Промысловая и заводская подготовка нефти

     6. Когда вещества, содержащиеся в паре, достигают определенной высоты, на которой температура в колонне равняется точке кипения этого вещества, происходит конденсация пара, т.е. превращение пара в жидкость. При чем вещества с самой низкой точкой кипения начинают конденсироваться на самой высокой точке колонны; и соответственно, вещества с более высокими точками кипения конденсируются на нижнем уровне колонны.

     7. Подносы собирают различные фракции  жидкости.

8. Собранные  фракции жидкости могут:  
-- дальше перейти на конденсаторы, где они еще раз будут охлаждены, а затем залиты в резервуары для хранения

     -- перейти на следующий уровень  химической обработки.  
Фракционная дистилляция помогает разделить компоненты веществ даже с небольшой разницей температуры кипения и играет очень важную роль в процессе переработки сырой нефти.

     Однако, после фракционной переработки лишь не многие получившиеся продукты идут прямо на рынок. Многие из них еще подлежат дальнейшей химической обработке, в результате которой получаться новые фракции. Например, только 40 % дистиллированной сырой нефти - бензин; однако, бензин - один из главных продуктов, производимых нефтяными компаниями. Вместо того, чтобы непрерывно дистиллировать большие количества сырой нефти, нефтяные компании химически обрабатывают некоторые фракции, полученные в результате дистилляции в ректификационной колонне, для получения бензина; благодаря химической обработке из одного барреля сырой нефти получается больше бензина, чем если получать бензин при помощи дистилляции.

     Химическая  обработка 

     Превратить  одну фракцию в другую можно тремя  способами:

--   за счет дробления больших углеводородов на мелкие части (крекинг),      

-- за счет объединения мелких частей для создания одного большого углеводорода (унификация или объединение) -- за счет изменения различных частей для создания желаемых углеводородов (деформация или изменение).  
 Крекинг – это переработка нефти и тяжелых нефтепродуктов с целью получения моторных топлив и сырья для химической промышленности, которая заключается в дробление больших углеводородов на мелкие части. В результате крекинга большие цепи раскалываются на несколько небольших цепей.

     Различают несколько типов крекинга:

• Тепловой – когда большие углеводороды нагревают при высоких температурах (иногда также при высоком давление) до тех пор, пока не происходит их раскол.
• Паровой – когда используется пар при температуре кипения не менее 1500 градусов Фаренгейта / 816 градусов Цельсия, который используют для превращения таких газов как этан, бутан и напта в этилен и бензол, необходимые для производства химических реагентов.
• Лёгкий крекинг – остаточные продукты после процесса дистилляции нагревают до температуры 900 градусов Фаренгейта / 482 градуса Цельсия, охлаждают газовым маслом и быстро погружают в ректификационную колонну. Легкий крекинг понижает вязкость нефтепродуктов и производит смолу.
• Коксование – полученные в ректификационной колонне продукты нагревают до температуры свыше 900 градусов Фаренгейта / 482 градуса Цельсия до тех по, пока не начинается процесс «раскалывания» продуктов на тяжелую нефть, бензин и керосин. Таким образом получают почти чистый углеродистый остаток (кокс); затем кокс счищают с коксовика и продают.
• Каталитический – когда для ускорения протекания химической реакции применяют катализатор. К катализаторам относится цеолит, алюминиевый гидросиликат, боксит (алюминиевая руда) и др.
• Крекинг с флюидизированным катализатором - горячий, жидкий катализатор (1000 градусов Фаренгейта / 538 градусов Цельсия) превращает тяжелое газовое масло в дизельное топливо и бензин.
• Гидрокрекинг подобен крекингу с флюидизированным катализатором, но в отличие от первого способа гидрокрекинг использует другой катализатор, протекает при более низкой температуре и более высоком давлении, а также использует водородный газ. Во время гидрокрекинга необработанная тяжелая нефть превращается в бензин и керосин (топливо для реактивных самолетов).

     После того, как различные углеводороды были раздроблены на более мелкие, полученные продукты поступают в  другую фракционную колонну дистилляции, где происходит их дальнейшее деление.

     Унификация  
 В некоторых случаях необходимо, наоборот, из нескольких мелких частей создать один целый углеводород, такой процесс обработки нефти называется унификацией. В свою очередь в процессе унификации большую роль играет еще один процесс – каталитический реформинг с использованием специальных катализатор (например, платина, смесь платины и рения). Под действием катализаторов происходит смешение легкого керосина с ароматическими углеводородами. В результате этой реакции образуется не менее важный побочный продукт - водородный газ, который используют для гидрокрекинга или просто поставляют на рынок и продают.

