая жидкость, распространенная в оболочке земного шара. Продукты ее переработки стали актуальны не так давно: автомобильное топливо, газ ㅡ ежедневно используются людьми в быту.
Переработка нефти
Изначально, перерабатывающие заводы строились в местах добычи, но благодаря техническому прогрессу появилась возможность транспортировки нефти. Это послужило причиной разделения ее добычи и переработки. Заводы стали появляться вдоль нефтепроводов или на местах потребления.
Заводы по переработке
По своей специализации производства делятся на категории. Они выпускают совершенно разные элементы, получаемые в результате нефтепереработки.
- Топливные заводы — производят бензин, дизельное топливо, керосин.
- Топливно-масляные — основу смазочных и соляровых масел.
- Топливно-нефтехимические — топливо, этилен, стирол.
- Комплексные производства — создают весь возможный ассортимент (от 5 до 40 видов продукции).
Популярной является 1 категория заводов, так как топливо пользуется наибольшим спросом в промышленности и у жителей страны.
Процесс
Разработано 3 основных этапа, которые проводят на каждом нефтеперерабатывающем производстве.
- Первичная переработка — сырье обессоливают, делят на фракцию с различными промежутками температур кипения (описание в таблице).
Фракция Применение на производстве газолиновая бензина, газолина лигроиновая лигроина (тракторное топливо) керосиновая очищенный керосин (топливо для ракетных, тракторных, реактивных двигателей) газойль дизельное топливо мазут соляровое, смазочное масло, вазелин - Вторичная переработка — образование элементов товарных продуктов вследствие химических превращений углеводородов.
- Товарное производство (крекинг) — соединение полученных компонентов, иногда с добавлением различных присадок, для образования товаров нужного уровня качества.
Продукты
При переработке нефти получают продукты, являющиеся исходными компонентами для промышленности, бытовых принадлежностей человека.
Нефтяные масла
Результат перегонки и очищения мазута. Применяются как смазка автотехники и механизмов на промышленных производствах большинства областей. Бывают специальные масла (для электроизоляции в трансформаторных будках, выключателей на масляной основе) и смазочные, которые по назначению делят на 6 видов:
- Индустриальные — используются при смазывании подшипников, трущихся друг о друга деталей механизмов фабричного оборудования.
- Турбинные — ими смазывают, охлаждают подшипники паровых, газовых турбин, электрогенераторов.
- Компрессорные — применяются для воздушных, холодильных компрессоров.
- Приборные.
- Трансмиссионные — смазка коробок передач, рулевых, гидравлических механизмов.
- Моторные — применяются для различных двигателей (карбюраторных, дизельных или авиационных).
Служат основой многих косметических товаров, пластичных, технологичных смазок, гидравлических, охлаждающих жидкостей.
Асфальт
Образуется из тяжелых фракций нефти, технически это полутвердый или твердый битум. Состоит из большого количества масел высоких температур плавления, твердого парафина, серы (менее 1%).
По способу производства бывают:
- остаточный (производится концентрированием битума при помощи водяного пара);
- окисленный (концентрирование достигается воздухом).
Из-за ограниченного количества месторождений природного асфальта началось изготовление искусственного, нефтяного асфальта. Применяется как основа замазок, клеев, или как кровельный, изоляционный материал. В качестве дорожного покрытия асфальт начали использовать в 1930-е гг. в США, благодаря быстрому развитию автомобилизма и непрактичности, шумности булыжных мостовых.
Пластмасса
Материал, созданный на основе полимеров. Ежегодно производится 200 млн тонн пластмассы. Производство заключается в полимеризации, поликонденсации или полиприсоединении низкомолекулярных веществ, выделяемых из нефти.
Многие не имеют понятия, что большинство повседневных предметов изготовлены на основе продуктов переработки нефти. Пластмасса второй по популярности материал, используемый в быту (контейнеры, посуда, мебель, кухонные принадлежности).
Полиэтилен
Удобный материал для промышленных целей и повседневной жизни. Наряду с пластмассой, пользуется спросом у обывателей. Ежегодно выпускается большое количество полиэтиленовых упаковок и пластиковых бутылок.
Дизель
Прозрачная жидкость светлого желтого или коричневого цветов. Используется как топливо в дизельных двигателях (ж/д, надводный, грузовой транспорт, сельхозтехника) или для котельных. В зависимости от цетанового числа, области применения бывает:
- солярка;
- летнее;
- зимнее;
- арктическое.
Иногда применяется как пропитка кожевенных изделий, компонент смазочно-охлаждающих или закалочных жидкостей при обработке металлов.
