Способы переработки нефти и газа

     нагревают под очень высоким давлением  в атмосфере водорода. Это приводит к

     разрыву крупных молекул и присоединению  водорода к их фрагментам. В результате

     образуются  насыщенные молекулы небольших размеров. Гидрокрекинг используется

     для получения газойля и бензинов из более тяжелых фракций.

          Каталитический крекинг. Этот метод приводит к образованию смеси

     насыщенных  и ненасыщенных продуктов. Каталитический крекинг проводится при

     сравнительно  невысоких температурах, а в качестве катализатора используется

     смесь кремнезема и глинозема. Таким путем  получают высококачественный бензин и

     ненасыщенные  углеводороды из тяжелых фракций  нефти.

          Термический крекинг. Крупные молекулы углеводородов, содержащихся в

     тяжелых фракциях нефти, могут быть расщеплены на меньшие молекулы путем

     нагревания  этих фракций до температур, превышающих  их температуру кипения. Как

     и при каталитическом крекинге, в этом случае получают смесь насыщенных и

     ненасыщенных  продуктов. Например,

         

     Термический крекинг имеет особенно важное значение для получения

     ненасыщенных углеводородов, например этилена и пропена. Для термического

     крекинга  используются паровые крекинг-установки. В этих установках

     углеводородное  сырье сначала нагревают в  печи до 800°С, а затем разбавляют

     его паром. Это увеличивает выход  алкенов. После того как крупные молекулы

     исходных  углеводородов расщепятся на более  мелкие молекулы, горячие газы

     охлаждают приблизительно до 400СС водой, которая  превращается в сжатый пар.

     Затем охлажденные газы поступают в  ректификационную (фракционную) колонну,

     где они охлаждаются до 40°С. Конденсация  более крупных молекул приводит к

     образованию бензина и газойля. Несконденсировавшиеся газы сжимают в

     компрессоре, который приводится в действие сжатым паром, полученным на стадии

     охлаждения  газов. Окончательное разделение продуктов  производится в колоннах

     фракционной перегонки.

     Таблица 6 Выход продуктов крекинга с паром  из различного углеводородного

     сырья (масс. %)

         

       

     В европейских странах главным  сырьем для получения ненасыщенных

     углеводородов с помощью каталитического крекинга является лигроин. В

     Соединенных Штатах главным сырьем для этой цели служит этан. Его легко

     получают  на нефтеперерабатывающих заводах  как один из компонентов сжиженного

     нефтяного газа или же из природного газа, а  также из нефтяных скважин как

     один  из компонентов природных сопутствующих  газов. В качестве сырья для

     крекинга  с паром используются также пропан, бутан и газойль. Продукты

     крекинга  этана и лигроина указаны в табл. 6.

     Реакции крекинга протекают по радикальному механизму. 

     Термический крекинг происходит при температуре 720-750К и давлении 2-5 МПа.

     Наряду  с расщеплением тяжелых углеводородов  при термическом крекинге протекают  процессы синтеза, которые обуславливают  создание высокомолекулярных продуктов. При термическоми крекинге образуются также, отсутствующие в природной нефти, химически недостаточно устойчивые непредельные углеводороды. Эти два фактора являются основными недостатками термического крекинга и причиной того, что этот процесс заменяется другими, более прогрессивными методами нефтепереработки, в частности каталитическим крекингом.

     Каталитический  крекинг

     Каталитический  крекинг - процесс термокаталитической  переработки нефтяных фракций с  целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов. Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный  газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых  углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое  количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные  фракции и по большей части  используются в третичных технологических  процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута. 

     IV. Технологии переработки  газов 

     4. Переработка нефтезаводских  газов – абсорбционно-газофракционирующие  установки (АГФУ) и газофракционирующие  установки (ГФУ) 

     4.1 Газофракционирующие  установки (ГФУ) 

     На  НПЗ для разделения нефтезаводских газов применяются преимущественно 2 типа газофракционирующих установок, в каждый из которых входят блоки  компрессии и конденсации: ректификационный - сокращенно ГФУ, и абсорбционно-ректификационный АГФУ.

     Назначение  ГФУ – получение индивидуальных легких углеводородов или углеводородных фракций высокой чистоты из нефтезаводских газов. Газофракционирующие установки (ГФУ) подразделяются по типу перерабатываемого сырья на ГФУ предельных и ГФУ непредельных газов.

     Сырье и продукция.

     Сырье поступает на ГФУ в газообразном и жидком (головки стабилизации) виде. На ГФУ предельных газов подаются газы с установок первичной перегонки, каталитического риформинга, гидрокрекинга, на ГФУ непредельных газов – с установок термического и каталитического крекинга, коксования.

     Продукцией  ГФУ предельных газов являются узкие углеводородные фракции:

• Этановая – применяется как сырье пиролиза, в качестве хладагента, на установках депарафинизации масел, выделения параксилола и др.;
• Пропановая – используется как сырье пиролиза, бытовой сжиженный газ, хладагент;
• Изобутановая – служит сырьем установок алкилирования и производства синтетического каучука;
• Бутановая – применяется как бытовой сжиженный газ, сырье производства синтетического каучука; в зимнее время добавляется к товарным автомобильным бензинам для обеспечения требуемого давления паров;
• Изопентановая – служит сырьем для производства изопренового каучука, компонентом высокооктановых бензинов;
• Пентановая – является сырьем для процессов изомеризации и пиролиза.

     На  ГФУ непредельных газов выделяются следующие фракции:

• Пропан-пропиленовая – применяется в качестве сырья для установок полимеризации и алкилирования, производства нефтехимических продуктов;
• Бутан-бутиленовая – используется в качестве сырья установок полимеризации, алкилирования и различных нефтехимических производств.

     В блоке ректификации ГФУ из углеводородного  газового сырья сначала в деэтанизаторе извлекают сухой газ, состоящий из метана и этана.

     На  верху колонны поддерживают низкую температуру подачей орошения, охлаждаемого в аммиачном конденсаторе-холодильнике.

       Кубовый остаток деэтанизатора поступает в пропановую колонну, где разделяется на пропановую фракцию, выводимую с верха этой колонны, и смесь углеводородов С4 и выше, направляемую в бутановую колонну. Ректификатом этой колонны является смесь бутанов, которая в изобутановой колонне разделяется на изобутановую и бутановую фракции.

     Кубовый продукт колонны подается далее  в пентановую колонну, где в виде верхнего ректификата выводится смесь пентанов, которая в изопентановой колонне разделяется на н-пентан и изопентан.

     Нижний  продукт колонны - фракция С6 и выше - выводится с установки. На АГФУ сочетается предварительное разделение газов на легкую и тяжелую части абсорбционным методом с последующей их ректификацией.

 

      4.2 Абсорбционно-газофракционирующие  установки  (АГФУ) 

     Конденсационно-ректификационный метод заключается в частичной или полной конденсации газовых смесей с последующей ректификацией конденсатов. При необходимости продукты подвергаются дополнительной очистке от меркаптанов раствором щелочи.

     Для деэтанизации газов каталитического крекинга на установках АГФУ используется фракционирующий абсорбер. Он представляет собой комбинированную колонну абсорбер-десорбер. В верхней части фракционирующего абсорбера происходит абсорбция, то есть поглощение из газов целевых компонентов (С3 и выше), а в нижней - частичная регенерация абсорбента за счет подводимого тепла. В качестве основного абсорбента на АГФУ используется нестабильный бензин каталитического крекинга. Для доабсорбции унесенных сухим газом бензиновых фракций в верхнюю часть фракционирующего абсорбера подается стабилизированный бензин. Абсорбер оборудован системой циркуляционных орошений для съема тепла абсорбции. Тепло в низ абсорбера подается с помощью «горячей струи». С верха фракционирующего абсорбера выводится сухой газ (С1-С2), а с низа вместе с тощим абсорбентом выводятся углеводороды С3 и выше.

     Деэтанизированный бензин, насыщенный углеводородами С3 и выше, после подогрева в теплообменнике подается в стабилизационную колонну, нижним продуктом которого является стабильный бензин, а верхним - головка стабилизации. Из нее (иногда после сероочистки) в пропановой колонне выделяют пропан-пропиленовую фракцию. Кубовый продукт пропановой колонны разделяется в бутановой колонне на бутан-бутиленовую фракцию и остаток (С5 и выше), который объединяется со стабильным бензином. 

 

      Заключение 

     Технологические установки перегонки нефти предназначены  для разделения нефти на фракции  и последующей переработки или  использования их как компоненты товарных нефтепродуктов. Они составляют основу всех НПЗ. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырье для  вторичных процессов и для  нефтехимических производств. От их работы зависят ассортимент и  качество получаемых компонентов и технико-экономические показатели последующих процессов переработки нефтяного сырья.