Kort beskrivelse av de viktigste teknologiske prosessene for drivstoffproduksjon. Moderne teknologier for dypere oljeraffinering Moderne oljeraffinering

Olje er det viktigste råstoffet for russisk industri. Spørsmål knyttet til denne ressursen har til enhver tid vært ansett som en av de viktigste for landets økonomi. Oljeraffinering i Russland utføres av spesialiserte bedrifter. Deretter vil vi vurdere funksjonene til denne industrien mer detaljert.

Generell informasjon

Innenlandske oljeraffinerier begynte å dukke opp så tidlig som i 1745. Den første bedriften ble grunnlagt av Chumelov-brødrene ved Ukhta-elven. Den produserte parafin og smøreoljer, som var veldig populære på den tiden. I 1995 utgjorde primæroljeraffineringen allerede 180 millioner tonn. Blant hovedfaktorene for beliggenheten til bedrifter som er engasjert i denne industrien, er råvarer og forbruksvarer.

Bransjeutvikling

Store oljeraffinerier dukket opp i Russland i etterkrigsårene. Fram til 1965 ble det opprettet rundt 16 kapasiteter i landet, som er mer enn halvparten av de som er i drift i dag. Under den økonomiske overgangen på 1990-tallet var det en betydelig nedgang i produksjonen. Dette skyldtes en kraftig nedgang i innenlandsk oljeforbruk. Som et resultat var kvaliteten på produktene ganske lav. Konverteringsdybdeforholdet falt også til 67,4 %. Først i 1999 klarte Omsk-raffineriet å komme nærmere europeiske og amerikanske standarder.

Moderne realiteter

De siste årene har oljeraffinering begynt å nå et nytt nivå. Dette skyldes investeringer i denne bransjen. Siden 2006 har de utgjort mer enn 40 milliarder rubler. I tillegg har også konverteringsdybdekoeffisienten økt betydelig. I 2010, ved dekret fra presidenten for den russiske føderasjonen, ble det forbudt å koble seg til motorveier de virksomhetene som det ikke nådde 70%. Statsoverhodet forklarte dette med at slike anlegg trenger seriøs modernisering. I landet som helhet når antallet slike minibedrifter 250. Ved utgangen av 2012 var det planlagt å bygge et stort kompleks i enden av rørledningen som går til Stillehavet gjennom Øst-Sibir. Behandlingsdybden skulle være omtrent 93 %. Dette tallet vil tilsvare nivået oppnådd ved tilsvarende amerikanske virksomheter. Oljeraffineringsindustrien, som i stor grad er konsolidert, er under kontroll av selskaper som Rosneft, Lukoil, Gazprom, Surgutneftegaz, Bashneft, etc.

Industriens betydning

I dag regnes oljeproduksjon og raffinering som en av de mest lovende næringene. Antallet store og små foretak som er involvert i dem øker stadig. Olje- og gassraffinering gir stabile inntekter, og har en positiv innvirkning på den økonomiske tilstanden til landet som helhet. Denne industrien er mest utviklet i sentrum av staten, Chelyabinsk og Tyumen-regionene. Petroleumsprodukter er etterspurt ikke bare i landet, men også i utlandet. I dag produserer bedrifter parafin, bensin, luftfart, raketter, diesel, bitumen, motoroljer, fyringsolje og så videre. Nesten alle planter ble skapt ved siden av tårnene. Takket være dette utføres oljeraffinering og transport til minimale kostnader. De største foretakene er lokalisert i Volga, Sibir og sentrale føderale distrikter. Disse raffineriene står for om lag 70 % av all kapasitet. Blant regionene i landet inntar Bashkiria en ledende posisjon i bransjen. Olje- og gassbehandling utføres i Khanty-Mansiysk, Omsk-regionen. Foretak opererer også i Krasnodar-regionen.

Statistikk etter region

I den europeiske delen av landet er hovedproduksjonsanleggene lokalisert i regionene Leningrad, Nizhny Novgorod, Yaroslavl og Ryazan, Krasnodar-territoriet, Fjernøsten og Sør-Sibir, i byer som Komsomolsk-on-Amur, Khabarovsk, Achinsk , Angarsk, Omsk. Moderne raffinerier ble bygget i Perm-regionen, Samara-regionen og Bashkiria. Disse regionene har alltid vært ansett som de største oljeproduksjonssentrene. Med flyttingen av produksjonen til Vest-Sibir ble industrikapasiteten i Volga-regionen og Ural overflødig. I 2004 ble Bashkiria leder blant de konstituerende enhetene i den russiske føderasjonen innen primær oljebehandling. I denne regionen var tallene på nivået 44 millioner tonn. I 2002 utgjorde Bashkortostan-raffinerier omtrent 15 % av det totale oljeraffineringsvolumet i Russland. Dette er omtrent 25,2 millioner tonn. Neste plass ble tatt av Samara-regionen. Det ga landet rundt 17,5 millioner tonn. Neste i volum var regionene Leningrad (14,8 millioner) og Omsk (13,3 millioner). Den totale andelen til disse fire enhetene utgjorde 29 % av all-russisk oljeraffinering.

Oljeraffineringsteknologi

Produksjonssyklusen til bedrifter inkluderer:

Tilberedning av råvarer.
Primær oljeraffinering.
Sekundær destillasjon av fraksjoner.

Under moderne forhold utføres oljeraffinering i bedrifter utstyrt med komplekse maskiner og enheter. De opererer under forhold med lav temperatur, høyt trykk, dypt vakuum og ofte i aggressive miljøer. Oljeraffineringsprosessen omfatter flere trinn i kombinerte eller separate enheter. De er designet for å produsere et bredt spekter av produkter.

Rengjøring

I løpet av dette stadiet behandles råvarer. Olje som kommer fra feltene blir utsatt for rensing. Den inneholder 100-700 mg/l salter og vann (mindre enn 1%). Under rensingen bringes innholdet av den første komponenten til 3 mg/l eller mindre. Andelen vann er mindre enn 0,1 %. Rensing utføres i elektriske avsaltingsanlegg.

Klassifisering

Ethvert oljeraffineringsanlegg bruker kjemiske og fysiske metoder for å behandle råvarer. Gjennom sistnevnte oppnås separasjon i olje- og drivstofffraksjoner eller fjerning av uønskede komplekse kjemiske elementer. Raffinering av olje ved hjelp av kjemiske metoder gjør det mulig å skaffe nye komponenter. Disse transformasjonene er klassifisert:

Hovedstadier

Hovedprosessen etter rensing i en ELOU er atmosfærisk destillasjon. Under denne prosessen velges drivstofffraksjoner: bensin, diesel og jetdrivstoff, samt belysningsparafin. Også under atmosfærisk destillasjon separeres fyringsolje. Det brukes enten som et råmateriale for videre dyp prosessering, eller som et element i kjelebrensel. Fraksjonene blir deretter raffinert. De gjennomgår hydrobehandling for å fjerne heteroatomiske forbindelser. Bensin gjennomgår katalytisk reformering. Denne prosessen brukes til å forbedre kvaliteten på råvarer eller for å oppnå individuelle aromatiske hydrokarboner - materiale for petrokjemikalier. Sistnevnte inkluderer spesielt benzen, toluen, xylener og så videre. Brennoljen gjennomgår vakuumdestillasjon. Denne prosessen gjør det mulig å oppnå en bred brøkdel gassolje. Dette råmaterialet gjennomgår etterfølgende prosessering i hydro- eller katalytiske krakkingsenheter. Som et resultat oppnås motordrivstoffkomponenter og smale destillatoljefraksjoner. De sendes videre til følgende rensetrinn: selektiv behandling, avvoksing og andre. Etter vakuumdestillasjon gjenstår tjære. Det kan brukes som et råmateriale som brukes i dyp prosessering for å oppnå ytterligere volumer av motordrivstoff, petroleumskoks, konstruksjons- og veibitumen, eller som en komponent i kjelebrensel.

Oljeraffineringsmetoder: hydrobehandling

Denne metoden regnes som den vanligste. Hydrobehandling brukes til å behandle svovel- og oljer med høyt svovelinnhold. Denne metoden lar deg forbedre kvaliteten på motordrivstoff. Under prosessen fjernes svovel-, oksygen- og nitrogenforbindelser, og råmaterialet olefiner hydrogeneres i et hydrogenmiljø på aluminium-kobolt-molybden- eller nikkel-molybden-katalysatorer ved et trykk på 2-4 MPa og en temperatur på 300-400. grader. Hydrobehandling bryter med andre ord ned organisk materiale som inneholder nitrogen og svovel. De reagerer med hydrogen som sirkulerer i systemet. Som et resultat dannes hydrogensulfid og ammoniakk. De resulterende forbindelsene fjernes fra systemet. Under hele prosessen omdannes 95-99 % av råstoffet til et renset produkt. Samtidig dannes en liten mengde bensin. Den aktive katalysatoren gjennomgår periodisk regenerering.

Katalytisk sprekkdannelse

Den fortsetter uten trykk ved en temperatur på 500-550 grader på zeolittholdige katalysatorer. Denne prosessen regnes som den mest effektive og utdyper oljeraffinering. Dette skyldes det faktum at opp til 40-60% av høyoktanmotorbensinkomponenten kan oppnås fra høytkokende fyringsoljefraksjoner (vakuumgassolje). I tillegg avgir de fettgass (ca. 10-25%). Det brukes på sin side i alkyleringsanlegg eller esterproduksjonsanlegg for å produsere høyoktankomponenter av bil- eller flybensin. Under cracking dannes karbonavleiringer på katalysatoren. De reduserer aktiviteten kraftig - cracking evne i dette tilfellet. For å gjenopprette gjennomgår komponenten regenerering. De vanligste installasjonene er de der katalysatoren sirkulerer i et fluidisert eller fluidisert sjikt og i en bevegelig strøm.

Katalytisk reformering

Dette er en moderne og ganske mye brukt prosess for å produsere lav- og høyoktanbensin. Den utføres ved en temperatur på 500 grader og et trykk på 1-4 MPa i et hydrogenmiljø på en aluminium-platina-katalysator. Ved bruk av katalytisk reformering utføres primært de kjemiske omdannelsene av parafiniske og nafteniske hydrokarboner til aromatiske hydrokarboner. Som et resultat øker oktantallet betydelig (opptil 100 poeng). Produktene oppnådd ved katalytisk reformering inkluderer xylener, toluen og benzen, som deretter brukes i den petrokjemiske industrien. Reformaterte utbytter er typisk 73-90%. For å opprettholde aktiviteten regenereres katalysatoren periodisk. Jo lavere trykket i systemet er, desto oftere utføres restaureringen. Unntaket fra dette er plattformprosessen. Under denne prosessen regenereres ikke katalysatoren. Hovedtrekket i hele prosessen er at den foregår i et hydrogenmiljø, hvis overskudd fjernes fra systemet. Det er mye billigere enn det man får spesielt. Overskudd av hydrogen brukes deretter i hydrogeneringsprosesser ved oljeraffinering.

Alkylering

Denne prosessen gjør det mulig å skaffe høykvalitetskomponenter av bil- og flybensin. Den er basert på interaksjonen mellom olefiniske og parafiniske hydrokarboner for å produsere et høyerekokende parafinisk hydrokarbon. Inntil nylig var industriell modifikasjon av denne prosessen begrenset til katalytisk alkylering av butylen med isobutaner i nærvær av flussyre eller svovelsyre. I de senere år har det i tillegg til de angitte forbindelsene blitt brukt propylen, etylen og til og med amylener, og i noen tilfeller blandinger av disse olefinene.

Isomerisering

Det er en prosess hvor parafiniske lavoktanhydrokarboner omdannes til de tilsvarende isoparaffinfraksjonene med et høyere oktantall. I dette tilfellet brukes overveiende fraksjoner C5 og C6 eller deres blandinger. I industrielle installasjoner, under passende forhold, kan opptil 97-99,7 % av produktene oppnås. Isomerisering finner sted i et hydrogenmiljø. Katalysatoren regenereres periodisk.

Polymerisasjon

Denne prosessen er omdannelsen av butylener og propylen til oligomere flytende forbindelser. De brukes som komponenter i motorbensin. Disse forbindelsene er også råmaterialer for petrokjemiske prosesser. Avhengig av kildemateriale, produksjonsmodus og katalysator, kan produksjonsvolumet variere innenfor ganske vide grenser.

Lovende veibeskrivelse

I løpet av de siste tiårene har det blitt viet spesiell oppmerksomhet til å kombinere og styrke primær oljeraffineringskapasitet. Et annet aktuelt område er implementering av installasjoner med stor kapasitet for den planlagte utdypingen av råvarebehandling. På grunn av dette vil produksjonsvolumet av fyringsolje reduseres og produksjonen av lett motordrivstoff, petrokjemiske produkter for polymerkjemi og organisk syntese økes.

Konkurranseevne

Oljeraffineringsindustrien i dag er en meget lovende industri. Det er svært konkurransedyktig både i det nasjonale og internasjonale markedet. Vår egen produksjonskapasitet gjør at vi fullt ut kan dekke behovet i staten. Når det gjelder import, utføres de i relativt små volum, lokalt og sporadisk. Russland regnes i dag som den største eksportøren av petroleumsprodukter blant andre land. Høy konkurranseevne skyldes den absolutte tilgjengeligheten av råvarer og det relativt lave kostnadsnivået for ekstra materialressurser, elektrisitet og miljøvern. En av de negative faktorene i denne industrisektoren er den teknologiske avhengigheten til innenlandsk oljeraffinering av utlandet. Dette er selvfølgelig ikke det eneste problemet som finnes i bransjen. På regjeringsnivå jobbes det hele tiden med å bedre situasjonen i denne industrisektoren. Spesielt utvikles programmer for å modernisere bedrifter. Av spesiell betydning på dette området er aktiviteten til store oljeselskaper og produsenter av moderne produksjonsutstyr.

Olje er et mineral som er en vannuløselig oljeaktig væske som kan være nesten fargeløs eller mørkebrun. Egenskapene og metodene for oljeraffinering avhenger av prosentandelen av hovedsakelig hydrokarboner i sammensetningen, som varierer i ulike felt.

Således, i Sosninskoye-feltet (Sibir), opptar alkaner (parafingruppe) en andel på 52 prosent, cykloalkaner - omtrent 36%, aromatiske hydrokarboner - 12 prosent. Og for eksempel i Romashkinskoye-feltet (Tatarstan) er andelen alkaner og aromatiske karboner høyere - henholdsvis 55 og 18 prosent, mens cykloalkaner har en andel på 25 prosent. I tillegg til hydrokarboner kan disse råvarene inkludere svovel- og nitrogenforbindelser, mineralske urenheter, etc.

Olje ble først "raffinert" i 1745 i Russland

Denne naturressursen brukes ikke i sin rå form. For å oppnå teknisk verdifulle produkter (løsningsmidler, motordrivstoff, komponenter for kjemisk produksjon), behandles olje ved hjelp av primære eller sekundære metoder. Forsøk på å transformere dette råmaterialet ble gjort tilbake på midten av 1700-tallet, da i tillegg til stearinlys og fakler som ble brukt av befolkningen, ble "garnity oil", som var en blanding av vegetabilsk olje og raffinert petroleum, brukt i lampene av en rekke kirker.

Alternativer for oljerensing

Raffinering er ofte ikke inkludert direkte i petroleumsraffineringsprosesser. Dette er snarere et foreløpig stadium, som kan bestå av:

Kjemisk raffinering, når olje utsettes for oleum og konsentrert svovelsyre. Dette fjerner aromatiske og umettede hydrokarboner.

Adsorpsjonsrensing. Her kan tjære og syrer fjernes fra petroleumsprodukter ved behandling med varmluft eller ved å føre oljen gjennom en adsorbent.

Katalytisk rensing – mild hydrogenering for å fjerne nitrogen- og svovelforbindelser.

Fysisk-kjemisk rengjøring. I dette tilfellet frigjøres overflødige komponenter selektivt ved bruk av løsemidler. For eksempel brukes det polare løsemiddelet fenol til å fjerne nitrogen- og svovelforbindelser, og ikke-polare løsningsmidler - butan og propan - frigjør tjære, aromatiske hydrokarboner, etc.

Ingen kjemiske endringer...

Oljeraffinering gjennom primærprosesser involverer ikke kjemiske transformasjoner av råstoffet. Her er mineralet ganske enkelt delt inn i dets komponentkomponenter. Den første enheten for destillering av olje ble oppfunnet i 1823, i det russiske imperiet. Dubinin-brødrene tenkte på å plassere kjelen i en oppvarmet ovn, hvorfra et rør løp gjennom en tønne med kaldt vann og inn i en tom beholder. I ovnskjelen ble oljen varmet opp, ført gjennom "kjøleskapet" og satt seg.

Moderne metoder for å tilberede råvarer

I dag, ved oljeraffinerier, begynner oljeraffineringsteknologi med ytterligere rensing, hvor produktet dehydreres ved hjelp av ELOU-enheter (elektriske avsaltingsenheter), frigjort fra mekaniske urenheter og lette karbohydrater (C1 - C4). Deretter kan råmaterialet sendes til atmosfærisk destillasjon eller vakuumdestillasjon. I det første tilfellet ligner driftsprinsippet til fabrikkutstyret det som ble brukt tilbake i 1823.

Bare selve oljeraffineringsanlegget ser annerledes ut. Selskapet har ovner på størrelse med hus uten vindu, laget av de beste ildfaste mursteinene. Inne i dem er det mange kilometer med rør der olje beveger seg med høy hastighet (2 meter per sekund) og varmes opp til 300-325 C med en flamme fra en stor dyse (ved høyere temperaturer brytes hydrokarboner ganske enkelt ned). Røret for kondensering og kjøling av damper er i dag erstattet av destillasjonskolonner (kan være opptil 40 meter høye), hvor dampene separeres og kondenseres, og hele byer fra forskjellige tanker bygges for å motta de resulterende produktene.

Hva er materialbalanse?

Oljeraffinering i Russland gir ulike materialbalanser under atmosfærisk destillasjon av råvarer fra en eller annen forekomst. Dette betyr at produksjonen kan være forskjellige proporsjoner for forskjellige fraksjoner - bensin, parafin, diesel, fyringsolje, tilhørende gass.

For eksempel for vestsibirsk olje er gassutbyttet og -tapene henholdsvis én prosent hver, bensinfraksjoner (utgitt ved temperaturer fra ca. 62 til 180 C) opptar en andel på ca. 19 %, parafin - ca. 9,5 %, dieselfraksjon - 19 % , fyringsolje - nesten 50 prosent (utgitt ved temperaturer fra 240 til 350 grader). De resulterende materialene er nesten alltid gjenstand for ytterligere behandling, siden de ikke oppfyller driftskravene for de samme maskinmotorene.

Produksjon med mindre avfall

Vakuumoljeraffinering er basert på prinsippet om at stoffer koker ved lavere temperatur når trykket synker. For eksempel koker noen hydrokarboner i olje bare ved 450 C (atmosfærisk trykk), men de kan fås til å koke ved 325 C hvis trykket senkes. Vakuumbearbeiding av råvarer utføres i roterende vakuumfordampere, som øker destillasjonshastigheten og gjør det mulig å få tak i ceresiner, parafiner, drivstoff, oljer fra fyringsolje, og deretter bruke den tunge resten (tjære) til produksjon av bitumen. Vakuumdestillasjon, sammenlignet med atmosfærisk prosessering, produserer mindre avfall.

Gjenvinning gjør at vi kan skaffe høykvalitets bensin

Den sekundære oljeraffineringsprosessen ble oppfunnet for å få mer motordrivstoff fra samme råstoff ved å påvirke molekylene til petroleumshydrokarboner, som får formler som er mer egnet for oksidasjon. Resirkulering inkluderer ulike typer såkalt "cracking", inkludert hydrocracking, termiske og katalytiske alternativer. Denne prosessen ble også opprinnelig oppfunnet i Russland, i 1891, av ingeniør V. Shukhov. Det innebærer nedbrytning av hydrokarboner til former med færre karbonatomer per molekyl.

Olje- og gassbehandling ved 600 grader Celsius

Driftsprinsippet til krakkingsanlegg er omtrent det samme som atmosfæriske trykkinstallasjoner i vakuumproduksjon. Men her foregår behandlingen av råvarer, som oftest representeres av fyringsolje, ved temperaturer nær 600 C. Under denne påvirkningen brytes hydrokarbonene som utgjør fyringsoljemassen ned til mindre, som utgjør samme parafin eller bensin. Termisk cracking er basert på prosessering ved høye temperaturer og produserer bensin med et stort antall urenheter, katalytisk cracking er også basert på temperaturbehandling, men med tillegg av katalysatorer (for eksempel spesielt leirstøv), som lar deg få mer bensin av god kvalitet.

Hydrocracking: hovedtyper

Oljeproduksjon og raffinering kan i dag innebære ulike typer hydrokrakking, som er en kombinasjon av hydrobehandlingsprosesser, spaltning av store hydrokarbonmolekyler til mindre og metning av umettede hydrokarboner med hydrogen. Hydrocracking kan være lett (trykk 5 MPa, temperatur ca. 400 C, en reaktor brukes, hovedsakelig diesel og materiale for katalytisk cracking oppnås) og hard (trykk 10 MPa, temperatur ca. 400 C, flere reaktorer, diesel, bensin og parafin er innhentet fraksjoner). Katalytisk hydrokrakking gjør det mulig å produsere en rekke oljer med høye viskositetskoeffisienter og lavt innhold av aromatiske og svovelhydrokarboner.

Resirkulering av olje kan i tillegg bruke følgende teknologiske prosesser:

Visbreaking. I dette tilfellet, ved temperaturer opp til 500 C og trykk fra halvparten til tre MPa, oppnås sekundære asfaltener, hydrokarbongasser og bensin fra råmaterialet ved å spalte parafiner og naftener.

Koksing av tungoljerester er en dyp oljeraffinering, når råstoffet behandles ved temperaturer nær 500 C under et trykk på 0,65 MPa for å produsere gassoljekomponenter og petroleumskoks. Prosesstrinnene kulminerer i en "kokskake", innledet (i omvendt rekkefølge) av fortetting, polykondensering, aromatisering, ringslutning, dehydrogenering og cracking. I tillegg skal produktet også tørkes og kalsineres.

Reformering. Denne metoden for å behandle petroleumsprodukter ble oppfunnet i Russland i 1911 av ingeniør N. Zelinsky. I dag brukes katalytisk reformering for å oppnå høykvalitets aromatiske hydrokarboner og bensiner, samt hydrogenholdig gass fra nafta og bensinfraksjoner, for påfølgende prosessering i hydrocracking.

Isomerisering. Olje- og gassraffinering innebærer i dette tilfellet å oppnå en isomer fra en kjemisk forbindelse på grunn av endringer i karbonskjelettet til stoffet. Således blir høyoktankomponenter isolert fra lavoktankomponenter i olje for å produsere kommersiell bensin.

Alkylering. Denne prosessen er basert på inkorporering av alkylsubstituenter i et organisk molekyl. På denne måten oppnås komponenter til høyoktanbensin fra umettede hydrokarbongasser.

Streber etter europeiske standarder

Olje- og gassbehandlingsteknologien ved raffinerier blir stadig forbedret. Hos innenlandske foretak har det således vært en økning i effektiviteten av bearbeiding av råvarer når det gjelder parametere: prosesseringsdybde, økt utvalg av lette petroleumsprodukter, reduksjon av irreversible tap, etc. Planteplaner for 10-20-tallet av de tjue. -første århundre inkluderer en ytterligere økning i dybden av prosessering (opptil 88 prosent), forbedre kvaliteten på produserte produkter til europeiske standarder, redusere den teknologiske innvirkningen på miljøet.

Verdens oljeraffinering er en global, strategisk viktig industri. Et av de mest kunnskapsintensive og høyteknologiske områdene i industrien og følgelig et av de mest kapitalkrevende. En bransje med rik historie og langsiktige planer.

Utviklingen av moderne oljeraffinering i dag tilrettelegges av en rekke faktorer. For det første økonomisk vekst etter region i verden. Utviklingsland bruker mer og mer drivstoff. Hvert år vokser energibehovet deres eksponentielt. Derfor bygges de fleste nye store oljeraffinerier i Asia-Stillehavsregionen, Sør-Amerika og Midtøsten. I dag er det kraftigste raffineriet i verden anlegget til det private indiske selskapet Reliance Industries (RIL) i Jamnagar (vestlige Gujarat). Den ble satt i drift i 1999 og behandler i dag nesten 72 millioner tonn olje per år! De tre største foretakene i verden inkluderer også Ulsan Refinery i Sør-Korea og Paraguana Refinery Complex i Venezuela (omtrent 55 millioner tonn olje per år). Til sammenligning behandler det største innenlandske foretaket, Omsk Oil Refinery, eid av Gazprom Neft, rundt 22 millioner tonn olje per år.

Det er verdt å merke seg at hovedtrenden i raffineriutvikling ikke bare er en økning i volumer, men en økning i raffineringsdybden. Tross alt, jo dyrere lettoljeprodukter kan fås fra samme volum olje, jo mer lønnsomt vil produksjonen være. For å øke prosesseringsdybden øker andelen sekundære prosesser over hele verden. Effektiviteten til et moderne anlegg gjenspeiles av den såkalte Nelson-indeksen – en indikator som vurderer nivået av sekundær konverteringskraft ved et raffineri i forhold til den primære destillasjonskraften. Nelson Complexity Index tildeler en faktor til hver anleggsenhet basert på dens kompleksitet og kostnad sammenlignet med primært petroleumsbehandlingsutstyr, som er tildelt en kompleksitetsfaktor på 1,0. For eksempel har en katalytisk cracking-enhet en koeffisient på 4,0, det vil si at den er 4 ganger mer kompleks enn en råoljedestillasjonsenhet med samme produktivitet. Nelson-indeksen for Jamnagar-raffineriet er 15. For det samme Omsk-raffineriet er den nå 8,5. Men det vedtatte programmet for modernisering av innenlandske fabrikker frem til 2020 innebærer igangkjøring av nye sekundære prosesskapasiteter, som vil gjøre det mulig å "trekke opp" dette tallet. Så den beregnede Nelson-indeksen for TANECO-anlegget i Tatarstan etter ferdigstillelse av konstruksjonen bør være 15 enheter!

Den nest viktigste faktoren i utviklingen av global oljeraffinering er den stadige skjerpingen av miljøkravene. Kravene til innhold av svovel og aromatiske hydrokarboner i drivstoff blir stadig strengere. Kampen for miljøet, som startet i USA og Vest-Europa, beveger seg gradvis til markedene i utviklingsland. For bare 10 år siden var det vanskelig å se for seg innføringen av miljøklasse 5-krav i vårt land, men i mer enn ett år nå har vi levd med disse standardene.

Å overholde strenge miljøbestemmelser er ikke en lett oppgave. Det kompliseres også av at kvaliteten på oljen i gjennomsnitt bare blir dårligere. Forrådene med lett tilgjengelige høykvalitetsoljer er i ferd med å ta slutt. Andelen tunge, bituminøse og skiferråvarer, som inneholder stadig mindre bensin- og dieselfraksjoner, øker.

Forskere og ingeniører over hele verden jobber med å løse disse problemene. Resultatet av utviklingen deres er komplekse, kostbare installasjoner og de mest moderne flerkomponentkatalysatorene, som gjør det mulig å presse ut maksimalt miljøvennlig drivstoff selv fra olje av laveste kvalitet. Alt dette fører imidlertid til betydelige kostnader for oljeraffinerier, som direkte påvirker lønnsomheten til anleggene. Den nedadgående trenden i inntektene deres kan sees over hele verden.

Alle trendene beskrevet ovenfor er åpenbare for Russland. Som en del av den globale økonomien og aksepterer generelle driftsregler, investerer landet vårt flere og flere midler i utviklingen av innenlandsk oljeraffinering, ingeniørfag og vitenskap. Dette kompliseres av det faktum at det på 90- og 2000-tallet praktisk talt ingen bedrifter ble bygget, mye gikk tapt for innenlandsvitenskap, og nytt kvalifisert personell ble ikke opplært for industrien. Men det vedtatte statlige programmet "Energy Efficiency and Economic Development", designet for å radikalt forbedre tilstanden til innenlandsk oljeraffinering frem til 2020, vil gjøre det mulig å ta igjen. Fruktene kan allerede sees i dag på hver bensinstasjon, der drivstoff under 5. miljøklasse praktisk talt ikke lenger finnes.

Oljeraffinering er en ganske kompleks prosess som krever involvering av... Mange produkter er hentet fra utvunnede naturlige råvarer - forskjellige typer drivstoff, bitumen, parafin, løsemidler, smøremidler, petroleumsoljer og andre. Oljeraffinering begynner med transport av hydrokarboner til anlegget. Produksjonsprosessen skjer i flere stadier, som hver er svært viktig fra et teknologisk synspunkt.

Resirkuleringsprosess

Prosessen med oljeraffinering begynner med dens spesialiserte forberedelse. Dette er forårsaket av tilstedeværelsen av mange urenheter i naturlige råvarer. En oljeforekomst inneholder sand, salter, vann, jord og gassformige partikler. Vann brukes til å utvinne store mengder produkter og bevare energiressursforekomster. Dette har sine fordeler, men reduserer kvaliteten på det resulterende materialet betydelig.

Tilstedeværelsen av urenheter i petroleumsprodukter gjør det umulig å transportere dem til anlegget. De provoserer dannelsen av plakk på varmevekslere og andre beholdere, noe som reduserer levetiden betydelig.

Derfor gjennomgår de utvunnede materialene kompleks rengjøring - mekanisk og fin. På dette stadiet av produksjonsprosessen separeres de resulterende råvarene i olje og. Dette skjer ved hjelp av spesielle oljeutskillere.

For å rense råvarer oppbevares de vanligvis i hermetisk lukkede beholdere. For å aktivere separasjonsprosessen utsettes materialet for kulde eller høy temperatur. Elektriske avsaltingsanlegg brukes til å fjerne salter som finnes i råvarer.

Hvordan foregår prosessen med å skille olje og vann?

Etter innledende rensing oppnås en lite løselig emulsjon. Det er en blanding der partikler av en væske er jevnt fordelt i den andre. På dette grunnlaget skilles 2 typer emulsjoner:

hydrofil. Det er en blanding hvor oljepartikler er i vann;
hydrofobisk. Emulsjonen består hovedsakelig av olje med vannpartikler i.

Prosessen med å bryte emulsjonen kan skje mekanisk, elektrisk eller kjemisk. Den første metoden innebærer å sette væsken. Dette skjer under visse forhold - oppvarming til en temperatur på 120-160 grader, økende trykk til 8-15 atmosfærer. Delaminering av blandingen skjer vanligvis innen 2-3 timer.

For at emulsjonsseparasjonsprosessen skal lykkes, er det nødvendig å forhindre vannfordampning. Separasjonen av ren olje utføres også ved hjelp av kraftige sentrifuger. Emulsjonen deles i fraksjoner når den når 3,5-50 tusen rpm.

Bruken av en kjemisk metode innebærer bruk av spesielle overflateaktive stoffer kalt demulgatorer. De hjelper til med å oppløse adsorpsjonsfilmen, som et resultat av at oljen renses for vannpartikler. Den kjemiske metoden brukes ofte sammen med den elektriske metoden. Den siste rengjøringsmetoden innebærer å utsette emulsjonen for elektrisk strøm. Det provoserer foreningen av vannpartikler. Som et resultat er det lettere å fjerne fra blandingen, noe som resulterer i olje av høyeste kvalitet.

Primær behandling

Oljeproduksjon og raffinering skjer i flere stadier. En særegenhet ved produksjonen av ulike produkter fra naturlige råvarer er at selv etter høykvalitets rensing, kan det resulterende produktet ikke brukes til det tiltenkte formålet.

Utgangsmaterialet er preget av innholdet av forskjellige hydrokarboner, som avviker betydelig i molekylvekt og kokepunkt. Den inneholder stoffer av naftenisk, aromatisk og parafin natur. Råstoffet inneholder også svovel-, nitrogen- og oksygenforbindelser av organisk type, som også må fjernes.

Alle eksisterende metoder for oljeraffinering er rettet mot å dele den inn i grupper. Under produksjonsprosessen oppnås et bredt spekter av produkter med forskjellige egenskaper.

Primærbehandling av naturlige råvarer utføres basert på de forskjellige koketemperaturene til dets bestanddeler. For å gjennomføre denne prosessen brukes spesialiserte installasjoner som gjør det mulig å få tak i ulike petroleumsprodukter - fra fyringsolje til tjære.

Bearbeider du naturlige råvarer på denne måten, vil du ikke kunne skaffe materiale klart til videre bruk. Primær destillasjon er kun rettet mot å bestemme de fysiske og kjemiske egenskapene til olje. Etter dette kan behovet for videre behandling avgjøres. De etablerer også typen utstyr som må brukes for å utføre de nødvendige prosessene.

Primær oljeraffinering

Metoder for destillasjon av olje

Følgende metoder for oljeraffinering (destillasjon) skilles ut:

enkelt fordampning;
gjentatt fordampning;
destillasjon med gradvis fordampning.

Flash-fordampningsmetoden innebærer å behandle olje under høy temperatur til en gitt verdi. Som et resultat dannes damper som kommer inn i et spesielt apparat. Det kalles en fordamper. I denne sylindriske enheten separeres damper fra væskefraksjonen.

Ved gjentatt fordampning utsettes råmaterialet for bearbeiding, hvor temperaturen økes flere ganger i henhold til en gitt algoritme. Sistnevnte destillasjonsmetode er mer kompleks. Oljeraffinering med gradvis fordampning innebærer en jevn endring i de viktigste driftsparametrene.

Destillasjonsutstyr

Industriell oljeraffinering utføres ved hjelp av flere enheter.

Rørovner. I sin tur er de også delt inn i flere typer. Disse er atmosfæriske, vakuum-, atmosfæriske-vakuum-ovner. Ved å bruke den første typen utstyr utføres grunn behandling av petroleumsprodukter, noe som gjør det mulig å skaffe fyringsolje, bensin, parafin og dieselfraksjoner. I vakuumovner, som et resultat av mer effektiv drift, er råvarene delt inn i:

tjære;
oljepartikler;
gassoljepartikler.

De resulterende produktene er helt egnet for produksjon av koks, bitumen og smøremidler.

Destillasjonskolonner. Prosessen med å behandle råolje ved å bruke dette utstyret innebærer å varme den opp i en spiral til en temperatur på 320 grader. Etter dette går blandingen inn i mellomnivåene i destillasjonskolonnen. I gjennomsnitt har den 30-60 takrenner, som hver er plassert med et visst intervall og utstyrt med et væskebad. Dette fører til at dampen strømmer ned i form av dråper når det dannes kondens.

Det er også prosessering ved hjelp av varmevekslere.

Resirkulering

Etter å ha bestemt egenskapene til oljen, avhengig av behovet for et bestemt sluttprodukt, velges typen sekundær destillasjon. I utgangspunktet består den av en termisk-katalytisk effekt på råstoffet. Dyp oljeraffinering kan skje ved hjelp av flere metoder.

Brensel. Bruken av denne sekundære destillasjonsmetoden gjør det mulig å oppnå en rekke høykvalitetsprodukter - motorbensin, diesel, jet- og kjeledrivstoff. For å utføre bearbeiding trenger du ikke bruke mye utstyr. Som et resultat av å bruke denne metoden oppnås et ferdig produkt fra tunge fraksjoner av råvarer og sediment. Drivstoffdestillasjonsmetoden inkluderer:

sprekker;
reformere;
hydrobehandling;
hydrocracking.

Drivstoff og olje. Som et resultat av å bruke denne destillasjonsmetoden oppnås ikke bare forskjellige drivstoff, men også asfalt og smøreoljer. Dette gjøres ved å bruke ekstraksjonsmetoden, deasfaltering.

Petrokjemisk. Som et resultat av å bruke denne metoden med bruk av høyteknologisk utstyr, oppnås et stort antall produkter. Dette er ikke bare drivstoff, oljer, men også plast, gummi, gjødsel, aceton, alkohol og mye mer.

Hvordan gjenstandene rundt oss er laget av olje og gass – tilgjengelig og forståelig

Denne metoden regnes som den vanligste. Den brukes til å behandle svovel eller olje med høyt svovelinnhold. Hydrobehandling kan forbedre kvaliteten på det resulterende drivstoffet betydelig. Ulike tilsetningsstoffer fjernes fra dem - svovel, nitrogen, oksygenforbindelser. Materialet behandles ved hjelp av spesielle katalysatorer i et hydrogenmiljø. I dette tilfellet når temperaturen i utstyret 300-400 grader, og trykket - 2-4 MPa.

Som et resultat av destillasjon brytes de organiske forbindelsene i råvarene ned når de interagerer med hydrogen som sirkulerer inne i apparatet. Som et resultat dannes ammoniakk og hydrogensulfid, som fjernes fra katalysatoren. Hydrotreating lar deg behandle 95-99% av råvarene.

Katalytisk sprekkdannelse

Destillasjon utføres ved bruk av zeolittholdige katalysatorer ved en temperatur på 550 grader. Sprekking regnes som en svært effektiv metode for bearbeiding av tilberedte råvarer. Med dens hjelp kan høyoktanmotorbensin fås fra fyringsoljefraksjoner. Utbyttet av rent produkt i dette tilfellet er 40-60%. Det oppnås også flytende gass (10-15 % av det opprinnelige volumet).

Katalytisk reformering

Reformering utføres ved bruk av en aluminium-platina-katalysator ved en temperatur på 500 grader og et trykk på 1-4 MPa. Samtidig er det et hydrogenmiljø inne i utstyret. Denne metoden brukes til å omdanne nafteniske og parafiniske hydrokarboner til aromatiske. Dette lar deg øke oktantallet til produserte produkter betydelig. Ved bruk av katalytisk reformering er utbyttet av rent materiale 73-90 % av det gjenvunnede råmaterialet.

Hydrocracking

Lar deg få flytende drivstoff når det utsettes for høyt trykk (280 atmosfærer) og temperatur (450 grader). Denne prosessen skjer også ved bruk av sterke katalysatorer - molybdenoksider.

Hvis hydrocracking kombineres med andre metoder for behandling av naturlige råvarer, er utbyttet av rene produkter i form av bensin og jetdrivstoff 75-80%. Når du bruker katalysatorer av høy kvalitet, kan regenereringen deres ikke utføres før 2-3 år.

Utvinning og deasfaltering

Ekstraksjon innebærer å dele det tilberedte råmaterialet i de nødvendige fraksjonene ved hjelp av løsemidler. Deretter utføres avvoksing. Det lar deg redusere flytepunktet til oljen betydelig. For å oppnå høykvalitetsprodukter blir de også hydrobehandlet. Som et resultat av utvinning kan diesel skaffes. Ved å bruke denne teknikken ekstraheres aromatiske hydrokarboner fra tilberedte råvarer.

Deasfaltering er nødvendig for å oppnå harpiks-asfaltenforbindelser fra sluttproduktene fra destillasjon av petroleumsråstoff. De resulterende stoffene brukes aktivt til produksjon av bitumen, som katalysatorer for andre prosesseringsmetoder.

Andre behandlingsmetoder

Bearbeiding av naturlige råvarer etter primærdestillasjon kan utføres på andre måter.

Alkylering. Etter bearbeiding av de tilberedte materialene oppnås høykvalitetskomponenter for bensin. Metoden er basert på den kjemiske interaksjonen mellom olefin og parafinhydrokarboner, som resulterer i et høytkokende parafinisk hydrokarbon.

Isomerisering. Bruken av denne metoden gjør det mulig å oppnå et stoff med høyere oktantall fra lavoktan paraffiniske hydrokarboner.

Polymerisasjon. Tillater omdannelse av butylener og propylen til oligomere forbindelser. Som et resultat oppnås materialer for produksjon av bensin og for ulike petrokjemiske prosesser.

Koksing. Den brukes til produksjon av petroleumskoks fra tunge fraksjoner oppnådd etter oljedestillasjon.

Oljeraffineringsindustrien er en lovende og utviklende industri. Produksjonsprosessen blir stadig forbedret gjennom introduksjon av nytt utstyr og teknikker.

Video: Oljeraffinering

Vladimir Khomutko

Lesetid: 5 minutter

A A

Moderne teknologier for dypere oljeraffinering

I strategiske termer er hovedmålene med å modernisere russisk oljeraffinering:

maksimere produksjonen av drivstoff som oppfyller Euro-5-standarden;
minimere produksjonen av fyringsolje.

Og hvordan avansert oljeraffinering bør utvikle seg er også klart – det er nødvendig å bygge og sette i drift nye konverteringsprosesser for å nesten doble sin årlige kapasitet: fra 72 til 136 millioner tonn.

For eksempel, hos foretakene til verdenslederen i oljeraffineringsindustrien - USA, er andelen prosesser som utdyper raffinering mer enn 55 prosent, men i vårt land er den bare 17 prosent.

Det er mulig å endre denne situasjonen, men ved hjelp av hvilke teknologier? Å bruke det klassiske settet med prosesser er en lang og veldig kostbar vei. På det nåværende stadiet er det et presserende behov for de mest effektive teknologiene som kan brukes på alle russiske raffinerier. Søket etter slike løsninger bør utføres under hensyntagen til de spesifikke egenskapene til tungoljerester, slik som økt innhold av asfalten og harpiksholdige stoffer og et høyt koksnivå.

Det er disse egenskapene til rester som indirekte presser spesialister til konklusjonen at klassiske teknologier for tunge rester (for eksempel forkoksing, deasfaltering og termisk cracking) er begrenset i deres evne til å velge lette destillater, noe som betyr at dypere oljeraffinering med deres hjelp vil være utilstrekkelig.

Tilgjengelig moderne teknologi

De viktigste fordypningsteknologiene er basert på prosessen med forsinket koksing av tjære, som sikrer maksimalt utbytte av destillater (fra 60 til 80 prosent av det totale volumet av bearbeidede råvarer). I dette tilfellet tilhører de resulterende fraksjonene mellom- og gassoljedestillater. Middels fraksjoner sendes til hydrobehandling for å produsere diesel, og tunge gassoljefraksjoner blir utsatt for katalytisk prosessering.

Hvis vi tar land som Canada og Venezuela, har de brukt forsinket koksing i mer enn to tiår som en grunnleggende prosess for kommersiell prosessering av tunge oljer. For råvarer med høyt svovelinnhold er imidlertid koksing ikke aktuelt av miljøhensyn. I tillegg har koks med høyt svovelinnhold produsert i kolossale volumer ingen effektiv bruk som drivstoff, og å utsette den for avsvovling er rett og slett ulønnsomt.

Russland trenger ikke koks av dårlig kvalitet, spesielt i slike mengder. I tillegg er forsinket koksing en svært energikrevende prosess, skadelig fra et miljøsynspunkt og ulønnsom ved lav prosesskapasitet. På grunn av disse faktorene er det nødvendig å finne andre dypere teknologier.

Hydrocracking og gassifisering er de dyreste dype oljeraffineringsprosessene, så de vil ikke bli brukt ved russiske raffinerier i nær fremtid.

Derfor vil vi ikke ta hensyn til dem i denne artikkelen. Russland trenger de minst kapitalkrevende, men ganske effektive konverteringsteknologiene.

Jakten på slike teknologiske løsninger har pågått i lang tid, og hovedoppgaven med et slikt søk er å skaffe kvalifiserte restprodukter.

Disse er:

høysmeltende bek;
"flytende koks";
ulike merker av bitumen.

I tillegg må utbyttet av rester være minimalt for at prosesseringen gjennom koksing, gassifisering og hydrocracking skal være lønnsom.

Et av kriteriene for å velge en metode for sekundær avansert prosessering av petroleumsrester er også å oppnå et ettertraktet høykvalitetsprodukt uten å miste effektiviteten til selve teknologien. I vårt land er et slikt produkt uten tvil veibitumen av høy kvalitet, siden tilstanden til russiske veier er et evig problem.

Derfor, hvis det er mulig å velge og implementere en effektiv prosess for å oppnå mellomdestillater og rester i form av høykvalitets bitumen, vil dette gjøre det mulig å samtidig løse problemet med dypere oljeraffinering og gi veibyggingsindustrien en høykvalitets restprodukt.

Blant slike teknologiske prosesser som kan implementeres i russiske prosesseringsbedrifter, er følgende teknikker verdt å ta hensyn til:

Dette er en velkjent teknologisk prosess som brukes i produksjon av bitumen og tjære. Det er verdt å si med en gang at omtrent 80-90 prosent av tjære oppnådd ved vakuumdestillasjon av fyringsolje ikke oppfyller kvalitetskravene for kommersiell bitumen, og deres videre bearbeiding ved hjelp av oksidative prosesser er nødvendig.

Som regel, før oksidasjon, blir tjære utsatt for ytterligere visbreaking for å redusere viskositeten til det resulterende kjeledrivstoffet, samt for å redusere konsentrasjonen av parafiner som er vanskelig å oksidere i bitumenråmaterialet.

Hvis vi snakker om vakuumgassoljene oppnådd ved hjelp av denne prosessen, er de preget av:

høy tetthet (mer enn 900 kilo per kubikkmeter);
høy grad av viskositet;
høye strømningspunktverdier (ofte mer enn tretti til førti grader Celsius).

Slike svært viskøse og generelt meget parafiniske gassoljer er i hovedsak mellomprodukter som må underkastes ytterligere katalytisk prosessering. Hovedtyngden av de resulterende tjærene er kjeledrivstoff klasse M-100.

Basert på det ovennevnte, tilfredsstiller vakuumbehandling av fyringsolje ikke lenger moderne krav til prosesser som er designet for å utdype oljeraffinering, som et resultat av at det ikke bør betraktes som en grunnleggende prosess som er i stand til å radikalt øke GOR.

Propan deasfaltering brukes vanligvis til å produsere høyindeksoljer.

Deasfaltering av tjære med bensin brukes hovedsakelig til å produsere råvarer, som deretter brukes til produksjon av bitumen, selv om asfaltfasen som frigjøres i dette tilfellet ikke alltid har de egenskapene som er nødvendige for å oppnå kommersiell bitumen av den nødvendige kvaliteten. I denne forbindelse må den resulterende asfaltitten i tillegg utsettes for enten oksidasjon eller fortynning med en oljefase.

Den lette fasen av denne teknologiske prosessen er deasfaltering. Ytelsen er enda dårligere enn for vakuumgassolje:

tetthetsverdi - mer enn 920 kilo per kubikkmeter;
hellepunkt - mer enn førti grader Celsius;
høyere viskositetsverdi.

Alt dette krever ytterligere katalytisk behandling. I tillegg er deasfaltert olje, på grunn av sin høye viskositet, svært vanskelig å pumpe.

Men det største problemet med deasfaltering er dens høye energiintensitet, som er grunnen til at størrelsen på kapitalinvesteringer, sammenlignet med vakuumdestillasjon, mer enn dobles.

Hovedtyngden av den resulterende asfaltitten krever ytterligere behandling ved bruk av konverteringsprosesser: forsinket koksing eller gassifisering.

I forbindelse med alt det ovennevnte oppfyller deasfaltering heller ikke de grunnleggende kravene til teknologi designet for å samtidig utdype oljeraffinering og oppnå høykvalitets veibitumen, derfor er den heller ikke egnet som en effektiv teknologi for å øke gasstrykkforholdet.

Visbreaking av fyringsolje

Denne tekniske prosessen opplever en gjenfødelse og blir stadig mer etterspurt.

Hvis tidligere viskositet ble brukt for å redusere viskositeten til tjære, er det på det nåværende stadiet av teknologiutviklingen i ferd med å bli hovedprosessen som utdyper oljeraffinering. Nesten alle de største selskapene i verden (Chioda, Shell, KBR, Foster Wuiller, UOP, og så videre) har nylig utviklet flere originale teknologiske løsninger.

De viktigste fordelene med disse moderne termiske prosessene er:

enkelhet;
høy grad av pålitelighet;
lave kostnader for nødvendig utstyr;
økning i utbyttet av mellomdestillater hentet fra tungoljerester med 40 - 60 prosent.

I tillegg gjør moderne visbreaking det mulig å skaffe veibitumen av høy kvalitet og energidrivstoff som "flytende koks".

For eksempel sender så store selskaper som Chioda og Shell tunge gassoljer (både vakuum og atmosfæriske) til harde crackingsovner, noe som eliminerer frigjøring av fraksjoner hvis kokepunkt er mer enn 370 grader Celsius. I de resulterende produktene er det bare bensin- og dieseldestillater og en veldig tung rest, men det er ingen tunge typer gassoljer i det hele tatt!

Teknologi "Visbreaking - TERMAKAT"

Denne moderne teknologien gjør det mulig å få fra 88 til 93 prosent av diesel- og bensindestillater fra bearbeidet fyringsolje.

Ved utviklingen av Visbreaking-TERMAKAT-teknologien var det mulig å kontrollere to parallelle prosesser samtidig: termisk destruksjon og termopolykondensering. I dette tilfellet skjer ødeleggelse i en forlenget modus, og termopolykondensering skjer i en forsinket modus.