Применение газов переработки

Министерство образования и науки РТ

ГБОУ ВПО «Альметьевский государственный нефтяной институт»

Содержание

Введение

Газы нефтепереработки

Применение газов переработки

Заключение

Список литературы

Введение

В начале нефть и продукты ее переработки (керосин) применяли для освещения. Потом нефть и мазут стали употреблять как топливо для паровых котлов (пароходных и паровозных), а также для получения смазочных материалов. С появлением двигателей внутреннего сгорания, в том числе дизелей, продукты переработки нефти - керосин, соляровое масло и более тяжелые масла стали широко применять как топливо. Именно это вызвало быстрое развитие добычи и переработки нефти. Газы нефтепереработки, смеси газов, состоящие в основном из низкомолекулярных углеводородов, образующихся на нефтеперегонных установках и при термических и каталитических процессах переработки нефтяного сырья. В отличие от газов природных горючих и газов нефтяных попутных, большинство газов нефтепереработки содержат значительные количества непредельных углеводородов и водород. Исключение составляют газы, выделяющиеся при прямой перегонке нефти, а также газы каталитического риформинга и гидроформинга, которые состоят из парафиновых углеводородов (метан, этан, пропан и др.) и небольшого количества примесей (азот, кислород, углекислый газ и др.). Большое количество непредельных углеводородов находится в газах, образующихся при проведении высокотемпературных процессов (например, общее содержание непредельных углеводородов в Г. н. при жёстких режимах коксования доходит до 50% по массе, каталитического крекинга тяжёлого сырья - до 56% по массе).

Газы нефтепереработки

Газы нефтепереработки, образуются при разложении углеводородов нефти в процессах ее переработки. Различают: 1) газы нефтепереработки, обогащенные предельными углеводородами и Н2, которые образуются при первичной перегонке, риформинге, гидроочистке, гидрокрекинге; 2) обогащенные непредельными углеводородами, получающиеся при каталитической и термической крекинге, а также при коксовании,так называемые непредельными газами нефтепереработки.

Состав газов нефтепереработки существенно зависит от вида перерабатываемого сырья (нефть, дизельное топливо и т. п.) и условий его переработки. Кроме углеводородов газы нефтепереработки содержат влагу и сернистые соединения. (тиолы, H2S, CS2 и др.).

Перед использованием газов нефтепереработки в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности их разделяют на газофракционирующих установках на индивидуальные углеводороды или фракции. Процесс основан на частичной или полной конденсации газовых смесей с их последующей ректификацией в нескольких последовательно расположенных колоннах газофракционирующих установок. Различают конденсационно-ректификационные (ГФУ) и абсорбционно-ректификационные (АГФУ) установки. На первых конденсация газов достигается их компримированием и охлаждением, на вторых газы поглощаются бензином в абсорбере. На совр. нефтеперерабатывающих заводах имеются отдельные установки для разделения предельных и непредельных газов. При ректификации предельного газа на колоннах отбирают т. наз. сухой газ (Н2, СН4, С2Н6), пропановую, бутановую и пентановую фракции; в некоторых случаях выделяют этановую фракцию. Фракции углеводородов С4 и С5 разделяют соответственно на нормальный и изобутан, нормальный и изопентан. При ректификации непредельных газов выделяют, как правило, пропан-пропиленовую и бутан-бутиленовую фракции; в отдельных случаях - этан-этиленовую фракцию. Водород с примесью углеводородов отделяют в газосепараторе высокого давления на установках риформинга. Для концентрирования Н2 из отдувочных газов используют адсорбционное разделение на молекулярных ситах (метод безрегенеративной адсорбции) или пористых мембранах, а также низкотемпературное разделение. Использование метода безрегенеративной адсорбции позволяет извлекать Н2 из газов нефтепереработки в виде 90%-ного концентрата.

Разделение газов значительно отличается от разделения нефти. Сначала весь газовый поток сжимают и охлаждают. В первом контуре охлаждения используют воздух и воду. Здесь при давлении 0,5 МПа и температуре 35 °С происходит конденсация части газов С3 - С4 (метан). Получившуюся газожидкостную смесь прокачивают через колонну с бензином. Сконденсировавшиеся молекулы пропана и бутана растворяются в нем (абсорбируются).

Насыщенный газом бензин из абсорбера затем поступает на десорбцию, то есть из него при соответствующих давлениях и температурах выделяют растворенные газы.

Оставшуюся же часть исходной газовой смеси продолжают сжимать и охлаждать. Сначала это делают в аммиачном или фреоновом цикле (температура до -40 °С), далее в этановом или этиленовом (-80 °С), а при необходимости идут и еще дальше, применяя метановый холодильный цикл с температурой ниже -100 °С и давлением порядка 4 МПа.