Бензин
Горючее топливо для двигателей внутреннего сгорания. По предназначению делится на бензин для автомобилей и самолетов. Несмотря на различные сферы использования, виды имеют общие качества. Испаряемость, благодаря которой возникает однородная смесь топлива и воздуха, сохраняющая оптимальную структуру при любых температурах; групповой углеводородный состав, способствующий надежному функционированию двигателя при разных режимах.
До конца 19 века бензин применялся только как антисептик, топливо для примусов. Пока не разработали двигатель внутреннего сгорания, большую его часть сжигали или выбрасывали.
Мазут
Тяжелый остаток от переработки, после отделения всех фракций, представляет собой густую жидкость. Главные его потребители — морской, речной флот, жилищно-коммунальное хозяйство, промышленные производства.
Используется как топливо для заводских печей или различных котельных установок, основа для создания судового мазута (тяжелого топлива) и моторных, смазочных масел, битума, кокса.
Керосин
Прозрачная жидкость, иногда желтоватого цвета, с характерным запахом и легкой маслянистой консистенцией. Применяется в качестве горючего для бытовых приборов (лампы накаливания, керосиновые горелки), реактивного топлива, растворителя красок, а неароматизированным керосином обезжиривают поверхности.
Керосином промывают детали для очистки от ржавчины, пропитывают изделия из кожи, используют при обжигании изделий из стекла, фарфора, как компонент лаков, пленок. До появления дизельных двигателей, керосин повсеместно применялся как топливо для сельскохозяйственной техники. Благодаря впитываемости, низким температурам горения, керосин употребляется артистами при проведении представлений с огнем.
Смазочные материалы
Используются для улучшения трения деталей механизмов (двигателей, подшипников) и при обработке металлов под давлением (заточка, шлифовка). Получают смазку путем добавления к маслу загустителей.
Развитие технического оборудования стремительно прогрессирует, вместе с этим растет количество смазочных материалов. Если подобрать неподходящий вид, то возникнут поломки механизма.
Парафин
Бесцветный, жирный, твердый продукт нефтепереработки. Растворяется в минеральных маслах, растворителях органического происхождения, а в спирте, воде нет. Смесь углеводородов устойчива к действию кислот, щелочных металлов, галогенов, окислителей. Широко применяется при изготовлении свечей, как смазка деревянных деталей (выдвижных ящиков), при парафинотерапии, производстве косметического вазелина. В соединении с бензином образует покрытие, защищающее от коррозии. Помимо этого, он зарегистрирован как пищевая добавка (Е905).
Парафин можно использовать дома для отбеливания, очищения и омоложения кожи, ее защиты от сухости и потрескивания. Для процедур такого рода нужно приобрести в аптеке очищенный косметический парафин.
Сжиженный нефтяной газ
Углеводороды, извлеченные из газа, сопутствующего нефти, которые при увеличении давления принимают жидкую форму, для удобного хранения или транспортировки. Основные компоненты: пропан, бутан, изобутан. Используется в быту (газовые плиты, отопление, обычные зажигалки) или как топливо для автомобилей.
Деготь
Густой, маслянистый жидкий продукт, результат сухой перегонки лиственной или сосновой древесины, каменных углей, торфа, нефти. Обладает лечебными свойствами: оказывает противовоспалительное, антисептическое действие, защищает от бактерий, паразитов, помогает уменьшить зуд. Используется как компонент косметических средств по уходу за кожей, волосами, ногтями.
Из дегтя получают специальные вещества для строительной сферы: пек (вещество, применяемое для изготовления стройматериалов, укладке дорожного полотна) и эмульсии (основа для грунтоасфальта и глинозема).
Добыча, переработка нефти наносит непоправимый вред окружающей среде, который возрастает с каждым этапом процесса. От расчистки местности для установки оборудования до движения грунтов (вследствие образования пустот после выкачки добычного материала). Загрязнение вод планеты, 1 л нефти лишает воду 40 000 л кислорода, а ежегодно в воды мира попадает 10 млн тонн. Если не принимать меры по обеспечению безопасности, то этот вид промышленности приведет к фатальным последствиям для человека и природы.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 октября 2018;
проверки требуют 9 правок.
Переработка нефти (нефтепереработка) — процесс производства нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки.
Киришский НПЗ, Россия, Ленинградская область
Первичные процессы[править | править код]
Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой её физическое разделение на фракции. Сначала промышленная нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей — этот процесс называется первичной сепарацией нефти[1].
Подготовка нефти[править | править код]
Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1—С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).
Атмосферная перегонка[править | править код]
Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: лёгкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.
