A Federação Russa é um dos líderes mundiais na produção e produção de petróleo. Existem mais de 50 empreendimentos no estado, cujas principais atividades são o refino de petróleo e a petroquímica. Entre eles estão Kirishi NOS, Refinaria de Petróleo de Omsk, Lukoil-NORSI, RNA, YaroslavNOS e assim por diante.
Sobre este momento a maioria deles está ligada a empresas de petróleo e gás conhecidas, como Rosneft, Lukoil, Gazprom e Surgutneftegaz. O período de operação dessa produção é de cerca de 3 anos.
Principais produtos refinados– isto é gasolina, querosene e óleo diesel. Agora, mais de 90% de todo o ouro negro extraído é usado para produzir combustível: aviação, aviação, diesel, fornalhas, combustível para caldeiras, bem como óleos lubrificantes e matérias-primas para futuro processamento químico.
A tecnologia de refino de petróleo consiste em várias etapas:
O ramo da ciência dedicado ao processamento de minerais combustíveis é a petroquímica. Estuda os processos de obtenção de produtos a partir do ouro negro e a produção química final. Estes incluem álcool, aldeído, amónia, hidrogénio, ácido, cetona e semelhantes. Hoje, apenas 10% do petróleo extraído serve como matéria-prima para a petroquímica.
Os processos de refino de petróleo são divididos em primários e secundários. Os primeiros não implicam uma alteração química no ouro negro, mas garantem a sua separação física em frações. A tarefa deste último é aumentar o volume de combustível produzido. Eles promovem a transformação química das moléculas de hidrocarbonetos, que fazem parte do petróleo, em compostos mais simples.
Os processos primários ocorrem em três estágios. A inicial é a preparação do ouro negro. Ele passa por purificação adicional de impurezas mecânicas, e gases leves e água são removidos por meio de modernos equipamentos elétricos de dessalinização.
Isto é seguido pela destilação atmosférica. O óleo segue para uma coluna de destilação, onde é dividido em frações: gasolina, querosene, diesel e por fim em óleo combustível. A qualidade dos produtos nesta fase de processamento não corresponde às características do produto, pelo que as frações são submetidas a processamento secundário.
Os processos secundários podem ser divididos em vários tipos:
A reforma é usada para a fração gasolina. Como resultado, fica saturado com misturas aromáticas. As matérias-primas extraídas são utilizadas como elemento para a produção de gasolina.
O craqueamento catalítico serve para quebrar moléculas pesadas de gás, que são então usadas para liberar combustível.
O hidrocraqueamento é um método de divisão de moléculas de gás em excesso de hidrogênio. Como resultado desse processo, são obtidos óleo diesel e elementos para gasolina.
Coqueamento é a operação de extração de coque de petróleo da fração pesada e resíduos do processo secundário.
Hidrocraqueamento, hidrogenação, hidrotratamento, hidrodesaromatização, hidrodesparafinação - todos esses são processos de hidrogenação no refino de petróleo. Sua característica distintiva é realizar transformações catalíticas na presença de hidrogênio ou de um gás que contém água.
As instalações modernas de refino industrial primário de petróleo são frequentemente combinadas e também podem realizar alguns processos secundários em diversos volumes.
O equipamento de refino de petróleo é:
Além disso, as empresas utilizam fornos tecnológicos para refino de petróleo. Eles são projetados para aquecer o ambiente do processo usando o calor liberado durante a combustão do combustível.
Existem dois tipos dessas unidades: fornos tubulares e dispositivos para queima de resíduos de produção líquidos, sólidos e gasosos.
Os princípios básicos do refino de petróleo são que, em primeiro lugar, a produção começa com a destilação do petróleo e sua formação em frações separadas.
Em seguida, a maior parte dos compostos resultantes é convertida em produtos mais necessários através de alterações em suas características físicas e estrutura molecular sob a influência de craqueamento, reforma e outras operações que são classificadas como processos secundários. Em seguida, os produtos petrolíferos passam sequencialmente tipos diferentes purificação e separação.
Grandes refinarias de petróleo estão envolvidas no fracionamento, conversão, processamento e mistura de ouro negro com lubrificantes. Além disso, produzem óleo combustível pesado e asfalto, podendo também refinar ainda mais produtos petrolíferos.
Primeiramente é necessário realizar o projeto e construção de uma refinaria de petróleo. Este é um processo bastante complexo e responsável.
O projeto e construção de uma refinaria de petróleo ocorre em várias etapas:
A produção de produtos de ouro negro ocorre por meio de mecanismos especializados.
A indústria de petróleo e gás é amplamente desenvolvida na Federação Russa. Portanto, surge a questão da criação de novas instalações de produção e da melhoria e modernização dos equipamentos técnicos. A fim de levar a indústria russa de petróleo e gás a um nível novo e superior, é realizada uma exposição anual conquistas científicas nesta área "Neftegaz".
