Как из нефти делают бензин, несколько способов
Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра
Бензин дорожает – хотя нефть падает! Как то странно все устроено все в нашей стране. Ну да ладно, многие из нас с вами задумываются — а можно ли сделать бензин в домашних условиях? И как его делают вообще? Что же это за сложный технический процесс, после которого бензин сейчас стоит просто как «золото». Сегодня я решил написать небольшую статейку, где мы с вами рассмотрим процесс изготовления, этого топлива. Вы увидите, что не так все сложно, как кажется на самом деле …
Как известно бензин делают из нефти, если хотите, то это «заготовка» для будущего горючего. Кстати из остатков после перегонки, получают еще много чего, например — дизель, керосин, мазут и т.д. Так что литр этого «ископаемого» раскладывают на много составляющих.
В свою очередь нефть можно разложить на два основных составляющих, это – углерод (примерно 85%) и водород (примерно 15%). Они соединяются между собой сотнями связей, которые мы потом называем углеводороды – в свою очередь их также можно разделить на сложные и легкие составы — но все эти соединения, по сути, и есть нефть.
Бензин из нее добывают двумя основными способами – это процесс «прямой перегонки», и более совершенный который носит массу названий – платформинг, риформинг, гидрориформинг, но самые сейчас популярные – термический и каталитический крекинг. Теперь более подробно.
Процесс прямой перегонки
Это очень древний способ, его изобрели еще на заре бензиновых двигателей. Он если хотите не отличается супер технологиями, и его запросто можно повторить у каждого дома, про это чуть позже.
Сам физический процесс заключается в нагреве нефти и испарению из нее по очереди нужных составов. Процесс происходит при атмосферном давлении и закрытой емкости, в которую установлена газоотводящая трубка. При нагреве из нефти начинают испаряться летучие составы:
- Температура от 35 до 200 °С – получаем бензин
- Температура от 150 до 305 °С – керосин
- От 150 до 360 °С – дизельное топливо.
После чего их просто конденсируют в другую емкость.
Но при таком методе есть очень много минусов:
- Мы получаем очень мало топлива — так из одного литра получается всего 150 мл. бензина.
- Полученный бензин очень низкого октанового числа, примерно около 50 – 60 единиц. Как вы понимаете чтобы его догнать до 92 – 95, нужно много присадок.
В общем, этот процесс безнадежно устарел, в современных условиях он просто коммерчески не выгоден. Поэтому многие перерабатывающие предприятия сейчас перешли на более выгодный, совершенный способ изготовления.
Термический и каталитический крекинг
Вот этот процесс получения бензина очень сложный, дома таким способом вам его не получить – однозначно! Не хочется лезть в дебри, грузить вас сложными химическими и физическими терминами. Поэтому постараюсь рассказать, что говорится «на пальцах».
Суть крекинга проста. Нефть химически и физически разлагают на составляющие – то есть из больших, сложных молекул углеводорода, делают более мелкие и простые, которые образуют бензин.
Что нам это дает, какие есть плюсы:
- Выход бензина увеличивается в несколько раз, до 40 – 50%. ТО есть по сравнению с перегонкой мы имеем уже почти пол-литра топлива.
- Октановое число намного, увеличено — обычно оно около 70 – 80 единиц. Ездить конечно на нем тоже нельзя, однако присадок до получения готового продукта нужно минимум.
В общем, за этим процессом однозначно будущее. Вот почему их так сегодня много — платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг. Каждый процесс старается увеличить число получаемого топлива + улучшить октановое число, в идеале, чтобы вообще обойтись без присадок.
Октановое число и разбавление
Немного все же хочется поговорить про разбавление первоначального бензина. То есть как мы получаем октановое число равное 92, 95 и 98, применяемые сейчас.
Октановое число характеризует устойчивость бензинового топлива к детонации, простыми словами можно описать это так – в топливной смеси (бензин + воздух), которая сжимается в камере сгорания, пламя распространяется со скоростью 1500 – 2500 м/с. Если показатель давления при воспламенении смеси слишком велик, то начинают образовываться дополнительные перекиси, сила взрыва увеличивается – это простой процесс детонации, который никак неполезен для поршней двигателя.
Как раз стойкость топлива к детонации и оценивается октановым числом. Сейчас существуют установки, которые содержат эталонную жидкость – обычно это смесь изооктана (у него число равное «100») и гептана (у него ровно «0»).
Затем на стенде сравнивают два топлива один полученный из нефти (бензиновая смесь), второй из изооктана. Их сравнивают, если двигатели работают одинаково, смотрят на вторую смесь и на число изооктана в ней – таким образом, получают октановое число. Конечно это все в идеале, лабораторные испытания.
НА практике детонация может быть вызвана многими другими неисправностями двигателя, так например неправильное положение дроссельной заслонки, обедненная горючая смесь, неправильное зажигание, перегрев двигателя, нагары в топливной системе и т.д.
Если подвести итог — то сейчас в качестве присадок для повышения октанового числа применяют спирты, эфиры, алкилы, они очень экологичные, а также присадки для устойчивости к замерзанию. Соотношение в составе примерно такое – состав католического крекинга (73 — 75%), алкилы (25 – 30%), бутиленовые фракции (5 – 7%). Для сравнения раньше для повышения октанового числа применяли тетраэтилсвинец, он прекрасно улучшает топливо, однако он наносит сильный вред экологии (всему живому), а также оседает в легких, может быть причиной рака. Поэтому сейчас от него отказались.
Как произвести бензин дома – инструкция
Знаете, мой дед бы легко и просто сделал бы бензиновое топливо у себя дома! Все потому что самогонный аппарат как нельзя кстати, подходит для этого мероприятия. Остается найти где-то сырую нефть!
- Ищем герметичную емкость, обязательно должна быть сверху газоотводящая трубка, которая будет идти в другую емкость. Также должен быть установлен высокотемпературный термометр, который будет контролировать температуру внутри.
- Теперь наливаем нефть в первую емкость, ставим на нагрев (можно даже на газ, но это взрывоопасно, ведь получаем бензин), лучше использовать электрический вариант. Вторую емкость ставим в холодное помещение, около + 5 градусов, если это не возможно тогда трубку, которая идет до емкости помещаем в холод, да хоть льдом от холодильника обкладываем.
- В первой емкости у нас начинается нагрев, а как мы уже разобрали сверху нам достаточно температуры в 35 – 200 градусов, чтобы легкие фракции (бензин), начали испаряться. Обычно достаточно уже 100 – 120 градусов. Нагреваем и так как у нас через трубку пары поступают в холодную емкость или трубку, они конденсируются — выпадают в жидкое состояние, во вторую емкость.
Наше топливо готово! По сути, это есть метод прямой перегонки нефти. Однако он будет низкого октанового числа, как я уже указывал сверху около 50 – 60 единиц, для того чтобы его использовать нужно добавить присадки – спирты, алкилы, эфиры. Таким образом, мы получим нужный нам 92 – 95 показатель. Конечно, дома это достаточно сложно сделать, но методом проб и ошибок можно добиться до вполне рабочей формулы. Если честно, то метод прямой перегонки, простой как «три копейки».
Кстати если нагревать оставшиеся фракции при большей температуре (+ 300, + 350 градусов), то мы уже получаем керосин и дизель.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Основные технологические процессы топливного производства. Нефтепереработка кратко
Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных технологических процесса:
Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных технологических процесса:
1. Первичная переработка — Разделение нефтяного сырья на фракции различных интервалов температур кипения;
2. Вторичная переработка — Переработка фракций первичной переработки путем химического превращения содержащихся в них углеводородов и выработка компонентов товарных нефтепродуктов;
3. Товарное производство — Смешение компонентов с использованием различных присадок, с получением товарных н/продуктов с заданными показателями качества.
Номенклатура продукции нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) может включать до 40 позиций, в тч:
— сырье для нефтехимического производства,
— смазочное, гидравлическое и прочее масло,
Номенклатура н/продуктов, получаемых на конкретных НПЗ, зависит от состава и свойств поставляемой сырой нефти и потребностей в н/продуктах.
Газы, растворенные в нефти в количестве 1,9 % масс на нефть, и полученные при первичной перегонке нефти, состоят в основном из пропана и бутана. Это — сырье газофракционирующих установок и топливо (бытовой сжиженный газ).
Фракции нк -62 и 62-85 о С имеют небольшое октановое число, поэтому направляется на установку изомеризации для повышения октанового числа.
Фракция 85-120 о С — это сырье каталитического риформинга для получения бензола и толуола, компонентов высокооктанового бензина.
Фракции 85-120 и 120-180 о С — сырье каталитического риформинга для получения компонентов высокооктанового бензина, и компонента реактивного топлива.
Фракция 180-230 о С — компонент реактивного и дизельного топлива.
Фракции 230-280 о С и 280-350 о С — это фракции летнего и зимнего дизельного топлива. Цетановое число объединенной фракции 240 — 350 о С = 55 . Температура застывания -12 о С. Депарафинизация фракции 230 — 350 о С позволяет получить зимнее дизтопливо.
Фракция 350-500 о С — вакуумный газойль — сырье процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга для получения высокооктанового бензина.
Фракция, выкипающая при температурах выше 500 о С — гудрон — используется как сырье установок термического крекинга, висбрекинга, коксования, производства битума.
Нефтепереработка — непрерывный технологический процесс, остановка которого предусмотрена только для проведения планово — предупредительного ремонта (ППР), ориентировочно каждые 3 года.
Одна из основных задач модернизации НПЗ, проводимой компаниями, — это увеличение межремонтного периода, который, к примеру, у Московского НПЗ составляет около 4,5 лет.
Основная техническая единица НПЗ — технологическая установка, комплекс оборудования которой позволяет выполнить все операции основных технологических процессов переработки.
.jpg)
Основные пути доставки сырья на НПЗ:
— магистральные нефтепроводы (МНП) — основной для РФ вариант доставки сырой нефти,
— по железной дороге с использованием вагонов — цистерн,
— нефтеналивными танкерами для прибрежных НПЗ
Нефть поступает на заводской нефтетерминал (рис 1) в нефтяные резервуары (обычно, типа Шухова), который связан нефтепроводами со всеми технологическими установками завода.
Учет принятой на нефтетерминал нефти производится по приборам или путем замеров в нефтяных резервуарах.
2.1. Подготовка нефти к переработке (электрообессоливание).
Обессоливание служит для уменьшения коррозии технологического оборудования от сырой нефти.
Поступающую из нефтерезервуаров сырую нефть смешивают с водой для растворения солей и отправляют на ЭЛОУ — электрообессоливающую установку.
Электродегидраторы — цилиндрические аппараты со смонтированными внутри электродами — это основное оборудование ЭЛОУ.
Здесь под воздействием тока высокого напряжения (25 кВ и более), эмульсия (смесь воды и нефти) разрушается, вода собирается в низу аппарата и откачивается.
Для более эффективного разрушения эмульсии, в сырье вводятся специальные вещества — деэмульгаторы.
Температура процесса обессоливания — 100-120°С.
Обессоленая и обезвоженная нефть с ЭЛОУ поступает на установку атмосферно-вакуумной перегонки нефти (АВТ — атмосферно-вакуумная трубчатка).
Нагрев нефти перед разделением на фракции производится в змеевиках трубчатых печей за счет тепла сжигания топлива и тепла дымовых газов.
В последнее время актуальность приобрела задача перевода печей с жидкого на газообразное топливо, что повышает эффективность техпроцесса и существенно улучшает экологию..
АВТ разделена на 2 блока — атмосферной и вакуумной перегонки.
2.2.1. Атмосферная перегонка
Атмосферная перегонка обеспечивает отбор светлых нефтяных фракций — бензиновой, керосиновой и дизельных, выкипающих при температуре до 360°С, выход которых может составлять 45-60% на нефть.
Нагретая в печи нефть разделяются на отдельные фракции в ректификационной колонне — цилиндрическом вертикальном аппарате, внутри которого расположены контактные устройства (тарелки), через которые пары движутся вверх, а жидкость — вниз.
Различные по размеру и конфигурации ректификационные колонны используются на всех установках нефтеперерабатывающего производства, количество тарелок в них меняется в интервале 20 — 60.
Тепло подводится в нижнюю часть колонны и отводится с верхней части колонны, поэтому температура в колонне постепенно снижается от низа к верху.
В результате сверху колонны отводится бензиновая фракция в виде паров, пары керосиновой и дизельных фракций конденсируются в соответствующих частях колонны и выводятся, а жидкий мазут — остаток атмосферной перегонки , откачивается с низа колонны.
Вакуумная перегонка обеспечивает отбор масляных дистиллятов или широкой масляной фракции (вакуумного газойля) от мазута.
На НПЗ топливно-масляного профиля — отбор масляных дистиллятов, на НПЗ топливного профиля — вакуумного газойля.
Термическое разложение углеводородов (крекинг) начинается при при температуре более 380°С , а конец кипения вакуумного газойля — при 520°С и более.
Перегонка при близком к вакууму остаточном давлении 40-60 мм рт ст позволяет снизить максимальную температуру в аппарате до 360-380°С, что позволяет отбирать масляные фракции..
Паровые или жидкостные эжекторы — основное оборудование для создания разряжения в колонне.
Остаток вакуумной перегонки — гудрон.
2.2.3. Стабилизация и вторичная перегонка бензина
Получаемая на блоке АВТ бензиновая фракция не может быть использована по следующим причинам:
— содержит газы, в основном пропан и бутан, в превышающем требования по качеству объеме, что не позволяет использовать их как компоненты автомобильного бензина или товарного прямогонного бензина,
— процессы нефтепереработки, направленные на повышение октанового числа бензина и производства ароматических углеводородов в качестве сырья используют узкие бензиновые фракции.
Поэтому используется техпроцесс, в результате которого от бензиновой фракции отгоняются сжиженные газы, и осуществляется ее разгонка на 2-5 узких фракций на соответствующем количестве колонн.
Продукты первичной переработки нефти, собственно, как и продукты в других техпроцессах переработки, охлаждаются:
— в теплообменниках, что обеспечивает экономию технологического топлива,
— в водяных и воздушных холодильниках.
Далее продукты первичной переработки идут на очередные переделы.
Установка первичной переработки — обычно комбинированные ЭЛОУ -АВТ — 6 мощностью переработки до 6 млн т/ год нефти, в составе:
— блока ЭЛОУ, предназначенного для подготовки нефти к переработке путем удаления из нее воды и солей,
— блока АТ, предназначенного для разгонки светлых нефтепродуктов на узкие фракции,
— блока ВТ, предназначен для разгонки мазута (>350 о С) на фракции,
— блока стабилизации, предназначенного для удаления из бензина газообразных компонентов, в тч коррозийно-активного сероводорода и углеводородных газов,
— блока вторичной разгонки бензиновых фракций, предназначенного для разделения бензина на фракции.
В стандартной конфигурации установки, сырая нефть смешивается с деэмульгатором, нагревается в теплообменниках, 4 мя параллельными потоками обессоливается в 2 х ступенях горизонтальных электродегидраторов, дополнительно нагревается в теплообменниках и направляется в отбензинивающую колонну.
Тепло к нижнейчасти этой колонны подводится горячей струей, циркулирующей через печь.
Далее частично отбензиненная нефть из колонны после нагрева в печи направляется в основную колонну, где осуществляется ректификация с получением паров бензина в верхней части колонны, 3 боковых дистиллятов из отпарных колонн и мазута в нижней части колонны.
Отвод тепла в колонне осуществляется верхним испаряющим орошением и 2 мя промежуточными циркуляционными орошениями.
Смесь бензиновых фракций из колонн и направляется на стабилизацию в колонну, где сверху отбираются легкие головные фракции (жидкая головка), а снизу- стабильный бензин.
Стабильный бензин в колоннах подвергается вторичной перегонке с получением узких фракций, используемых в качестве сырья для каталитического риформинга.
Тепло к низу стабилизатора и колонн вторичной перегонки подводится циркулирующими флегмами, нагреваемыми в печи.
Мазут из основной колонны в атмосферной секции насосом подается в вакуумную печь, откуда с температурой 420 о С направляется в вакуумную колонну.
В нижнюю часть этой вакуумной колонны подается перегретый водяной пар.
С верха колонны водяной пар вместе с газообразными продуктами разложения поступает в поверхностные конденсаторы, откуда газы разложения отсасываются 3-ступенчатыми пароэжекторными вакуумными насосами.
Остаточное давление в колонне 50 мм рт cт.
Боковым погоном вакуумной колонны служат фракции , которые насосом через теплообменник и холодильник направляются в емкости.
В 3 сечениях вакуумной колонны организовано промежуточное циркуляционное орошение. Гудрон в низу вакуумной колонны откачивается насосом через теплообменник и холодильник в резервуары.
Аппаратура и оборудование АВТ-6 занимают площадку 265*130 м 2 , или 3.4 га.
Инфраструктура ЭЛОУ — АВТ — 6 включает:
— подстанцию, насосную станцию для перекачки воды и компрессорную станцию,
— блок ректификационной аппаратуры,
— конденсационно-холодильная аппаратура и промежуточные емкости, установленные на 1-ярусном ж/бетонном постаменте,
— насосы технологического назначения для перекачки н/продуктов,
— многосекционные печи общей тепловой мощностью порядка 160 млн ккал*ч, используемых в качестве огневых нагревателей мазута, нефти и циркулирующей флегмы.
Продукты первичной переработки нефти 
Увеличить
Фотографии установок первичной переработки различной конфигурации
 |  |