Так поступают с газами нефтепереработки. Подобные же циклы газофракционирования используют и для переработки попутного газа, выделяемого на промыслах. Не случайно первые газоперерабатывающие заводы очень часто назывались газобензиновыми. Они и в самом деле разделяли сырье на сухой газ (смесь метана и этана), сжиженные газы С3 - С4 и газовый бензин.

Такие маломощные заводы с простейшим оборудованием как ни странно, сохранились и поныне. Они давно сосуществуют с мощными нефтеперерабатывающими заводами примерно так же, как сосуществуют крупные плавбазы и маленькие сейнера. Иногда газобензиновые заводы даже монтируют на большегрузных прицепах и баржах, и они по мере надобности кочуют с промысла на промысел.

Дело в том, что попутный газ кончается на месторождении, как правило, гораздо раньше, чем нефть. Так что его надо использовать сразу, пока он есть. И тут мобильные газобензиновые заводики как нельзя более кстати. А нефть уж можно перерабатывать на современном нефтеперерабатывающем предприятии, которое и строится и работает потом достаточно долго.

Ну, а как быть с чисто газовыми месторождениями? Для их использования тоже созданы специализированные предприятия. Чаще всего природный газ - это метан с незначительными добавками этана. Иногда природа делает подарки, добавляя в метан ценнейший гелий, так нужный многим отраслям техники. Но гораздо чаще встречаются неприятные сюрпризы - в виде примесей диоксида углерода и сероводорода.

Понятно, что такие кислые газы надо тотчас отделять от основного сырья. Иначе трубопроводы не спасут никакие антикоррозийные мероприятия. В многоступенчатой системе такой газ подвергается сорбционной отмывке водой, щелочью, специальными растворителями. Потом на основе выделенного сероводорода получают серную кислоту или чистую серу.

Иногда бывает, что в залежи находится не газ, а газожидкостная смесь метана и высших углеводородов, предшественников нефти. Иногда в качестве таковых присутствуют даже алканы, циклоалканы и арены... Представляете, дизельное топливо равномерно распределено в метановой залежи на глубине нескольких километров при давлении в десятки мегапаскалей и температуре в сотни градусов.

Но добыть это топливо не так уж просто. Газоконденсатные месторождения различаются содержанием и фракционным составом жидкой части. Когда пласт протыкают скважинами, давление в нем начинает падать. Физико-химические свойства смеси при этом меняются, она расслаивается, и жидкость скапливается на дне линзы. Если из залежи просто откачивать газ, то скорость расслаивания быстро возрастает, и жидкие углеводороды из смеси быстро растекаются, навсегда оставаясь в недрах. При сегодняшнем развитии техники поднять на поверхность их не удается.

Чтобы таких потерь не было, поступают следующим образом. Газ из конденсатных месторождений поступает в абсорберы. Из него под давлением вымывают тяжелые углеводороды. А затем часть сухого газа под давлением подают обратно в залежь. Этим путем давление в пласте регулируется так, чтобы предотвратить расслоение смеси.

Конечно, все это требует дополнительных расходов, но затраты окупаются сторицей. Месторождение одновременно дает и газ, и дизельное топливо.

Примерный состав газов, образующихся при различных процессах нефтепереработки приведен в таблице (% по массе).

Применение газов переработки

Газы нефтепереработки используют в качестве топлива, источника Н2 для процессов гидрогенизации; этановую и пропановую фракции-в качестве хладагента, бытового сжиженного газа; сырья для пиролиза; бутановую и изобутановую-для получения высокооктановых бензинов; пентановую и изопентановую-также для получения бензинов, в производстве изопренового каучука; пропан-пропиленовую-для получения полимер-бензинов, полимеров, ацетона; бутан-бутиленовую-для синтеза бутиловых спиртов, моющих средств, кумола, метил-шреш-бутилового эфира, в процессах алкилирования с целью получения высокооктановых бензинов.

Заключение

газ нефть переработка углеводород

Так перерабатывают нефтезаводские, попутные и природные газы. Ресурсы их велики, однако используются до сих пор они не полностью. В целом из газов извлекается для дальнейшего использования около 65% бутанов, 35 - 40% пропана и менее 8% этана. Технологические установки перегонки нефти предназначены для разделения нефти на фракции и последующей переработки или использования их как компоненты товарных нефтепродуктов. Они составляют основу всех НПЗ. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырье для вторичных процессов и для нефтехимических производств. От их работы зависят ассортимент и качество получаемых компонентов и технико-экономические показатели последующих процессов переработки нефтяного сырья.

Список литературы

1. «Основы нефтегазового дела», Коршак А.А., Шаммазов А.М.:, 2005.

. Особенности переработки сернистых нефтей и охрана окружающей среды, Рудин М.Г., Драбкин А.Е., М.:, 2007;

. Газофракционирующие установки,; Сорокин Я.Г. М., 2009.