Бензин делают из нефти

Как делают бензин

Бензин — топливная жидкость. Но всем интересно, как делают бензин. Методы изготовления такой смеси требуют строгого следования технологии, научного соблюдения химических законов и немалого труда специалистов. Рассмотрим, как и из чего делают бензин.

Как производят бензин в промышленности

Основой для получения бензина является нефть. После ее перегонки получают не только горючие смеси (бензин, керосин, дизельное топливо), но и много других полезных органических продуктов, например мазут. Ископаемое «черное золото» на 85% состоит из углерода и на 15% из водорода, которые создают сотни связей — углеводородов.

Методы производства бензина включают два основных способа: прямую перегонку и более совершенные технологии. Например:

• термический крекинг;
• каталитический крекинг;
• каталитический риформинг;
• гидрориформинг;
• платформинг.

Очистка сырой нефти

Для производства бензина из нефти, которая содержит все углеводороды, нужно ее переработать. В результате получают сырье, из которого изготавливают полезные вещества. Очистка сырой нефти — разделение ее компонентов на фракции. Процесс получения бензина начинается с одного из двух способов очистки:

1. Термическая фракционная перегонка, при которой различные вещества выделяются при разной температуре кипения. Это — старый и распространенный способ выделения из нефти необходимых фракций. При этом нефтяные испарения конденсируются в жидкость для дальнейшей переработки.
2. Химическая фракционная обработка позволяет из одних компонентов получать другие. Такая очистка называется конверсией. В результате конверсии длинные углеводородные цепи разбиваются на более короткие.

Первичная переработка

Первая стадия технологии производства бензина из нефти — атмосферное фракционирование, при котором нефтяное сырье разделяется на фракции. Атмосферная перегонка проходит в заданном температурном интервале (не более 350°С), т. к. при температурах выше указанного значения углеводородные вещества разрушаются.

Первичная переработка включает 2 технологических процесса:

• атмосферную перегонку;
• вакуумную дистилляцию.

Нефтеперерабатывающие заводы эти процессы проводят в одной установке, которая называется АВТ, или атмосферно-вакуумной трубчаткой. Часто с аппаратом АВТ используется ЭЛОУ (электро-обессоливающая установка). Вакуумная дистилляция нужна для разделения на фракции остатка атмосферной переработки — мазута. При этом нефть нагревается до 600°С при пониженном давлении. В результате получают гудрон (темное высоковязкое вещество).

Вторичная переработка

Вторичные процессы при производстве бензина из нефти увеличивают количество видов моторного топлива. Во время вторичной переработки происходит химическая модификация углеводородных молекул, при которой они преобразуются в формы, удобные для дальнейшего окисления.

Вторичная переработка имеет 3 основных направления:

1. Углубляющее — термический и каталитический крекинг, гидрокрекинг, висбрекинг, коксование, производство битума и др.
2. Облагораживающее — гидроочистка, риформинг, изомеризация и другие процессы.
3. Производство масел и ароматических веществ, алкилирование, МТБЭ и т. п.

Каталитический риформинг

В процессе каталитического риформинга происходит ароматизация, т. е. образование ароматических веществ, повышение содержания аренов и газов, содержащих водород.

С помощью риформинга получают:

• неэтилированный высокооктановый бензин с повышением его октанового числа;
• арены (ароматические углеводороды);
• водосодержащий газ для последующей гидроочистки (изомеризации, гидрокрекинга и других процессов).

Жидкий риформат является высокооктановым компонентом авиационного и автомобильного топлива, а также из него выделяются ароматические вещества и газы, подвергающиеся разделению. Водород, выделяющийся при этом, дешевле, чем специально получаемый. В риформинге он используется для восполнения потери циркулирующих газов.

Каталитический крекинг — важный процесс термической переработки углеводородных фракций, при котором получают высокооктановое топливо, непредельные жирные газы и легкий газойль. При этом происходит глубокая переработка нефти с помощью эффективных катализаторов из алюмосиликатов, имеющих большой срок службы.

Процесс каталитического крекинга отличается эксплуатационной гибкостью и универсальностью. Он дает возможность разделять нефтяные фракции на высокооктановый бензин и газы, богатые пропиленом, бутенами и изобутаном. Крекинг легко совмещается со смежными процессами (гидроочисткой, гидрокрекингом, адсорбционной очисткой, алкилированием, деасфальтизацией и др.).

Основными реакциями при каталитическом крекинге являются:

• перераспределение водорода — гидрирование и дегидрирование;
• деалкилирование;
• полимеризация;
• дегидроциклизация;
• изомеризация;
• циклизация;
• реакции с олефинами;
• алкилирование;
• получение тяжелых веществ, которые в дальнейшем конденсируются до образования кокса.

Распространенный физический метод извлечь бензин из нефти — прямая перегонка, при которой нефть разделяется на фракции при разной температуре кипения. При нагревании нефти образуются пары, которые собирают и частями конденсируют. При перегонке получаются дистилляты топлива и мазутный остаток, используемый для изготовления смазочных масел.

Прямая перегонка нефти — единый технологический процесс в установке непрерывного производства (испарения и фракционирования дистиллятов). Пар подогреваемой нефти поднимается наверх в специальном резервуаре, разделенном металлическими дисками, которые имеют отверстия с колпачками. Смесь поднимающихся паров при охлаждении конденсируется на тарелках резервуара.

Вверху резервуар орошается частью легкокипящих фракций, а пары выводятся, подвергаются охлаждению и, конденсируясь, превращаются в жидкое топливо. При прямой перегонке получается до 15% бензина (от массы перерабатываемого сырья), а также образуются многие полезные продукты, такие как керосин, лигроин, солярка и др.

На дне резервуара остается мазут, используемый при помощи дальнейшего нагревания (свыше 400°С) для производства масляных продуктов. Из остатков производства масел получают полугудрон и гудрон, после обработки которых серной кислотой изготовляют высоковязкое смазочное масло (в т. ч. авиационное).

Преобразование линейных углеводородов в соединения более разветвленной цепи, имеющих высокое октановое значение, называется изомеризацией. Низкооктановые фракции при помощи катализаторов превращают сырье в высокооктановый бензин. Изомеризация сопровождает процесс переработки нефти (крекинг, пиролиз).

При помощи изомеризации получаются соединения с другим расположением групп атомов, но не изменяется состав и молекулярная масса вещества. Изомеризация извлекает из бензина ароматические углеводороды, легкие фракции с низким октановым числом, олефины и бензол.

Технология изомеризации использует катализаторы с заданными каталитическими и химическими характеристиками, которые устойчивы к действию ядов. Уникальность данного процесса — в сочетании с селективной жидкой адсорбцией на молекулярных ситах. Это увеличивает конверсию парафинов и повышает характеристику легкого бензина прямой перегонки.

Производство высокооктанового бензина из непредельного углеводородного газа называется алкилированием. При соединении алкана и алкена происходит реакция, в результате которой получается алкан, где число атомов углерода равно сумме атомов в исходных алкене и алкане. Молекулы алканов имеют большее октановое число, чем у алкенов, поэтому получаемое топливо отличается теми же характеристиками.

Сырьем для алкилирования является ББФ (бутан-бутиленовая фракция), получаемая при каталитическом крекинге. Основные составляющие ББФ — бутилен и изобутан. В качестве катализаторов используются фтористоводородная и серная кислоты. Но большая токсичность и высокая летучесть фтора не позволяют широко его использовать в промышленности, поэтому в нефтепереработке применяется сернокислотное алкилирование.

Компаундирование

Управляемое смешение нефти называется компаундированием. С помощью этой технологии несколько потоков смешиваются в один. При неуправляемом смешении показатели качества нефти во времени не стабильны и варьируются в зависимости от разного режима перекачки. Тогда как при компаундировании происходит сглаживание нестабильного потока дозированной подкачкой высокосернистой смеси в поток нефти с запасом качества.

Для регулирования потоков устанавливаются заслонки. Само регулирование проходит в 3 этапа:

• по отношению расходов потоков;
• по давлению на входе потока;
• по количеству серы на выходе.

В процессе компаундирования контролируются:

• плотность в потоке;
• температура в потоке;
• расход нефти в потоке.

В процессе управляемого смешения сокращаются выбросы серы. Возрастает стабильность качества нефтяных продуктов. Тогда как при неуправляемом смешении отмечается неравномерность качественных характеристик сырья. Компаундирование позволяет сделать поставки потребителям стабильными и качественными.

Лабораторная проверка

Лабораторная проверка изучает параметры горючих и смазочных веществ. Исследованию подлежат:

• бензин;
• дизельное топливо;
• керосин;
• моторные масла;
• нефть.

Перечень вопросов, стоящих перед экспертами, проводящими исследования:

• соответствие технологии изготовления топлива или ГСМ принятым стандартам;
• соответствие состава нефтепродуктов стандартам для этой марки;
• возможность этого топлива или ГСМ стать причиной для выхода из строя двигателей или механических узлов.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

При переработке барреля нефти (159 л) объем нефти увеличивается на 9 л (до 168 л). Из этого количества сырья производят:

• бензина — 102 л;
• дизельного топлива — 30 л;
• авиационного бензина — 25 л;
• газа после перегонки — 11 л;
• кокса — 10 л;
• мазута — 5,6 л;
• сжиженного газа — 4,5 л;
• древесного угля — 1,5 кг;
• газа пропан — 12 баллонов;
• моторного масла — 1 л.

Как производят бензин в домашних условиях

Методом прямой перегонки можно получить бензин в домашних условиях. При нагревании нефтяного сырья происходит испарение топлива, для чего из основной емкости в другую проводится трубка. При разных температурах получают различные нефтепродукты:

• бензин — +35…+250°С;
• керосин — +150…+305°С;
• дизельное топливо — +150…+360°С.

Схема перегонного аппарата такая же, как и у самогонного. Но домашнее производство бензина имеет много недостатков. Это и малый выход топлива (150 мл из 1 л нефти), и низкое октановое число (не выше 60 ед.). Чтобы поднять октановый уровень до 92 или 95 бензина нужны добавки и присадки. Гораздо практичнее делать бензин из различных отходов, соломы, использованных шин, древесного угля и т. п.

Получение газового бензина

При извлечении углеводородов при переработке газов происходит их отбензинивание при помощи твердых сорбентов. Необходимо повысить поглощение активированным углем удельного количества углеводородов. Для этого в уголь добавляют растворитель типа толуола с дималеинимидом (0,1-1%). Затем через слой угля пропускают попутный или природный газ.

На специфически обработанном в течение 2 часов угле происходит удельное поглощение тяжелых углеводородов. Через насыщенный сорбент пропускают пар в таком же направлении, что и газ для отбензинивания. После чего сорбент сушат и используют в следующих циклах. Газоконденсат сепарируют. Это автоматически приводит к получению стабильного газового бензина.

Стоимость производства бензина из газа снижается за счет предварительной обработки сорбента и увеличения его поглотительного свойства больше чем на 50%. Это позволяет отказаться от применения пропускаемого через уголь стабильного вещества или уменьшить его количество. Уменьшаются затраты по использованию колонн и оснащенности аппаратурой.

Как делают бензин из нефти – топливо своими руками

Финансовый кризис демонстрирует неприятную ситуацию: цены на нефть падают, но стоимость бензина увеличивается. Создание автомобильного топлива не требует собственного завода со сложными механизмами и специальных знаний — процесс производства бензина достаточно простой.

Как делают бензин в промышленности

Топливо для автомобилей вырабатывается из нефти, которая, в свою очередь, состоит из двух компонентов:

• Углерод — содержание около 85%;
• Водород — содержание около 15%.

Два необходимых компонента тесно связаны между собой. Они соединяются на молекулярном уровне, образуя углеводород. От количества одного из двух компонентов, а также сложности состава зависит категория жидкости.

Бензин из нефти добывают двумя способами — прямой перегонкой или крекингом. Второй процесс является более популярным, равно как и технологически совершенным, поэтому используется в промышленности.

Один баррель содержит 159 литров. При переработке этого объёма количество нефти увеличивается до 168 литров, из чего можно произвести:

• 102 литра бензиновой смеси;
• 30 л дизельной;
• 25 л авиационного топлива;
• 11 л нефтезаводского газа, получаемого после перегонки;
• 10 л нефтяного кокса — вторичный продукт;
• 5,6 л мазута, который используется для отопления дома или питания кораблей, локомотивов и генераторов;
• 4,5 л сжиженного газа;
• Полтора килограмма древесного угля;
• 12 баллонов газа пропан;
• Литр моторного масла.

Процесс прямой перегонки для создания бензина

Этот способ является самым простым и был открыть раньше других. Такой процесс отличается малым КПД перегонки нефти в топливо, но может быть воспроизведён самостоятельно.

Суть перегонки заключается в нагревании нефти. При высоких температурах по очереди испаряются требуемые элементы, в конечном итоге оставляя бензин. Процесс проходит в закрытой ёмкости, которая имеет особое атмосферное давление. Отвод газов происходит через специальную трубку. От температуры зависит состав получаемой смеси:

• При температуре 35–200°C производится бензин;
• При 150–305°C — керосин;
• При 150–360°C — дизельное топливо.

Недостатки прямой перегонки нефти:

1. Малый объём полученного топлива. Из одного барелля подготовленной нефти можно произвести примерно 25 л бензина — около 15% от изначального объёма.
2. Полученное горючее имеет низкое октановое число (показатель, который говорит о способности топлива сопротивляться воспламенению при сжатии. Чем больше коэффициент, тем более устойчиво к детонации топливо) — порядка 50–60 единиц. Для его повышения до привычных 92–95 понадобится добавить множество присадок и спиртов.

Процесс перегонки давно устарел — для массового производства такой способ невыгоден. Тем не менее, этот процесс можно повторить самостоятельно, ведь он не требует дорогого оборудования и особых умений.

Риформинг

Высокотехнологический процесс, который используется для получения высококачественного бензина и прочего топлива, а также ароматических углеводородов. Он является очень сложным, но принцип таков: нефть разделяют на составляющие части с помощью химических реакций, уменьшая в ней количество воды и избавляясь от тех или иных соединений, делая смесь более простой, что и образует топливо.

Преимущества риформинга:

1. Высокий КПД — бензина на выходе получается до 40–50% от первоначального объёма нефти. Это в среднем в три раза более эффективно, нежели перегонка. Так, из барреля получается около 80 литров горючего, что позволяет рациональнее расходовать ограниченную в количестве нефть.
2. Более высокое октановое число, достигающее 80 единиц. Разумеется, такой бензин не может быть использован сразу, но он требует меньшего количества присадок, что позволяет сократить расходы при производстве, а сам бензин сделать более качественным и «натуральным».

Современные специалисты в области обработки нефти стремятся прийти к полному отказу от использования присадок. Для этого разрабатываются технологии вроде крекинга, платформинга и прочих.

Недостаток способа в плане производства бензина самостоятельно лишь один. Этот процесс является очень сложным, требуя точного контроля и серьёзной подготовки — оборудования и знаний.

Октановое число топлива

Чем больше показатель ОЧ, тем более безопасным для топливной системы является бензин. Горючее очень плохого качества создаёт риск взрыва двигателя. Для повышения октанового числа используются дополнительные компоненты:

• Спирты;
• Эфиры;
• Алкилы;
• Присадки, повышающие стойкость к замерзанию.

Повышается октановое число разными способами

Ранее также использовался тетраэтилсвинец. Он отлично справлялся с работой, но негативно влиял на здоровье водителей и природы в целом, оседая в лёгких и вызывая рак. Разрешённые присадки позволяют создавать безопасное как для двигателя, так и для экологии топливо как в лаборатории, так и самостоятельно.

Контроль качества. Проверка топлива

На территории каждого производства есть лаборатория. В ней отслеживается качество нефти и продуктов, получаемых из неё. Контролю подлежит каждый этап создания топлива от завоза сырья до окончательной смеси.

Конечная проверка бензина в лаборатории занимает три часа. Эксперты ориентируются на цвет, а также состав — топливо не должно содержать воду и примеси в количествах, превышающих норму. На вид бензин должен быть прозрачным и без осадка. Дизельное топливо может иметь желтоватый цвет.

Керосин проходит наиболее серьёзную проверку. Этот вид топлива используется в авиации, поэтому должен иметь высшее качество. Производство посещает военный представитель, который следит за анализом керосина.

После лабораторных анализов топливо подвергается испытанию в специальном двигателе. Исследуемое топливо сравнивается с эталонным, которое имеет октановое число 100. В зависимости от того, насколько хорошо работает испытательный двигатель относительно эталонного, получают ОЧ произведённой партии топлива.

Самостоятельное производство бензина

Изучив процесс перегонки нефти можно понять, что необязательно обладать заводом и лабораторией для создания топлива. Его можно сделать на даче или в любом другом месте, используя простой агрегат и минимальные знания. Разумеется, начальное качество такого горючего оставит желать лучшего — его придётся доводить до кондиции различными присадками.

Что потребуется:

• Герметичная ёмкость с газоотводящей трубкой. Подойдёт любая железная бочка с плотной крышкой и приваренным отводом;
• Промышленный термометр, который будет следить за температурой внутри этого сосуда;
• Конденсатор — любая ёмкость, в которую при перегонке будет поступать газ из первой;
• Дистиллятор (подойдёт обыкновенный самогонный аппарат);
• Нагревающий элемент — подойдёт даже кухонная электрическая плита;
• Третья ёмкость, которая выполняет функцию водяного затвора;
• Нефть или отходы нефтепереработки (в том числе старые покрышки или отработанное масло).

Сбор установки

Подготовив все три ёмкости можно приступить к сборке. Первый сосуд (реторта) соединяется со вторым (конденсатором) посредством газоотводящей трубки. Эта конструкция является основной в процессе перегонки. Ёмкость конденсатора должна иметь шланг, который подсоединяется к трубке водяного затвора (одной из двух) — обе они располагаются под уровнем воды. Вторая трубка гидрозатвора соединяется с печью, на которую и ставится реторта. Такая конструкция является замкнутой и позволяет производить перегонку нефтепродуктов. Процесс должен проходить на открытом воздухе либо в помещении с мощной вытяжкой — пары бензина взрывоопасны!

