На каких заводах помимо топлив вырабатываются нефтехимические продукты
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.
( 3 оценки, среднее 4.67 из 5 )
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.
В 2001 г. в мире работало 742 нефтеперерабатывающих завода общей мощностью более 4 млрд т нефти в год. Средняя мощность одного завода составляет 5,5 млн т в год.
На большинстве российских заводов отсутствуют необходимые вторичные процессы: изомеризация, алкилирование, гидрокрекинг и современные разновидности каталитического крекинга. До 70% материалов, включая катализаторы и присадки к топливам и маслам, отечественная нефтеперерабатывающая отрасль импортирует. Задача ближайших лет заключается в том, чтобы поднять глубину переработки нефти с 55 до 90% и выше, обеспечив при этом содержание серы в бензине 0,001%.
Основные аппараты, в которых осуществляется превращение исходных реагентов в нефтепродукты, — это химические реакторы. Основные требования к реакторам следующие:
- создание наилучшего контакта между реагентами, а также между реагентами и катализаторами;
- обеспечение необходимого температурного режима;
- механическая прочность и стойкость к воздействию реакционной среды, удобство обслуживания и ремонта.
Наибольший интерес представляют реакторы для систем газ-твердое тело. К ним относятся каталитический крекинг, риформинг, гидроочистка, каталитическая полимеризация олефинов, контактное коксование. Для осуществления этих процессов используются реакторы со стационарным, псевдоожиженным и движущимся слоями.
Наиболее простыми являются реакторы со стационарным слоем катализатора без теплообмена с внешней средой. Это полый или сферический аппарат с каталитической решеткой, на которую насыпан слой катализатора. Реагенты в виде газа поступают сверху, а продукты выводятся снизу.
Реакторы со стационарным слоем катализатора с теплообменом с внешней средой представляют собой многотрубчатые аппараты с размещением катализатора в трубках, а теплоносителя (хладоагента) в межтрубном пространстве. В зависимости от характера процесса применяют разнообразные теплоносители: воду, топочные газы, расплавы солей, органические теплоносители.
Химический реактор непосредственно связан с другими аппаратами: теплообменниками, конденсаторами, сепараторами, насосами, компрессорами и др. Такую систему называют реакционным узлом. Задача расчета реакционного узла сводится к выбору типа реактора и составлению материального и теплового баланса.
Ни один завод не может вырабатывать всю номенклатуру необходимых нефтепродуктов. Современные производства ориентируются на максимальную производительность, т. к. в этом случае они более экономичны. Одна из классификаций нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) включает пять типов:
- топливный с неглубокой переработкой нефти;
- топливный с глубокой переработкой нефти;
- топливно-нефтехимический с глубокой переработкой нефти и производством нефтехимической продукции;
- топливно-масляный;
- энергонефтехимический.
На заводах первых двух типов вырабатывают различные виды топлива. При неглубокой переработке из нефти получают до 35% светлых нефтепродуктов. При глубокой переработке соотношение обратное. Это достигается применением вторичных методов переработки: каталитического крекинга; гидрокрекинга; коксования и др.
На заводах третьего типа помимо топлив вырабатываются нефтехимические продукты. В качестве сырья используют либо газы, либо бензиновые и керосино-дизельные фракции первичной переработки нефти.
На заводах топливно-масляного типа наряду с топливами вырабатывают широкий ассортимент масел, парафины, битум и др.
Заводы энергонефтехимического типа строят возле ТЭЦ большой мощности. На таких заводах получают фракции светлых нефтепродуктов для нефтехимического производства, а образующийся мазут направляют на ТЭЦ в качестве топлива.
В словаре нефтепереработчиков существуют также другие термины: простая, сложная и очень сложная нереработка. В основу этой классификации положен объем капиталовложений, необходимый для строительства крупных единиц оборудования.
Нефтеперерабатывающий завод, работающий по простой схеме, включает перегонку сырой нефти, гидроочистку дистиллятов и каталитический риформинг нафты. НПЗ, работающий по сложной схеме, кроме вышеперечисленного, включает каталитическую крекинг-установку и установки алкилирования. НПЗ, работающий по очень сложной схеме, включает то же самое, что при сложной схеме, плюс установки по производству олефинов.
Средние выходы продуктов переработки нефти следующие (%):
- бензин — 46;
- нефтяное топливо — 27;
- реактивное топливо — 10;
- нефтяной кокс — 5;
- сжиженные газы — 4:
- сырье для нефтехимии — 3:
- битум — 3;
- смазочные материалы — 1;
- керосин — 1.
При переработке любой нефти по сложной схеме получается больший объем светлых нефтепродуктов, чем при переработке по простой схеме. Порядок цифр такой: при простой схеме переработки объемный выход светлых нефтепродуктов (бензин плюс реактивное топливо) составляет около 40%: при сложной схеме — около 70%; при очень сложной — до 90%.
Схема завода, работающего по топливному варианту глубокой переработки нефти
| По поточной схеме глубокой переработки нефти по топливному варианту работают Омский, Павлодарский, Московский, Уфимский (Уфанефтехим), Мажейкский НПЗ и другие. Среди российских НПЗ по топливному варианту неглубокой переработки нефти), работают Орский, Киришский и другие, конечно, различающиеся по набору установок, но одинаковые по основным направлениям переработки без каталитического крекинга и гидрокрекинга, коксования. |
| По поточной схеме (масляный вариант) работают Волгоградский, Рязанский, Ферганский НПЗ. Отличием от топливного варианта является то, что отсутствует процесс термического крекинга гудрона, а мазут направляется на маслоблок, где из него в ходе последовательных процессов (в случае дистиллятов: вакуумная перегонка, селективная очистка, депарафинизация, гидроочистка (в случае остатка процессу селективной очистки предшествует деасфальтизация)) получают дистиллятные и остаточные базовые масла, а также парафин и церезин (в ходе их обезмасливания). Схема завода, работающего по топливно-масляному варианту переработки нефти Изменение прибыли НПЗ в зависимости от глубины переработки нефти |
| Примечание: 1 – топливный вариант, неглубокая переработка нефти, выход бензина 15 % (отбензинивание нефти); 2 — топливный вариант, неглубокая переработка нефти, выход моторных топлив 45 %; 3 – топливно-масляный вариант, выход моторных топлив 50 %; 4 – топливный вариант, глубокая переработка, выход моторных топлив 75 %; 5 – топливно-нефтехимический вариант, выход моторных топлив 55 %, 300 тыс. тонн этилена в год; 6 — топливно-нефтехимический вариант, выход моторных топлив 55 %, 750 тыс. тонн этилена в год. Повышения октанового числа можно достичь следующими процессами вторичной переработки нефти: полимеризацией непредельных углеводородов с числом атомов углерода 3 (образуется так называемый полимербензин), алкилирования (4 атома углерода), изомеризация (5 и 6). |
Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 5391 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования
(0.002 с)…