Rafinărie

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 17 iunie 2020; verificările necesită 6 modificări .

O rafinărie de petrol  este o întreprindere industrială a cărei funcție principală este transformarea petrolului în benzină , kerosen de aviație , păcură , motorină , uleiuri lubrifiante, lubrifianți, bitum , cocs de petrol , materii prime pentru petrochimie [1] [2] [3] . Ciclul de producție al unei rafinării constă, de regulă, în prepararea materiilor prime, distilarea primară a petrolului și prelucrarea secundară a fracțiilor petroliere: cracare catalitică, reformare catalitică, cocsare , visbreaking , hidrocracare , hidrotratare și amestecarea componentelor produselor petroliere finite [4] .

De obicei, există o fermă de rezervoare la sau în apropierea unei rafinării pentru a stoca materiile prime de țiței primite, precum și volume mari de produse lichide.

Rafinăriile se caracterizează prin următorii indicatori:

Potrivit revistei Oil and Gas, la 31 decembrie 2014, în lume funcționau 636 de rafinării de petrol cu ​​o capacitate totală de 87,75 milioane de barili (13.951.000 m 3 ). Rafinăria Jamnagar din India este cea mai mare rafinărie din 25 decembrie 2008, cu o capacitate de procesare de 1,24 milioane de barili (197.000 m 3 ) [5] [6] .

Istorie

Rafinarea petrolului prin metoda fabricii a fost efectuată pentru prima dată în Rusia: în 1745, minerul Fyodor Savelyevich Pryadunov a primit permisiunea de a extrage petrol de pe fundul râului Ukhta și a construit o rafinărie de petrol primitivă, prima din lume din punct de vedere cronologic. [7] După ce a colectat 40 de kilograme de ulei de la suprafața râului, Pryadunov l-a livrat la Moscova în 1748 și l-a distilat în laboratorul Colegiului Berg , obținând un produs asemănător kerosenului. [opt]

În 1823, lângă satul Akki-Yurt, lângă orașul Mozdok , a fost lansat un cub de distilare a uleiului inventat de iobagul Vasily Alekseev Dubinin și frații săi Gerasim și Makar . [9] Uzina fraților Dubinin era o instalație formată dintr-un cuptor de cărămidă care încălzește un cub de fier cu ulei cu o capacitate de aproximativ 492 litri, o serpentină care trece printr-un „frigider” (un butoi de lemn cu apă de răcire) și în care vaporii de kerosen au condensat și recipiente pentru kerosenul finit. [10] Uzina a funcționat mai bine de 20 de ani și a fost strămoșul rafinăriilor de petrol care au apărut mai târziu în Rusia și în alte țări.

Fabrica fondată de Vasily Aleksandrovich Kokorev a devenit mult mai perfectă . În 1857, V. A. Kokorev, N. E. Tornau și N. A. Novoselsky au fondat Transcaspian Trading Partnership cu un capital de 2 milioane de ruble, iar mai târziu antreprenorul P. I. Gubonin li s-a alăturat . Parteneriatul a cumpărat 12 acri de teren în Surakhani, lângă Baku , pentru construirea unei fabrici pentru producția de ulei de iluminat. Planta a fost neprofitabilă și în curând Vasily Kokorev l-a invitat pe Vasily (Wilhelm) Eichler să „consilieze” [11] . Eichler a sugerat ca Kokarev să renunțe la utilizarea kira (apă minerală înmuiată în ulei de intemperii) ca materie primă și proiectul tehnologic dezvoltat în Germania și să transfere instalația în procesul de prelucrare a uleiului în sine. Eichler a recomandat, de asemenea, purificarea kerosenului. Uzina construită după proiectul Liebig a fost lichidată, iar noua fabrică construită pe același teritoriu a fost proiectată după schema fraților Dubinin. [12]

În locul retortelor germane din fontă , au fost instalate 17 cuburi de fier cu acțiune periodică, iar pentru o încălzire mai uniformă a uleiului, cazanele sferice de abur au fost înlocuite cu cele cilindrice. Pentru prima dată în procesul tehnologic de obținere a distilatului de kerosen a fost introdusă purificarea acestuia cu o soluție alcalină. Ca urmare a acestor transformări, producția de produs finit aproape sa dublat.