Exposição “Petróleo e Gás” será diferente em sua escala e grande quantia empresas convidadas. Entre eles estão não apenas empresas nacionais populares, mas também representantes de outros países. Eles demonstrarão suas conquistas tecnologias inovadoras, novos projetos de negócios e assim por diante.
Além disso, a exposição apresentará produtos de refino de petróleo, combustíveis alternativos e energia, equipamento moderno para empresas e assim por diante.
O evento incluirá uma variedade de conferências, seminários, apresentações, discussões, master classes, palestras e discussões.
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Processos de refino de petróleo
O petróleo bruto foi produzido pela primeira vez em quantidades significativas em 1880 e a produção cresceu exponencialmente desde então. O petróleo bruto é uma mistura substancias químicas contendo centenas de componentes. A maior parte do petróleo consiste em hidrocarbonetos - alcanos, cicloalcanos, arenos. O teor de alcanos (hidrocarbonetos saturados) nos óleos pode ser de 50 a 70%. Os cicloalcanos podem representar 30-60% da composição total do petróleo bruto, a maioria deles são monocíclicos. Os compostos mais comumente encontrados são ciclopentano e ciclohexano. Os hidrocarbonetos insaturados (alcenos), via de regra, estão ausentes no óleo. Arenos (hidrocarbonetos aromáticos) constituem uma proporção menor da composição total em comparação com alcanos e cicloalcanos. O hidrocarboneto aromático mais simples, o benzeno e seus derivados, predomina nas frações de óleo de baixo ponto de ebulição.
Além dos hidrocarbonetos, a parte orgânica do petróleo contém substâncias resinosas e asfálticas, que são compostos de alto peso molecular de carbono, hidrogênio, enxofre e oxigênio, compostos de enxofre, ácidos naftênicos, fenóis, compostos nitrogenados como piridina, quinolina, aminas diversas, etc. Todas essas substâncias são impurezas de óleo indesejáveis. Para limpá-los é necessária a construção de instalações especiais. Os compostos de enxofre, que causam corrosão dos equipamentos, são mais prejudiciais tanto durante o refino de petróleo quanto na utilização de derivados de petróleo. As impurezas minerais do óleo incluem água, que geralmente está presente em duas formas - facilmente separada do óleo durante a sedimentação e na forma de emulsões persistentes. A água contém dissolvido nela sais minerais- NaCI, CaCl 2, MgCl, etc. As cinzas constituem centésimos e milésimos de por cento no óleo. Além disso, o óleo contém impurezas mecânicas - partículas sólidas de areia e argila.
Os produtos petrolíferos mais importantes
Durante o processo de refino, o petróleo é utilizado para produzir combustíveis (líquidos e gasosos), óleos e graxas lubrificantes, solventes, hidrocarbonetos individuais - etileno, propileno, metano, acetileno, benzeno, tolueno, xileno, etc., misturas sólidas e semissólidas. de hidrocarbonetos (parafina, vaselina, ceresina), betume e piche de petróleo, negro de fumo (fuligem), etc.
Combustível líquido dividido em casas de motores e caldeiras. O combustível para motores, por sua vez, é dividido em carburador, jato e diesel. O combustível do carburador inclui gasolina de aviação e de motor, bem como combustível de trator - nafta e querosene. O combustível para motores a jato de aviação consiste em frações de querosene de diversas composições ou sua mistura com frações de gasolina (combustível de aviação). O combustível diesel contém gasóleos, frações solares utilizadas em motores de combustão interna de pistão com ignição por compressão. O combustível de caldeira é queimado nos fornos de locomotivas a diesel, navios a vapor, usinas termelétricas, em fornos industriais e é dividido em óleo de aquecimento e combustível MP para fornos a céu aberto.
PARA combustível gasoso incluem gases combustíveis liquefeitos de hidrocarbonetos utilizados em serviços públicos. Estas são misturas de propano e butano em diferentes proporções.
Óleos lubrificantes, projetados para lubrificação líquida em diversas máquinas e mecanismos, são divididos dependendo da aplicação em industrial, turbina, compressor, transmissão, isolante, motor. Os óleos especiais não se destinam à lubrificação, mas sim à utilização como fluidos de trabalho em misturas de freios, dispositivos hidráulicos, bombas de jato de vapor, bem como em transformadores, capacitores, cabos elétricos cheios de óleo como meio isolante elétrico. Os nomes desses óleos refletem a área de sua utilização, por exemplo transformador, capacitor, etc.
Graxas são óleos de petróleo espessados com sabões, hidrocarbonetos sólidos e outros espessantes. Todos os lubrificantes são divididos em duas classes: universais e especiais. Os lubrificantes são muito diversos, existem mais de cem tipos deles.
Hidrocarbonetos individuais, obtido como resultado do refino de petróleo e gases de petróleo, servem como matéria-prima para a produção de polímeros e produtos de síntese orgânica. Destes, os mais importantes são os limitantes – metano, etano, propano, butano, etc.; insaturado - etileno, propileno; aromáticos - benzeno, tolueno, xilenos. Além dos hidrocarbonetos individuais listados, os produtos do refino de petróleo são hidrocarbonetos saturados de grande peso molecular (C 16 e superior) - parafinas, ceresinas, utilizadas na indústria de perfumaria e como espessantes de graxas.
Betumes de petróleo, obtidos a partir de resíduos de óleos pesados por sua oxidação, são utilizados na construção de estradas, obtenção de materiais para coberturas, preparação de vernizes asfálticos e tintas de impressão, etc.
Um dos principais produtos do refino de petróleo é combustível para motor , que inclui gasolinas para aviação e motores. Uma propriedade importante da gasolina, que caracteriza sua capacidade de resistir à ignição prematura na câmara de combustão, é resistência à detonação. Uma batida no motor geralmente indica que ocorreu uma ignição explosiva avançada e que a energia foi desperdiçada inutilmente.
De acordo com a escala empírica introduzida em 1927, o índice de octanas do n-heptano, que detona com muita facilidade, é igual a zero, e do isooctano, que é altamente resistente à detonação, igual a 100. Se, por exemplo, a gasolina testada em termos de resistência à detonação, os testes foram equivalentes a uma mistura composta por 80% de isooctano e 20% de n-heptano, então seu número de octanas é 80. Desde a introdução da escala, foram encontrados padrões que são superiores ao isooctano em resistência à detonação e atualmente a escala de octanas foi expandida para 120.
A determinação do número de octanas de vários hidrocarbonetos mostrou que na série dos alcanos o número de octanas aumenta à medida que se ramificam e diminui com o aumento do comprimento da cadeia de hidrocarbonetos. O número de octanas dos alcenos é maior que o dos alcanos correspondentes e aumenta à medida que a ligação dupla se move em direção ao centro das moléculas. Os cicloalcanos têm um número de octanas maior que os alcanos. Os hidrocarbonetos aromáticos têm os maiores índices de octanas; por exemplo, o número de octanas do n-propilbenzeno é 105, do etilbenzeno é 104, do tolueno é 107.
A gasolina obtida por destilação direta do petróleo consiste principalmente em alcanos com índice de octanas de 50-70. Para aumentar o índice de octanas, é realizado um tratamento, pelo qual os hidrocarbonetos da gasolina são isomerizados para formar estruturas mais favoráveis, e também são utilizados agentes antidetonantes - substâncias que são adicionadas à gasolina em quantidade não superior a 0,5 % para aumentar significativamente a sua resistência à batida.
Chumbo tetraetila (TEL) Pb(C 2 H 5) 4 foi usado pela primeira vez como agente antidetonante, cuja produção industrial começou em 1923. Outros alquilos de chumbo também são usados, por exemplo tetrametil chumbo. Novos aditivos incluem carbonilas de metais de transição. Os agentes antidetonantes, em particular o TES, são utilizados em mistura com brometo de etila, dibromoetano, dicloroetano, monocloronaftaleno (etil líquido). As gasolinas com adição de etil líquido são chamadas de chumbo. O líquido etílico é muito venenoso e devem ser tomadas precauções especiais ao manuseá-lo e à gasolina com chumbo.
Refino primário de petróleo
Preparando óleo para refino. O petróleo bruto contém gases dissolvidos chamados incidental,água, sais minerais, diversas impurezas mecânicas. Preparar o óleo para refino se resume a remover essas inclusões e neutralizar as impurezas quimicamente ativas.
Os gases associados são separados do óleo em separadores de gases, reduzindo a solubilidade dos gases devido à diminuição da pressão. Em seguida, os gases são enviados para posterior processamento em uma usina de gás-gasolina, onde deles são extraídos gás gasolina, etano, propano e butano. A separação final dos gases do petróleo ocorre em unidades de estabilização, onde são destilados em colunas especiais de destilação.
Em um aquecedor especial, as frações leves da gasolina são separadas do óleo e, após a adição de um desemulsificante, são enviadas para tanques de decantação. Aqui, o óleo é liberado da areia e da argila e desidratado. Usado para quebrar emulsões e remover água. várias maneiras, incluindo tratamento termoquímico sob pressão. A melhor forma de destruir emulsões é o método elétrico, que consiste em passar óleo entre eletrodos conectados a um circuito de corrente elétrica alternada de alta tensão (30-45 kV). Quando o óleo é desidratado, uma parcela significativa de sais também é removida ( dessalinização ).
Impurezas quimicamente ativas presentes no óleo na forma de enxofre, sulfeto de hidrogênio, sais, ácidos são neutralizadas por soluções de álcalis ou amônia. Este processo, que visa prevenir a corrosão dos equipamentos, é denominado alcalinização do óleo.
Além disso, a preparação do óleo para refino inclui a classificação e mistura dos óleos para obter uma composição mais uniforme das matérias-primas.
Destilação de óleo. A destilação primária do petróleo é o primeiro processo tecnológico de refino de petróleo. Unidades de processamento primário estão disponíveis em todas as refinarias.
Destilação, ou destilação, - Este é o processo de separação de uma mistura de líquidos mutuamente solúveis em frações que diferem em pontos de ebulição entre si e com a mistura original. Nas instalações modernas, a destilação do óleo é realizada por evaporação flash. Durante a evaporação única, as frações de baixo ponto de ebulição, transformadas em vapor, permanecem no aparelho e reduzem a pressão parcial das frações de alto ponto de ebulição em evaporação, o que permite realizar a destilação em temperaturas mais baixas.
Com uma única evaporação e posterior condensação dos vapores, são obtidas duas frações: leve, que contém mais componentes de baixo ponto de ebulição, e pesada, com menos componentes de baixo ponto de ebulição do que na matéria-prima, ou seja, durante a destilação, uma fase é enriquecida com baixo -componentes de alto ponto de ebulição e outro com componentes de alto ponto de ebulição. Ao mesmo tempo, é impossível alcançar a separação necessária dos componentes do óleo e obter produtos finais que fervem nas faixas de temperatura especificadas por meio da destilação. Nesse sentido, após uma única evaporação, os vapores do óleo são submetidos à retificação.
Nas instalações destilação primária a evaporação única e a retificação do óleo são geralmente combinadas. Para destilação de óleo, são utilizadas unidades tubulares de um e dois estágios. O calor necessário para o processo é obtido em fornos tubulares.
Dependendo do layout geral da refinaria de petróleo e das propriedades do óleo fornecido para processamento, a destilação é realizada tanto em unidades tubulares atmosféricas (AT), quanto em unidades que combinam destilação atmosférica e a vácuo - unidades tubulares de vácuo atmosférico (AVT) .
Destilados de várias composições são selecionados de acordo com a altura da coluna em faixas de temperatura estritamente definidas. Assim, a 300-350 °C, o óleo diesel é condensado e selecionado, a 200-300 °C - querosene, a 160-200 °C - fração nafta. Os vapores de gasolina são retirados do topo da coluna, que são resfriados e condensados em trocadores de calor . Parte da gasolina líquida é fornecida para irrigar a coluna . Em sua parte inferior é coletado o óleo combustível, que é submetido a posterior destilação para a obtenção de óleos lubrificantes na segunda coluna de destilação , operando sob vácuo para evitar a divisão de hidrocarbonetos sob a influência de temperaturas altas. O alcatrão é utilizado como matéria-prima para craqueamento térmico, coqueamento, produção de betume e óleos de alta viscosidade.
Atualmente, vários tipos de combustíveis, óleos de petróleo, parafinas, betumes, querosenes, solventes, fuligem, lubrificantes e outros produtos petrolíferos obtidos pelo processamento de matérias-primas podem ser obtidos a partir do petróleo bruto.
Matérias-primas de hidrocarbonetos extraídas ( óleo, passagem gás de petróleo E gás natural) O campo passa por uma longa etapa antes que componentes importantes e valiosos sejam isolados dessa mistura, da qual serão obtidos posteriormente produtos petrolíferos aproveitáveis.
Refinaria de oléo um processo tecnológico muito complexo que começa com o transporte de derivados de petróleo até as refinarias de petróleo. Aqui, o óleo passa por vários estágios antes de se tornar um produto pronto para uso:
O óleo extraído, mas não processado, contém várias impurezas, por exemplo, sal, água, areia, argila, partículas de solo e gases associados. A vida útil do campo aumenta o teor de água do reservatório de petróleo e, consequentemente, o teor de água e outras impurezas no óleo produzido. A presença de impurezas mecânicas e água interfere no transporte do petróleo pelos oleodutos para posterior processamento, provoca a formação de depósitos em trocadores de calor e outros, e dificulta o processo de refino do petróleo.
Todo o óleo extraído passa por um processo de purificação abrangente, primeiro mecânico e depois purificação fina.
Nesta fase, também ocorre a separação das matérias-primas extraídas em petróleo e gás em petróleo e gás.