Материальный баланс атмосферной перегонки западно-сибирской нефти:
| Пределы выкипания, °С | Выход фракции, % (масс.) |
|---|---|
| Газ | 1,1 |
| Бензиновые фракции | |
| менее 62°С | 4,1 |
| 62—85 | 2,3 |
| 85—120 | 4,5 |
| 120—140 | 3,0 |
| 140—180 | 6,0 |
| Керосин | |
| 180—240 | 9,5 |
| Дизельное топливо | |
| 240—350 | 19,0 |
| Мазут | 49,4 |
| Потери | 1,0 |
Вакуумная дистилляция[править | править код]
Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины, и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжёлый остаток называется гудроном. Может служить сырьём для получения битумов и асфальта[2].
Вторичные процессы[править | править код]
Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.
По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на три вида:
- Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т. д.
- Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т. д.
- Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т. д.
Риформинг[править | править код]
Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85—180 °С[3]. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями, и октановое число бензина повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырьё для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилолы.
Гидроочистка[править | править код]
Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов. Наиболее распространённый процесс нефтепереработки.
Каталитический крекинг[править | править код]
Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов.
Сырьём для каталитического крекинга служат атмосферный и лёгкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжёлых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.
Гидрокрекинг[править | править код]
Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьём гидрокрекинга является тяжёлый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит водородсодержащий газ, образующийся при риформинге бензиновых фракций. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).
Коксование[править | править код]
Коксование — процесс получения нефтяного кокса из тяжёлых фракций и остатков вторичных процессов.
Изомеризация[править | править код]
Процесс получения изоуглеводородов (изобутан, изопентан, изогексан, изогептан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изоп из изопентана, МТБЭ и изобутилен из изобутана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
Алкилирование[править | править код]
Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.
Примечания[править | править код]
- ↑ Промысловый сбор и подготовка нефти, газа и воды
- ↑ Габриелян.О.С. параграф 8 Нефть и способы её переработки // Химия. 10 класс. Базовый уровень. Учебник для общеобразовательных учреждений / под ред. А.В.Яшуковой. — Учебное. — Дрофа, 2011. — С. 58. — 192 с. — ISBN 978-5-358-09502-1 УДК 373.167.1:54 ББК 24.1я72 Г12.
- ↑ Смидович Е. В. Технология переработки нефти и газа. Ч. 2. — М.: Химия, 1980.
См. также[править | править код]
- Нефтеперерабатывающий завод
- Многократное испарение
Автор Ольга Борищук На чтение 5 мин. Просмотров 4k. Опубликовано 5 июня, 2019
Продукты переработки нефти – вещества, полученные в результате сложного комплексного технологического процесса. Материалы нефтяного производства стали актуальны сравнительно недавно, но уже широко используются многими сферами жизнедеятельности.
Заводы по переработке
Технический прогресс позволил создать систему предприятий, непривязанных к месту добычи ископаемых. Заводы начали строиться возле нефтепроводов или в районах использования и потребления.
Существует ряд цехов, классификация которых зависит от типа продукции, и указана в таблице:
| Завод (НПЗ) | Продукты нефтепереработки |
| Топливный |
|
| Топливно-масляный |
|
| Топливно-нефтехимический |
|
| Комплексный | до 40 видов |
Наиболее распространенным является 1 категория предприятий из-за промышленного спроса и уровня необходимости в жизни населения.
Процесс
Современный процесс охватывает 4 этапа обработки нефти, реализация которых характеризуется применением специального оборудования:
- Предварительная подготовка – переработка добытого сырья от воды и солей.
- Первичная – комплекс процедур (нагревание, испарение, конденсация, атмосферная и вакуумная перегонка нефти).
- Вторичная – химические реакции с углеводородом:
- углубляющие (коксование, висбрекинг);
- облагораживающие (очистка, изомеризация);
- другие.
- Крекинг – производство товара с делением по уровням качества (целевое предназначение) с использованием дополнительных продуктов:
- термический;
- каталический;
- гидро.
От степени обработки нефти формируется стоимость товара.
Продукты
Нефть – основной продукт для производства топливных средств. На создании данного материала процесс переработки не заканчивается. Большое количество компонентов, используемых в повседневной жизни, являются результатом переработки нефти.
Нефтяные масла
Этот тип продукции — итог перегонки и очищения мазута. Широкое использование нефтяные масла получили за счет смазки автомобильной техники и промышленных механизмов разных отраслей.
Классификация продукта выглядит так:
- специальные — электроизоляция в трансформаторах, выключателях;
- смазочные:
- индустриальные — смазка подшипников, трущихся деталей;
- турбинные — процедура смазывания и охлаждения;
- компрессорные;
- приборные;
- трансмиссионные (коробок передач, рулевые и гидравлические механизмы);
- моторные — применяются для разных двигателей.
