Нафта та її переробка

Мета:

• Деталізувати знання про склад і властивості нафти;

​

• Ознайомитися із загальними

принципами

переробки нафти;

​

• Сформувати

уявлення про

технологічні процеси

нафтопереробки.

Нафта — горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних оксигено-, сульфуро- і нітрогеновмісних сполук.

• Являє собою густу маслянисту рідину.
• Забарвлення в неї червоно-коричневе, буває жовто-зелене і чорне, іноді зустрічається безбарвна нафта.
• Нафта має характерний запах.
• Легша за воду, у воді нерозчинна.

​

Елементарний склад, %:

Карбон 80-88,

Гідроген 11-14,5,

Сульфур 0,01-5,

Оксиген 0,05-0,7,

Нітроген 0,01-0,6.

​

Густина - 760—990 кг/м³

Температура кипіння - 30 – 60⁰С

Теплота згоряння —

43,7-46,2 МДж/кг

​

Класифікація нафт – розподіл нафт на класи, типи, групи і види.

Класифікують нафти за різними ознаками:

• складом дистилятної частини
• вмістом сірки
• вмістом фракцій
• вмістом базових мастил нафти
• вмістом твердих парафінів
• вмістом смол і асфальтенів

​

У практиці вживається умовний поділ нафти на легку, середню і важку відповідно з густиною до

850, 850 – 950 і понад 950 кг/м³.

​

У нафтовій промисловості, найчастіше вживається класифікація нафти за місцем видобутку, густиною та вмістом сірки. Нафти із певних джерел та із встановленим хімічним складом поділяються на марки або сорти, найвідомішими серед яких є три елітні сорти (також маркерні):

West Texas Intermediate (WTI)

Brent Crude

Dubai Crude

​

У той час як загалом виділяється

близько 160 марок нафти,

що підлягають міжнародній торгівлі,

ці три сорти використовуються

як головні покажчики

світових цін на нафту.

​

Деякі різновиди нафт

Аномально в'язкі нафти

Важка нафта

Високосірчиста нафта

Малосірчиста нафта

Нафта асфальтової основи

Нафта безпарафіниста

Нафта видобувна

Нафта випадкова

Нафта газована

Нафта жива

Нафта загущена

Нафта залишкова

Нафта концесійна

Нафта легка

Нафта малосмолиста

та інші

Головне місце в груповому хімічному складі нафт належить вуглеводням –

метановим (алканам), нафтеновим (циклоалканам) і ароматичним.

Ця обставина використана при побудові хімічної класифікації нафт, основи якої розроблені в ГрозНДІ (Грозненський НДІ).

Дана класифікація поширена у країнах СНД.

​

За переважанням (більше 75% по масі) якого-небудь одного з класів вуглеводнів розрізняють 3 основні класи нафт:

​

1) метанові (М),

2) нафтенові (Н),

3) ароматичні (А).

Мета переробки нафти (нафтопереробки) –

​

виробництво нафтопродуктів,

​

насамперед,

• різних палив (автомобільних, авіаційних, котелень і т. д.) та
• сировини для подальшої хімічної переробки

Нафтопереробка включає первинні і вторинні процеси

Первинні процеси

​

Первинні процеси переробки

не припускають

хімічних змін нафти

і являють собою її

фізичний поділ на фракції.

Спочатку промислова нафту

проходить первинний

технологічний процес очищення

видобутої нафти

від нафтового газу

(видалення розчинених

легких вуглеводнів (С₁-С₄)),

води і механічних домішок

​

​

Нафта надходить в ректифікаційні колони

на атмосферну перегонку

(перегонку при атмосферному тиску),

де розділяється на кілька фракцій:

• легку і важку бензинові;
• гасову;
• дизельну;
• залишок атмосферної перегонки - мазут.

​

Якість одержуваних фракцій не відповідає вимогам, що пред'являються до товарних нафтопродуктів, тому фракції піддають подальшої (вторинної) переробці.

​

Вторинні процеси

Метою вторинних процесів є збільшення кількості вироблених моторних палив, вони пов'язані з

хімічною модифікацією молекул вуглеводнів,

що входять до складу нафти.

Найпоширеніші види вторинних процесів:

• крекінг термічний та каталітичний;
• риформінг.

​

Під час крекінгу та риформінгу одночасно відбувається

ароматизація вуглеводнів

(утворення вуглеводнів з ароматичним кільцем – гомологів бензену)

✰ ✰ ✰ Пригадати хімічні властивості алканів – крекінг алканів

Алкан 1 → алкан 2 + алкен

Крекінг – процес, термічна або каталітична переробка вуглеводнів, напр., нафтових фракцій, при якій молекули важких вуглеводів розщеплюються на простіші.

​

Термічний кре́кінг — переробка нафти та її фракцій при високій температурі (450 – 550⁰С) та високому тиску з метою отримання продуктів з меншою молекулярною масою. Утворюються переважно вуглеводні нерозгалуженої будови, високий вміст ненасичених вуглеводнів.

​

Каталітичний крекінг - пара нафтової сировини пропускається над каталізатором. Температура і тиск невисокі. Утворені алкени одночасно гідрогенізуються та ізомеризуються. Суміш містить переважно насичені вуглеводні розгалуженої будови, а також ароматичні та циклічні вуглеводні.

​

 Написати 3 можливих реакції крекінгу пентадекану

​

Риформінг – спосіб переробки нафтопродуктів бензинової та лігроїнової фракцій, за допомогою якого добувають бензин з високим октановим числом.

Підвищення октанового числа відбувається переважно за рахунок збільшення частки ароматичних вуглеводнів.

​

Ароматизація нафтопродуктів відбувається в різних процесах переробки нафти і її фракцій —

крекінгу, риформінгу та інших.

​

Ароматизація нафтопродуктів - хімічна переробка нафтових продуктів з метою збільшення вмісту в них ароматичних вуглеводнів шляхом перетворення вуглеводнів з відкритим ланцюгом у вуглеводні циклічної будови.

​

​

Пригадаємо разом

​

Основні класи вуглеводнів, що входять до складу нафти, їхня коротка характеристика

​

​

​

​

​

​

Процеси нафтопереробки, їхні особливості

​

​

​

​

​

Порівняльна характеристика термічного і каталітичного крекінгу

(умови проведення, особливості кінцевих продуктів)