A acomodação em recipientes lacrados, frios ou aquecidos, remove grandes quantidades de água e sólidos. Para obter alto desempenho das instalações para posterior processamento de petróleo, este é submetido a desidratação e dessalinização adicionais em dessalinizadoras elétricas especiais.
Muitas vezes, a água e o óleo formam uma emulsão pouco solúvel na qual pequenas gotículas de um líquido ficam suspensas no outro.
Existem dois tipos de emulsões:
Existem várias maneiras de quebrar emulsões:
Método mecânico por sua vez é dividido em:
A diferença nas densidades dos componentes da emulsão torna possível separar facilmente a água e o óleo por decantação aquecendo o líquido a 120-160°C sob uma pressão de 8-15 atmosferas durante 2-3 horas. Neste caso, a evaporação da água não é permitida.
A emulsão também pode ser separada sob a ação de forças centrífugas em centrífugas ao atingir 3.500-50.000 rpm.
No método químico a emulsão é quebrada pelo uso de desemulsificantes, ou seja, surfactantes. Os desemulsificantes possuem maior atividade em relação ao emulsificante ativo, formam uma emulsão do tipo oposto e dissolvem o filme de adsorção. Este método usado junto com elétrico.
Em instalações de desidratadores elétricos com influência elétrica Em uma emulsão de óleo, as partículas de água se combinam e ocorre uma separação mais rápida com o óleo.
O óleo extraído é uma mistura de carboidratos naftênicos, parafínicos, aromáticos, que possuem diferentes pesos moleculares e pontos de ebulição, além de enxofre, oxigênio e compostos orgânicos nitrogenados. O refino primário de petróleo consiste na separação do petróleo e dos gases preparados em frações e grupos de hidrocarbonetos. Durante a destilação, é obtida uma ampla gama de produtos petrolíferos e intermediários.
A essência do processo baseia-se no princípio da diferença nas temperaturas de ebulição dos componentes do óleo extraído. Como resultado, a matéria-prima se decompõe em frações - em óleo combustível (produtos petrolíferos leves) e em alcatrão (petróleo).
A destilação primária do óleo pode ser realizada com:
Durante uma única evaporação, o óleo é aquecido no aquecedor até uma temperatura pré-determinada. À medida que aquece, formam-se vapores. Quando a temperatura definida é atingida, a mistura vapor-líquido entra no evaporador (cilindro no qual o vapor é separado da fase líquida).
Processo evaporação múltipla representa uma sequência de evaporações únicas com um aumento gradual na temperatura de aquecimento.
Destilação evaporação gradual representa uma pequena mudança no estado do óleo a cada evaporação.
Os principais dispositivos nos quais ocorre a destilação, ou destilação, do óleo são fornos tubulares, colunas de destilação e trocadores de calor.
Dependendo do tipo de destilação, os fornos tubulares são divididos em fornos atmosféricos AT, fornos a vácuo VT e fornos tubulares a vácuo atmosférico AVT. As instalações AT realizam processamento superficial e obtêm gasolina, querosene, frações de diesel e óleo combustível. Nas instalações VT é realizado o processamento aprofundado das matérias-primas e são obtidos gasóleo e frações de petróleo, alcatrão, que são posteriormente utilizados para a produção de óleos lubrificantes, coque, betume, etc. destilação são combinadas.
O processo de refino de petróleo pelo princípio da evaporação ocorre em colunas de destilação. Lá, o óleo fonte é fornecido a um trocador de calor por meio de uma bomba, aquecido e depois entra em um forno tubular (aquecedor de fogo), onde é aquecido até uma determinada temperatura. Em seguida, o óleo na forma de uma mistura líquido-vapor entra na parte de evaporação da coluna de destilação. Aqui ocorre a divisão da fase vapor e da fase líquida: o vapor sobe na coluna, o líquido desce.
Os métodos de refino de petróleo acima não podem ser usados para isolar hidrocarbonetos individuais de alta pureza de frações de petróleo, que posteriormente se tornarão matérias-primas para a indústria petroquímica produzir benzeno, tolueno, xileno, etc. é introduzido em unidades de destilação de petróleo para aumentar a diferença na volatilidade dos hidrocarbonetos separados.
Os componentes resultantes após o refino primário do petróleo geralmente não são utilizados como produto acabado. Na etapa de destilação primária são determinadas as propriedades e características do óleo, das quais depende a escolha do processo de processamento posterior para obtenção do produto final.
Como resultado do processamento primário de petróleo, são obtidos os seguintes principais produtos petrolíferos:
Dependendo do propriedades físicas e químicas petróleo e a necessidade do produto final, é feita a escolha de outro método de processamento destrutivo de matérias-primas. Reciclando o óleo consiste em um efeito térmico e catalítico sobre os produtos petrolíferos obtidos por destilação direta. O impacto nas matérias-primas, ou seja, nos hidrocarbonetos contidos no petróleo, altera a sua natureza.
Existem opções para refino de petróleo:
Método de combustível o processamento é usado para produzir gasolina para motores de alta qualidade, combustíveis diesel de inverno e verão, combustíveis para motores de jato e combustíveis para caldeiras. Este método utiliza menos instalações tecnológicas. O método do combustível é um processo que produz combustíveis para motores a partir de frações e resíduos pesados de petróleo. Este tipo de processamento inclui craqueamento catalítico, reforma catalítica, hidrocraqueamento, hidrotratamento e outros processos térmicos.
Durante o processamento de combustível e óleo Junto com os combustíveis, são produzidos óleos lubrificantes e asfalto. Este tipo inclui processos de extração e desasfaltagem.
A maior variedade de produtos petrolíferos é obtida como resultado refino petroquímico. Nesse sentido, é utilizado um grande número de instalações tecnológicas. Como resultado do processamento petroquímico de matérias-primas, não são produzidos apenas combustíveis e óleos, mas também fertilizantes nitrogenados, borracha sintética, plásticos, fibras sintéticas, detergentes, ácidos graxos, fenol, acetona, álcool, éteres e outros produtos químicos.
O craqueamento catalítico utiliza um catalisador para acelerar processos químicos, mas ao mesmo tempo sem alterar a essência destes reações químicas. A essência do processo de craqueamento, ou seja, A reação de divisão consiste na passagem de óleos aquecidos ao estado de vapor através de um catalisador.
O processo de reforma é usado principalmente para produzir gasolina de alta octanagem. Apenas frações de parafina que fervem na faixa de 95-205°C podem ser submetidas a este processamento.
Tipos de reforma:
Durante a reforma térmica As frações do refino primário do petróleo são expostas apenas a altas temperaturas.
Durante a reforma catalítica o impacto nas frações iniciais ocorre tanto com a temperatura quanto com a ajuda de catalisadores.
Este método o processamento consiste na obtenção de frações de gasolina, querosene de aviação e diesel, óleos lubrificantes e gases liquefeitos devido ao efeito do hidrogênio nas frações de óleo de alto ponto de ebulição sob a influência de um catalisador. Como resultado do hidrocraqueamento, as frações originais do petróleo também passam por hidrotratamento.
O hidrotratamento envolve a remoção de enxofre e outras impurezas das matérias-primas. Normalmente, as unidades de hidrotratamento são combinadas com unidades de reforma catalítica, uma vez que, como resultado destas últimas, um grande número de hidrogênio. Como resultado da purificação, a qualidade dos produtos petrolíferos aumenta e a corrosão dos equipamentos diminui.
Processo de extração consiste na separação de uma mistura de substâncias sólidas ou líquidas por meio de solventes. Os componentes extraídos dissolvem-se bem no solvente utilizado. Em seguida, é realizada a desparafinação para reduzir o ponto de fluidez do óleo. O produto final é obtido por hidrotratamento. Este método de processamento é utilizado para produzir óleo diesel e extrair hidrocarbonetos aromáticos.
Como resultado da desasfaltagem, substâncias resinosas asfálticas são obtidas a partir de produtos residuais da destilação de petróleo. Posteriormente, o óleo desasfaltado é utilizado para produzir betume e é utilizado como matéria-prima para craqueamento catalítico e hidrocraqueamento.
Para obter coque de petróleo e frações de gasóleo a partir de frações pesadas de destilação de petróleo, resíduos de desasfaltagem, craqueamento térmico e catalítico e pirólise de gasolina, utiliza-se o processo de coqueamento. Esse tipo o refino de produtos petrolíferos consiste nas reações sequenciais de craqueamento, desidrogenação (liberação de hidrogênio das matérias-primas), ciclização (formação de uma estrutura cíclica), aromatização (aumento de hidrocarbonetos aromáticos no petróleo), policondensação (liberação de subprodutos como água, álcool) e compactação para formar uma "torta de coca" completa. Os produtos voláteis liberados durante o processo de coqueamento são submetidos a um processo de retificação para obter as frações alvo e estabilizá-las.
O processo de isomerização consiste na conversão de seus isômeros da matéria-prima. Tais transformações levam à produção de gasolina com alto índice de octanas.
Ao introduzir grupos alcinos em compostos, a gasolina de alta octanagem é obtida a partir de gases de hidrocarbonetos.
Ressalta-se que no processo de refino do petróleo e na obtenção do produto final é utilizado todo o complexo de tecnologias de petróleo, gás e petroquímica. A complexidade e variedade dos produtos acabados que podem ser obtidos a partir das matérias-primas extraídas também determinam a diversidade dos processos de refino do petróleo.