     Деформация  
 В некоторых случаях структуры молекул в одной фракции деформируются для создания другой молекулярной структуры. Такой процесс деформации структуры молекулы называется алкилированием. При алкилировании, соединения с низкой молекулярной массой, типа пропилена и бутилена, смешиваются под действием катализатора, например, гидрофтористой или серной кислоты (побочный продукт, оставшийся после очищения примесей во многих нефтяных продуктах). Продуктами алкилирования являются углеводороды октана, которые используются в бензиновых смесях для уменьшения стука, например, двигателя.

     Технологическая обработка и смешивание фракций

     Фракции, прошедшие процесс дистилляции  и химической обработки, подвергаются технологической очистке, необходимой  для удаления примесей вроде органических соединений, содержащих серу, азот, кислород, воду, растворенные металлы и неорганические соли. Во время технологической обработки фракции проходят следующие стадии:  
 
-- колонна серной кислоты – когда происходит удаление ненасыщенных углеводородов (как правило, это углеводороды с двойными углеродистыми связями), смесей с содержанием азота, кислорода и остаточных твердых частиц (смолы, асфальт),  
--в абсорбционной колонне осушители удаляют оставшуюся воду,  
 
-- серная обработка и сероводородный газоочиститель (скруббер) удаляют серу. 
 После технологической очистки фракции охлаждают и начинают смешивать. Из полученных смесей в последствие изготавливают различную продукцию, например, различные сорта бензина с добавками и без смазочные масла различных весов и сортов (например 10W-40, 5W-30) разные сорта керосина реактивное топливо дизельное топливо печное топливо; топливо коммунально-бытового назначения разные сорта химических реагентов для изготовления пластмассы и другие полимеры.

     Общее и различие промысловой  и заводской подготовки нефти 

     Нефть из скважин поступает на объекты  сбора и обработки (сепарационные установки, промысловые насосные станции), затем ее направляют на термохимические установки и накапливают в резервуарных парках. Для сбора нефтяного и газового конденсата используют дожимные насосные и компрессорные станции.  Транспорт нефти из резервуарных парков к потребителю осуществляется  по нефтепроводу подземной или надземной прокладки в зависимости от температуры передаваемого продукта, мерзлотно-грунтовых условий и многих других критериев.

     Повышение требований к качеству подготавливаемой нефти и обеспечению надежности работы оборудования на всех стадиях процесса подготовки и, особенно, на конечных его этапах обезвоживания и обессоливания, влечет за собой необходимость применения на промыслах типично заводских технологий и агрегатов.

     В настоящее время на небольших  месторождениях, которые по экономическим  или иным соображениям не могут быть связаны между собой транспортными  трубопроводами, используют комплексную  систему подготовки жидких углеводородов. Поэтому условия подготовки жидких углеводородов непосредственно на промыслах могут быть приравнены к заводским, несмотря на то, что углеводородное сырье, поступающие на первичную подготовку, как правило, имеет нестабильные характеристики.

     Перед тем как подвергать сырую нефть переработке, ее обессоливают и обезвоживают. Так называемые легкие нефти, как правило, стабилизируют, удаляя из них некоторые фракции, приводящие к потере ценных углеводородов. Далее производят основной процесс переработки сырой нефти — перегонку.

     Во  время перегонки происходит распределение нефтепродуктов на бензины (автомобильный и авиационный), реактивное топливо, керосин, дизельное топливо и мазут. Мазут, в свою очередь, служит исходным продуктом для получения дистиллятных масел, парафина, битума и жидкого котельного топлива. Оставшийся после перегонки концентрат — гудрон идет на дорожные и строительные покрытия.

     Существует  также и вторичная переработка  нефти. Она включает в себя изменение  структуры углеводорода и получение  функциональных производных, в состав которых вводятся кислород, азот, хлор и другие химические элементы. Вторичная переработка нефти дает то сырье, которое ложится в основу таких продуктов, как синтетические волокна, синтетический каучук, пластмассы, различные моющие средства и красители. 
 

     Заключение 

     Подготовка  нефти на промыслах занимает важное положение среди основных процессов, связанных с добычей, сбором и транспортированием товарной нефти потребителю - нефтеперерабатывающим заводам или на экспорт.

     От  качества подготовленной нефти зависят эффективность и надежность работы магистрального трубопроводного транспорта, качество полученных из нее продуктов.

     На  конечных стадиях разработки нефтяных месторождений содержание воды в нефти может достигать 90% и более, при этом сырье, поступающее на установки подготовки нефти, характеризуется не только разнообразием физико-химических свойств, но и изменением его состава во времени. 
 

     Список  использованных источников 

1. Ахметов С.А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа / C.А. Ахметов.- СПб.: Недра, 2006.- 872 с.
2. Бекиров Т.М. Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов / Т.М. Бекиров.- СПб.: Недра, 1980.- 567 с.
3. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Ч. 1-я/ И.Л. Гуревич.- М.: Химия, 1972.
4. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч. 2-я. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов / Е.В. Смидович.- М.: Химия, 1978.