Os compostos do petróleo bruto são substâncias complexas, composto por cinco elementos - C, H, S, O e N, e o conteúdo desses elementos varia de 82-87% de carbono, 11-15% de hidrogênio, 0,01-6% de enxofre, 0-2% de oxigênio e 0 01 -3% de nitrogênio.
O petróleo bruto de poço convencional é um líquido oleoso inflamável marrom-esverdeado com odor pungente. O petróleo produzido nos campos, além dos gases nele dissolvidos, contém certa quantidade de impurezas - partículas de areia, argila, cristais de sal e água. O conteúdo de partículas sólidas e água dificulta seu transporte por dutos e processamento, causa erosão das superfícies internas dos dutos de oleoduto e formação de depósitos em trocadores de calor, fornos e refrigeradores, o que leva a uma diminuição no coeficiente de transferência de calor, aumenta o teor de cinzas dos resíduos da destilação de petróleo (óleo combustível e alcatrões), promove a formação de emulsões persistentes. Além disso, no processo de produção e transporte do petróleo, ocorre uma perda significativa de componentes leves do petróleo. A fim de reduzir o custo de refino do petróleo, causado pela perda de componentes leves e desgaste excessivo de oleodutos e equipamentos de processamento, o óleo produzido é submetido a um pré-tratamento.
Para reduzir a perda de componentes leves, o óleo é estabilizado e também são usados tanques especiais de armazenamento de óleo hermético. Da quantidade principal de água e partículas sólidas, o óleo é liberado por sedimentação em tanques no frio ou quando aquecido. Por fim, são desidratados e dessalinizados em instalações especiais. No entanto, a água e o óleo geralmente formam uma emulsão difícil de separar, o que retarda muito ou até evita a desidratação do óleo. Existem dois tipos de emulsões de óleo:
óleo em água ou emulsão hidrofílica,
e água em óleo, ou emulsão hidrofóbica.
Existem três métodos para quebrar emulsões de óleo:
Mecânico:
sedimentação - aplicado a emulsões frescas e facilmente quebradas. A separação de água e óleo ocorre devido à diferença nas densidades dos componentes da emulsão. O processo é acelerado por aquecimento a 120-160°C sob uma pressão de 8-15 atmosferas por 2-3 horas, evitando a evaporação da água.
centrifugação - separação de impurezas mecânicas de óleo sob a influência de forças centrífugas. Raramente é usado na indústria, geralmente com uma série de centrífugas com velocidade de 350 a 5000 rpm, com capacidade de 15-45 m3 / h cada.
Químico:
a destruição de emulsões é conseguida pelo uso de surfactantes - desemulsificantes. A destruição é conseguida a) pelo deslocamento de adsorção do emulsificante ativo por uma substância com maior atividade de superfície, b) pela formação de emulsões do tipo oposto (inversão de vaso) ec) pela dissolução (destruição) do filme de adsorção como resultado de sua reação química com o desemulsificante introduzido no sistema. O método químico é usado com mais frequência do que o mecânico, geralmente em combinação com o elétrico.
Elétrico:
quando uma emulsão de óleo entra em um campo elétrico alternado, as partículas de água que reagem mais fortemente ao campo do que o óleo começam a oscilar, colidindo umas com as outras, o que leva à sua associação, alargamento e estratificação mais rápida com o óleo. Instalações denominadas desidratadores elétricos.
Um ponto importante é o processo de classificação e mistura de óleo. Óleos semelhantes em propriedades físicas, químicas e comerciais são misturados nas lavouras e encaminhados para beneficiamento conjunto.
Existem três opções principais para refino de petróleo:
De acordo com a opção de combustível, o óleo é processado principalmente em combustíveis para motores e caldeiras. Há processamento de combustível profundo e raso. No processamento profundo do petróleo, eles se esforçam para obter o maior rendimento possível de gasolinas e motores de alta qualidade, combustíveis diesel de inverno e verão e combustíveis para aviação. A saída de combustível da caldeira nesta variante é reduzida ao mínimo. Estes incluem processos catalíticos, como craqueamento catalítico, reforma catalítica, hidrocraqueamento e hidrotratamento, bem como processos térmicos, como coqueificação. O processamento de gases de fábrica, neste caso, visa aumentar o rendimento de gasolinas de alta qualidade. Com o refino de óleo raso, é fornecido um alto rendimento de combustível de caldeira.
De acordo com a variante do óleo combustível do refino de petróleo, juntamente com os combustíveis, são obtidos óleos lubrificantes, óleos destilados (industriais leves e médios, automotivos, etc.). Os óleos residuais (aviação, cilindro) são recuperados do alcatrão por sua desasfaltação com propano líquido. Nesse caso, desasfalto e asfalto são formados. O desasfalto é posteriormente processado e o asfalto é processado em betume ou coque. Versão petroquímica do refino de petróleo - além da produção de combustíveis e óleos de alta qualidade, não é apenas a preparação de matérias-primas (olefinas, hidrocarbonetos aromáticos, normais e isoparafínicos, etc.) para síntese orgânica pesada, mas também a mais são realizados processos físicos e químicos complexos associados à produção de grandes toneladas de fertilizantes nitrogenados , borracha sintética, plásticos, fibras sintéticas, detergentes, ácidos graxos, fenol, acetona, álcoois, ésteres e muitos outros produtos químicos. O principal método de refino do petróleo é a destilação direta.
Destilação - destilação (gota) - a separação do óleo em frações que diferem em composição (produtos petrolíferos individuais), com base na diferença nos pontos de ebulição de seus componentes. A destilação de produtos petrolíferos com pontos de ebulição de até 370°C é realizada à pressão atmosférica, e com maiores - no vácuo ou usando vapor (para evitar sua decomposição).
O óleo sob pressão é alimentado por bombas em um forno tubular, onde é aquecido a 330...350°C. O óleo quente, juntamente com os vapores, entra na parte intermediária da coluna de destilação, onde, devido à redução de pressão, evapora e os hidrocarbonetos evaporados são separados da parte líquida do óleo - óleo combustível. Vapores de hidrocarbonetos sobem pela coluna e o resíduo líquido flui para baixo. As placas são instaladas na coluna de destilação ao longo do caminho do movimento do vapor, no qual parte dos vapores de hidrocarbonetos se condensa. Os hidrocarbonetos mais pesados condensam nos primeiros pratos, os hidrocarbonetos leves têm tempo de subir na coluna, e a maior parte dos hidrocarbonetos, misturados com gases, passam por toda a coluna sem condensar e são descarregados do topo da coluna na forma de vapores. Assim, os hidrocarbonetos são separados em frações, dependendo do seu ponto de ebulição.
Durante a destilação do petróleo, são obtidos derivados de petróleo leve: gasolina (pb 90-200 ° C), nafta (pb 150-230 ° C), querosene (pb 180-300 ° C), gasóleo leve - óleo solar (pb 230-350 ° C), gasóleo pesado (pb 350-430 ° C), e o restante é um líquido preto viscoso - óleo combustível (pb acima de 430 ° C). O óleo é submetido a processamento adicional. É destilado sob pressão reduzida (para evitar a decomposição) e os óleos lubrificantes são recuperados. A destilação flash consiste em dois ou mais processos de destilação simples com um aumento na temperatura operacional em cada estágio. Os produtos obtidos por destilação direta possuem alta estabilidade química, pois não contêm hidrocarbonetos insaturados. A utilização de processos de craqueamento para refino de petróleo permite aumentar o rendimento das frações de gasolina.
O craqueamento é um processo de refino do petróleo e suas frações, baseado na decomposição (splitting) de moléculas de hidrocarbonetos complexos em condições de altas temperaturas e pressões. Existem os seguintes tipos de craqueamento: térmico, catalítico, hidrocraqueamento e reforma catalítica. O craqueamento térmico é usado para produzir gasolina a partir de óleo combustível, querosene e óleo diesel. A gasolina obtida por craqueamento térmico tem um índice de octanagem insuficientemente alto (66 ... 74) e um alto teor de hidrocarbonetos insaturados (30 ... 40%), ou seja, tem baixa estabilidade química e é usado principalmente como componente em produção de gasolina comercial.
Não estão mais sendo construídas novas instalações de craqueamento térmico, pois as gasolinas obtidas com a ajuda delas são oxidadas durante o armazenamento para formar resinas, sendo necessário introduzir nelas aditivos especiais (inibidores), que reduzem drasticamente a taxa de resinificação. O craqueamento térmico é dividido em fase de vapor e fase líquida.
Craqueamento na fase de vapor - o óleo é aquecido a 520...550°C a uma pressão de 2...6 atm. Atualmente, não é utilizado devido à baixa produtividade e ao alto teor (40%) de hidrocarbonetos insaturados no produto final, que são facilmente oxidados e formam resinas.
Craqueamento em fase líquida - temperatura de aquecimento do óleo 480 ... 500 ° C a uma pressão de 20 ... 50 atm. A produtividade aumenta, a quantidade (25…30%) de hidrocarbonetos insaturados diminui. Frações de gasolina de craqueamento térmico são usadas como um componente de gasolinas de motores comerciais. No entanto, os combustíveis de craqueamento térmico são caracterizados por baixa estabilidade química, que é melhorada pela introdução de aditivos antioxidantes especiais nos combustíveis. O rendimento da gasolina é de 70% do óleo, 30% do óleo combustível.
O craqueamento catalítico é um processo de produção de gasolina baseado na quebra de hidrocarbonetos e alteração de sua estrutura sob a ação de Temperatura alta e um catalisador. A divisão das moléculas de hidrocarbonetos ocorre na presença de catalisadores e à temperatura e pressão atmosférica. Um dos catalisadores é a argila especialmente tratada. Tal craqueamento é chamado de craqueamento catalisado pulverizado. O catalisador é então separado dos hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos seguem para retificadores e refrigeradores, e o catalisador segue para seus reservatórios, onde suas propriedades são restauradas. Como matéria-prima para o craqueamento catalítico são utilizadas frações de gasóleo e óleo solar obtidas por destilação direta do petróleo. Os produtos de craqueamento catalítico são componentes essenciais na produção das gasolinas A-72 e A-76.
Hydrocracking é um processo de refino de produtos petrolíferos que combina craqueamento e hidrogenação de matérias-primas (gasóleos, resíduos de petróleo, etc.). Este é um tipo de craqueamento catalítico. O processo de decomposição de matérias-primas pesadas ocorre na presença de hidrogênio a uma temperatura de 420...500°C e uma pressão de 200 atm. O processo ocorre em um reator especial com adição de catalisadores (óxidos de W, Mo, Pt). Como resultado do hidrocraqueamento, o combustível é obtido.
Reformar - (do inglês reforming - refazer, melhorar) o processo industrial de processamento das frações de gasolina e nafta do petróleo para obtenção de gasolina de alta qualidade e Hidrocarbonetos aromáticos. Como matéria-prima para a reforma catalítica, geralmente são usadas frações de gasolina da destilação primária do petróleo, que fervem já a 85 ... 180 "C. A reforma é realizada em um ambiente de gás contendo hidrogênio (70 ... 90 % hidrogênio) a uma temperatura de 480 ... pressão de 2 ... 4 MPa na presença de um catalisador de molibdênio ou platina. Para melhorar as propriedades das frações de gasolina do óleo, elas são submetidas à reforma catalítica, que é realizada na presença de catalisadores de platina ou platina e rênio. Durante a reforma catalítica de gasolina, hidrocarbonetos aromáticos (benzeno, tolueno, xileno, etc.) de parafinas e cicloparafinas. A reforma usando um catalisador de molibdênio é chamada de hidroformação e usando um catalisador de platina é chamado de platforming, este último, que é um processo mais simples e seguro, é muito mais utilizado atualmente.