Entrega e recepção de óleo
Na Rússia, os principais volumes de petróleo bruto fornecidos para processamento são fornecidos às refinarias a partir de associações de produção através dos principais oleodutos. Pequenas quantidades de óleo, bem como de condensado de gás, são fornecidas por estrada de ferro. Nos países importadores de petróleo com acesso ao mar, o abastecimento às refinarias portuárias é feito por transporte aquaviário.
As matérias-primas recebidas na fábrica são fornecidas em recipientes apropriados base de commodities(Fig. 1), conectado por dutos a todas as unidades de processo da refinaria. A quantidade de óleo recebida é determinada de acordo com dados de medição de instrumentos ou por medições em tanques de matéria-prima.
Preparação de óleo para refino (essalinização elétrica)O petróleo bruto contém sais que são altamente corrosivos para os equipamentos de processo. Para removê-los, o óleo proveniente dos tanques de matéria-prima é misturado com água na qual os sais são dissolvidos e fornecido ao ELOU - planta de dessalinização elétrica(Figura 2). O processo de dessalinização é realizado em desidratadores elétricos- dispositivos cilíndricos com eletrodos montados em seu interior. Sob a influência de uma corrente de alta tensão (25 kV ou mais), a mistura de água e óleo (emulsão) é destruída, a água se acumula na parte inferior do aparelho e é bombeada para fora. Para uma destruição mais eficaz da emulsão, substâncias especiais são introduzidas nas matérias-primas - desemulsificantes. Temperatura do processo - 100-120°C.
Refino primário de petróleo
O óleo dessalinizado da ELOU é fornecido para uma unidade de destilação a vácuo atmosférico, que nas refinarias russas é designada pela abreviatura AVT - tubo de vácuo atmosférico. Esse nome se deve ao fato de que o aquecimento da matéria-prima antes de dividi-la em frações é feito em bobinas fornos tubulares(Fig. 6) devido ao calor da combustão do combustível e ao calor dos gases de combustão.
AVT está dividido em dois blocos - destilação atmosférica e a vácuo.
1. Destilação atmosférica
A destilação atmosférica (Fig. 3.4) destina-se à seleção frações de óleo leve- gasolina, querosene e gasóleo, com ebulição até 360°C, cujo rendimento potencial é de 45-60% de petróleo. O restante da destilação atmosférica é óleo combustível.
O processo consiste na separação do óleo aquecido em um forno em frações separadas em Coluna de destilação- um aparelho vertical cilíndrico, dentro do qual existem dispositivos de contato (placas), através do qual o vapor se move para cima e o líquido para baixo. Colunas de destilação de vários tamanhos e configurações são usadas em quase todas as instalações de refino de petróleo, o número de bandejas nelas varia de 20 a 60. O calor é fornecido ao fundo da coluna e o calor é removido do topo da coluna e, portanto, a temperatura no aparelho diminui gradualmente de baixo para cima. Como resultado, a fração gasolina é retirada do topo da coluna na forma de vapor, e os vapores das frações querosene e diesel são condensados nas partes correspondentes da coluna e removidos, o óleo combustível permanece líquido e é bombeado saindo da parte inferior da coluna.
2. Destilação a vácuo
A destilação a vácuo (Fig. 3,5,6) destina-se à seleção de óleo combustível destilados de petróleo em refinarias de perfil de óleo combustível ou fração larga de petróleo (gasóleo a vácuo) em uma refinaria de perfil de combustível. O restante da destilação a vácuo é alcatrão.
A necessidade de selecionar frações de petróleo sob vácuo se deve ao fato de que em temperaturas acima de 380°C inicia-se a decomposição térmica dos hidrocarbonetos. (rachaduras), e o ponto de ebulição do gasóleo de vácuo é 520°C ou mais. Portanto, a destilação é realizada a uma pressão residual de 40-60 mm Hg. Art., que permite reduzir a temperatura máxima do aparelho para 360-380°C.
O vácuo na coluna é criado usando equipamento apropriado; os principais dispositivos são vapor ou líquido ejetores(Fig. 7).
3. Estabilização e destilação secundária de gasolina
A fração de gasolina obtida em uma unidade atmosférica contém gases (principalmente propano e butano) em volume que excede os requisitos de qualidade e não pode ser utilizada como componente de gasolina para motores ou como gasolina comercial de destilação direta. Além disso, os processos de refino de petróleo que visam aumentar o índice de octanas da gasolina e a produção de hidrocarbonetos aromáticos utilizam frações estreitas da gasolina como matéria-prima. Isso explica a inclusão esquema tecnológico refino de petróleo deste processo (Fig. 4), no qual os gases liquefeitos são destilados da fração gasolina e destilados em 2-5 frações estreitas no número apropriado de colunas.
Os produtos primários de refino de petróleo são resfriados em trocadores de calor, em que o calor é transferido para matérias-primas frias fornecidas para processamento, economizando combustível de processo, em refrigeradores de água e ar e são retirados de produção. Um esquema semelhante de troca de calor é usado em outras unidades de refinaria.
As modernas plantas de processamento primário são frequentemente combinadas e podem incluir os processos acima em várias configurações. A capacidade dessas instalações varia de 3 a 6 milhões de toneladas de petróleo bruto por ano.
Várias unidades de processamento primário estão sendo construídas nas fábricas para evitar o desligamento total da planta quando uma das unidades for retirada para reparos.
Produtos petrolíferos primários
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Nome |
Faixas de ebulição |
Onde é selecionado? |
Onde é usado? |
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Estabilização de refluxo |
Propano, butano, isobutano |
Bloco de estabilização |
Fracionamento de gás, produtos comerciais, combustível de processo |
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Gasolina de destilação direta estável (nafta) |
Destilação secundária de gasolina |
Mistura de gasolina, produtos comerciais |
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Gasolina leve estável |
Bloco de estabilização |
Isomerização, mistura de gasolina, produtos comerciais |
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Benzeno |
Destilação secundária de gasolina |
Produção de hidrocarbonetos aromáticos correspondentes |
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Tolueno |
Destilação secundária de gasolina |
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Xileno |
Destilação secundária de gasolina |
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Matéria-prima para reforma catalítica |
Destilação secundária de gasolina |
Reforma catalítica |
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Gasolina pesada |
Destilação secundária de gasolina |
Mistura de querosene, diesel de inverno, reforma catalítica |
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Componente querosene |
Destilação atmosférica |
Mistura de querosene e combustíveis diesel |
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Diesel |
Destilação atmosférica |
Hidrotratamento, mistura de combustíveis diesel, óleos combustíveis |
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Destilação atmosférica (resíduo) |
Destilação a vácuo, hidrocraqueamento, mistura de óleo combustível |
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Gasóleo a vácuo |
Destilação a vácuo |
Craqueamento catalítico, hidrocraqueamento, produtos comerciais, mistura de óleo combustível. |
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Destilação a vácuo (resíduo) |
Coqueamento, hidrocraqueamento, mistura de óleo combustível. |
Fotos de plantas de processamento primário de várias configurações
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| Figura 5. Unidade de destilação a vácuo com capacidade de 1,5 milhão de toneladas por ano na Refinaria de Petróleo de Turkmenbashi projetada por Uhde. | Arroz. 6. Unidade de destilação a vácuo com capacidade de 1,6 milhão de toneladas por ano na refinaria LUKOIL-PNOS. Em primeiro plano está um fogão tubular (amarelo). | Figura 7. Equipamento de criação de vácuo da Graham. Três ejetores são visíveis, nos quais os vapores entram pelo topo da coluna. |
Sergei Pronin
Vladimir Khomutko
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Um Um
Como ocorre o refino primário do petróleo?
O petróleo é uma mistura complexa de compostos de hidrocarbonetos. Apresenta-se como um líquido oleoso, viscoso e de odor característico, cuja cor geralmente varia do marrom escuro ao preto, embora também existam óleos claros, quase transparentes.
Este líquido tem fluorescência fraca, sua densidade é menor que a da água, na qual é quase insolúvel. A densidade do óleo pode variar de 0,65-0,70 gramas por centímetro cúbico (graus leves), bem como 0,98-1,00 gramas por centímetro cúbico (graus pesados).
A tarefa da destilação a vácuo é selecionar destilados do tipo óleo a partir do óleo combustível (se a refinaria for especializada na produção de óleos e lubrificantes) ou de uma ampla fração de petróleo de amplo espectro, que é chamada de gasóleo a vácuo (se a refinaria for especializada em produção de combustível para motores). Após a destilação a vácuo, forma-se um resíduo denominado alcatrão.
A necessidade desse processamento do óleo combustível sob vácuo é explicada pelo fato de que a uma temperatura superior a 380 graus, inicia-se o processo de craqueamento (decomposição térmica dos hidrocarbonetos) e o ponto de ebulição do gasóleo a vácuo é superior a 520 graus. Por isso, a destilação deve ser realizada a uma pressão residual de 40-60 milímetros de mercúrio, o que permite reduzir o valor máximo da temperatura na instalação para 360 - 380 graus.
O ambiente de vácuo em tal coluna é criado usando equipamento especializado, cujo principal elemento-chave são ejetores de líquido ou vapor.
Utilizando a destilação primária de matéria-prima de petróleo, são obtidos os seguintes produtos:
Vamos decifrar a notação:
