Казахский Национальный Университет
им аль-Фараби
Факультет химии и химической
технологии
СРС
На тему: Происхождение нефти
и природного газа. Первичная и вторичная
процессы переработки нефти
Выполнил: Абдиев Ашим
ХТОВ 302
Проверила: Жусупова Г.Е.
Алматы 2013
Происхождение нефти
и природного газа
Нефть и природный газ
состоят главным образом из углеводородов
(соединений углерода и водорода), а
также в небольшом количестве
из других элементов (серы, азота, кислорода
и т.д.). Нефть содержит 82-87 % углерода
и 11-14 % водорода. По вопросу происхождения
нефти существуют различные точки
зрения. Наиболее признанной является
теория, согласно которой газ и
нефть состоят из органических веществ,
главным образом животного происхождения
(некоторые ученые полагают, что
нефть и газ во многих случаях
образовались в глубинах земли в
результате действия воды на карбиды
металлов). Живые организмы, погибшие
и опустившиеся на морское дно, попадают
в такие условия, где они не
могут ни распадаться в результате
окисления, ни уничтожаться микроорганизмами,
а вследствие отсутствия контакта с
воздухом образуют илистые осадки.
В результате геологических движений
эти осадки проникают на большие
глубины. Там под влиянием давления
и высокой температуры, а возможно,
и под воздействием микроорганизмов
в течение миллионов лет проходит
процесс сухой возгонки, при котором
содержащийся в осадках углерод
в большей своей части переходит
в углеводородные соединения, в то
время как большая часть кислорода
и других элементов мигрирует. Жидкая
субстанция, состоящая главным образом
из смеси различных по молекулярному
весу углеводородов, может и самостоятельно
мигрировать, проникая через поры и
трещины земных недр. Основными составными
частями природного газа являются низкомолекулярные
углеводороды (прежде всего метан
и этан), нефть же представляет собой
высокомолекулярные углеводороды.
Названия каменный уголь,
нефть, указывающие на их происхождение
из неживого материала (геологическое,
а не биологическое), оправданы только
отчасти. В действительности эти
продукты образовались из веществ, возникших
в результате жизнедеятельности
животных и растений, и поэтому
имеют биологическое происхождение.
Однако те превращения, которые привели
к образованию из животных и растительных
организмов каменного угля, нефти
и газа, в большинстве своем
не носят биологического характера,
а являются следствием геологических
и геохимических условий (давление,
температура и т.д.), создавшихся
в окружающей неживой среде. Известны
и другие минералы, которые представляют
собой продукты превращений биологических
веществ (например мел).
Первичные процессы
Первичные процессы переработки
не предполагают химических изменений
нефти и представляют собой ее физическое
разделение на фракции. Сначала промысловая нефть
проходит первичный технологический процесс
очистки добытой нефти от нефтяного газа,
воды и механических примесей - этот процесс
называется первичной сепарацией нефти[1].
Подготовка нефти
Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий
завод) в подготовленном виде для
транспортировки. На заводе она подвергается
дополнительной очистке от механических
примесей, удалению растворённых лёгких
углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию
на электрообессоливающих установках
(ЭЛОУ).
Атмосферная перегонка
Нефть поступает в ректификационные
колонны на атмосферную перегонку (перегонку
при атмосферном давлении), где разделяется
на несколько фракций: легкую и тяжёлуюбензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию
и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций
не соответствует требованиям, предъявляемым
к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции
подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.
Материальный баланс атмосферной
перегонки западно-сибирской нефти
ПРЕДЕЛЫ ВЫКИПАНИЯ,
°С |
ВЫХОД ФРАКЦИИ, % (МАСС.) |
Газ |
1,1 % |
Бензиновые фракции |
<62°С |
4,1% |
62—85°С |
2,4% |
85—120°С |
4,5% |
120—140°С |
3,0% |
140—180°С |
6,0% |
Керосин |
180—240°С |
9,5% |
Дизельное топливо |
240—350°С |
19,0% |
Мазут |
49,4% |
Потери |
1,0% |
Вакуум-дистилляция
Вакуум-дистилляция — один из методов разделения смесей органических веществ.