Pirólise. É a decomposição térmica de hidrocarbonetos de petróleo em aparelhos especiais ou geradores de gás a uma temperatura de 650°C. É aplicado para receber hidrocarbonetos aromáticos e gás. Tanto o óleo quanto o óleo combustível podem ser usados como matérias-primas, mas o maior rendimento de hidrocarbonetos aromáticos é observado durante a pirólise de frações de óleo leve. Rendimento: 50% gás, 45% resina, 5% fuligem. Os hidrocarbonetos aromáticos são obtidos a partir da resina por destilação.
Refinaria de oléo - um processo de processamento físico e químico de petróleo bruto em várias etapas, cujo resultado é a produção de um complexo de produtos petrolíferos. O refino do petróleo é realizado pelo método da destilação, ou seja, a separação física do petróleo em frações.
Existem processos primários e secundários de refino de petróleo. Os processos primários incluem a destilação direta (vácuo atmosférico) do petróleo, durante a qual os hidrocarbonetos do petróleo não sofrem transformações químicas. Como resultado de processos secundários (craqueamento, reforma), ocorre uma alteração na estrutura dos hidrocarbonetos no processo reações químicas.
Refino primário de petróleo. A destilação direta, ou separação do óleo em frações, é baseada na temperatura diferente ebulição de hidrocarbonetos de diferentes pesos moleculares e é realizada em pressão atmosférica normal e temperatura de até 350 °C.
A destilação do petróleo é realizada em instalações atmosféricas ou atmosférico-vácuo, compostas por forno tubular, coluna de destilação, trocadores de calor e outros equipamentos.
Reciclandoóleo. Os produtos de corte reto não atendem aos requisitos tecnologia moderna e, portanto, sujeito a processamento adicional. As gasolinas de destilação direta contêm compostos de enxofre que pioram o desempenho ambiental dos combustíveis, causam corrosão do motor e envenenam os catalisadores, por isso são submetidas a hidrotratamento.
Hidrotratamento- trata-se de um processo catalítico térmico que proporciona a hidrogenação de compostos organossulfurados de petróleo a sulfeto de hidrogênio, que é então capturado e separado. Rachaduras – separação de hidrocarbonetos pesados para obter quantidades adicionais de gasolina e óleo diesel. Existem os seguintes tipos de craqueamento:
- térmico- produzido a 500 - 750 °C e pressão de 4 - 6 MPa, enquanto o rendimento da gasolina chega a 60 - 70%.
- catalítico- Produzido usando catalisadores.
reformando catalítico - o processo de obtenção de componentes de alta octanagem da gasolina a partir das frações de gasolina e nafta do petróleo.
Alquilação– introdução de compostos alquílicos em moléculas de hidrocarbonetos. É usado para produzir componentes de gasolina de alta octanagem.
Classificação e indicadores de qualidade do óleo.
Existem várias classificações de óleo. De acordo com GOST R, o óleo é classificado de acordo com propriedades físicas e químicas, grau de preparação, conteúdo de sulfeto de hidrogênio e mercaptanos leves em classes, tipos, grupos, tipos. Ao mesmo tempo, os sinais de classificação do óleo são indicadores pelos quais o óleo é aceito pela qualidade.
NO dependendo da fração de massa de enxofreóleo é dividido em classes 1 - 4:
1 classe - baixo teor de enxofre;
classe 2 - sulfuroso;
Grau 3 - alto teor de enxofre;
Grau 4 - especialmente alto teor de enxofre.
Por densidade, e quando entregue para exportação - adicionalmente para o rendimento de frações e fração de massa parafina O óleo é dividido em cinco tipos:
tipo 0 - extra leve;
Tipo 1 - leve;
tipo 2 - médio;
3 tipo - pesado;
Tipo 4 - betuminoso.
De acordo com o grau de preparação o óleo é dividido em grupos 1 - 3 de acordo com indicadores como teor de água, concentração de sais de cloreto, pressão de vapor saturado, fração de massa impurezas mecânicas.
Por fração de massa de sulfeto de hidrogênio e mercaptanos levesóleo é dividido em 2 tipos.
A designação convencional do óleo consiste em quatro dígitos correspondentes às designações da classe, tipo, grupo e tipo de óleo. Quando o óleo é fornecido para exportação, o índice "e" é adicionado à designação do tipo.
classificação tecnológica petróleo opera na Rússia desde 1967 e determina seu uso como matéria-prima para certos produtos petrolíferos. De acordo com a classificação tecnológica, o óleo é dividido em:
Classes (1 - 3) - por teor de enxofre;
Tipos (T1 - T3) - de acordo com a saída de frações leves, destiladas até 350 ° С;
Grupos (M1 - M4) - de acordo com o teor potencial de óleos básicos;
Subgrupos (I1 - I2) - de acordo com o índice de viscosidade dos óleos básicos;
Tipos (P1 - P2) de acordo com o teor de parafinas no óleo.
classificação química subdivide os óleos de vários campos de acordo com sua composição de hidrocarbonetos em seis grupos:
Parafina
naftênico
aromático
parafínico-naftênico
Parafina-nafteno-aromático
nafteno-aromático
Produtos petrolíferos. Tipos e características da gasolina para motores
A gama da indústria de refino de petróleo inclui mais de 500 tipos de produtos petrolíferos gasosos, líquidos e sólidos, dependendo de sua finalidade. Os produtos petrolíferos são classificados por finalidade nos seguintes grupos: combustíveis, óleos de petróleo, parafinas e ceresinas, hidrocarbonetos aromáticos, betume de petróleo, coque de petróleo e outros produtos petrolíferos.
combustível - substâncias combustíveis para obter energia térmica através da sua queima. O valor prático do combustível é determinado pela quantidade de calor liberada durante sua combustão completa.
Gasolinas de motor.
As gasolinas para motores destinam-se a motores de pistão de aviação e automóveis de combustão interna com ignição forçada.
As gasolinas modernas para automóveis e aviação devem atender aos seguintes requisitos:
Possuem boa volatilidade, permitindo obter uma mistura ar-combustível homogênea em qualquer temperatura;
Possuem uma composição de hidrocarbonetos de grupo que garante um processo de combustão estável e sem detonação em todos os modos de funcionamento do motor; não altere sua composição e propriedades durante o armazenamento a longo prazo;
não renderize influência nociva para detalhes Sistema de combustível e o ambiente.
