Происхождение нефти и природного газа. Первичная и вторичная процессы переработки нефти

Казахский Национальный Университет  им аль-Фараби

Факультет химии и химической технологии

 

 

 

 

СРС

На тему: Происхождение нефти и природного газа. Первичная и вторичная процессы переработки нефти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Абдиев Ашим

ХТОВ 302

Проверила: Жусупова Г.Е.

 

 

 

Алматы 2013

Происхождение нефти  и природного газа 

 

Нефть и природный газ  состоят главным образом из углеводородов (соединений углерода и водорода), а  также в небольшом количестве из других элементов (серы, азота, кислорода  и т.д.). Нефть содержит 82-87 % углерода и 11-14 % водорода. По вопросу происхождения  нефти существуют различные точки  зрения. Наиболее признанной является теория, согласно которой газ и  нефть состоят из органических веществ, главным образом животного происхождения (некоторые ученые полагают, что  нефть и газ во многих случаях  образовались в глубинах земли в  результате действия воды на карбиды  металлов). Живые организмы, погибшие и опустившиеся на морское дно, попадают в такие условия, где они не могут ни распадаться в результате окисления, ни уничтожаться микроорганизмами, а вследствие отсутствия контакта с  воздухом образуют илистые осадки. В результате геологических движений эти осадки проникают на большие  глубины. Там под влиянием давления и высокой температуры, а возможно, и под воздействием микроорганизмов  в течение миллионов лет проходит процесс сухой возгонки, при котором  содержащийся в осадках углерод  в большей своей части переходит  в углеводородные соединения, в то время как большая часть кислорода  и других элементов мигрирует. Жидкая субстанция, состоящая главным образом  из смеси различных по молекулярному  весу углеводородов, может и самостоятельно мигрировать, проникая через поры и  трещины земных недр. Основными составными частями природного газа являются низкомолекулярные  углеводороды (прежде всего метан  и этан), нефть же представляет собой  высокомолекулярные углеводороды.

Названия каменный уголь, нефть, указывающие на их происхождение  из неживого материала (геологическое, а не биологическое), оправданы только отчасти. В действительности эти  продукты образовались из веществ, возникших  в результате жизнедеятельности  животных и растений, и поэтому  имеют биологическое происхождение. Однако те превращения, которые привели  к образованию из животных и растительных организмов каменного угля, нефти  и газа, в большинстве своем  не носят биологического характера, а являются следствием геологических  и геохимических условий (давление, температура и т.д.), создавшихся  в окружающей неживой среде. Известны и другие минералы, которые представляют собой продукты превращений биологических  веществ (например мел).

Первичные процессы

Первичные процессы переработки  не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции. Сначала промысловая нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей - этот процесс называется первичной сепарацией нефти^[1].

Подготовка нефти

Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий  завод) в подготовленном виде для  транспортировки. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию  на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

Атмосферная перегонка

Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлуюбензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.

Материальный баланс атмосферной  перегонки западно-сибирской нефти

ПРЕДЕЛЫ ВЫКИПАНИЯ, °С	ВЫХОД ФРАКЦИИ, % (МАСС.)
Газ	1,1 %
Бензиновые фракции
<62°С	4,1%
62—85°С	2,4%
85—120°С	4,5%
120—140°С	3,0%
140—180°С	6,0%
Керосин
180—240°С	9,5%
Дизельное топливо
240—350°С	19,0%
Мазут	49,4%
Потери	1,0%

 

Вакуум-дистилляция

Вакуум-дистилляция — один из методов разделения смесей органических веществ. Широко применяется в ситуации, когда дистилляция не может быть осуществлена при атмосферном давлении из-за высокой температуры кипения целевого вещества, что приводит к термическому разложению перегоняемого продукта. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более низкой температуре, становится возможным разогнать жидкости, разлагающиеся при перегонке с атмосферным давлением.

В некоторых случаях применяют  роторные вакуумные испарители. Их использование необходимо в случае разгонки жидкости, которая не терпит даже кратковременного перегрева. Роторные испарители существенно увеличивают  скорость перегонки. При необходимости  работы с взрывоопасными продуктами исполнение роторного испарителя должно соответствовать спецификации ATEX или аналогичной российской норме.

Простой вариант установки, предназначенной для перегонки  продуктов при температуре до 600°АЭТ(атмосферный эквивалент температуры) описан в ASTM D 1160.

Вакуумная перегонка  нефти атмосферно-вакуумная перегонка нефти

Вторичные процессы переработки нефти.

 

 Первичные процессы переработки  нефти (прямая перегонка и др.) не могут удовлетворять потребности  народного хозяйства в количестве и качестве светлых нефтепродуктов. Так, выход бензина в этом случае не превышает 25 % исходного сырья. Увеличения количества и качества светлых нефтепродуктов можно достичь только при широком  использовании вторичных процессов. К ним относятся процессы преобразования нефти под действием высокой  температуры (термические процессы), высокой температуры и катализатора (термокаталитические процессы) или  только катализатора (низкотемпературные каталитические процессы). Термические  процессы делят на термический крекинг, коксование и пиролиз. К термокаталитическим  процессам относят каталитический крекинг, каталитический риформинг. каталитическую изомеризацию И гидрогенизационные процессы (гидроочистку, гидрообессеривание, гидрокрекинг). Крекингом называется процесс деструктивной переработки нефти или ее отдельных фракций с целью увеличения выхода легких углеводородов и повышения их качества, т. е. легкие углеводороды можно получить из более тяжелых за счет реакций разложения при повышенных температурах. Термический крекинг жидкого сырья проводят при температуре 470...540 °С под высоким давлением (2...4 МПа) для получения автомобильного бензина. Сырьем могут служить различные фракции нефти — лигроин, керосин, газойль и др. Чем легче сырье, тем более высокими температурами характеризуется крекинг. Обычно сырьем служит полугудрон, а целевым продуктом — котельное топливо. Выход бензина при термическом крекинге составляет 25...30%. В полученном бензине содержится много непредельных углеводородов, поэтому для него характерны низкие стабильность (при хранении накапливается много смол) и детонационные свойства. Доля бензина термического крекинга в товарных бензинах сокращается. Коксование тяжелых остатков или высокоароматизированных дистиллятов проводится при низком давлении. Процесс осуществляется при давлении около 0,5 МПа и температуре 510...55О °С с последующим нагреванием кокса до 620 °С. Выход светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, газойля и др.) значительно увеличивается, если термический крекинг тяжелого сырья (гудрона и др.) вести с получением большого количества кокса, в котором концентрируется углерод исходного сырья. Например, при коксовании гудрона образуется примерно 24% кокса, 16 —бензина. 26 — керосиново-газойлсвой фракции и 23 % тяжелого газойля. Все эти дистилляты нестабильны и нуждаются в облагораживании. Получаемый в процессе коксования бензин обладает низкой детонационной стойкостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

http://www.bibliotekar.ru/alterEnergy/11.htm

http://ru.wikipedia.org/wiki/Переработка_нефти

http://fuel-systems.ru/pererab-nefti-2.html