Получение топлив для двигателей внутреннего сгорания — процесс сложный и долгий. Он включает выделение первичных компонентов, их смешивание и улучшение присадками до товарных показателей качества в соответствии с требованиями стандартов. Что первоначальное сырье топлива — нефть, знает и автолюбитель. Но подробно о процессе и методах его получения — даже не каждый эксперт.
«Одуванчик» запускает серию материалов о методах получения топлив. Вы узнаете, чем термический крекинг отличается от каталитического, о получении бензина методами риформинга, синтезом из газов, и как можно улучшить показатели готового топлива, чтобы оно соответствовало современным нормам.
Подготовка к первичной перегонке
Нефть, только что добытая из скважин, содержит много воды, соли, глины, частиц грунта, песка и ПНГ (попутного нефтяного газа). Причем чем дольше используется месторождение, тем больше воды и примесей содержится в нефти. Бесспорно, это не лучшим образом влияет на транспортировку жидкостей по нефтепроводам и затрудняет нефтепереработку из-за образования в теплообменниках и прочих емкостях нефтяных отложений.
Если в составе нефти содержатся минеральные соли, она смешивается с водой в дисперсную систему, образуя эмульсионный раствор. Он может быть 2 видов: вода в нефти и нефть в воде (гидрофобная и гидрофильная). Очищают нефть механическими, химическими и электрическими методами. Всё зависит от стойкости смеси. Подготовительная стадия обезвоживания включает прогонку через сепаратор и отстаивание. Одновременно происходит первичное обессоливание и стабилизация продукта.
Механическая очистка состоит из отстаивания нагретой нефти в резервуаре под давлением 8-15 атмосфер и прогонки по центрифуге. Химический метод совмещают с электрическим в установке ЭЛОУ (электродигидратор).
6 фракций перегонки нефти
Наконец, после подготовки нефть отправляется на первичную перегонку. Топлива получают прямой перегонкой и деструктивными методами ее переработки. Первое всегда предшествует второму. При деструктивных способах структура и химический состав углеводородов нефти меняются, а при прямой перегонке нефть лишь разделяется на фракции. Как правило, нефть содержит 10–15 % бензиновых фракций, 15–20 % топлива для реактивных двигателей, 15–20 % дизельного топлива и примерно 50 % мазута, который, в свою очередь, является сырьем для получения различных смазочных материалов. Цифры зависят от месторождения и могут варьироваться.
Переработка происходит с использованием нескольких аппаратов:
Трубчатые печи. Их тоже делят на виды: атмосферные, вакуумные, атмосферно-вакуумные. В атмосферных печах происходит неглубокая переработка. Именно с помощью неё получают мазут, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции. В вакуумных печах сырье делится на гудрон, масляные и газойлевые частицы. Их используют, например, на производстве смазочных материалов.
Ректификационные колонны. Сырье нагревается в змеевике до температуры 320 градусов. Затем поступает в промежуточные уровни колонны, в которой, как правило, 30-60 желобов. Они расположены на определенном расстоянии и оснащены ванной с жидкостью. Благодаря этому пары каплями стекают вниз из-за конденсата.
- Углеводородный газ — выводится в жидком и газообразном виде, затем идет в переработку дальше для использования в качестве топлива нефтезаводских печей.
- Бензиновая фракция — выкипает в пределах 50-180°С. Именно она — компонент товарного автомобильного бензина и сырье установок каталитического риформинга и пиролиза. Как правило, идет на вторичную переработку для получения узких фракций.
- Керосиновая фракция — выкипает в пределах 140-220°С (180-240°С), используется как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения, как сырье установок гидроочистки.
- Дизельная фракция (лёгкий или атмосферный газойль, соляровый дистиллят) — выкипает в пределах 180-350°С (220-350°С, 240-350°С). Выступает в роли топлива для дизельных двигателей и сырья установок гидроочистки.
- Мазут — выкипает выше 350°С — котельное топливо или сырьё для установок гидроочистки и термического крекинга.
- Вакуумные дистилляты (вакуумные газойли) — выкипают в пределах 350-500°С, применяются как сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга.
Итак, очищенная нефть поделена на фракции. Время следующего этапа — вторичных процессов переработки. Подробнее о них во втором материале серии о методах получения топлива.