Видобута нафта являє собою суміш різних вуглеводів (парафінових, нафтенових і ароматичних), що мають різний молекулярна вага і температуру кипіння.
Сутність переробки нафти
Сира нафта, добута зі свердловини, не використовується в чистому вигляді.
Тому первинна переробка нафти виконується на спеціалізованих заводах. Саме на такий нафтопереробний завод доставляється сировина по трубопроводу, залізниці або за допомогою морських танкерів. В результаті виходить авіаційний гас, бензин, мазут, парафін, мастила, а також сировину для нафтохімічного виробництва.
етапи переробки
З сирої нафти в сучасних умовах може бути отримано різне паливо, нафтові олії, бітуми, парафіни, гас, мастила, розчинники і інші нафтопродукти, які виходять після переробки сировини.
Видобута нафта - вуглеводневу сировину, яке на родовищі має пройти довгий етап, до того як з даної суміші будуть виділені цінні і важливі компоненти, з яких потім отримують продукт, придатний до використання.
Технологія первинної переробки нафти є досить складним процесом, який повинен починатися з транспортування сировини на завод, де воно проходить кілька етапів, а саме:
- підготовчий етап;
- первинна переробка нафти;
- вторинна переробка;
- етап очищення.
Підготовчий етап
Видобуту сировину містить такі домішки, як сіль, вода, глина, пісок і попутний газ.
У кожного родовища є свій термін експлуатації, який залежить від товщини нафтового пласта. Наявність у нафті води і механічних домішок дуже заважає її транспортуванню по трубопроводах для подачі на переробку. При цьому воно може викликати утворення будь-яких відкладень в ємностях і теплообмінних апаратах, що істотно ускладнює первинний процес переробки нафти.
Видобута нафта на першому етапі повинна пройти комплексну (механічну) очистку, а вже потім тонку очистку.
На підготовчому етапі проводиться поділ сировини на газ і нафту в спеціальних сепараторах. Первинна переробка нафти і газу передбачає відстоювання сировини на холоді в герметичних резервуарах. Також підігрів на певний час сприяє усуненню значної кількості твердих частинок і води. Установка первинної переробки нафти буде ефективно працювати, є сировина додатково піддати зневоднення, а також знесолення на спеціальному обладнанні.
Іноді нафту в сукупності з водою може утворювати емульсію, яка важко розчиняється. У ній часто дрібні частинки однієї складової в підвішеному стані розподіляються в інший.
На практиці серед емульсій можна виділити два основних їх види: нафта у воді (гідрофільна), вода в нафти (гідрофобна).
Способи руйнування емульсій
Первинна переробка нафти не може обходитися без руйнування зазначених вище емульсій. Існує кілька таких способів: хімічний, механічний і електричний.
Хімічний метод передбачає руйнування з використанням деемульгатора (поверхнево-активних речовин). Дані компоненти характеризуються високою активністю в порівнянні з «працюючим емульгатором». Вони утворюють протилежну емульсію і можуть успішно розчиняти адсорбционную плівку. Цей спосіб в основному застосовується одночасно з електричним, при якому за допомогою впливу струму на емульсію нафти відбувається об'єднання часток води, що сприяє більш швидкому розшарування з нафтою.Механічний спосіб руйнування поділяється на відстоювання і центрифугування. Різниця в щільності елементів емульсії сприяє легкому розшарування води і нафти при нагріванні рідини до 160 градусів протягом трьох годин (не повинні допускатися випаровування води). При цьому тиск обов'язково зберігається на рівні 15 атмосфер.
При центрифугуванні емульсія розділяється з використанням спеціального обладнання (центрифуг). Кількість оборотів має сягати до 50000 разів на хвилину.
Первинна переробка нафти
Даний етап переробки сировини полягає в поділі його на групи вуглеводнів і фракції. У процесі перегонки установка первинної переробки нафти отримує широкий асортимент напівпродуктів і нафтопродуктів.
В основу даного процесу закладений принцип різниці в температурах кипіння складових видобутої сировини. В результаті нафта повинна бути розкладена на фракції: світлі нафтопродукти (мазут) і масло (гудрон).У процесі отримання готового продукту найважливішою є саме первинна переробка нафти, схема якої може варіюватися і здійснюватися одним з таких способів:
- Одноразове випаровування - в підігрівачі нафту прогрівається до потрібної температури. В результаті даного процесу утворюються пари. З досягненням необхідної температури отримана парожидкостная суміш повинна надійти в випарник, який являє собою циліндр, де пар вже відділяється від рідини.
- Багаторазове випаровування - процес, який представлений послідовністю одноразових випарів з поступовим підвищенням температури при нагріванні.
- Поступове випаровування - це перегонка, яка є незначна зміна нафти з кожним одноразовим випаровуванням.
устаткування
Основним обладнанням при первинній перегонці нафти є: ректифікаційні колони, трубчасті печі і теплообмінні апарати.
Сам процес перегонки нафти здійснюється в ректифікаційних колонних. Так, добувається сировина за допомогою використання насоса надходить в теплообмінник, там прогрівається і переходить в трубчасту піч, де вже підігрівається до потрібної температури. Потім нафту як парожидкостная суміш надходить в випарну частина зазначеної колони ректифікації. Тут здійснюється поділ рідкої і парової фази (рідина переміщається вниз, а пар - вгору).Залежно від виду здійснюваного процесу (виду випарів) використовуються наступні типи трубчастих печей: атмосферні (далі - АТ), вакуумні (далі - ВТ) і атмосферно-вакуумні (далі - АВТ). В АТ здійснюється неглибока переробка, в результаті якої виходять гасові, бензинові та дизельні фракції, а також мазут. З використанням установок ВТ відбувається поглиблена переробка сировини. В результаті виходять масляні, газойлеві фракції і гудрон, згодом використовуються при виробництві коксу, мастил і бітуму. В установках АВТ відбувається комбінування двох способів перегонки нафти.
Вторинна переробка нафти
За результатами визначення у нафти її фізико-хімічних властивостей, а також в залежності від потреб в готовому продукті, вибирається подальший спосіб деструктивної переробки сировини, що видобувається. Вторинна переробка - це проведення термічного і каталітичного впливу на нафтопродукти, які отримані способом прямої перегонки. Здійснення впливу на сировину може змінювати природу містяться в ньому вуглеводнів.Види вторинної переробки
Так, перший спосіб (паливний) використовується з метою отримання автомобільних бензинів високої якості, а також різних видів дизельного палива і сировини для заправки реактивних двигунів. Даний метод передбачає використання меншої кількості технологічних установок. Це процес, в результаті якого з нафтових фракцій можна отримати моторні масла. До даного виду переробки сировини відноситься каталітичний крекінг і риформінг, гідроочищення, гідрокрекінг і інші термічні процеси.Результатами паливно-масляної переробки нафти є асфальт і мастила. У цьому випадку мова йде про процеси деасфальтизації і екстракції.
Однак найрізноманітніші нафтопродукти виходять в процесі проведення нафтохімічної переробки. Тому тут використовується і найбільшу кількість різного технологічного устаткування. За результатами такої обробки сировини виходять не тільки масла і палива, але і синтетичний каучук, азотні добрива, пластмаса, миючі засоби, фенол, спирт, ацетон і інші хімікати.
Підсумовуючи викладений в даній статті матеріал, необхідно відзначити, що первинна та вторинна переробка нафти - це обов'язкові етапи переробного виробництва.