В зависимости от уровня потребности региона в тех или иных нефтепродуктах, физико-химических свойств нефти, уровня развития техники, нефть, добываемую в этом регионе или поставляемую по трубопроводу, железной дороге или водным путем, перерабатывают по одному из трех вариантов: топливному, топливно-масляному или комплексному (нефтехимическому).
По топливному варианту нефть перерабатывают в основном на моторные и котельные топлива. Этот вариант переработки может быть неглубоким и ограничиваться отбором только потенциального содержания названных продуктов из нефти, или глубоким, который характеризуется высоким выходом светлых нефтепродуктов (температура кипения до 360 °С) и малым выходом котельных топлив. В связи с чем, возрастает и число технологических процессов, которые позволяют получать из мазутов дополнительное количество светлых нефтепродуктов (каткрекинг, гидрокрекинг, коксование, термокрекинг) или повышать их качественные характеристики (риформинг, изомеризация, гидроочистка). Для неглубокой переработки по топливному варианту характерно небольшое количество технологических установок.
По топливно–масляному варианту нефть перерабатывается не только в топливо, но одновременно с этим из нее получают и минеральные масла. В связи с чем, возникает необходимость в дополнительных технологических процессах, позволяющих получать из нефти дистиллятные и остаточные масляные фракции, проводить их очистку от асфальто-смолистых веществ (фенольная, фурфурольная, N-метилпирромидольная очистка, деасфальтизация), доочистку масляных фракций и парафинов (очистка отбеливающими землями, гидроочистка др.).
По комплексному (нефтехимическому) варианту из нефти получают не только топлива и масла и ряд других продуктов нефтепереработки, но и сырье для нефтехимических производств и сами продукты органического синтеза. В связи с этим, в составе завода дополнительно появляются технологические установки подготовки сырья для синтезов (установки пиролиза, депарафинизации масел и дизельных топлив, четкой ректификации, изомеризации, риформинга с блоком экстракции ароматических углеводородов, получения синтез-газа и др.), а также установки проведения синтезов (производство этилбензола и стирола, альдегидов, кетонов, спиртов, кислот, синтетического каучука, волокон и др.).
3.4. Основные принципы выбора варианта переработки нефти и газа
Наряду с потребностью региона в тех или иных продуктах нефтепереработки, вторым основным критерием при выборе варианта переработки являются физико-химические свойства самой нефти, потенциальное содержание в ее составе тех или иных фракций и их физико-химические свойства.
С целью проведения всестороннего анализа нефти, при выборе оптимального варианта ее переработки ее подвергают разгонке с определением истинных температур кипения (ИТК) и методом ОИ. Далее, анализируя отдельные фракции нефти, строят зависимости плотности, вязкости, молекулярной массы, температуры вспышки и других характеристик от состава. При этом используют следующую методику.
На установке разгонки нефти с ректификационной колонкой от нефти отбирают фракции по 3 мас. % с последующим анализом каждой из них. После этого строят графики зависимости физико-химических свойств от состава нефти, пользуясь которыми, можно для исследуемой нефти определить выход любой фракции и ее качество;
Дополнительно к основной разгонке, проводят разгонку на фракции шириной 10 °С для светлой части (н.к.–350 °С – бензинов, керосинов, дизельных топлив). Составляют из этих фракций смеси, (например, выкипающие до 60 °С, до 70 °С, до 90 °С и т.д. для бензинов) и определяют их физико-химические свойства. Затем, в зависимости от заданной доли отгона по этим графикам можно определить свойства бензинов, керосинов.
Потенциальное содержание дистиллятных и остаточных масел в нефтях определяют адсорбционным методом. Масляные дистилляты подвергают депарафинизации, а гудроны – деасфальтизации с последующим разделением на силикагеле с использованием различных селективных растворителей. В итоге выделяют парафино-нафтеновую часть, легкую, среднюю и тяжелую ароматику и смолы. Далее, смешивая парафино-нафтеновую часть последовательно с легкой, средней, тяжелой ароматикой и смолами получают дистиллятные и остаточные масла заданного состава.
Суммируя выходы дистиллятного и остаточного масел, вычисляют потенциальное содержание масел в нефти.
О выходе и качестве остатков судят на основании зависимостей, полученных по следующей методике. От мазута под глубоким вакуумом отбирают ряд узких фракций до образования высококонцентрированного остатка, который затем анализируют. Далее к остатку последовательно добавляют отогнанные фракции (начиная с последней) и анализируют полученные смеси. На основании полученных данных строят кривые зависимости качества остатков от их состава.
В итоге, проведя такой всесторонний анализ, получают полную картину потенциального содержания в нефти отдельных фракций и качества этих фракций, на основании чего можно сделать вывод о возможности переработки нефти по тому или иному варианту.
Глава 4
ПОДГОТОВКА И ПЕРЕРАБОТКА УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