Gasolina automotiva usado em motores de combustão interna a gasolina. Os principais indicadores da qualidade da gasolina são a composição fracionária e o número de octanas. composição fracionária caracterizado pelo ponto de ebulição inicial, temperaturas de evaporação. número de octanas é o principal indicador da qualidade da gasolina, caracterizando sua resistência à detonação. Detonação - combustão da mistura de combustível no cilindro do motor. Se a marca da gasolina contiver o índice de letras "I", isso significa que a octanagem dessa gasolina é determinada pelo método de pesquisa; se apenas a letra "A" - motor.
Gasolina de aviação. As gasolinas de aviação são projetadas para uso em motores alternativos de aeronaves.
combustíveis para aviação Projetado para uso em aeronaves a jato modernas.
Combustível diesel projetado para motores de turbina a gás e diesel de alta velocidade de equipamentos terrestres e marítimos
Vladimir Khomutko
Tempo de leitura: 7 minutos
A A
Como é feito o refino do petróleo?
O petróleo é uma mistura complexa de compostos de hidrocarbonetos. Parece um líquido viscoso oleoso com um odor característico, cuja cor varia principalmente do marrom escuro ao preto, embora também existam óleos claros, quase transparentes.
Este líquido tem uma fluorescência fraca, sua densidade é menor que a da água, na qual é quase insolúvel. A densidade de um óleo pode variar de 0,65-0,70 gramas por centímetro cúbico (graus leves) a 0,98-1,00 gramas por centímetro cúbico (graus pesados).
A maneira mais simples de desidratar o petróleo no campo é um método termoquímico de remoção de água à pressão atmosférica normal.
Sua essência reside no fato de que um surfactante especial, chamado desemulsificante, é adicionado ao óleo aquecido a 30-50 graus, após o que a mistura resultante é depositada em tanques especiais. Se a estanqueidade necessária dos tanques de sedimentação não for garantida, ocorrem perdas graves de matérias-primas devido aos processos de evaporação. Portanto, em geral, a sedimentação termoquímica ocorre em tanques selados pressurizados.
Se o teor de sal no óleo for baixo, eles serão quase completamente removidos no processo de separação e sedimentação. No entanto, a maioria dos óleos produzidos ainda requer dessalinização adicional.
Técnicas termoquímicas também são aplicáveis a este processo, mas na maioria dos casos é usado um método chamado de eletrodeposição. Combina lodo termoquímico com um tratamento adicional de emulsão de óleo que ocorre em campos elétricos. As instalações com a ajuda das quais este processo é realizado são chamadas de usinas de dessalinização elétrica (abreviadas como ELOU).
Após a dessalinização na ELOU, a mistura entra no sistema principal de dutos para posterior transporte para as empresas complexo de processamento(abreviado como refinaria).
Os processos de destilação direta do petróleo bruto ocorrem em plantas tubulares de dois tipos - a um valor pressão atmosférica(instalações AT) e no vácuo de várias profundidades (VT). Nas refinarias domésticas, como regra, os dois tipos são combinados em uma unidade AVT combinada - tipo tubular de vácuo atmosférico.
O nome tubular se explica pelo fato da matéria-prima ser aquecida nas serpentinas dos fornos tubulares antes de ser separada em frações.
AVT tem dois blocos - atmosférico e vácuo. A destilação atmosférica de petróleo (ou destilação) a um valor de pressão natural permite a obtenção de luz, que inclui gasolina, querosene e destilados de diesel.
Seu ponto de ebulição não é superior a 360 graus Celsius. A produção dessas frações, dependendo da composição física e química das matérias-primas processadas, varia de 45 a 60 por cento da quantidade total de petróleo bruto. O resíduo da destilação atmosférica é chamado de óleo combustível.
O processo de processamento (separação em frações) do óleo pré-aquecido ocorre em uma coluna de destilação, que se parece com uma unidade vertical cilíndrica, equipada internamente com dispositivos de contato especiais chamados placas. Através dessas placas, os vapores liberados dos produtos petrolíferos sobem e as fases líquidas descem.
As colunas de destilação podem ter tamanhos e configurações diferentes, mas são usadas em todas as refinarias. O número de placas nesses dispositivos pode variar de 20 a 60 peças.
O calor é fornecido na parte inferior desta coluna e sua remoção no topo, de modo que a temperatura na coluna diminui gradualmente de baixo para cima. Isso permite remover frações de gasolina na forma de vapores da parte superior do aparelho. Os destilados de querosene e diesel são condensados e removidos em outras partes do aparelho da coluna de destilação, e o resíduo líquido na forma de óleo combustível é bombeado para fora do fundo e entra na unidade de vácuo.
A tarefa da destilação a vácuo é a seleção de destilados do tipo óleo a partir de óleo combustível (se a refinaria for especializada na produção de óleos e lubrificantes) ou uma fração de óleo de amplo espectro, que é chamada de gasóleo a vácuo (se a refinaria for especializada em a produção de combustível para motores). Após a destilação a vácuo, forma-se um resíduo chamado alcatrão.
A necessidade de tal processamento de óleo combustível sob vácuo é explicada pelo fato de que a um valor de temperatura superior a 380 graus, o processo de craqueamento (decomposição térmica de hidrocarbonetos) começa e o ponto de ebulição do gasóleo a vácuo é superior a 520 graus . Por causa disso, a destilação deve ser realizada em um valor de pressão residual de 40-60 milímetros. coluna 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 equipamentos especializados, cujo principal elemento-chave são os ejetores de líquido ou vapor.
Produtos obtidos por destilação direta
Com a ajuda da destilação primária do petróleo bruto, são obtidos os seguintes produtos:
- gás de hidrocarboneto, que é removido pela cabeça de estabilização; usado como combustível doméstico e matéria-prima para processos de fracionamento de gás;
- frações de gasolina (ponto de ebulição - até 180 graus); usado como matéria-prima para processos destilação secundária em instalações de reforma e craqueamento catalítico, pirólise e outros tipos de refino de petróleo (mais precisamente, suas frações), para obtenção de gasolina para motores comerciais;
- frações de querosene (ponto de ebulição - de 120 a 315 graus); após o hidrotratamento, são utilizados como combustível para jatos e tratores;
- gasóleo atmosférico (frações de diesel), que ferve na faixa de 180 a 350 graus; após o que, tendo passado pelo processamento e purificação adequados, é utilizado como combustível para motores do tipo diesel;
- óleo combustível, que ferve em temperaturas acima de 350 graus; usado como combustível para caldeiras e como matéria-prima para usinas de craqueamento térmico;
- gasóleo a vácuo com um ponto de ebulição de 350 a 500 graus ou mais; é matéria-prima para catalítica e hidrocraqueamento, bem como para a produção de derivados de petróleo;
- alcatrão - ponto de ebulição - mais de 500 graus; que atua como matéria-prima para unidades de coqueificação e craqueamento térmico, a fim de obter betume e vários tipos de óleos de petróleo.
Esquema tecnológico de destilação direta (do livro editado por Glagoleva e Kapustin)
Vamos decifrar a notação:
- K-1 – coluna de topo;
- K-2 – coluna de refino atmosférico de óleo;
- K-3 - coluna de descascamento;
- K-4 - instalação de estabilização;
- K-5 – coluna de processamento a vácuo;
- E-1…E-4 – desidratadores elétricos;
- P-1 e P-2 - fornos de pré-aquecimento;
- КХ-1…КХ-4 – dispositivos de refrigeração e condensação;
- E-1 e E-2 - recipientes de refluxo;
- A-1 - bomba de vácuo do tipo ejetora de vapor;
- I - petróleo bruto;
- II - cabeçote de estabilização;
- III - gasolina estabilizada;
- IV - fração de querosene;
- V – gasóleo atmosférico (frações diesel);
- VI - gasóleo a vácuo;
- VII - alcatrão (resíduo formado após tratamento a vácuo);
- VIII - gases ejetores de exaustão;
- IX - substância tensoativa (desemulsificante);
- X - água lançada no esgoto;
- XI - vapor de água.
Na coluna K-1, é retirada a fração da gasolina, que é então condensada no XK-1 e entra no tanque E-1.
O óleo processado meio decapado da parte inferior do K-1 através de um forno tubular P-1 entra no K-2 (coluna atmosférica). Parte do fluxo desse óleo é devolvido ao K-1, fornecendo o calor necessário para os processos de destilação.
Em K-2, mais fracionamento ocorre. A fração superior do K-2 é a gasolina pesada, que, após a condensação, entra no E-2. A fração de querosene e diesel é removida do K-2 com a ajuda de faixas laterais e chega ao K-3 para vaporização.
No K-3, as frações leves são removidas, após o que o destilado diesel e o querosene são removidos da unidade por meio de trocadores de calor de pré-aquecimento e refrigeradores.
O óleo combustível líquido é retirado do fundo do K-2, depois é alimentado no forno P-2 e depois na coluna de vácuo K-5, onde é separado em alcatrão e gasóleo a vácuo.
No topo de seu K-5 com uma bomba de jato de vapor A-1, o vapor de água, o ar e os gases formados são sugados e também não um grande número de produtos diesel leves. O gasóleo a vácuo e o alcatrão passam por aquecedores (trocadores de calor) e, após a condensação nos refrigeradores, são descarregados da unidade.
A gasolina de E-1 e E-2 é aquecida e alimentada na coluna de estabilização K-4. Os gases liquefeitos são descarregados pela parte superior do K-4 (cabeça de estabilização) e a gasolina líquida estabilizada é descarregada pela parte inferior.
Então em em termos gerais parece um processo primário de refino de petróleo.
Nenhum vídeo relacionado
Atualmente, o petróleo bruto pode ser obtido tipos diferentes combustíveis, óleos de petróleo, parafinas, betumes, querosene, solventes, fuligem, lubrificantes e outros produtos petrolíferos obtidos pelo processamento de matérias-primas.
Matérias-primas de hidrocarbonetos produzidos ( óleo, passagem gás de petróleo e gás natural) uma longa etapa passa no campo antes que componentes importantes e valiosos sejam isolados dessa mistura, a partir da qual serão obtidos subseqüentemente derivados de petróleo adequados para uso.
Refinaria de oléo muito complicado processo tecnológico, que começa com o transporte de derivados de petróleo para as refinarias. Aqui, o óleo passa por várias etapas antes de se tornar um produto pronto para uso:
O óleo produzido, mas não processado, contém várias impurezas, como sal, água, areia, argila, partículas de solo, gás associado ao APG. A vida útil do campo aumenta a rega do reservatório de óleo 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 de derivados para seu posterior processamento, causa a formação de depósitos em trocadores de calor e outros e dificulta o processo de refino do petróleo.
Todo o óleo extraído passa pelo processo de limpeza complexa, primeiro mecânica, depois limpeza fina.
Nesta etapa também ocorre a separação das matérias-primas extraídas em óleo e gás em óleo e gás.
O assentamento em tanques selados frios ou aquecidos ajuda a remover grandes quantidades de água e sólidos. Para obter alto desempenho das instalações para posterior processamento do petróleo, este último é submetido a desidratação adicional e dessalinização em usinas especiais de dessalinização elétrica.
Freqüentemente, água e óleo formam uma emulsão pouco solúvel, na qual as menores gotas de um líquido são distribuídas em estado suspenso em outro.
Existem dois tipos de emulsões:
Existem várias maneiras de quebrar emulsões:
método mecânico por sua vez, é dividido em:
A diferença de densidade dos componentes da emulsão facilita a separação de água e óleo por sedimentação quando o líquido é aquecido a 120-160°C sob uma pressão de 8-15 atmosferas por 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 3500-50000 rpm.
Com o método químico a emulsão é destruída pelo uso de desemulsificantes, ou seja, surfactantes. Os desemulsificantes têm uma atividade maior em relação ao emulsificante ativo, formam uma emulsão do tipo oposto e dissolvem o filme de adsorção. Este método usado em conjunto com eletricidade
Em instalações de desidratador elétrico com impacto elétrico na emulsão de óleo, as partículas de água são combinadas e ocorre uma separação mais rápida com o óleo.