Широко применяется в ситуации, когда
дистилляция не может быть осуществлена
при атмосферном давлении из-за высокой температуры
кипения целевого вещества, что приводит
к термическому разложению перегоняемого
продукта. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более
низкой температуре, становится возможным
разогнать жидкости, разлагающиеся при
перегонке с атмосферным давлением.
В некоторых случаях применяют
роторные вакуумные испарители. Их
использование необходимо в случае
разгонки жидкости, которая не терпит
даже кратковременного перегрева. Роторные
испарители существенно увеличивают
скорость перегонки. При необходимости
работы с взрывоопасными продуктами
исполнение роторного испарителя должно
соответствовать спецификации ATEX или аналогичной российской
норме.
Простой вариант установки,
предназначенной для перегонки
продуктов при температуре до
600°АЭТ(атмосферный эквивалент температуры)
описан в ASTM D 1160.
Вакуумная перегонка
нефти атмосферно-вакуумная
перегонка нефти
Вторичные процессы
переработки нефти.
Первичные процессы переработки
нефти (прямая перегонка и др.) не
могут удовлетворять потребности
народного хозяйства в количестве
и качестве светлых нефтепродуктов.
Так, выход бензина в этом случае
не превышает 25 % исходного сырья. Увеличения
количества и качества светлых нефтепродуктов
можно достичь только при широком
использовании вторичных процессов.
К ним относятся процессы преобразования
нефти под действием высокой
температуры (термические процессы),
высокой температуры и катализатора
(термокаталитические процессы) или
только катализатора (низкотемпературные
каталитические процессы). Термические
процессы делят на термический крекинг,
коксование и пиролиз. К термокаталитическим
процессам относят каталитический
крекинг, каталитический риформинг. каталитическую
изомеризацию И гидрогенизационные процессы
(гидроочистку, гидрообессеривание, гидрокрекинг).
Крекингом называется процесс деструктивной
переработки нефти или ее отдельных фракций
с целью увеличения выхода легких углеводородов
и повышения их качества, т. е. легкие углеводороды
можно получить из более тяжелых за счет
реакций разложения при повышенных температурах.
Термический крекинг жидкого сырья проводят
при температуре 470...540 °С под высоким давлением
(2...4 МПа) для получения автомобильного
бензина. Сырьем могут служить различные
фракции нефти — лигроин, керосин, газойль
и др. Чем легче сырье, тем более высокими
температурами характеризуется крекинг.
Обычно сырьем служит полугудрон, а целевым
продуктом — котельное топливо. Выход
бензина при термическом крекинге составляет
25...30%. В полученном бензине содержится
много непредельных углеводородов, поэтому
для него характерны низкие стабильность
(при хранении накапливается много смол)
и детонационные свойства. Доля бензина
термического крекинга в товарных бензинах
сокращается. Коксование тяжелых остатков
или высокоароматизированных дистиллятов
проводится при низком давлении. Процесс
осуществляется при давлении около 0,5
МПа и температуре 510...55О °С с последующим
нагреванием кокса до 620 °С. Выход светлых
нефтепродуктов (бензина, керосина, газойля
и др.) значительно увеличивается, если
термический крекинг тяжелого сырья (гудрона
и др.) вести с получением большого количества
кокса, в котором концентрируется углерод
исходного сырья. Например, при коксовании
гудрона образуется примерно 24% кокса,
16 —бензина. 26 — керосиново-газойлсвой
фракции и 23 % тяжелого газойля. Все эти
дистилляты нестабильны и нуждаются в
облагораживании. Получаемый в процессе
коксования бензин обладает низкой детонационной
стойкостью.
Список литературы
http://www.bibliotekar.ru/alterEnergy/11.htm
http://ru.wikipedia.org/wiki/Переработка_нефти
http://fuel-systems.ru/pererab-nefti-2.html