În 1863, Kokorev l-a invitat pe Dmitri Mendeleev la Surakhany . Mendeleev și Eichler au efectuat o serie întreagă de distilare experimentale. Au fost aduse modificări semnificative în designul cuburilor de distilare, au fost introduse în producție răcitoarele de flux și a fost dezvoltată o nouă tehnologie de curățare. [13] [14] Rezultatul cercetărilor și transformărilor a fost că „uzina Surakhani a început să genereze venituri, în ciuda faptului că prețurile kerosenului au început să scadă”. [cincisprezece]

Profiluri de rafinărie

Astăzi, granițele dintre profiluri se estompează, întreprinderile devin din ce în ce mai universale. De exemplu, prezența cracării catalitice la rafinării face posibilă stabilirea producției de polipropilenă din propilenă , care este obținută în cantități semnificative în timpul cracării ca produs secundar.

În industria rusă de rafinare a petrolului, se disting trei profiluri ale rafinăriilor de petrol, în funcție de schema de rafinare a petrolului : combustibil, combustibil-pacură, combustibil-petrochimic.

Profilul combustibilului

La rafinăria de profil de combustibil, principalele produse sunt diferite tipuri de combustibil și materiale carbonice: combustibil pentru motor , păcură , gaze combustibile, bitum , cocs de petrol etc.

Setul de instalatii cuprinde: neaparat - distilare ulei , reformare , hidrotratare ; suplimentar - distilare în vid , cracare catalitică , izomerizare , hidrocracare , cocsificare etc.

Exemple de rafinării: rafinăria din Moscova , rafinăria Achinsk etc.

Profilul combustibilului și uleiului

La rafinăria profilului de combustibil și ulei, pe lângă diverse tipuri de combustibili și materiale carbonice, se produc lubrifianți: uleiuri petroliere , lubrifianți , parafine solide etc.

Setul de instalatii cuprinde: instalatii pentru producerea combustibililor si instalatii pentru producerea uleiurilor si lubrifiantilor.

Exemple: Omsk Oil Refinery , Yaroslavnefteorgsintez , Lukoil-Nizhegorodnefteorgsintez , etc.

Profilul combustibilului și petrochimic

La rafinăria de combustibil și petrochimic, pe lângă diverse tipuri de combustibil și materiale carbonice, se produc produse petrochimice: polimeri, reactivi etc.

Setul de instalații cuprinde: instalații de producere a combustibililor și instalații de producere a produselor petrochimice ( piroliză , producție de polietilenă , polipropilenă , polistiren , reformare care vizează producerea de hidrocarburi aromatice individuale etc.).

Exemple: Salavatnefteorgsintez ; Ufaneftekhim .

Pregătirea materiilor prime

În primul rând, uleiul este deshidratat și desarat în instalații speciale pentru a separa sărurile și alte impurități care provoacă coroziunea echipamentelor, încetinesc crăparea și reduc calitatea produselor rafinate. În ulei nu rămân mai mult de 3–4 mg/l de săruri și aproximativ 0,1% apă. Apoi uleiul trece la distilarea primară.

Prelucrare primară - distilare

Hidrocarburile petroliere lichide au puncte de fierbere diferite. Distilarea se bazează pe această proprietate. Când sunt încălzite într-o coloană de distilare la 350 °C, diferite fracții sunt separate din ulei în mod succesiv cu o creștere a temperaturii. Petrolul de la primele rafinării a fost distilat în următoarele fracții: benzină pură (fierbe în intervalul de temperatură 28–180°C), combustibilul pentru reacție (180–240°C) și motorină (240–350°C). ). Restul distilării uleiului a fost păcură. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, a fost aruncat ca deșeuri. Pentru distilarea uleiului, se folosesc de obicei cinci coloane de distilare, în care diferite produse petroliere sunt separate succesiv. Randamentul benzinei în timpul distilării primare a uleiului este nesemnificativ, prin urmare, prelucrarea sa secundară este efectuată pentru a obține un volum mai mare de combustibil pentru automobile.

Reciclare - cracare

Rafinarea secundară a petrolului se realizează prin scindarea catalitică termică sau chimică a produselor de distilare primară a uleiului pentru a obține o cantitate mai mare de fracții de benzină, precum și materii prime pentru producerea ulterioară de hidrocarburi aromatice - benzen, toluen și altele. Una dintre cele mai comune tehnologii ale acestui ciclu este cracarea .

În 1891, inginerii V. G. Shukhov și S. P. Gavrilov au propus prima instalație industrială din lume pentru implementarea continuă a cracării termice - un reactor tubular continuu , în care conductele efectuează circulația forțată a păcurului sau a altei materii prime de petrol grele, iar în spațiul inelar este alimentat cu gaze de ardere încălzite. Randamentul componentelor ușoare în timpul procesului de cracare, din care pot fi apoi preparate benzină , kerosen , motorină , variază de la 40-45 la 55-60%. Procesul de cracare face posibilă producerea de componente din păcură pentru producerea de uleiuri lubrifiante.

Cracarea catalitică a fost descoperită în anii 1930. Catalizatorul selectează din materia primă și sorb pe sine, în primul rând, acele molecule care sunt capabile să se dehidrogeneze destul de ușor (eliberează hidrogen ). Hidrocarburile nesaturate rezultate, având o capacitate de adsorbție crescută, vin în contact cu centrii activi ai catalizatorului. Are loc polimerizarea hidrocarburilor, apar rășini și cocs . Hidrogenul eliberat participă activ la reacțiile de hidrocracare, izomerizare etc. Produsul de cracare este îmbogățit în hidrocarburi ușoare de calitate superioară și ca urmare se obține o fracție largă de benzină și fracții de motorină, legate de produsele petroliere ușoare. Ca rezultat, se obțin gaze de hidrocarburi (20%), fracțiune de benzină (50%), fracțiune de motorină (20%), motorină grea și cocs .

Hidrotratarea

Hidrotratarea se efectuează pe catalizatori de hidrogenare folosind compuși de aluminiu, cobalt și molibden. Unul dintre cele mai importante procese în rafinarea petrolului.

Sarcina procesului este purificarea fracțiilor de benzină, kerosen și motorină, precum și a motorinei în vid din compuși de sulf, azot, gudron și oxigen. Instalațiile de hidrotratare pot fi alimentate cu distilate reciclate de la instalațiile de cracare sau cocsificare, caz în care are loc și procesul de hidrogenare a olefinelor. Capacitatea instalațiilor existente în Federația Rusă variază între 600 și 3000 mii de tone pe an. Hidrogenul necesar pentru reacțiile de hidrotratare provine din reformatoare catalitice sau este produs în instalații speciale.

Materia prima este amestecata cu gaz cu continut de hidrogen cu o concentratie de 85-95% in volum, provenit de la compresoare circulante care mentine presiunea in sistem. Amestecul rezultat este încălzit într-un cuptor la 280–340 °C, în funcție de materia primă, și apoi intră în reactor. Reacția are loc pe catalizatori care conțin nichel, cobalt sau molibden sub presiune de până la 50 atm. În astfel de condiții, distrugerea compușilor care conțin sulf și azot cu formarea de hidrogen sulfurat și amoniac, precum și saturarea olefinelor. În acest proces, din cauza descompunerii termice, se formează o cantitate nesemnificativă (1,5–2%) de benzină cu octan scăzut, iar în timpul hidrotratării motorinei în vid se formează și 6–8% din fracția de motorină. În fracția de motorină purificată, conținutul de sulf poate scădea de la 1,0% la 0,005% și mai jos. Gazele de proces sunt supuse purificării pentru a extrage hidrogenul sulfurat, care este furnizat pentru producerea de sulf elementar sau acid sulfuric.

Procesul Claus (conversia oxidativă a hidrogenului sulfurat în sulf elementar)

Uzina Claus este utilizată în mod activ la rafinăriile de petrol pentru procesarea hidrogenului sulfurat din instalațiile de hidrogenare și stațiile de tratare a gazelor amine pentru a produce sulf.

Formarea produselor finite

Benzina , kerosenul , motorina și uleiurile industriale sunt clasificate în diferite grade în funcție de compoziția chimică. Etapa finală a producției de rafinărie este amestecarea componentelor obținute pentru a obține produse finite cu compoziția necesară. Acest proces se mai numește combinare sau amestecare.

Importanța rafinăriilor de petrol în economia și viața militar-strategică a statului

Un stat care nu are o rafinărie de petrol, de regulă, este dependent de orice vecin în care se află, la fel ca în Belarus, se poate observa cum 2 mari rafinării de petrol din Novopolotsk și Mozyr formează o parte semnificativă a bugetului de stat. În Rusia, rafinăriile formează adesea părți semnificative ale bugetelor regionale.

În planul militar-strategic, un rol uriaș joacă și rafinăria de petrol și este, de regulă, unul dintre principalele obiecte asupra cărora se efectuează primele lovituri cu rachete și bombe alături de cele mai importante instalații militare, care se realizează în pentru a lăsa inamicul fără combustibil.

Vezi și

Literatură

Note

  1. ↑ Gary, JH; Handwerk, GE Tehnologie și  economie de rafinare a petrolului . — al 2-lea. — Marcel Dekker, Inc., 1984. - ISBN 978-0-8247-7150-8 .
  2. ↑ Leffler, W.L. Rafinarea petrolului pentru persoana netehnică  . — al 2-lea. — PennWell Books, 1985. - ISBN 978-0-87814-280-4 .
  3. ↑ James G., Speight. Chimia și tehnologia petrolului  (engleză) . - Al patrulea. — CRC Press , 2006.
  4. ↑ Complex virtual de procesare a petrolului și gazelor (link inaccesibil) . Universitatea de Stat Rusă de Petrol și Gaze numită după I.M. Gubkin . Preluat la 3 februarie 2011. Arhivat din original la 4 mai 2011. 
  5. ↑ Reliance comisionează cea mai mare rafinărie din lume  (26 decembrie 2008). Arhivat din original pe 20 aprilie 2019. Preluat la 9 ianuarie 2019.
  6. ↑ Top 10 mari rafinării de petrol . hydrocarbons-technology.com . Preluat la 23 februarie 2018. Arhivat din original la 11 iulie 2014.
  7. ↑ Nașterea industriei petroliere în Rusia . Preluat la 16 ianuarie 2019. Arhivat din original la 16 ianuarie 2019.
  8. ↑ Enciclopedia Muntelui - Prydunov f. Cu. . www.terminy.info Preluat la 16 ianuarie 2019. Arhivat din original la 16 ianuarie 2019.
  9. ↑ Kerosenul fraților iobagi . profile.ru. Preluat la 16 ianuarie 2019. Arhivat din original la 16 ianuarie 2019.
  10. ↑ În urmă cu 195 de ani, frații Dubinin au creat prima rafinărie de petrol din lume . ruskline.ru. Preluat la 16 ianuarie 2019. Arhivat din original la 16 ianuarie 2019.
  11. ↑ Eichler Vasily Evstafievich - celebru chimist din Baku . Preluat la 8 martie 2022. Arhivat din original la 18 ianuarie 2021.
  12. ↑ Lisichkin S.M. Cifre remarcabile ale științei și tehnologiei petroliere interne. - M. : NEDRA, 1967. - S. 284. - 68 p.
  13. ↑ Alexander MATVEYCHUK, candidat la științe istorice, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe ale Naturii. În urmă cu 130 de ani, a fost fondată în Rusia prima companie petrolieră integrată vertical din lume, Baku Oil Society . Data accesului: 16 ianuarie 2019. Arhivat din original la 30 ianuarie 2019.
  14. ↑ Formarea și dezvoltarea afacerii petroliere în Imperiul Rus . cyberleninka.ru. Preluat: 16 ianuarie 2019.
  15. ↑ Mendeleev D. I. Gânduri prețuite. - M . : Gândirea, 1995. - 388 p. - ISBN 5-244-00766-1 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii