Переработка нефти
Перерабо́тка не́фти (нефтепереработка) — процесс производства нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки их нефти[1].
Первичные процессы
Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой её физическое разделение на фракции[1]. Сначала промышленная нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей — этот процесс называется первичной сепарацией нефти[2].
Подготовка нефти
Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, обезгаживанию от растворённых лёгких углеводородов (фракции С1—С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).
Атмосферная перегонка
| 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 |
Атмосферной перегонкой называют процесс ректификации проводимый при атмосферном давлении.
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 по продуктам атмосферной перегонки западно-сибирской нефти приведён в таблице.
Вакуумная дистилляция
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, который может служить сырьём для получения битумов и асфальта[3].
Вторичные процессы
Целью вторичных процессов является увеличение выхода 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
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[4]. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями, и октановое число бензина повышается примерно до 85. Полученный продукт, называемый риформатом, используется как компонент для производства автобензинов и как сырьё для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилол.
Гидроочистка
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. Является наиболее распространённым процессом нефтепереработки.
Каталитический крекинг
Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных газообразных углеводородов.
Сырьём для каталитического крекинга служат атмосферный и лёгкий вакуумный газойль, в процессе происходит расщепление молекул тяжёлых углеводородов, что позволяет использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество газообразных алканов (пропан-бутан), 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 после крекинга является компонентом мазута.
Гидрокрекинг
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
Коксование — процесс получения нефтяного кокса из тяжёлых фракций и остатков вторичных процессов.
Изомеризация
Процесс получения изомеров углеводородов (изобутан, изопентан, изогексан, изогептан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопентана из н-пентана, МТБЭ и изобутилен из изобутана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
