Методи за получаване на горива

Принципи за получаване на горива

Получаване на горива за двигатели с вътрешно горене - сложен процес, включващ получаването на неговите основни компоненти, смесване тях и добавки за подобряване на показателите за качество на суровините в съответствие с изискванията на стандартите. Оригинален сурово гориво е традиционно масло.

Има две групи методи на рафиниране, за да се получи горива и смазочни материали: I) средства, които не изменят отделните въглеводороди; 2) методи за каталитично разлагане на отделните въглеводороди.

Първата група включва процеси на директна дестилация, т.е.. Е. отделяне масло в отделните фракции според тяхната точка на кипене. Дестилацията на маслото (дестилация) - процес, необходим за природни бензинови фракции, дизелово гориво и други фракции, съдържащи се в маслото.

В зависимост от депозит масло съдържа 10-15% бензинови фракции 15-20% от реактивно гориво, дизелово гориво 15-20% и около 50% гориво, което от своя страна е суровина за получаване различни масла.

Втората група включва процесите на масло priitsip рециклиране който се основава на термично разлагане на отделните въглеводороди може значително да увеличи добива на бензин и други петролни фракции, подобряване на техните показатели за качество (прати резистентност, химична стабилност и др.).

Чрез рециклиране методи включват термично и каталитичен крекинг, каталитичен риформинг, пиролиза, хидрокрекинг, алкилиране, и т.н.

Помислете за начини за усъвършенстване на по-подробно.

Основно (пряко) обработка

Всяка от модерните петролни инсталации са с основно раздел обработка. Тяхната задача - да се разделят на маслото в отделни фракции. За тази цел сложен набор от автоматизирани машини.

Фракциите с точка на кипене до 330-350 ° С, са разпределени на инсталациите атмосферното налягане. Такива растения се наричат ​​атмосферни. Дестилирана от петролни фракции, кипящи при по-висока температура, при атмосферно налягане, не е възможно, тъй като при тези условия на разлагане на въглеводороди (крекинг) започва по-рано, отколкото техните сух кипене.

За дълбоко фракциониране, т. Е. Избор на нефтени фракции, налягането се понижава до растения 4--6 кРа. В този понижава въглеводороди, кипящи температура, която позволява допълнително дестилация (дестилация), и получават не само гориво, но също маслени фракции. Такива растения се наричат ​​вакуум. Комбинирани в един набор от атмосферни и вакуумни инсталации се наричат ​​атмосферно вакуум единица "

Следващите фракции се разпределят атмосферни секции:

1) петролев въглеводороден газ;

2) бензин кипене в интервала 35-205 ° С;

4) дизелово гориво (180-360 мл).

Остатъчното масло се подава в секцията вакуум където вакуумът се фракционира в лека, средна и мазут. Ако маслото е предназначено за използване като гориво котел, само една малка част бе отстранен. След дестилация на дестилата мазут или смазка фракции на котела гориво е катран. Тар вече при 30-40 ° С се втвърдява до получаване на твърда маса. Той се използва като суровина за приготвяне на асфалт или масла от много висок вискозитет.

За дестилацията на нефт загрява в тръбна пещ.

Тези големи и сложни структури, нагряване до 1000 тона на суровини в 1 час при натоварването на топлина до 4,2-10 ° кДж / ч и ефективност пещ на 70-80% (ефективност пещ - съотношението на прехвърля в продукта топлина, на топлината, получена от изгарянето гориво). Една тръбна пещ нагрява до висока температура и изпарен масло фракция се изпраща към специална инсталация nazyvaemuyurektifikatsion Ной-колона, която е вертикално монтирани

1. Интегрирана атмосферно Ba Лени здрав метал вакуум инсталация рафиниране цилиндър с външна изолация.

Вътре в колоната са разположени напречно на стените на цилиндъра с отвори качулка капачка (капачка плоча). От колоната лежи в нивото на входния загрява в тръбна пещ продукт е флаш (evaporatsionnoy) област. Парите, издигащи се от зона в горната част на колоната, минаваща през тавите за звънчеви което постепенно се охлаждат и кондензират върху плочите на различно ниво температура. Таблите за звънчеви са разположени по-горе, по-лек (т. Е. Повече nizkoknpyaschie) фракции кондензират върху тях. За по-добро кондензация на апарата за напояване отгоре е инсталиран. Както се използва промивна течност масло фракция на температурния диапазон, които продуктите се отделят от колоната в парна фаза.

Схема интегриран атмосферно вакуум монтаж на модерна рафинерия е показано от една.

методи за рециклиране масло термично разграждане и синтез

Нарастващата необходимостта за получаване на горива и ограничения на съдържанието им в суровината се налага използването на вторичен рафиниране ", който позволява значително да се увеличи добивът от фракции от гориво (напр добив бензин може да бъде увеличена от 20 до 60%).

Идеята за разделянето на практическото използване на петролни въглеводороди от високи температури е представяна от българската инженер В. Г. Shuhovym още през 1891 г. Теоретични основи на тази идея разработи български химик AA Summer, който е описано през 1875 г. процес на разлагане на тежки въглеводороди в по-лек от загряване тях. Думата "крекинг" на английски пукнатината (отцепва) означава броя на процесите на термично разлагане на въглеводороди.

Проектират, изследвани и е установено, практическото приложение на няколко типа крекинг: топлинна каталитично, хидрокрекинг, каталитичен риформинг.

Термичен крекинг. Механизмът на термично разграждане и посока зависи от термодинамична вероятността от специфичен поток процес в тази посока до достигане на равновесие състояние. В термодинамична вероятността от възникване на процес на разрушаване реакции се определя от енергията промяната на Гибс, т.е.. Е. част на вътрешната енергия на тялото, което може да бъде превърнато в работа.

Механизмът на разпадане се основава на различни алкани връзка дисоциация енергия на С-С и С-Н. връзка дисоциация енергия на С-С по-малко, така унищожаване на нормални алкани обикновено възниква в резултат на разкъсване на С-С. разкъсване място зависи главно от налягане и температура. Колкото по-висока температура и ниска налягането, толкова по-близо до края на молекулата се осъществява неговото разкъсване. Така, че е възможно да се контролира процеса на разграждане.

При температура около 450 ° С разграждане на алкани настъпва в средата на веригата. Например, алкан S19NZU на (октадекан) с точка на кипене от 317,5 ° С и плътност 782 кг / м3, се разлага в S9N20 алкан (нонан) с точка на кипене от 150,8 ° С и плътност 718 кг / м3 и алкен S9N18 (нонилен ) с точка на кипене от 146.9 ° с и плътност 729 кг / м3 (плътност посочено при 20 ° с).

Много по-сложно механизъм на бедняк алкени и алкадиени. Въпреки факта, че изходните материали на тези въглеводородни групи често домашен любимец, на тях появата в процес на термично разграждане и тяхното последващо превръщане сериозно да повлияе на състава на крайните продукти.

На ненаситени въглеводороди не са С-С връзка на равно сила. Най-ниската силата притежават т.нар P-връзка; на тях, и най-вероятно е унищожаването на молекули на алкени и алкадиени, последният се разцепва по-малко активни от алкани, и голяма част от нея се полимеризира и уплътнени.

Tsiklany при крекинг условия губят странични вериги, които са отделени от пръстените, са разделени по същия начин, както алкани; едновременно дехидрогениране Циклани.

В момента термичен крекинг поради ниското качество на продуктите (бензин), не отговаря на изискванията на съвременните двигатели, почти напълно заменени други по-модерни техники за вторично рафиниране. Нови инсталации на термичен крекинг вече не е изградена, и съществуващите възможности за да се преобразуват в каталитичен крекинг единица и други усъвършенствани процеси.

Каталитичен крекинг. Основната модерен метод за получаване на високо качество и стабилно с тежки бензинови фракции, кипящи при температура 300-500 ° С, е каталитичен крекинг. Тя се различава от топлинна прилагане на катализаторите в присъствието на които се осъществяват процесите на деградация в посока на изомерна най-ценни за бензинови въглеводороди.

Процесът се провежда при налягане 0,14-0,18 МРа и температура 450-500 ° С Естествените алуминосиликати се използват като катализатор; порестата структура на катализатор (1 г катализатор има активна повърхност 400-500 m2) осигурява високо алумосиликата активност.

Характерна особеност на каталитичен крекинг активност е селективна за различни видове въглеводороди, както и висока скорост на реакцията е много по-голяма от термичен крекинг. В допълнение, той активно развива изомеризация на процеси, които допринасят за специална стойност на продуктите, получени и най-вече на бензин.

Целевият продукт е каталитичен крекинг бензин с висока стойност antiknock (октановото число 87-91 RON).

Хидрокрекинг се провежда при температура от 420-500 ° С и налягане от 3-10 МРа. Тегло на суровина с катализатора се прекарва през реактора, към който се подава водород под налягане. В резултат, първият етап на процеса получава обикновено широк фракция с точка на кипене 300-350 ° С Този продукт се подлага на по-нататъшна обработка, в което температурата се понижава до 380-450 ° С и налягане на водорода се поддържа при 10 МРа.

Промяна режим хидрокрекинг (налягане, температура и обемен дебит на реагентите) може да се изисква да получава и група фракционните химически състав на продукта от заглавието (бензин, дизел или реактивно гориво). Отпадъчни продукти от преработката, могат да бъдат въведени в процеса отново.

Хидрокрекинг. по-специално, се използва широко в производството на горива за реактивни двигатели на сяра горива. Суровината може да бъде петролни фракции, на желания продукт след това се втечнени газове (бутан-propaiovye фракции).

Процесът се провежда при налягане на водород до 25 МРа.

Каталитичен реформинг. В вътрешен рафиниране промишленост риформинг има важно място е основен метод за производство на високооктанов бензин (особено бензин AI-93 и AI-98). Ако платина като катализатор се използва, реформаторът нарича платформа miigom. Суровината за. са реформиране бензин фракция с началото на кипене обикновено над 110 ° С Каталитичен реформинг се извършва при температура 470-530 ° С и налягане 2-4 МРа.

Използване на тежки остатъци напукване може да се извърши чрез коксуване, която се провежда при атмосферно налягане и температура 550 "С В този режим на тежки въглеводороди се превръщат в кокс и течни фракции, от които бензин е достъпно; освен това, образуван бутан.

Високооктанов бензин компонент, получен от коксуващи и напукване на странични продукти. Желаните продукти от процеса са изооктан (октановото число на 100), алкилиране (алкилбензен) п alknlbenzol.

Всички тези продукти са широко използвани като добавки за търговски бензин да се увеличи тяхната antiknock стойност. Индустрията на рафиниране на нефт е широко vnedryaEOtsya сложни автоматизирани заводи. комплекси обработка включва монтирането на гориво за вакуум дестилация и visbre- King (лека термичен крекинг) катрани и монтаж хидрокрекинг. Това може значително да увеличи добива на леки петролни продукти.

Почистване, легиране и получаване търговски марки на горивата

Обещаващи техники селективен адсорбционни използвайки молекулярни сита (зеолити), значително подобряване beizinov показателите за качество.

Най-ефективният и обещаващ метод на пречистване е хидротретиране. Нейните принципи са сходни с принципите на hydrocracker. В присъствието на катализатор и водород хидрогениране (насищане) процес на ненаситени въглеводороди; едновременно почти напълно отстранява серни съединения. Затова хидрокрекинг продукти обикновено не се нуждаят от по-нататъшно пречистване.

За подобряване на нискотемпературни свойства на горива (предимно дизелов) прилага депарафиниране, т. Е. селективно отстраняване на парафин. Подходящи разтворители са ацетон, течен пропан, дихлороетан и други течности с ниска точка на кипене. Сместа се охлажда и се филтрува восък след втвърдяване. Парафин остава върху филтъра, и разтворителите се отдестилират отново след употреба за пречистване на гориво.

Гориво са разделени в зависимост от тяхното предназначение. Разработен и широко се използва група от тези добавки.

Аз група. Добавки за подобряване на процеса на горене в двигателя. Тази група включва antidetonators, добавки, които намаляват образуването на въглерод, намаляване на забавяне на запалването и подтискащото добавка.

Група II. Добавки, които поддържат първоначалната изпълнението на качеството на горивото. Те включват антиоксидантни добавки забавят процесите на полимеризация в окислително горивни добавки, метални деактиватори, и диспергиращи добавки, които предотвратяват разделянето на различните утаяване горива.

Група III. Добавки за предотвратяване на вредното въздействие на горива за оборудване на гориво, гориво, контейнера

съхранение и резервоари за гориво. Тази група включва protivoiz- IOSN и антикорозионни добавки.

Група IV. Добавки за улесняване на работата на двигателя при ниски температури. Това включва вещества, които понижават точка на горива (депресант) на застиване, и добавки за предотвратяване на избора на ледените кристали. В зависимост от целта те се прилагат горивни състави от следните видове добавки. За бензин, например, най-често се използват antidetonators и антиоксидантни добавки.

Получаване на газообразни горива

На газообразното гориво произведени по различни начини: природен газ, извлечен от газови находища, нефтени газове, получени в петролев рафиниране странични продукти различни крекинг процеси или като глава фракция права дестилация на суров петрол, кокс и доменни пещи газове, генерирани по време на коксуващи се въглища и желязна руда.

Независимо от начина, не получава газ, преди да се използва като гориво за двигатели, се подлага на пречистване или други процеси, подобрява качеството (например, metani- ЛИЗАЦИЯ, т. Е. обогатяване на метан за по-голяма топлина на изгаряне).

Понастоящем практическо използване като гориво за двигатели получени само естествени и бутан, са предимно пропан и бутан, които се използват в течно състояние.

Получаване горива от синтетичен газ

Синтез на течните въглеводородни горива, като бензин може да се извърши без използването на такъв уникален nevossta- navlivaemogo естествени суровини, как е масло. петролни резерви в света са ограничени и поради подготовката на синтетични горива е от голямо значение.

- Теоретичната възможността за получаване на въглеводороди от въглероден окис и водород е доказано, през 1908 г., на български химик Е. P. Orlovym. В съвременните методи на синтез в присъствието на кобалт-торий-магнезиев катализатор в съотношение 1. 2 суровина СО и Н2 и температура от 180-210 ° С се образуват въглеводороди, съгласно схема

РСР -f (2n -f 1) + 3 Н2 SLN2P 4- pP20 или РСР 2pN2 SlN2p + DN20.

При провеждане на процеса при атмосферно налягане до получаване на бутан-пропан и светлина бензин фракция. Фракцията на газ се използва като гориво под формата на втечнени газове, петролни фракции се подлагат на полимеризация в присъствието на катализатор при налягане до 20 МРа. След това продуктът се фракционира в бензен,

Чрез химичен състав група синтетичен бензин и дизелово са подобни на съответните чисти продукти. Те са контролирани от нормални алкани, ароматни въглеводороди, не повече от 3-5%.

В 3 показва примерен синтез добив на СО и Н2 продукти, при атмосферно и повишено налягане.

Естествените находища на въглища могат да се използват за синтезиране на въглеводородни горива от не-маслени суровини.