Как происходит переработка нефти

Как происходит переработка нефти

Перед тем как начать бурить скважины под нефть, люди были должны откуда-то о ней определить, и вправду, в мире имеется места, где «каменное масло» просачивается на поверхность. В Старом мире нефть использовали в строительных работах, ее применяли как топливо и лекарство для светильников. Где-то нефть пробовали добывать — к примеру, китайцы тысячи полторы лет назад бурили скважины бамбуковыми бурами.

Современная история нефтедобычи начинается в середине XIX века, в то время, когда в России в районе Баку русский инженер Василий Семенов пробурил первую в мире промышленную скважину. Приблизительно десять лет спустя промышленная добыча нефти началась в Пенсильвании (США).

    Первые промышленные скважины для нефтедобычи были пробурены в середине XIX века в России и США. В те времена сфера применения нефтепродуктов была мала, а технологии переработки нефти оставались примитивными.

    Нефтесамогонщики

    В то время, когда люди додумались перерабатывать нефть, совершенно верно неизвестно, но начиная с XVIII века в Европе начали появляться предприятия по перегонке нефти в керосин. Керосин был нужен как альтернатива китовому жиру, что употреблялся в качестве горючего для ламп. Китов повыбили большое количество, жир горел тускло и оставлял большое количество копоти, а керосин и китам позволял жить, и горел бросче, и коптил меньше. Перегонка нефти на керосин стала самым первым и самым примитивным методом переработки нефти.

    Способ сводился к процессу дистилляции, прекрасно известному всем, кто когда-либо имел дело с самогонным аппаратом. Более легкие фракции с более низкой температурой кипения испарялись, а после этого конденсировались.

    Способом перегонки в десятнадцатом веке начали получать и бензин, но это горючее было еще далеко от совершенства. Фактически, и сфера применения для него была очень ограничена — бензином заправляли примусы, а реализовывали его отнюдь не на особых заправках, а в маленьких емкостях чуть ли не в аптеках. Бензин, полученный посредством дистилляции, владеет низким октановым числом, другими словами самопроизвольно детонирует в цилиндре ДВС кроме того при маленьком сжатии.

    В то время, когда наступил XX век, в небо встали первые самолеты и началось массовое производство машин, стало ясно, что перерабатывать нефть по старинке уже запрещено. Нужно было повышать как выработку горючего из нефти, так и уровень качества этого топлива.

    Новатор Карбон

    Джесси А. Даббс был родом из Пенсильвании, бывшей, как мы не забываем, одним из первых мест на Земле, где нефть стали добывать промышленным методом. Его так увлекала нефтехимическая тематика, что кроме того сына собственного он назвал Carbon (по-русски «углерод»). В то время, когда сын вырос, он добавил себе еще одно имя Petroleum («нефть») и стал Карбоном Петролеумом Даббсом. В 1914 году Джесси и Карбон Даббсы основали собственную компанию.

    Через пара лет она возьмёт наименование Universal Oil Products, сокращенно UOP, — влияние данной компании на мировую экономику нереально переоценить, потому что в каждом литре бензина промышленной выработки, где бы он ни был сейчас произведен, воплощены технологии UOP. сын и Отец Даббсы создали компанию, дабы коммерциализировать патенты в области термокрекинга.

    Термокрекинг в чистом виде является процессом расщепления углеродной цепи больших молекул на более маленькие цепи методом разрыва связей «углерод-углерод» под действием большой давления и температуры. Так, в случае если при простой перегонке вероятно было только отделить от массы нефтяного сырья более легкие фракции (к примеру, бензиновые), то крекинг разрешал эти легкие фракции создавать, дробя тяжелые углеводородные молекулы.

    Нельзя сказать, что мысль термокрекинга в собственности только Даббсам. Данной же тематикой занимались, к примеру, и в России — собственную установку для термокрекинга выстроил еще в конце XIX века архитектор и знаменитый инженер Владимир Шухов. Однако как раз американской компании было суждено стать одним из ведущих в мире разработчиков разработок нефтепереработки.

    Но и в UOP также имеется русский след.

    академик и Генерал

    Выдающийся русский химик Владимир Николаевич Ипатьев (1867−1952) сделал блестящую научную карьеру в России, дослужился до генеральского звания, не пострадал и в революцию — влился в новую судьбу, стал советским академиком. Но к концу 1920-х воздух в стране поменялась, и, опасаясь ареста, Ипатьев в первой половине 30-ых годов двадцатого века не возвратился из зарубежной командировки к себе. Будущее привела его в Чикаго, и тут он поступил на работу в UOP. Русский эксперт был полезным приобретением.

    Его разработки и идеи в области органического синтеза, другими словами синтеза органических веществ с нужными особенностями, разрешили американской компании вывести на рынок пара прорывных разработок. В эту эру деятельно развивалась авиация, которой требовались компактные замечательные двигатели. Но дабы выжать максимум мощности из ДВС, нужно было повышать степень сжатия топливной смеси в цилиндрах и наращивать температуру.

    С низкооктановым горючим такое было нереально. На базе идей Ипатьева была создана разработка называющиеся платформинг — она разрешала повысить октановое число бензина за счет преобразования формирующих горючее органических молекул (алканов) в ароматические углеводороды. Появление высокооктанового горючего означало громадной ход вперед в развитии авиации — и не в последнюю очередь военной, что было очень актуально в канун Второй мировой.

    Владимир Ипатьев прожил в Америке более 20 лет, погиб в первой половине 50-ых годов двадцатого века и был похоронен на русском кладбище в Чикаго, но его идеи взяли предстоящее развитие.

    К удивлению ювелиров

    «В то время, когда в 1950-е годы мы внесли предложение применять для переработки нефти платину, — говорит Норм Гилсдорф, директор корпорации Honeywell (куда входит на данный момент UOP) по быстроразвивающимся регионам, — на нас наблюдали как на сумасшедших. До того времени платину применяли лишь в ювелирном ремесле. Но нам она показалась весьма занимательным материалом. Данный катализатор разрешал превращать долгие углеродные цепочки в многоцепочечные и замкнутые молекулы.

    Нам удалось поднять октановое число горючего до 75».

    История компании UOP говорит о том, что начиная с тех лет, в то время, когда человечество прекратило ограничиваться прямой перегонкой нефти в керосин либо бензин, переработка углеводородного сырья была и остается высокотехнологичной отраслью, неизменно требующей новых ответов. Бензин с октановым числом 75 вовсе не был пределом мечтаний автопрома. Новые двигатели потребовали топлива, которое не детонировало бы при сильном сжатии.

    Промежуточным ответом стал свинец. Дело в том, что октановое число горючего возможно повысить не только трансформированием составляющих бензин молекул, но и посредством антидетонационных присадок. Добавление в бензин свинца помой-му решало проблему, но свинец — металл с токсичными особенностями, и его ежедневные выбросы в воздух не сулили ничего хорошего.

    Помимо этого, свинцовая присадка весьма скоро ломала каталитические нейтрализаторы, каковые стали устанавливать на машинах для понижения уровня вредных выбросов. В итоге, мир фактически отказался от свинцовых добавок.

    «В то время, когда стал ясен вред свинца, говорит Норм Гилсдорф, — отечественные эксперты снова организовали мозговой штурм. В следствии мы вышли с новой, более идеальной разработкой платформинга. Она разрешила нам приобретать бензин с октановым числом 107−108 и только на базе органического синтеза.

    Очевидно, горючее с таким показателем автомобильным двигателям не нужно. Однако здесь мы имеем возможность приобретать ароматические углеводороды, каковые являются прекурсорами для производства разнообразные пластиков — этим направлением наша фирма также деятельно занимается. Но уменьшить октановое число под стандарты моторного горючего не неприятность. Бензин стал более экологичным и уже не воображает препятствия для применения каталитических нейтрализаторов».

      Современное нефтехимическое производство воплощает в себе много разнообразных технических технологий и решений, каковые разрабатывались в течении последнего столетия.

      Выжать все из гудрона

      Нефть, как мы знаем, не есть продуктом со стандартными параметрами. За миллионы лет, пока она формировалась из планктона и остатков растений, с ней происходили различные видоизменения. В одних случаях — в ловушке из непроницаемых горных пород — в смеси сохранилось много легких фракций.

      В других случаях легкие фракции испарились либо были не известно почему потеряны. В зависимости от факторов формирования нефть может иметь различную плотность и подразделяется на легкую, среднюю и тяжелую. Более плотные и тяжелые сорта нефти сложно добывать, вместе с тем сложно перерабатывать.

      Эта неприятность особенно актуальна для России, где месторождения легкой нефти (по большей части на юге страны) фактически выработаны.

        Переработка «тяжелой нефти» и повышение выработки моторного горючего — актуальная задача для государств, где имеется недостаток легких сортов, в первую очередь для России.

      Так, перед русским и всемирный нефтехимической индустрией стоит неприятность самоё эффективного применения тяжелого сырья с большим выходом моторного горючего. Эта неприятность обозначается британским выражением «bottom-of-the-barrel» (возможно перевести как «дно бочонка» либо «остаток барреля»), и для ее ответы создаются новые разработки.

      UOP, которая реализует разнообразные проекты у нас, имеет в собственном портфеле пара ответов, среди которых Uniflex — разработка переработки так именуемого вакуумного остатка, в противном случае именуемого гудроном. У гудрона точка кипения выше 500°, исходя из этого при перегонке именно он остается по окончании выкипания всех других фракций (бензиновой, керосиновой, дизельной и проч.).

      Гудрон, как мы знаем, обширно употребляется для производства строительных битумов, но при необходимости его кроме этого возможно превращать в моторное горючее. Первоначально исходный материал подвергается нагреванию в присутствии водорода, после этого водород удаляется, и сырье перемещается в реактор, где взаимодействует с катализатором.

        Принципиальная схема разработки Uniflex На схеме продемонстрированы технологические этапы процесса Uniflex, что разрешает перерабатывать гудрон — тяжелый остаток перегонки нефти — в целый комплект легких фракций, пригодных для изготовления других материалов и моторного топлива. Оборудование возможно встроено в технологическую цепочку стандартного производства по переработке нефти.

      Катализатор — это и имеется основное ноу-хау всего процесса.

      Используются две группы катализаторов — железные и цеолитные. Железные — в большинстве случаев, на базе платины — преобразуют молекулярные цепочки, меняя их размер и форму, цеолитные (на базе алюмосиликатов) расщепляют цепочки, превращая тяжелые фракции в легкие. Оказавшаяся в следствии жидкость разделяется на фракции, каковые подвергаются предстоящей переработке. На данный момент разработка Uniflex лицензирована для шести промышленных площадок в мире.

      В 2016 году первая установка начнет работу на одном из НПЗ в Китае, еще одно производство через некое время получит и в Российской Федерации.

      Статья «Как препарировать нефть» размещена в издании «Популярная механика» (№148, февраль 2015).

      Первичная переработка нефти


      Темы которые будут Вам интересны: