НЕФТЬ (Petroleum) Добыча и переработка

НЕФТЬ
(Petroleum)
Добыча и переработка
Храм огнепоклонников в Сураханах,
каким он выглядел в XVII – XVIII вв.
Нефтедобыча
в Сураханах
конец XIX в

Шельфовая
добыча нефти
в Баку
Основные
месторождения
нефти на
территории
России находятся
в Сибири
Нефтегазоносные провинции
Идея применения
трубопроводов для
транспортировки нефти
принадлежит
Д.И.Менделееву
Первым проектировщиком
трубопроводов был В. Г.Шухов
Важнейшие трубопроводы
Состав нефти

Углеводороды преимущественно
нормального строения ( от С1 до С60 )
С1 – С5 – газы
С6 – С15 – жидкости (главная составляющая)
С16 – С35 – парафины
> C36 – изопарафины или церезины
Попробуйте ответить на первый
вопрос






Какие углеводороды могут входить в
состав нефти?
Алканы (парафины)
Циклоалканы (нафтены)
Алкены (олефины)
Алкины
Алкадиены
Арены и другие ароматические
углеводороды
Состав нефти





Сероводород или
включения с тиомочевиной
H2N – CS – NH2
Вода диспергированная
Зола
Речной песок
Растворенный азот
Классификация нефтей
( до 0,60% «S»
по массе)
 Сернистая
( 0,61 – 1,80% )
 Высокосернистая ( 1,81 – 3,50% )
 Особо
высокосернистая ( свыше 3,50% )

Малосернистая
Классификация нефтей
 Очень
 Ароматические
 Нафтеновые
 Метановые
(парафиновые)
легкая
 Легкая
 Средняя
 Тяжелая
 Битумиозная
Геологический разрез
Физические способы
переработки нефти
Первичная и вторичная ректификация
Сырье для
ректификации
- сырая
нефть
Однако, это не чистые
вещества, а смеси










Бензин
Лигроин
Керосин
Газойль
Мазут
Соляровые масла
Смазочные масла
Вазелин
Парафин
Гудрон
Смеси веществ, кипящие
в определенном
диапазоне температур
называются фракциями
Трубчатая печь
Трубчатая
печь
АВТ

Атмосферновакуумная
трубчатка

Ректификация

Прямая
фракционная
перегонка
нефти
Ректификационная
колонна
Строение тарелок
ректификационной колонны
теплообменники
Продукты
ректификации
(фракции)
Бензин
Лигроин
Керосин
Газойль
Мазут
С5-С11
С8-С14
С12-С18
С15-С22
40-200°С
150-250°С
180-300°С
270-350°С
выше 350°С
Уайт-спирит (165-200°С) и
петролейный эфир
это тоже фракции
стабилизированного бензина
Фракция –
смесь углеводородов, кипящая в
определенном интервале
температур
накопительные емкости
Продукты
вторичной (вакуумной)
ректификации
Соляровые масла
Веретенные масла
Смазочные масла
Вазелин
Парафин
Гудрон
Комплекс масел
на Менделеевском
нефтеперерабатывающем заводе в
Ярославле
Второй вопрос
Прямая (фракционная) перегонка нефти
называется
 ректификацией
 пиролизом
 крекингом
 риформингом
Третий вопрос
Выберите процессы, идущие при ректификации
–
физический процесс, прямая перегонка по разности
температур кипения
–
химический процесс расщепления углеводородов,
содержащихся в нефти
–
химический процесс получения изомеров
разветвленного строения
–
химический процесс получения ароматических
углеводородов
Четвертый вопрос
При первичной ректификации получают
 бензин
 керосин
 мазут
 парафин
Пятый вопрос




При вторичной (вакуумной)
ректификации получают
дополнительное количество бензина
смазочные масла
гудрон
вазелин
Шестой вопрос
Вторичную ректификацию проводят




При более высоких температурах
При более высоком давлении
При более низком давлении
При действии катализаторов
Сырье для
ректификации
- сырая
нефть










Бензин
Лигроин
Керосин
Газойль
Мазут
Соляровые масла
Смазочные масла
Вазелин
Парафин
Гудрон
Однако, бензина при
ректификации получается
всего 20%
Химические способы
переработки нефти
Крекинг, риформинг, пиролиз
Термический крекинг
500-540°С
2 – 4 MПа
С16Н34 → С8Н18 + С8Н16
 С16Н34 → С9Н20 + С7Н14
 С16Н34 → С7Н16 + СxНy
 С16Н34 → С6Н14 + СxНy
 С16Н34 → С5Н12 + СxНy

цепь может разорваться и по-другому
Термический крекинг
500-540°С
2 – 4 MПа
Продукты термических процессов





Дополнительное количество бензинов
Нефтяной кокс
Технический углерод (сажа)
Нефтяной пек
Нефтяной битум
Каталитический
крекинг
Схема
с движущимся
катализатором
Н.Д.Зелинский
нашел катализатор (AlCl3)
для каталитического
крекинга
Вид
промышленной
установки
каталитического
крекинга
Каталитический крекинг 470-540°С
0,13 – 0,15 МПа
катализаторы – алюмосиликаты
(HAlSiO4)x или nAl2O3 × mSiO2 × yH2O
Продукты каталитического крекинга




Целевой высококачественный бензин с
октановым числом 90-92
Газ богатый бутан-бутиленовой фракцией
Легкий газойль – компонент дизельного топлива
Тяжелый газойль с высоким содержанием
ароматических соединений
Каталитический крекинг 470-540°С
0,13 – 0,15 МПа
катализаторы – алюмосиликаты
(HAlSiO4)x
Продукты каталитического крекинга
Целевой высококачественный бензин с
октановым числом 90-92
Газ
богатый
бутанбутиленово
й фракцией
Седьмой вопрос
Термический крекинг - это

физический процесс, прямая перегонка по
разности температур кипения

химический процесс расщепления
углеводородов, содержащихся в нефти

химический процесс получения изомеров
разветвленного строения

химический процесс получения
ароматических углеводородов
Восьмой вопрос
В отличие от бензина прямой перегонки бензин
термического крекинга

Имеет более высокое октановое число

Содержит больше непредельных
углеводородов

Менее стоек при хранении

Содержит больше веществ разветвленного
строения
Девятый вопрос
Каталитический крекинг - это

физический процесс, прямая перегонка по
разности температур кипения

химический процесс расщепления
углеводородов, содержащихся в нефти

химический процесс получения изомеров
разветвленного строения

химический процесс получения
ароматических углеводородов
Десятый вопрос
При каталитическом крекинге можно получить
 дополнительное количество бензина

более качественный бензин, чем при
термическом крекинге

бензин, содержащий углеводороды
разветвленного строения (изомеризация)

бензин, содержащий ароматические
углеводороды
Одиннадцатый вопрос

Каталитический крекинг отличается от
термического тем, что
Осуществляется при более низкой
температуре

Сопровождается изомеризацией
углеводородов

Приводит к образованию большего
содержания непредельных углеводородов

Позволяет получить бензин с более высоким
октановым числом
Риформинг
Ароматизация
нефтепродуктов,
облагораживани
е бензинов.
Каталитический риформинг 480 - 540°С
0,7-1,5 или 2-4 МПа
на платиновом или платиново-рениевом катализаторе
с содержанием Pt не менее 0,4% на высокопористом Al2O3

Каталитический риформинг 480-540°С
0,7-1,5 или 2-4 МПа
на платиновом или платиново-рениевом катализаторе
с содержанием Pt не менее 0,4% на высокопористом Al2O3
Каталитический риформинг
Продукты каталитического риформинга

Ароматические углеводороды (бензол и его
гомологи, которые не осмоляют катализатор и
имеют октановое число выше 100)

Водород
Гидрокрекинг
380 - 500°С
15 – 20 МПа
на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе
в реакторе полочкового типа




Сырье – гудроны и смолистые вещества
Продукты гидрокрекинга:
Получение бензина
Реактивное топливо
Дизельное топливо
Пиролиз
840 -850°С 1 - 1,2МПа
Продукты пиролиза:



Алкены, алкадиены ( С2-С4 )
Водород
Сажа
Факельное хозяйство обеспечивает
безопасность эксплуатации всех
реакторов технологической схемы
Двенадцатый вопрос
Риформинг 
физический процесс, прямая перегонка по
разности температур кипения

химический процесс расщепления
углеводородов, содержащихся в нефти

химический процесс получения изомеров
разветвленного строения

химический процесс получения
ароматических углеводородов на платиновых
катализаторах
Оценка качества
бензинов
Детонационная стойкость
Главное качество бензинов –
устойчивость к детонации (взрыву)
Качество бензинов определяется
октановым числом
Эталонная шкала
Вещество
н-гептан
2,2,3-триметилпентан
Октановое число
0
100
Если октановое число 92,
то бензин имеет такую же стойкость к взрыву
как и смесь состоящая из
92 % 2,2,3-триметилпентана (изооктана) и
8% гептана
Сравнение октанового числа
Вещество
ароматические у/в
изопарафины (алканы)
Октановое
число
больше 100
80-104
олефины (алкены)
Цели этилирования:
нафтены (циклоалканы)
Повышение
октанового числа бензинов
 Вводимые
являются около 30
парафинывещества
нормального
антиокислителями
строения (алканы)

Повышение качества бензинов
Вещество
Назначение
тетраэтилсвинец
тетраметилсвинец
(С2Н5)4 Pb и (СН3)4 Pb
п-оксидифениламин
повышение
детонационной
стойкости
антиокислитель
цеолиты
(молекулярные сита
для н-парафинов)
повышение
детонационной
стойкости
Этилированные бензины в силу высокой токсичности
окрашивают
Тринадцатый вопрос
Какой бензин наиболее высококачественый
 полученный при ректификаци

полученный термическим крекингом

полученный каталитическим крекингом

полученный риформингом
Четырнадцатый вопрос
Октановое число бензина
показывает

устойчивость бензина к детонации
(взрыву)

качество бензина

количество бензина

содержание октана
Пятнадцатый вопрос
Бензин марки 80

Имеет в составе 80% октана

Имеет 80% изооктана и 20% гептана

Имеет 80% 2,2,4-триметилпентана и 20%
гептана

Допускает такое же сжатие в цилиндре
как и смесь
из 80% 2,2,4-триметилпентана и 20%
«Нефть –
не топливо,
топить можно и
ассигнациями»
Д.И.Менделеев
Разнообразие нефтепродуктов
Продукты
нефтеоргсинтеза












Все виды углеводородного топлива
Все виды нефтяных масел
Парафин, вазелин, церезин, скипидар, олифа
Лекарственные препараты
Пищевые добавки
Красители
Синтетические моющие средства и мыла
Пластмассы и волокна
Каучуки
Взрывчатые вещества
Растворители
Серная кислота
НЕФТЬ
(Petroleum)
Добыча и переработка