Переработка нефти и газа

СОДЕРЖАНИЕ

Введение:

1. Цели переработки нефти  и газа…………………………………………………..3

2. Основные понятия………………………………………………………………3-4

Основная часть:

1. Основные этапы нефтепереработки:

     1.1 Подготовка нефти к переработке……………………………………………6

     1.2 Первичная переработка нефти…………………………………………….7-8

          1.1.1. Атмосферная перегонка………………………………………………..9

          1.1.2. Вакуумная перегонка…………………………………………………..9

     1.3 Вторичная переработка нефти………………………………………….10-14

2. Переработка газа……………………………………………………………..15-18

Заключение………………………………………………………………………...19

Список использованной литературы…………………………………………..20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

          Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки.

          Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельных, ТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы).

          Нефть (греч. ναφθα, или через тур. neft, от персидск. нефт; восходит к аккад. напатум — вспыхивать/, воспламеняться) — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых. Нефть намного легче воды и практически в ней не растворяется.

          Нефть обнаруживается вместе с газообразными на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. образования — например, битуминозные пески и битумы.

          По химическому составу и происхождению нефть близка к естественным горючим газам, озокериту, а также асфальту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролитов. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, которые включают также ископаемые твёрдые топлива.

3

Общий состав

          Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси.

Углеводородный состав

          В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30—35, реже 40—50 % по объёму) и нафтеновые (25—75 %). В меньшей степени — соединения ароматического ряда (10—20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).

          Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ.

          Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

 

 

 

 

 

4

1          Основные этапы нефтепереработки 3

 2

 1

 

Вторичная переработка нефти

 

Первичная переработка нефти

 

Подготовка нефти  к переработке

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЛАН

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Основные этапы  нефтепереработки

 

 

 

 

 

5

1.1          Подготовка нефти к переработке

          По своему химическому составу нефть представляет собой смесь более тысячи индивидуальных веществ, основную часть которых составляют жидкие углеводороды. Однако, кроме ряда химических элементов, в нефти содержится вода и механические примеси – частицы глины, известняка, песка и солей. Процентное содержание твердых частиц обычно не превышает 1,5%. Что же касается содержания воды в нефти, то ситуация обстоит так: новое месторождение позволяет добывать безводную нефть или нефть, содержащую минимальное кол-во воды, а по мере добычи содержание воды в нефти может достигать 90%. Допустимое же содержание воды в нефти 0,3%.

          Вещества, при участии которых образуются и стабилизируются эмульсии - это эмульгаторы; а вещества, которые разрушают пленку эмульсий, — деэмульгаторы. Основные способы разрушения нефтяных эмульсий: механический, химический и электрический.

          С целью снижения затрат на переработку нефти, сокращения потери легких компонентов и уменьшения износа нефтепроводов и аппаратов переработки, добываемая нефть обязательно подвергается предварительной обработке.

          Потери легких компонентов сокращают путем стабилизации нефти, а также применением специальных герметических резервуаров для хранения нефти. Для очищения добытой нефти от воды и твердых частиц, нефть отстаивают в резервуарах, в холоде или, наоборот, при подогреве. Завершают очищение от воды и соли на специальных установках.

 

 

 

 

 

 

6

1.2          Первичная переработка нефти

          Переработка нефти начинается с перегонки. Нефть представляет сложную смесь углеводородов, имеющих различные температуры кипения. В ходе перегонки, повышая температуру, из нефти выделяют углеводороды, выкипающие в различных интервалах температур.

 

Ректификационная колонна

          Перед закачкой в ректификационную колонну нефть нагревают в трубчатой печи до температуры 300-350 С. При этом легкие углеводороды, бензиновая , керосиновая и дизельная фракция переходят в парообразное состояние , а жидкая фаза с температурой кипения выше 350 С представляет собой мазут.

 

Рисунок 2. Ректификационная колонна

7

Все нефти при простой  перегонке разделяются на следующие  фракции:

• Газовая фракция (t кип_. до 40^_°С)
• Газолиновая фракция бензинов (t кип_. 40-180^_°C)
• Лигроиновая фракция (t кип_. 150-250^_°С)
• Керосиновая фракция (t кип. 180-300_^°С)
• Дизельное топливо (t кип_.200-330^_°С)
• Мазут – остаток после перегонки нефти

 

Рисунок 3. Фракции перегонки  нефти

8

1.           Атмосферная перегонка

          Основная задача такого процесса состоит в том, чтобы разделить нефтяное сырье на несколько светлых компонентов (бензин, керосин, дизельное топливо). Температура кипения составляет 360 градусов. Остаток, который выходит при таком процессе, называют мазутом.

 

 

Рисунок 4. Разделение нефтяного  сырья при атмосферной перегонке

 

 

2.           Вакуумная перегонка

          Предназначена для отделения масляных дистиллятов от мазута, а также для тяжелых масляных фракций. Гудрон является остаточным веществом при вакуумной обработке.

 

 

 

 

 

 

9

1.3          Вторичная переработка нефти

 

Рисунок 5. Методы вторичной  переработки нефти

 

 

          Термический крекинг – это процесс разложения высокомолекулярных углеводородов на более легкие при t = 470-540°C и давлении 4-6 МПа. Сырьем для термического крекинга является мазут и др. тяжелые нефтяные остатки. При высоких температуре и давлении длинноцепочные молекулы сырья расщепляются, и образуются более легкие углеводороды, формирующие бензиновую и керосиновую фракции, а также газообразные углеводороды.

 

          Коксование – это форма термического крекинга, осуществляемого при температуре 450-550°С и давлении 0,1-0,6 МПа. При этом получаются газ, бензин, керосиново-газойлевые фракции, а также кокс.

 

 

 

 

 

10

Рисунок 6. Продукты коксования

 

          Пиролиз – это термический крекинг, проводимый при температуре 750-900°С и давлении, близком к атмосферному, с целью получения сырья для нефтехимической промышленности.

          В результате пиролиза получают газы – этилен, пропилен, бутадиен, ацетилен, а также жидкие продукты – бензол, толуол, ксилол, нафталин и др. ароматические углеводороды.

 

          Каталитический крекинг – это процесс расщепления нефтяных фракций при высоких температурах (440-500°С) и невысоких давлениях (до 0,15 МПа) в присутствии алюмосиликатных катализаторов.

 

 

 

11

Рисунок 7. Сырьё для каталитического  крекинга

Рисунок 8. Продукты крекинга

12

          Каталитический риформинг – это процесс повышения октанового числа бензинов и получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола и ксилола) из нефтяного сырья под действием высокой температуры, давления водорода и спец. катализатора. При этом процессе изменяется структура молекул бензина, понижается температура их кипения.

 

Рисунок 9. Системы риформинга

Рисунок 10. Продукты риформинга

13

ТОПЛИВА, НЕФТЯНЫЕ МАСЛА

 ПАРАФИНЫ, ЦЕРЕЗИНЫ, ВАЗЕЛИНЫ

 ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ КЕРОСИНЫ И  ПР.

 

 

 

 РАСТВОРИТЕЛИ

 

 

 

 НЕФТЯНЫЕ БИТУМЫ

 

 

 

 

Рисунок 11. Продукты переработки  нефти

 

 

 

 

 

 

 

14

2          Переработка газа

       В отличие от нефти, природный газ не требует большой предварительной переработки для использования, но его необходимо сразу, отправлять к потребителю. Газ - главный вид топлива там, где нет других энергетических ресурсов. Он используется в промышленности (80%) - электроэнергетика, химия, металлургия, строительство, полиграфия, а также в быту.

Рисунок 12. Переработка газа

       

Рисунок 13. Происхождение  газов

15

Принципиальная технологическая схема ГПЗ приведена на рисунке 14:

          Газ поступает на пункт приема под давлением ОД 5...0,35 МПа. Здесь сначала производят замер его количества, а затем направляют в приемные сепараторы, где от газа отделяют механические примеси (песок, пыль, продукты коррозии газопроводов) и капельную вла1у Далее газ поступает на установку очистки газа 2, где от пего отделяют сероводород и углекислый газ.

          Компрессорная станция 1-й ступени 3 предназначена для перекачки сырьевого («сырого») газа. Сжатие осуществляется в одну, две или три ступени газомоторными компрессорами (10 ГК, 10 ГКМ, 10 ГКН) или центробежными нагнетателями (К-380, К-980).

          На отбензинивающих установках 4 сырьевой газ разделяют на нестабильный газовый бензин, отбензиненный газ и сбросной газ. Нестабильный бензин направляют на газофракционирующие установки б. Отбензиненный («сухой») газ компрессорной станцией П-й ступени 5 закачивается в магистральный газопровод или реализуется местным потребителям. Сбросной газ используют для топливных нужд котельной и трубчатых печей.