Нефтяные масла — основа многочисленных косметических средств, смазок и жидкостей.
Асфальт
Производится из тяжелых компонентов нефти, смесь битума и минеральных веществ (щебень, песок). Состав: масла, твердый парафин и сера.
Сфера применения: покрытие автомобильных дорог, материал для кровель и электроизоляции, основа замазок, клеевых веществ, лаков и прочее.
Добыча пластовых жильных залежей осуществляется в местах выхода нефти на землю. Внешний вид — твёрдая черная масса с изломами, легко плавится. Изготовление искусственного асфальта началось из-за малого количества природных месторождений. В зависимости от механизма переработки продукт бывает остаточным или окисленным.
Пластмасса
Основой создания полимеров служит пластмасса. Объемы производства материала достигают 200 млн. тонн в год. Процесс охватывает несколько стадий:
- полимеризация;
- поликонденсация;
- полиприсоединение низкомолекулярных средств, полученных из нефти.
Много повседневных предметов жизнедеятельности — результат переработки нефти. Пластмасса занимает второе место в сфере бытового использования.
Полиэтилен
Нефтяной продукт используется в промышленности и повседневности. Имеет спрос у потребителей. Ежегодный выпуск полиэтиленовых упаковок и пластиковых бутылок достигает больших объемов.
Дизель
Прозрачный жидкий продукт светложелтого или коричневого цветов. Выступает топливом в дизельном двигателе. Сфера потребления:
- железнодорожный транспорт;
- грузовики;
- сельскохозяйственная техника;
- водный транспорт;
- котельные.
Цетановое число определяет область применения. Встречается использование дизеля в качестве пропитки кож, компонента охлаждающих или закалочных веществ при термообработке металлов.
Бензин
Горючая жидкость для двигателей внутреннего сгорания производится путём переработки (гидрокрекинг, ароматизации). Для некоторых бензинов необходима доп.очистка от нежелательных веществ и смешивание с полезными добавками. Разные виды материала обладают общими признаками.
За счет испаряемости топлива создается однородная масса бензина с воздухом, что позволяет сохранять оптимальную структуру в разных температурных режимах, а состав способствует надежной работе двигателя.
Мазут
Тяжелый остаток от переработки фракций нефти выражается в виде густой жидкости темно-коричневой окраски. Состав мазута:
- углеводороды;
- смолы;
- карбены;
- органические соединения с металлами;
- асфальтены.
Основными потребителями мазута являются:
- морской и речной флот;
- отрасли ЖКХ;
- промышленность.
Мазут используют в качестве топлива для производственных печей и котельного оборудования, это самый важный продукт в процессе образования флотского мазута, различных масел, битума и кокса.
Керосин
Представляет собой прозрачную жидко-маслянистую консистенцию желтоватой окраски с запахом. Целевое предназначение:
- горючее для бытовых приборов (лампы, горелки, резка металлов, обжиг изделий);
- реактивное топливо;
- растворитель;
- обезжиреватель;
- очистка ржавчины;
- пропитка кожаных изделий;
- топливо для с/х техники;
- артистичные огненные представления.
Керосин получают из смеси углеводородов при кипении до 250 градусов в процессе обработки нефти.
Смазочные материалы
Внешний вид | Применение | Производство |
Консистенция вещества:
| Уменьшение трения между движущимися механизмами с целью снижения износа:
| Смешивание масла и загустителей. |
Парафин
Признаки | Свойства | Использование |
|
|
|
Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
Изготовление СНГ заключается в извлечении углеводородов из нефтяного газа. При увеличении давления вещество принимает жидкую консистенцию, что удобно в процессе хранения или транспортировки.
Составные компоненты:
- пропан;
- бутан;
- изобутан.
Используется в бытовых целях (газовые печки, система отопление, зажигалки) и как топливо для автотранспорта.
Деготь
Внешний вид | Состав | Изготовление | Использование |
|
| Перегонка твердого топлива:
|
|
Углеводороды: значение и применение
Нефть и газ – полезные ископаемые, право обладания которыми вызывает борьбу стран. Независимо от существования множества альтернатив, сравнимых по эффективности, не найдено. Это сырье и результаты переработки по предварительным данным иссякнут на протяжении 21 века, что вызовет мировой энергетический кризис.
Развитие процессов переработки «черного золота» привело к созданию нового раздела химии — нефтехимии.
Заключение
Переработка нефти наносит огромный вред природной среде, возрастающий с каждой стадией производственного процесса. Отсутствие мер безопасности в этой отрасли промышленности приведет к необратимым последствиям для всего живого на планете Земля.