- Гидроочистка
- Значение нпз в экономике и военно-стратегической жизни государства
- История
- Литература
- Нефтеперерабатывающий завод
- Первичная переработка — перегонка
- Подготовка сырья
- Примечания
- Профили нпз
- Процесс клауса (окислительная конверсия сероводорода в элементную серу)
- Ссылки
- Топливно-масляный профиль
- Топливно-нефтехимический профиль
- Топливный профиль
- Формирование готовой продукции
Гидроочистка
Гидроочистку осуществляют на гидрирующих катализаторах с использованием алюминиевых, кобальтовых и молибденовых соединений. Один из наиболее важных процессов в нефтепереработке.
Задача процесса — очистка бензиновых, керосиновых и дизельных фракций, а также вакуумного газойля от сернистых, азотсодержащих, смолистых соединений и кислорода. На установки гидроочистки могут подаваться дистилляты вторичного происхождения с установок крекинга или коксования, в таком случае идет также процесс гидрирования олефинов.
Сырьё смешивается с водородсодержащим газом концентрацией 85—95 % об., поступающим с циркуляционных компрессоров, поддерживающих давление в системе. Полученная смесь нагревается в печи до 280—340 °C, в зависимости от сырья, затем поступает в реактор.
Реакция идет на катализаторах, содержащих никель, кобальт или молибден под давлением до 50 атм. В таких условиях происходит разрушение сернистых и азотсодержащих соединений с образованием сероводорода и аммиака, а также насыщение олефинов. В процессе за счет термического разложения образуется незначительное (1,5—2 %) количество низкооктанового бензина, а при гидроочистке вакуумного газойля также образуется 6—8 % дизельной фракции.
Значение нпз в экономике и военно-стратегической жизни государства
Государство, не имеющее НПЗ, как правило, зависимо от любого соседа, в котором он есть, так же на примере Белоруссии можно наблюдать, как 2 крупных НПЗ в Новополоцке и Мозыре формируют значительную часть бюджета государства.
В военно-стратегическом плане НПЗ так же играет огромную роль и является, как правило, одним из главных объектов, по которым наносятся первыми ракетно-бомбовые удары наряду с важнейшими военными объектами, что делается с целью оставить противника без топлива.
История
Нефтепереработка заводским способом впервые была осуществлена в России: в 1745 году рудознатец Фёдор Савельевич Прядунов получил разрешение на добычу нефти со дна реки Ухта и построил примитивный нефтеперегонный завод, хронологически — первый в мире.[7] Cобрав c речной поверхности 40 пудов нефти, Прядунов в 1748 доставил её в Москву и в лаборатории Берг-коллегии осуществил перегонку, получив керосиноподобный продукт.[8]
В 1823 году возле аула Акки-Юрт, вблизи города Моздока заработал нефтеперегонный куб, изобретенный крепостным крестьянином Василием Алексеевым Дубининым и его братьями — Герасимом и Макаром.[9] Завод братьев Дубининых представлял собой установку, состоящую из кирпичной печи, нагревающей железный куб с нефтью ёмкостью примерно на 492 литра, змеевика, проходящего через «холодильник» (деревянную бочку с охлаждающей водой) и в котором конденсировались пары керосина, и ёмкости для готового керосина.[10] Завод проработал более 20 лет и явился родоначальником нефтеперегонных предприятий, возникших позднее в России и других странах.
Значительно более совершенным стал завод, основанный Василием Александровичем Кокоревым. В 1857 году В. А. Кокорев, Н. Е. Торнау и Н. А. Новосельский основали акционерное «Закаспийское торговое товарищество» с капиталом 2 млн руб., позднее к ним присоединился и предприниматель П. И.
Губонин. Товарищество купило 12 десятин земли в Сураханах вблизи Баку для сооружения завода по производству осветительного масла. Завод был убыточным и вскоре Василий Кокорев пригласил для «оказания консультаций» Василия (Вильгельма)
Эйхлера[11]. Эйхлер предложил Кокареву отказаться от использования в качестве сырья кира (пропитанная выветрившейся нефтью минеральная вода) и от технологического проекта, разработанного в Германии, а завод перевести на переработку самой нефти.
Эйхлер рекомендовал также очищать керосин. Построенный по проекту Либиха завод был ликвидирован, а новый завод, построенный на той же территории, был спроектирован по схеме братьев Дубининых.[12]
Вместо немецких чугунных реторт были установлены 17 железных кубов периодического действия, а для более равномерного нагрева нефти шарообразные паровые котлы были заменены цилиндрическими. Впервые в технологический процесс получения керосинового дистиллята была внедрена его очистка щелочным раствором. В результате этих преобразований выход готового продукта увеличился почти вдвое.
В 1863 Кокорев пригласил в Сураханы Дмитрия Менделеева. Менделеев с Эйхлером провели целую серию опытных перегонок. Были внесены существенные изменения в конструкцию перегонных кубов, внедрены в производство проточные холодильники и разработана новая технология очистки.[13][14] Результатом проведенных исследований и преобразований стало то, что «Сураханский завод стал давать доход, несмотря на то, что цены керосина стали падать».[15]
Литература
- Коршак А. А., Шаммазов А. М.: «Основы нефтегазового дела», издательство «Дизайнполиграфсервис», 544 стр., 2005, ISBN 5-94423-066-5
- Шаммазов А. М. и др.: «История нефтегазового дела России», Москва, «Химия», 2001, 316 стр., УДК 622.276, ББК 65.304.13, ISBN 5-7245-1176-2
- В. Г. Шухов, Проекты нефтеперерабатывающих установок и заводов (техническая документация): Центральный исторический архив Москвы, фонд № 1209, опись 1, дело № 2; Архив Российской Академии НаукАрхивная копия от 20 октября 2022 на Wayback Machine, фонд № 1508, опись 1, дела № 2, 5, 6, 11, 12, 13, 14, 16, 20, 21, 34, 40, 44, 45, 46.
Нефтеперерабатывающий завод
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ ЗАВОД, НПЗ (а. oil refinery; н. Erdolraffinerie, Erdolverarbeitungswerk; ф. raffinerie de petrole; и. refineria de petroleo), — промышленное предприятие, производящее из сырой нефти жидкие топлива, масла, битум, кокс, парафин, церезин, ароматические углеводороды, органические кислоты, серу или серную кислоту, растворители, сжиженные газы и нефтехимическое сырьё. На НПЗ осуществляется обессоливание, обезвоживание и стабилизация сырой нефти, первичная (атмосферная и вакуумная) перегонка нефти, селективная очистка, депарафинизация и доочистка масел, деасфальтизация гудрона, каталитический риформинг, гидроочистка, гидрокрекинг, замедленное коксование, каталитический крекинг, алкилирование изобутана олефинами, изомеризация и газофракционирование.
Первая нефтеперегонная установка в России построена на реке Ухта в 1745. Нефтеперегонный завод с кубами периодического действия впервые в мире построен крепостными крестьянами братьями Дубиниными на Северном Кавказе около Моздока в 1823. В США первый НПЗ построен в 1849 в Тайтесвилле (штат Пенсильвания). В 1869 в Баку существовало 23 нефтеперегонных завода. С помощью форсунки В. Г. Шухова в 1880 началось использование мазута как топлива для паровых котлов. На основе работ Д. И. Менделеева вакуумной перегонкой мазута стали получать смазочные масла. С 1891 начали применять трубчатые нефтеперегонные установки непрерывного действия. В 1913 Россия перерабатывала 9 млн. т нефти, в основном в Баку и Грозном, а также в Ярославле, Фергане, Балахне. В CCCP в 1918-40 сооружены НПЗ в Уфе, Ишимбае, Сызрани, Куйбышеве. В 1937 в CCCP перерабатывалось 26,4 млн. т нефти.
В состав НПЗ входят: пункты приёма нефти, нефтяные резервуары, насосные станции, технологические нефтяные установки, парки промежуточных продуктов, технологические трубопроводы, товарные парки, вспомогательные объекты, службы водо- и электроснабжения.
На НПЗ применяются технологии переработки нефти: топливная с неглубокой переработкой нефти, топливная с глубокой переработкой нефти, топливно-масляная, топливно-нефтехимическая. По первым двум вырабатываются бензин, авиационный и осветительный керосин, дизельное и газотурбинное топлива, печное и котельное топлива (выход светлых по первой схеме не более 40-45%, котельного топлива до 50-55%, по второй — до 72-75%, котельное топливо производится только для собственных нужд НПЗ). По топливно-масляной схеме кроме топлив получают смазочные масла, парафины и церезины, на базе асфальтов и экстрактов производят битумы и кокс. По топливно-нефтехимической схеме на НПЗ имеется специальное нефтехимическое производство (см. Нефтехимический комплекс).
Технология НПЗ включает: электро-обессоливание для удаления из нефти избыточной воды и солей, первичную перегонку для получения топливных и масляных фракций, вторичную перегонку бензина для получения узких бензиновых фракций и высокооктанового бензина, каталитический риформинг для получения ароматических углеводородов и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов, экстракцию ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола), гидроочистку от гетероатомных соединений керосиновых и дизельных фракций, вакуумных дистиллятов, масел, прямогонных и вторичных бензинов, замедленное коксование тяжёлых остатков для получения нефтяного кокса, каталитического крекинга тяжёлых газойлевых фракций для получения высокооктановых компонентов бензина и сырья для производства сажи, олефинсодержащих газовых фракций, гидрокрекинг тяжёлого сырья при повышенном давлении водорода для получения дополнительных количеств светлых нефтепродуктов. Для производства высокооктановых компонентов автомобильного и авиационного бензинов из лёгких углеводородных фракций (бутан-бутиленовой, пропан-пропиленовой, изобутановой) проводят алкилирование изобутана олефинами. Изомеризация низших парафиновых углеводородов (бутана, пентана, гексана, лёгких бензиновых фракций) проводится для получения высокооктановых компонентов автомобильного бензина и сырья для производства синтетического каучука, газофракционирование нефтезаводских газов — для выработки лёгких углеводородных фракций высокой чистоты. Производство масел состоит из очистки селективными растворителями (деасфальтизация гудрона, обработка растворителями деасфальтизата и вакуумного дистиллята), депарафинизации рафинатов селективной очистки и гидрогенизации или контактной доочистки депарафинированных масел. Производство парафинов включает выделение жидких парафинов из дизельных фракций карбамидной депарафинизацией или адсорбцией на молекулярных ситах, получение твёрдых парафинов обезмасливанием гача или петролатума — побочных продуктов депарафинизации масел или из дистиллятов высокопарафинистых нефтей методом фильтр-прессования и потения, доочистку сернокислотным, адсорбционным или гидрогенизационным методами. Для получения битумов проводят глубокую вакуумную перегонку мазута и высокотемпературное окисление остатка воздухом.
Основные методы, применяемые на НПЗ: ректификация, крекинг, риформинг, гидроочистка, гидрокрекинг, деасфальтизация, селективная экстракция, депарафинизация, адсорбция.
В CCCP мощность единичных установок на НПЗ составляет (млн. т/год): первичной перегонки нефти 0,6-6; гидроочистки топлив 0,9-2; каталитического крекинга 0,25-2; каталитического риформинга 0,3-1; коксования 0,6; производства битума 0,125-0,75; деасфальтизации 0,25; контактной очистки масел 0,33; селективной очистки 0,265-0,6; депарафинизации масел 0,25; газофракционирования 0,4.
Общая мощность НПЗ развитых капиталистических стран составляет около 3 млрд. т/год, из них 34,5% приходится на Западную Европу, 25,5% — США, 9,4% — Японию. 38% всех НПЗ находится в США. НПЗ США в 1983 произвели (млн. т): 273,5 бензина, 49,4 керосина и реактивного топлива, 124,6 дизельного топлива, 10,9 масел, 36,4 битума, 16,6 кокса.
Первичная переработка — перегонка
Жидкие углеводороды нефти имеют различную температуру кипения. На этом свойстве основана перегонка.
При нагреве в ректификационной колонне до 350 °C из нефти последовательно с ростом температуры выделяются различные фракции. Нефть на первых НПЗ перегоняли на следующие фракции: прямогонный бензин (он выкипает в интервале температур 28—180°С), реактивное топливо (180—240 °С) и дизельное топливо (240—350 °С).
Остатком перегонки нефти был мазут. До конца XIX века его выбрасывали как отходы производства.
Для перегонки нефти обычно используют пять ректификационных колонн, в которых последовательно выделяются различные нефтепродукты. Выход бензина при первичной перегонке нефти незначителен, поэтому проводится её вторичная переработка для получения большего объёма автомобильного топлива.
Подготовка сырья
Сначала производится обезвоживание и обессоливание нефти на специальных установках для выделения солей и других примесей, вызывающих коррозию аппаратуры, замедляющих крекинг и снижающих качество продуктов переработки. В нефти остаётся не более 3—4 мг/л солей и около 0,1 % воды. Затем нефть поступает на первичную перегонку.
Примечания
- ↑Gary, J.H.; Handwerk, G.E.Petroleum Refining Technology and Economics (англ.). — 2nd. — Marcel Dekker, Inc, 1984. — ISBN 978-0-8247-7150-8.
- ↑Leffler, W.L. Petroleum refining for the nontechnical person (англ.). — 2nd. — PennWell Books, 1985. — ISBN 978-0-87814-280-4.
- ↑James G., Speight. The Chemistry and Technology of Petroleum (англ.). — Fourth. — CRC Press, 2006.
- ↑Виртуальный нефтегазоперерабатывающий комплекс (неопр.) (недоступная ссылка). Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина. Дата обращения: 3 февраля 2022.Архивировано 4 мая 2022 года.
- ↑Reliance commissions world’s biggest refinery (26 декабря 2008). Архивировано 20 апреля 2022 года.Дата обращения 9 января 2022.
- ↑Top 10 large oil refineries (неопр.). hydrocarbons-technology.com. Дата обращения: 23 февраля 2022.Архивировано 11 июля 2022 года.
- ↑Рождение нефтяной отрасли в России (неопр.). Дата обращения: 16 января 2022.Архивировано 16 января 2022 года.
- ↑Горная энциклопедия - прядунов ф. с. (рус.). www.terminy.info. Дата обращения: 16 января 2022.Архивировано 16 января 2022 года.
- ↑Керосин крепостных братьев (рус.). profile.ru. Дата обращения: 16 января 2022.Архивировано 16 января 2022 года.
- ↑195 лет назад братьями Дубиниными был создан первый в мире нефтеперерабатывающий завод (неопр.). ruskline.ru. Дата обращения: 16 января 2022.Архивировано 16 января 2022 года.
- ↑Эйхлер Василий Евстафьевич - известный бакинский химик (неопр.). Дата обращения: 8 марта 2022.Архивировано 18 января 2021 года.
- ↑Лисичкин С.М. Выдающиеся деятели отечественной нефтяной науки и техники. — М.: НЕДРА, 1967. — С. 284. — 68 с.
- ↑Александр МАТВЕЙЧУК, кандидат исторических наук, член-корреспондент РАЕН.130 лет тому назад в России была основана первая в мире вертикально интегрированная нефтяная компания — »Бакинское нефтяное общество» (неопр.). Дата обращения: 16 января 2022.Архивировано 30 января 2022 года.
- ↑Становление и развитие нефтяного дела в российской империи (неопр.). cyberleninka.ru. Дата обращения: 16 января 2022.
- ↑Менделеев Д. И. Заветные мысли. — М.: Мысль, 1995. — 388 с. — ISBN 5-244-00766-1.
Профили нпз
На сегодняшний день границы между профилями стираются, предприятия становятся более универсальными. Например, наличие каталитического крекинга на НПЗ позволяет наладить производство полипропилена из пропилена, который получается в значительных количествах при крекинге, как побочный продукт.
В российской нефтеперерабатывающей промышленности выделяют три профиля нефтеперерабатывающих заводов, в зависимости от схемы переработки нефти: топливный, топливно-масляный, топливно-нефтехимический.
Процесс клауса (окислительная конверсия сероводорода в элементную серу)
Установка Клауса активно применяется на нефтеперерабатывающих предприятиях для переработки сероводорода с установок гидрогенизации и установок аминной очистки газов для получения серы.
Ссылки
Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.Обычно почти сразу, изредка в течении часа.
Топливно-масляный профиль
На НПЗ топливно-масляного профиля помимо различных видов топлив и углеродных материалов производятся смазочные материалы: нефтяные масла, смазки, твердые парафины и т. д.
Набор установок включает в себя: установки для производства топлив и установки для производства масел и смазок.
Примеры: Омский нефтеперерабатывающий завод, Ярославнефтеоргсинтез, Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез и т. д.
Топливно-нефтехимический профиль
На НПЗ топливно-нефтехимического профиля помимо различных видов топлива и углеродных материалов производится нефтехимическая продукция: полимеры, реагенты и т. д.
Набор установок включает в себя: установки для производства топлив и установки для производства нефтехимической продукции (пиролиз, производство полиэтилена, полипропилена, полистирола, риформинг, направленный на производство индивидуальных ароматических углеводородов, и т. д.).
Примеры: Салаватнефтеоргсинтез; Уфанефтехим.
Топливный профиль
На НПЗ топливного профиля основной продукцией являются различные виды топлива и углеродных материалов: моторное топливо, мазуты, горючие газы, битумы, нефтяной кокс и т. д.
Набор установок включает в себя: обязательно — перегонку нефти, риформинг, гидроочистку; дополнительно — вакуумную дистилляцию, каталитический крекинг, изомеризацию, гидрокрекинг, коксование и т. д.
Примеры НПЗ: МНПЗ, Ачинский НПЗ и т. д.
Формирование готовой продукции
Бензин, керосин, дизельное топливо и технические масла подразделяются на различные марки в зависимости от химического состава. Завершающей стадией производства НПЗ является смешение полученных компонентов для получения готовой продукции требуемого состава. Также этот процесс называется компаундирование или бленд123