O óleo extraído é uma mistura de carboidratos naftênicos, parafínicos, aromáticos, de diferentes pesos moleculares e pontos de ebulição, e enxofre, oxigênio e nitrogênio compostos orgânicos. O refino primário de petróleo consiste na separação do óleo e gases preparados em frações e grupos de hidrocarbonetos. Durante a destilação, obtém-se uma ampla gama de derivados de petróleo e produtos semi-acabados.
A essência do processo é baseada no princípio da diferença nos pontos de ebulição dos componentes do óleo extraído. Como resultado, a matéria-prima se decompõe em frações - em óleo combustível (derivados de petróleo leve) e em alcatrão (óleo).
A destilação primária de óleo pode ser realizada com:
Com uma única evaporação, o óleo é aquecido no aquecedor a uma temperatura predeterminada. À medida que aquece, vapores são formados. Ao atingir a temperatura definida, 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 da temperatura de aquecimento.
Destilação evaporação gradual representa uma pequena mudança no estado do óleo a cada evaporação.
Os principais aparelhos nos quais o petróleo é destilado, ou destilado, 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 atmosféricos a vácuo AVT. Nas unidades AT é feito o processamento raso e obtidas gasolina, querosene, frações de diesel e óleo combustível. Nas unidades VT, é realizado o processamento profundo das matérias-primas e obtidas frações de gasóleo e petróleo, alcatrão, que são posteriormente utilizadas para a produção de óleos lubrificantes, coque, betume, etc. Dois métodos de destilação de petróleo são combinados nos fornos VT .
O processo de refino do petróleo pelo princípio da evaporação ocorre em colunas de destilação. Lá, o óleo de alimentação entra no trocador de calor com a ajuda de uma bomba, aquece e depois entra no forno tubular (aquecedor acionado), onde é aquecido a uma temperatura pré-determinada. Além disso, o óleo na forma de uma mistura líquido-vapor entra na parte de evaporação da coluna de destilação. Aqui, a fase de vapor e a fase líquida são separadas: o vapor sobe na coluna, o líquido desce.
Os métodos de refino de óleo acima não podem ser usados para isolar hidrocarbonetos individuais de alta pureza de frações de óleo, que posteriormente se tornarão matérias-primas para a indústria petroquímica na produção de benzeno, tolueno, xileno, etc. Para obter hidrocarbonetos de alta pureza, um adicional substância é introduzida em unidades de destilação de óleo para aumentar a diferença na volatilidade dos hidrocarbonetos separados.
Componentes recebidos após processamento primário o óleo geralmente não é usado como produto acabado. Na etapa de destilação primária, são determinadas as propriedades e características do óleo, das quais depende a escolha de um processo de processamento posterior para obter o produto final.
Como resultado processamento primário O petróleo é obtido pelos seguintes principais derivados:
Dependendo do propriedades físicas e químicasóleo e a necessidade do produto final é a escolha de outro método de processamento destrutivo de matérias-primas. O refino secundário de petróleo consiste na ação térmica e catalítica sobre derivados de petróleo obtidos por destilação direta. O impacto sobre as matérias-primas, ou seja, os hidrocarbonetos contidos no petróleo, altera sua natureza.
Existem opções de refino de petróleo:
maneira de combustível O processamento é usado para produzir gasolinas de motor de alta qualidade, combustíveis diesel de inverno e verão, combustíveis para aviação e combustíveis para caldeiras. Com este método, menos unidades de processo são usadas. O método do combustível é um processo no qual os combustíveis para motores são obtidos a partir de frações e resíduos de óleo pesado. Este tipo de processamento inclui craqueamento catalítico, reforma catalítica, hidrocraqueamento, hidrotratamento e outros processos térmicos.
Para processamento de combustível e óleo juntamente com os combustíveis, obtêm-se óleos lubrificantes e asfalto. Este tipo inclui processos de extração e desasfaltação.
A maior variedade de derivados de petróleo é obtida como resultado da processamento petroquímico. Nesse sentido, um grande número de instalações tecnológicas é utilizado. Como resultado do processamento petroquímico de matérias-primas, são produzidos não 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 usa um catalisador para acelerar os processos químicos, mas ao mesmo tempo sem alterar a natureza dessas reações químicas. A essência do processo de craqueamento, ou seja, reação de separação, consiste em fazer os óleos aquecidos ao estado de vapor passarem por um catalisador.
O processo de reforma é usado principalmente para a produção de gasolina de alta octanagem. Este processamento só pode ser submetido a frações de parafina, fervendo na faixa de 95-205°C.
Tipos de reforma:
Na reforma térmica frações de refino primário de petróleo são expostas apenas a altas temperaturas.
Na 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, jet e diesel, óleos lubrificantes e gases liquefeitos devido ao efeito do hidrogênio em frações de óleo de alto ponto de ebulição sob a influência de um catalisador. Como resultado do hidrocraqueamento, as frações originais do óleo também são hidrotratadas.
Hidrotratamento é a remoção de enxofre e outras impurezas da matéria-prima. Normalmente, as unidades de hidrotratamento são combinadas com unidades de reforma catalítica, uma vez que esta última libera uma grande quantidade de hidrogênio. Como resultado da limpeza, a qualidade dos derivados de petróleo aumenta, a corrosão do equipamento diminui.
Processo de extração Consiste na separação de uma mistura de substâncias sólidas ou líquidas com a ajuda de solventes. Os componentes a serem extraídos dissolvem-se bem no solvente utilizado. Em seguida, é realizada a desparafinação para reduzir o ponto de fluidez do óleo. A obtenção do produto final termina com o hidrotratamento. Este método de processamento é usado para produzir óleo diesel destilado e extrair hidrocarbonetos aromáticos.
Como resultado da desasfaltação, substâncias de alcatrão-asfalteno são obtidas dos produtos residuais da destilação do petróleo. Posteriormente, o óleo desasfaltado é utilizado para a produção de betume, sendo utilizado como matéria-prima para craqueamento catalítico e hidrocraqueamento.
Para obter frações de coque de petróleo e gasóleo a partir de frações pesadas da destilação do petróleo, resíduos da desasfaltação, craqueamento térmico e catalítico, pirólise da gasolina, utiliza-se o processo de coqueificação. Esse tipo o processamento de produtos petrolíferos consiste nas sucessivas reações de craqueamento, desidrogenação (desidrogenação das matérias-primas), ciclização (formação de uma estrutura cíclica), aromatização (aumento de hidrocarbonetos aromáticos no petróleo), policondensação (isolamento de subprodutos como a água , álcool) e compactação para formar torta de coca sólida. Os produtos voláteis liberados durante o processo de coqueificação são submetidos a um processo de retificação a fim de 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 gasolinas com alto número de octanas.
Ao introduzir grupos alcino em compostos, gasolinas de alta octanagem são obtidas a partir de gases de hidrocarbonetos.
Vale ressaltar que todo o complexo de tecnologias de óleo e gás e petroquímica é utilizado no processo de refino do petróleo e na obtenção do produto final. A complexidade e a variedade de produtos acabados que podem ser obtidos a partir das matérias-primas extraídas também determinam a diversidade dos processos de refino do petróleo.
EU Introdução 2
II As principais províncias de petróleo e gás da Rússia 3
1. Sibéria Ocidental 3
2. Volga-Ural 4
3. Timan-Pechersk 4
4. Complexo petrolífero da Rússia 5
5. Transporte de petróleo por oleodutos 6
III Origem do petróleo 8
1. Visual moderno 8
2. Outras teorias de formação de óleo 8
4 . Composição do óleo 11
1. Composição do óleo e propriedades químicas 11
2. Propriedades físicas 13
V . Métodos e métodos de refino de petróleo 15
1. Preparação do óleo para processamento. 15
2. Seleção e mistura de óleo 16
3. Escolhendo a direção do refino de petróleo 17
4. Princípios do refino primário de petróleo 18
5. Refino de petróleo 18
6. O dispositivo e operação da coluna de destilação 20
7. Disposição das placas de destilação 23
8. Craqueamento de óleo 23
9. Craqueamento térmico 24
10. Craqueamento catalítico 25
11. Reforma 26
VI . Uso de derivados de petróleo 28
VII . Conclusão 30
VIII . Referências 30
Formulários
EU . Introdução.
Rápido progresso científico e tecnológico e altas taxas de desenvolvimento de vários ramos da ciência e da economia mundial nos séculos XIX - XX. levou a um forte aumento no consumo de vários minerais, entre os quais o petróleo ocupava um lugar especial.
Acredita-se que o termo moderno “óleo” venha da palavra “nafata”, que na língua dos povos da Ásia Menor significa infiltrar.
O petróleo começou a ser extraído nas margens do Eufrates em 6-4 mil anos aC. Também era usado como remédio. Os antigos egípcios usavam asfalto (óleo oxidado) para embalsamamento. O betume de petróleo foi usado para preparar argamassas. O petróleo fazia parte fogo grego". Na Idade Média, o óleo era usado para iluminação em várias cidades do Oriente Médio, sul da Itália. No início do século 19 na Rússia e em meados do século 19 na América, o querosene era obtido do petróleo por sublimação. Foi usado em lâmpadas. Até meados do século XIX, o petróleo era extraído em pequenas quantidades de poços profundos perto de suas saídas naturais para a superfície. A invenção do motor a vapor, e depois do motor a diesel e a gasolina, levou ao rápido desenvolvimento da indústria do petróleo.
O nível atual de civilização e tecnologia seria impensável sem a energia barata e abundante que o petróleo nos fornece. Hoje tem vários significados para economia nacional países:
· matérias-primas para petroquímica na produção de borracha sintética, álcoois, polietileno, polipropileno, uma ampla gama de diversos plásticos e produtos acabados a partir deles, tecidos artificiais;
· uma fonte para a produção de combustíveis para motores (gasolina, querosene, diesel e combustíveis para aviação), óleos e lubrificantes, bem como combustível para caldeiras e fornos (óleo combustível), materiais de construção (betume, alcatrão, asfalto);
· Matérias-primas para a obtenção de diversas preparações proteicas utilizadas como aditivos na alimentação animal para estimular o seu crescimento.
O petróleo é nossa riqueza nacional, a fonte do poder da Rússia, a base de sua economia.
II . As principais províncias de petróleo e gás da Federação Russa.
A Rússia ocupa uma posição intermediária entre os pólos "acima do consumidor" - Estados Unidos e "acima do produtor" - Arábia Saudita. Atualmente, a indústria petrolífera da Federação Russa ocupa o segundo lugar no mundo. Em termos de produção, perdemos apenas para a Arábia Saudita. Em 2002, foram produzidos hidrocarbonetos: petróleo - 379,6 milhões de toneladas, gás natural - 594 bilhões de m 3 .
No território da Federação Russa existem três grandes províncias de petróleo e gás: Sibéria Ocidental, Volga-Ural e Timan-Pechersk.
1. Província da Sibéria Ocidental.
A Sibéria Ocidental é a principal província da Federação Russa. A maior bacia de petróleo e gás do mundo. Ele está localizado dentro Planície da Sibéria Ocidental no território das regiões de Tyumen, Omsk, Kurgan, Tomsk e parcialmente Sverdlovsk, Chelyabinsk, Novosibirsk, territórios de Krasnoyarsk e Altai, com uma área de cerca de 3,5 milhões de km 2 O conteúdo de petróleo e gás da bacia está associado ao Jurássico e Depósitos cretáceos. A maioria dos depósitos de petróleo está localizada a uma profundidade de 2.000 a 3.000 metros. O petróleo da bacia de petróleo e gás da Sibéria Ocidental é caracterizado por um baixo teor de enxofre (até 1,1%) e parafina (menos de 0,5%), o teor de frações de gasolina é alto (40-60%) e um aumento quantidade de substâncias voláteis.
Agora no território Sibéria Ocidental 70% do petróleo russo é produzido. Seu volume principal é extraído por bombeamento, a participação da produção de fontes não ultrapassa 10%. Conclui-se que as principais jazidas estão em estágio avançado de desenvolvimento, o que faz pensar em assunto importante indústria de combustível - depósitos de envelhecimento. Esta conclusão é confirmada pelos dados do país como um todo.
Existem várias dezenas de grandes depósitos na Sibéria Ocidental. Entre eles estão os mais conhecidos como Samotlorskoye, Mamontovskoye, Fedorovskoye, Ust-Balykskoye, Ubinskoye, Tolumskoye, Muravlenkovskoye, Sutorminskoye, Kholmogorskoye, Talinskoye, Mortymya-Teterevskoye e outros. A maioria deles está localizada na região de Tyumen - uma espécie de núcleo da região. Na divisão republicana do trabalho, destaca-se como a principal base da Rússia para abastecer seu complexo econômico nacional com petróleo e gás natural. Mais de 220 milhões de toneladas de petróleo são produzidas na região de Tyumen, o que representa mais de 90% da produção total na Sibéria Ocidental e mais de 55% da produção total na Rússia. Analisando essas informações, é impossível não tirar a seguinte conclusão: a indústria petrolífera da Federação Russa é caracterizada por uma concentração extremamente alta na região líder.
A indústria petrolífera da região de Tyumen é caracterizada por uma diminuição nos volumes de produção. Tendo atingido um máximo em 1988 de 415,1 milhões de toneladas, em 1990 a produção de petróleo diminuiu para 358,4 milhões de toneladas, ou seja, 13,7%, e a tendência de queda da produção continua até hoje.
Principal companhias de petróleo operando no território da Sibéria Ocidental, são LUKOIL, YUKOS, Surgutneftegaz, Sibneft, SIDANKO, TNK.
2. Província do Volga-Ural.
A segunda província petrolífera mais importante é o Volga-Ural. Está localizado na parte oriental do território europeu da Federação Russa, dentro das repúblicas do Tartaristão, Bashkortostan, Udmurtia, bem como Perm, Orenburg, Kuibyshev, Saratov, Volgograd Kirov e regiões de Ulyanovsk. Os depósitos de petróleo estão localizados a uma profundidade de 1600 a 3000 m, ou seja, mais perto da superfície em comparação com a Sibéria Ocidental, o que reduz um pouco os custos de perfuração. A região do Volga-Ural fornece 24% da produção de petróleo do país.
A grande maioria do petróleo e gás associado (mais de 4/5) da região vem da Tataria, Bashkiria e da região de Kuibyshev. O petróleo é produzido em Romashkinskoye, Novo-Elkhovskoye, Chekmagushskoye, Arlanskoye, Krasnokholmskoye, Orenburgskoye e outros campos. Uma parte significativa do petróleo produzido nos campos da região de petróleo e gás do Volga-Ural é fornecida por oleodutos para refinarias de petróleo locais localizadas principalmente em Bashkiria e na região de Kuibyshev, bem como em outras regiões (Perm, Saratov, Volgogrado, Oremburgo).
As principais empresas petrolíferas que operam no território da província de Volga-Ural: LUKOIL, Tatneft, Bashneft, Yukos, TNK.
3. Província de Timan-Pechersk.
A terceira província petrolífera mais importante é Timano-Pechersk. Ele está localizado dentro de Komi, o Nenets Autonomous Okrug da região de Arkhangelsk e parcialmente nos territórios adjacentes, faz fronteira com a parte norte da região de petróleo e gás do Volga-Ural. Juntamente com o restante, a região petrolífera de Timan-Pechersk fornece apenas 6% do petróleo da Federação Russa (Sibéria Ocidental e região de Ural-Volga - 94%). A produção de petróleo é realizada em Usinskoye, Kharyaginskoye, Voyvozhskoye, Verkhne-Grubeshorskoye, Yaregskoye, Nizhne-Omrinskoye, Vozeyskoye e outros campos. A região de Timan-Pechora, assim como as regiões de Volgogrado e Saratov, é considerada bastante promissora. A produção de petróleo na Sibéria Ocidental está diminuindo, enquanto o Nenets Autonomous Okrug já explorou reservas de hidrocarbonetos compatíveis com as da Sibéria Ocidental. Segundo especialistas americanos, as entranhas da tundra ártica armazenam 2,5 bilhões de toneladas de petróleo.
Quase todos os campos, e mais ainda cada uma das regiões de petróleo e gás, diferem em suas características quanto à composição do óleo e, portanto, não é aconselhável processar usando qualquer tecnologia “padrão”. É necessário levar em consideração a composição única do óleo para obter a máxima eficiência de processamento, por isso é necessário construir plantas para determinados campos de petróleo e gás. Existe uma estreita relação entre as indústrias de petróleo e refino de petróleo. No entanto, o colapso União Soviética levou ao surgimento novo problema– ruptura das relações econômicas externas da indústria petrolífera. A Rússia se viu em uma posição extremamente desvantajosa, tk. forçado a exportar petróleo bruto devido ao desequilíbrio das indústrias de petróleo e refino de petróleo (o volume de refino em 2002 foi de 184 milhões de toneladas), enquanto os preços do petróleo bruto são muito mais baixos do que os derivados de petróleo. Além disso, a baixa adaptabilidade das fábricas russas, ao mudar para o petróleo, que antes era transportado para fábricas nas repúblicas vizinhas, causa processamento de baixa qualidade e grandes perdas de produtos.
4. Complexo petrolífero da Rússia .
Deve-se levar em conta que na Federação Russa depois dos anos setenta não foi descoberto um único grande campo altamente produtivo, e as reservas recém-aumentadas estão se deteriorando acentuadamente em termos de suas condições. Assim, por exemplo, devido às condições geológicas, a vazão média de um novo poço na região de Tyumen caiu de 138 toneladas em 1975 para 10-12 toneladas em 1994, ou seja, mais de 10 vezes. Aumentou significativamente o custo de recursos financeiros e materiais e técnicos para a criação de 1 tonelada de nova capacidade.