В случае если обычную нефть найти не удалось, подойдут вторичные продукты. Это может быть мазут, отработанное машинное масло, старые покрышки и прочие отходы. Разумеется, используя такие материалы, итоговое количество топлива составит даже менее 15% от первоначального объёма.

Как использовать аппарат для перегонки

В реторту помещается нефть или её вторичные продукты. Ёмкость ставится на нагревание (если используется кухонная плита, то она обязательно должна иметь электрические конфорки — газовые создают риск воспламенения паров бензина). Конденсатор необходимо поставить в прохладное помещение (около +5°С). Если нет такой возможности, то нужно как минимум обложить трубку, соединяющую реторту и конденсатор обложить льдом.

Можно получить вполне пригодное топливо

Первую ёмкость необходимо нагреть в диапазоне температур 35–200°С. При превышении двухсот градусов получится не бензин, а другой вид топлива — дизельное или керосин. Через трубку в охлаждённую вторую ёмкость будет поступать газ, который при конденсации превращается в жидкость — основу бензина. Его пары поднимаются над нефтепродуктами в результате нагревания, так как они легче остальных веществ. В реторте останутся высококипящие составы: керосин, нефтяное масло и прочее.

В процессе работы аппарата образуется не только газ, являющийся основой бензина, но и метан (а также пропан и бутан в меньших количествах). Именно поэтому нужна трубка, которая либо выводит углеводородные газы, либо направляет их в печь, если используется система сгорания.

Для того чтобы получить больше жидкости, следует остатки после первого процесса поместить в толстостенную герметичную ёмкость и нагреть до 450 градусов. Тяжёлые составляющие нефтепродуктов разложатся, а полученная субстанция может быть перегнана ещё раз. Этот процесс является упрощённой версией крекинга, который используют в промышленности.

Повышение октанового числа

Формально, жидкость, получаемая в конденсаторе, является бензином. Она имеет недостаточное октановое число, поэтому в качестве топлива не подходит. Так, бензин прямого перегона следует обогатить присадками (подойдёт даже тетраэтилсвинец — в малых количествах, которые требуются для работы одного автомобиля, он не представляет опасности). Полученный в итоге бензин можно использовать по прямому назначению, но он, скорее всего, не подойдёт для машин с чувствительной топливной системой — малое ОЧ вкупе с примесями просто испортит дорогое транспортное средство.

Что касается использования в простых и недорогих автомобилях, которые имеют непривередливую топливную систему — самодельный бензин отлично для них подходит. Повышение октанового числа до нужного показателя происходит методом проб и ошибок, поэтому не стоит экспериментировать на чувствительных машинах.

Получение дизельного топлива и керосина самостоятельно происходит точно таким же образом, за исключением температуры нагрева в реторте. Эти виды горючего требуют 300 и 350 градусов по Цельсию соответственно.

Современные предприятия, производящие топливо, устанавливают огромную наценку на свою продукцию. В целях экономии создавать бензин и другое горючее можно самостоятельно, используя старую, но простую систему — процесс прямой перегонки. При перегонке из вторичных нефтепродуктов можно рассчитывать на эффективность около 10% объёма.

Работы должны выполняться в проветриваемом помещении с мощной вытяжкой или на свежем воздухе. В целях соблюдения безопасности крайне не рекомендуется использование открытых источников огня — процесс нагрева ёмкостей должен происходить на плите с электрической конфоркой либо на печи.

>Технология производства бензина

Перегонка

Технология производства бензина

Поступающая нефть нагревается в змеевике примерно до 320°С. Разогретые продукты подаются на промежуточные уровни в ректификационной колонне. Такая колонна может иметь от 30 до 60 расположенных с определенным интервалом поддонов и желобов. Каждый из которых имеет ванну с жидкостью. Через эту жидкость проходят поднимающиеся пары. Которые омываются стекающим вниз конденсатом. При надлежащем регулировании скорости обратного стекания (т.е. количества дистиллятов, откачиваемых назад в колонну для повторного фракционирования). Возможно получение бензина наверху колонны, керосина и светлых горючих дистиллятов точно определенных интервалов кипения на последовательно снижающихся уровнях. Для того, чтобы улучшить дальнейшее разделение, остаток от перегонки из ректификационной колонны подвергают вакуумной дистилляции.

Термический крекинг

Склонность к дополнительному разложению более тяжелых фракций сырых нефтей при нагреве выше определенной температуры привела к очень важному успеху в использовании крекинг-процесса. Когда происходит разложение высококипящих фракций нефти, углерод и углеродные связи разрушаются. Водород отрывается от молекул углеводородов и тем самым получается более широкий спектр продуктов по сравнению с составом первоначальной сырой нефти. Например, дистилляты, кипящие в интервале температур 290–400° С, в результате крекинга дают газы, бензин и тяжелые смолоподобные остаточные продукты. Крекинг-процесс позволяет увеличить выход бензина из сырой нефти путем деструкции более тяжелых дистиллятов и остатков, образовавшихся в результате первичной перегонки.

Каталитический крекинг

Катализатор – это вещество, которое ускоряет протекание химических реакций без изменения сути самих реакций. Каталитическими свойствами обладают многие вещества, включая металлы, их оксиды, различные соли.
Процесс Гудри. Исследования Э. Гудри огнеупорных глин как катализаторов привели к созданию в 1936 году эффективного катализатора на основе алюмосиликатов для крекинг-процесса. Среднекипящие дистилляты нефти в этом процессе нагревались и переводились в парообразное состояние; для увеличения скорости реакций расщепления, т.е. крекинг-процесса, и изменения характера реакций эти пары пропускались через слой катализатора. Реакции происходили при умеренных температурах 430–480°С и атмосферном давлении в отличие от процессов термического крекинга, где используются высокие давления. Процесс Гудри был первым каталитическим крекинг-процессом, успешно реализованным в промышленных масштабах.

Риформинг — это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов в бензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют более высокое октановое число, чем молекулы других углеводородов, и поэтому они предпочтительней для производства современного высокооктанового бензина. Существуют два основных вида риформинга – термический и каталитический. В первом соответствующие фракции первичной перегонки нефти превращаются в высокооктановый бензин только под воздействием высокой температуры; во втором преобразование исходного продукта происходит при одновременном воздействии как высокой температуры, так и катализаторов.

Более старый и менее эффективный термический риформинг используется до сих пор, но в развитых странах почти все установки термического риформинга заменены на установки каталитического риформинга. Если бензин является предпочтительным продуктом, то почти весь риформинг осуществляется на платиновых катализаторах, нанесенных на алюминий оксидный, или алюмосиликатный носитель. Реакции, в результате которых при каталитическом риформинге повышается октановое число, включают:

• дегидрирование нафтенов и их превращение в соответствующие ароматические соединения;
• превращение линейных парафиновых углеводородов в их разветвленные изомеры;
• гидрокрекинг тяжелых парафиновых углеводородов в легкие высокооктановые фракции;
• образование ароматических углеводородов из тяжелых парафиновых путем отщепления водорода.

Полимеризация

Кроме крекинга и риформинга существует несколько других важных процессов производства бензина. Первым из них, который стал экономически выгодным в промышленных масштабах, был процесс полимеризации, который позволил получить жидкие бензиновые фракции из олефинов, присутствующих в крекинг-газах. Полимеризация пропилена – олефина, содержащего три атома углерода, и бутилена – олефина с четырьмя атомами углерода в молекуле дает жидкий продукт, который кипит в тех же пределах, что и бензин, и имеет октановое число от 80 до 82. Нефтеперерабатывающие заводы, использующие процессы полимеризации, обычно работают на фракциях крекинг-газов, содержащих олефины с тремя и четырьмя атомами углерода.

Алкилирование

В этом процессе изобутан и газообразные олефины реагируют под действием катализаторов и образуют жидкие изопарафины, имеющие октановое число, близкое к таковому у изооктана. Вместо полимеризации изобутилена в изооктен и затем гидрогенизации его в изооктан, в данном процессе изобутан реагирует с изобутиленом и образуется непосредственно изооктан.
Все процессы алкилирования для производства моторных топлив производятся с использованием в качестве катализаторов либо серной, либо фтороводородной кислоты при температуре сначала 0–15° C, а затем 20–40° С.

Изомеризация

Другой важный путь получения высокооктанового сырья для добавления в моторное топливо – это процесс изомеризации с использованием хлорида алюминия и других подобных катализаторов.
Изомеризация используется для повышения октанового числа природного бензина и нафтенов с прямолинейными цепями.Улучшение антидетонационных свойств происходит в результате превращения нормальных пентана и гексана в изопентан и изогексан.
Процессы изомеризации приобретают важное значение, особенно в тех странах, где каталитический крекинг с целью повышения выхода бензина проводится в относительно незначительных объемах. При дополнительном этилировании, т.е. введении тетраэтилсвинца, изомеры имеют октановые числа от 94 до 107 (в настоящее время от этого способа отказались ввиду токсичности образующихся летучих алкилсвинцовых соединений, загрязняющих природную среду).

Гидрокрекинг

Давления, используемые в процессах гидрокрекинга, составляют от примерно от 70 атм. для превращения сырой нефти в сжиженный нефтяной газ (LP-газ) до более чем 175 атм., когда происходят полное коксование и с высоким выходом превращение парообразной нефти в бензин и реактивное топливо. Процессы проводят с неподвижными слоями (реже в кипящем слое) катализатора. Процесс в кипящем слое применяется исключительно для нефтяных остатков – мазута, гудрона. В других процессах также использовались остаточное топливо, но в основном – высококипящие нефтяные фракции, а кроме того, легкокипящие и средне-дистиллятные прямогонные фракции.

Катализаторами в этих процессах служат сульфидированые никель-алюминиевые, кобальт-молибден-алюминиевые, вольфрамовые материалы и благородные металлы, такие, как платина и палладий, на алюмосиликатной основе. Там, где гидрокрекинг сочетается с каталитическим крекингом и коксованием, не менее 75–80% сырья превращается в бензин и реактивное топливо. Выработка бензина и реактивных топлив может легко изменяться в зависимости от сезонных потребностей. При высоком расходе водорода выход продукции на 20–30% выше, чем количество сырья, загружаемого в установку. С некоторыми катализаторами установка работает эффективно от двух до трех лет без регенерации.

Классификация бензинов

Все бензины отличаются друг от друга. По составу, так и по свойствам. Их получают не только как продукт первичной возгонки нефти. Но и как продукт попутного газа (газовый бензин) и тяжелых фракций нефти (крекинг-бензин). Бензины классифицируют по разным основаниям, включая интервалы температур кипения, октановое число, содержание серы:

• Крекинг-бензины
• Бензин газовый
• Пиролизные бензины
• Этилированные бензины
• Крекинг-бензины

Крекинг-бензины содержат значительный процент тех компонентов, при смешении которых образуется моторное топливо. Однако их прямое использование во многих странах законодательно ограничивается. Поскольку они содержат заметное количество олефинов. А именно олефины являются одной из главных причин образования фотохимического смога. Крекинг-бензин представляет собой продукт дополнительной переработки нефти. Обычная перегонка нефти дает всего 10–20% бензина. Для увеличения его количества более тяжелые или высококипящие фракции нагревают с целью разрыва больших молекул. До размеров молекул, входящих в состав бензина. Это и называют крекингом. Крекинг мазута проводят при температуре 450–550°С. Благодаря крекингу можно получать из нефти до 70% бензина.

Бензин газовый

Бензин газовый представляет собой продукт переработки попутного нефтяного газа. Содержащий предельные углеводороды с числом атомов углерода не менее трех. Различают стабильный (БГС) и нестабильный (БГН) варианты газового бензина. БГС бывает двух марок – легкий (БЛ) и тяжелый (БТ). Применяется в качестве сырья в нефтехимии. На заводах органического синтеза. Также для компаундирования автомобильного бензина. Получения бензина с заданными свойствами путем его смешивания с другими бензинами.

Пиролизные бензины

Пиролиз – это крекинг при температурах 700–800°С. Крекинг и пиролиз позволяют довести суммарный выход бензина до 85%. Первооткрывателем крекинга и создателем проекта промышленной установки в 1891 году был русский инженер В.Г. Шухов.

Стоимость бензина

Стоимость бензина (АИ-92, АИ-95), которым мы заправляем машину, не равняется стоимости сырой нефти. Бензин делают из нё. Чтобы получился бензин, ее перерабатывают на специальных нефтеперерабатывающих заводах. Так, если цена сырой нефти поднимается, следовательно, поднимается и стоимость бензина. Вроде бы все просто. Но, удивительно: когда цена на сырую нефть падает, почему-то стоимость бензина не уменьшается. Почему? На стоимость бензина влияет куча факторов.

«Подсолнечное» масло

Вот уже год я не покупаю масло из супермаркетов. Уже год я не ем «сливочное», «подсолнечное» и прочие масла.
А знаете почему?
Потому что это яд.
Итак моё расследование началось с того, что я почувствовал, что не наедаюсь едой приготовленной дома. Однако у моей бабушки я наедался даже небольшой порцией салата. Сравнивая продукты питания я пришел к выводу, что суть этого явления заключалась в масле.
Дело в том, что моя бабушка покупала масло на рынке. Нерафинированное и недезодорированное. «Семечками пахнет» как говорилось в одной рекламе.
Я начал разбираться и пришел к определенным выводам.
Первое что меня насторожило — это цена — рафинированное масло было дешевле нерафинированного. Этого быть не может, ведь если верить официальным теориям происхождения масла, то это определенный химический процесс требующий затрат!
Далее я провел дигустацию. Нерафинированное масло было очень богато на вкус. Оно имеет мнодество вкусовых оттенком, очень тонких. От рафинированного же было просто неприятно. Было ощущение чего-то маслянистого на языке. Но не более того. Вкуса не было вообще.
Затем я посмотрел на то как настоящее масло ведет себя и как ведет себя рафинированное. Рафинированное масло было более жидким, почти как вода, в то время как настоящее масло было довольно вязким.
Так в чем же тайна производителей «масла»? Секрет прост. Его делают из нефти. А как его делают — это я выяснил чуть позже.
После перегонки нефти легкие фракции идут на производство ГСМ — бензин, керосин, машинное масло, а тяжелые фракции — мазут, битум — также могут использоваться как топливо, но чаще как стройматериалы, например при производстве дорог.
Мало кто знает, что есть ещё твердые фракции нефти — это парафины. Те самые из которых свечки делают. Они представляют собой длинные углеводородные цепочки. С помощью определенных катализаторов эти длинные молекулярные цепочки разрезаются на более короткие, и уже эта смесь коротких углеводородов гидролизуется и после небольших химических преобразований получаются жирные кислоты!
Работы по созданию пищи из нефти активно ведутся в Европе со времен Адольфа Гитлера. Именно немцы одними из первых хотели придумать легкое решение продовольственной проблемы. Первых успехов европейцы добились в 60-е годы. Уже в 70-е началась борьба с такими продуктами питания. Вспомните фильм с Луи де Фюнесом «Крылышко или ножка». Там была обсмеяна одна из таких корпораций.
Нам заливают про «трансжиры», про «хороший и нехороший холестерин». Но вдумайтесь — а почему в нашей стране такой уровень сердечно-сосудистых заболеваний? Ведь образ жизни россиянина мало чем отличается от образа жизни советского человека. Также ходят на работу, причем много людей с малоподвижным образом жизни было и в те времена.
Я связываю это всё с жирами искусственного происхождения.
Каким образом из этих жиров стали делать продукты питания? Дело в том, что эти жиры изначально предназначались все-таки не для питания, а для того, чтобы производить мыло. Обычно банное мыло. И как раз из них мыло лучше чем натуральное — от него дохнут грибки и бактерии на теле. Но мыло — продукт наружнего применения.
Как выявить — есть в продукте «плохое» масло или его нет? Очень просто — берете упаковку и читаете. Если вы видите надпись «жир кондитерский» или «пальмовое масло», или ещё какое экзотическое, то знайте — перед вами продукт нефтехимии.
Я решил для себя проблему подсолнечного масла так — я теперь и сам покупаю его на базаре. Будем надеяться, что тот завод, который это масло производит, не перейдет в ближайшее время на «передовые европейские технологии».

ЗА БАРАНКОЙ

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 дляустойчивости 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!

ИТАК, процесс по пунктам:

• 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.

Сейчас небольшое видео, для тех, кому лень читать.

Как проходит процесс получения бензина из нефти?

Автор статьи Владимир Хомутко Время на чтение: 4 минуты АА 16946 Отправим материал вам на: Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных Как проходит процесс получения бензина из нефти?

Нефть является сложной смесью углеводородных соединений. В сыром виде она практически не применяется, и для того, чтобы получить нефтепродукты, пригодные для использования, её необходимо переработать. Суть переработки сырой нефти заключается в разложении её на фракции и в дальнейшей их переработке.

Происходит переработка нефти с целью получения высококачественного топлива на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях, называемых НПЗ. Многим интересно было бы узнать, можно ли воспроизвести процесс получения бензина из нефти в домашних условиях и вообще, каким образом получают это топливо в современных условиях. Об этом мы и расскажем в этой статье.

Стоит сразу отметить, что помимо бензина из нефти получают еще много практически необходимых продуктов. К ним относятся дизельные моторные топлива, керосины, мазуты, смазочные и другие масла и многое, многое другое. Можно сказать, что это полезное ископаемое в современном мире используется со всей максимально возможной эффективностью.

Химически нефть на 80-85 процентов состоит из углерода и на 12-14-ть – из водорода. Остальное – это сернистые и азотистые соединения, немного кислорода и металлических примесей.

Углеводородные нефтяные соединения делятся на легкие и тяжелые, нафтеновые, парафиновые и ароматические, и так далее.

Нефть перегоняют в бензин с помощью целой серии химических температурных процессов. Так называемый прямогонный бензин получают путем прямой перегонки нефтяного сырья, и в дальнейшем полученные в результате этого технологического процесса фракции поступают на вторичную переработку, видов которой – достаточно много (каталитический риформинг, гидрокрекинг, каталитический и термический крекинг и так далее). Но – обо всем по порядку.

Прямая перегонка (ректификация) нефти

С помощью такой методики бензин начали получать на заре развития автомобилестроения. Сам процесс происходит в так называемых ректификационных колоннах, однако прямую перегонку можно осуществить и в домашних условиях, о чем мы поговорим несколько позднее.

Суть этого процесса заключается в том, что сырую нефти нагревают, и с постепенным повышением температуры она разделяется на фракции, имеющие различную температуру кипения.

Процесс может происходить как при атмосферном значении давления, так и в вакууме различной глубины.

В процессе ректификации из нефти при разных температурах испаряются летучие фракции, такие, как:

• бензиновая фракция (испаряется первым при температурах до 180-ти градусов);
• керосин (испарение происходит в температурном диапазоне от 150-ти до 305-ти градусов);
• дизельное топливо (температуры выкипания – от 180-ти до 360-ти градусов и выше).

Полученные бензиновые и другие пары охлаждаются и конденсируются обратно в жидкое состояние.

Сразу оговоримся, что такой способ обладаем массой существенных недостатков. К ним относятся:

• мало количество получаемого топлива (из одного литра сырья бензина таким образом выходит всего порядка 150-ти миллилитров);
• качество прямогонного бензина – очень низкое, с октановым числом в пределах от 50-ти до 60-ти единиц;
• чтобы довести прямогонный бензин до приемлемых качественных характеристик (до октанового числа выше 90-та единиц), необходимо большое количество разного рода присадок.

В настоящее время для получения бензина высокого качества используются другие, более совершенные методики. Наиболее популярными из них являются каталитический и термический крекинги.

Каталитический и термический крекинг

Сразу оговоримся – в домашних условиях эти процессы воспроизвести нельзя, поскольку они достаточно сложны и требуют специального технологического оборудования. Чтобы не загружать вас сложной физико-химической терминологией, постараемся описать эти процессы, с помощью которых нефть перерабатывают в нефтепродукты, как можно более простым и понятным языком.

Суть любого крекингового процесса заключается в разложении нефтяных компонентов на составляющие под действием высоких температур и с применением катализаторов. Другими словами, сложные углеводородные соединения разлагаются на более простые, с меньшей молекулярной массой (например, бензины).

Несомненными достоинствами таких технологий являются:

№	Полезная информация
1	значительное повышение продуктивности производства (выход, к примеру, бензина возрастает в разы – до 40-50-ти процентов)
2	его качества по сравнению с прямогонным – гораздо выше (значение октанового числа порядка 70-ти – 80-ти единиц, а при каталитическом риформинге – более 90-та)
3	для получения из бензинов, полученных такими способами, товарных нефтепродуктов требуется минимум присадок

Нередко крекинговые процессы в технологических линиях используют с другими современными технологиями – каталитическим риформингом, гидрокрекингом, изомеризацией и так далее. Все эти технологии преследуют одну цель – получение наиболее качественного топлива и увеличение глубины переработки нефтяного сырья.

Основные качественные характеристики бензинов

Основным показателем, характеризующим качеством бензинового топлива, является его октановое число, показывающее детонационную устойчивость бензина.

Другими словами детонационные процессы можно описать таким образом: в камере сгорания двигателя образуется топливно-воздушная смесь, пламя в которой распространяется с огромной скоростью – от полутора до двух с половиной тысяч метров в секунду; если значение давления в процессе этого воспламенения слишком большое, то образуются дополнительные перекиси, увеличивающие взрывную силу (детонацию), что крайне негативно сказывается на состоянии поршневой группы.

Владимир Хомутко

В настоящее время наибольшее распространение получили бензины, чье октановое число – 92, 95 и 98 единиц.

Стоит сказать, что в процессе эксплуатации детонационные процессы в двигателе могут быть спровоцированы не только топливом низкого качества, но и неисправностями самого двигателя. Неверное положение заслонки дросселя, неправильно настроенное зажигание, обедненная горючая смесь, перегрев, наличие в топливной системе нагаров и другие неисправности – все это может вызывать детонацию.

Для повышения значения октанового числа используются многочисленные присадки.

Это могут быть алкилы, эфиры, спирты, а также присадки, которые повышают устойчивость топлива к замерзанию. Ранее наиболее популярной присадкой был тетраэтилсвинец, который хорошо повышал октановое число, но был вреден для экологии окружающей нас среды. Оседая в легких человека, он значительно повышал риск возникновения раковых заболеваний. В настоящее время от его применения практически отказались, используя экологически чистые виды присадок.

Производство бензина из нефти в домашних условиях

Для получения домашнего бензина идеально подходит самогонный аппарат. Проблема остается одна – где взять сырую нефть? Этот вопрос оставим без ответа, а суть процесса перегонки нефти такова:

• берется герметичная емкость, оборудованная сверху газоотводной трубкой и высокотемпературным термометром для измерения внутренней температуры среды в емкости;
• сырая нефть заливается в емкость, которую герметично закрывают крышкой (газоотводная трубка должна быть опущена в другую емкость);
• емкость с сырьем начинают нагревать (лучше всего использовать электрические нагревательные приборы, поскольку использование газа чревато воспламенением горючей нефтяной смеси и взрывом);
• вторая емкость ставится в холодное помещение, температура в котором должна быть примерно + 5 градусов Цельсия (если такого помещения нет, тогда газоотводную трубку необходимо охладить (например, с помощью льда);

• после того, как температура в первой нагреваемой емкости достигнет значения 150-180 градусов (иногда достаточно и меньших значений) легкие бензиновые фракции начнут испаряться (чаще всего испарение начинается в пределах 100-120-ти градусов);
• поскольку либо вторая емкость, либо трубка значительно холоднее проходящих через неё нефтяных паров, происходит их конденсация, и во вторую емкость стекает уже жидкий бензин.

Вот и весь процесс получения прямогонного бензина.

Напоминаем, что его качество будет очень низким, и без добавления присадок использовать его по назначению нельзя.

Самодельный бензин из нефти / Заведется ли машина? / Научные Нубы 2.0 11:55 Заголовок Самодельный бензин из нефти / Завед … Просмотров 795,461 19:04 Заголовок Нашёл нефть и делаю из неё бензин!! … Просмотров 320,736 10:02 Заголовок Бензин из пластика.Испытание перего … Просмотров 146,509

Владимир Хомутко Рейтинг автора Автор статьи Владимир Хомутко Написано статей 195

3. Получение топлива и смазочных масел из нефти.

Основная масса жидкого топлива получает­ся путем прямой перегонки нефти (процесс протекает без нарушения структуры углеводородов сырья) или при пе­регонке химическим способом (структура углеводородов сырья изменяется).

Прямая перегонка нефти представляет собой физиче­ский процесс разделения ее на отдельные составные части — фракции, отличающиеся температурой кипения. Для этого нефть нагревают, а образовавшиеся пары отбирают и конденсируют по частям. В результате пере­гонки получают топливные дистилляты и остаток, назы­ваемый мазутом, который в дальнейшем может быть ис­пользован для химической переработки или получения смазочных масел.

Процесс прямой перегонки нефти проводят на круп­ных установках непрерывного действия, позволяющих в едином технологическом процессе осуществить испарение и фракционирование дистиллятов (рис. 2). Процесс раз­деления нефти на топливные и затем мазута на масля­ные дистилляты происходит таким образом. Подаваемая насосом 7 нефть под давлением около 1 МПа прохо­дит через теплообменники 6 дистиллятов и поступает в небольшую испари тельную колонну 8, откуда легкокипящая часть нефти идет в ректификационную колонну 2, а основная масса поступает в трубчатую печь 1. Нефть, проходя по змеевику, плавно нагревается топочными газами, движущимися сверху вниз, до температуры 330… 350°С, а затем частично испаряется. При этом скорость движения ее в змеевике все время возрастает (от 1… 2 м/с в начале змеевика до 60…80 м/с в конце), что предотвращает местные перегревы и разложение нефти. Смесь паров нефти и неиспарившейся ее части из змееви­ка трубчатой печи поступает в ректификационную колонну 2. При вводе в колонну скорость движения смеси резко возрастает, давление снижается и оставшиеся лег­кие фракции испаряются.

Пары нефти поднимаются в верхнюю часть колонны, которая разделена металлическими тарелками с отвер­стиями, прикрытыми колпачками. Сверху колонны пода­ют орошение; в качестве оросителя используют часть легкокипящей фракции. Поднимающаяся вверх по колонне смесь паров охлаждается и конденсируется на соответст­вующих тарелках. Легкокипящие фракции в паровой фа­зе достигают верха колонны и вместе с испарившимся оросителем отводятся из колонны в конденсатор-газоот­делитель 4, где одна часть их переходит в жидкую фазу, а другая остается в виде газообразной. Более тяжелые топливные фракции отводят из колонны через холодиль­ники 3 и отбирают дистилляты: бензиновый—40…200сС, керосиновый—140…300 °С и газойлевый—23О…25О°С. В остатке получается мазут, который далее используется в качестве сырья для получения масляных дистиллятов по аналогичной схеме. Во избежание расщепления масля­ных углеводородов в вакуумных трубчатых печах мазут нагревают и испаряют с применением перегретого пара при температуре до 42О…43О°С, что позволяет снизить температуру кипения и полнее испарить его. При разгон­ке мазута на ректификационной колонне получают из легкокипящих фракций маловязкие смазочные масла ти­па индустриальных; из высококипящих — средние и тя­желые масла, в том числе моторные.

Рисунок 2. Нефтеперегонная установка:

1- трубчатая печь; 2 и 5 — ректификационные колонны; 3 и 3′ — холодиль­ники; 4 — конденсатор-газоотделитель; 6 — теплообменник; 7 — насос; 8 — ис­парительная колонна.

После отгона из мазута масляных дистиллятов в ос­татке получают гудрон, а при менее глубоком отборе масляных фракций — полугудрон. Применяя глубокую обработку гудронов и полугудронов серной кислотой и очистку отбеливающими глинами, из них получают высоковязкие остаточные масла (главным образом авиаци­онные) .

Деструктивные (химические) методы переработки нефти. При прямой перегонке выход светлых фракций зависит от природы нефти и составляет, в частности, для бензинов не более 9…12 %, редко 20 %. Повышение спро­са на бензин вызвало необходимость увеличения его производства, что оказалось возможным благодаря при­менению деструктивных методов переработки. Деструк­тивный метод или процесс расщепления высокомолеку­лярных фракций на фракции с меньшей молекулярной массой получил название крекинг-процесса. Использо­вание этого процесса позволяет увеличить выход бензи­новых фракций из нефти до 50…60%.

Крекинг-процесс, протекающий под действием тепло­ты, называется термическим крекингом, а под действием теплоты и в присутствии катализатора — каталитическим. Основными факторами термического крекинга явля­ются температура, давление, время процесса и состав сырья. Например, если при 400 °С для получения 30% бензина из мазута необходимо около 12 ч, то при нагре­вании до 500 °С время процесса составляет лишь 30 с. Наиболее желательным сырьем для крекинга являются высокомолекулярные н-парафины. Непредельные углево­дороды обладают большей стойкостью к реакциям рас­щепления. При крекинге нафтеновых углеводородов про­исходит отщепление и расщепление боковых цепей; кре­кинг ароматических углеводородов сопровождается разрывом колец. В результате крекинг-процесса проис­ходят не только реакции расщепления молекул, но и раз­нообразные вторичные реакции, при которых получаются высокомолекулярные продукты уплотнения,

В состав крекинг-бензинов входит большое количест­во непредельных углеводородов, в то время как в бензи­нах прямой перегонки нефти их почти нет. Вследствие этого крекинг-бензины весьма нестойки при хранении. Для повышения стабильности в них добавляют специаль­ные вещества-антиокислители, называемые стабилизато­рами. В качестве антиокислителей применяют нафтол, фенольные фракции древесной смолы (24О…31О°С), параоксидифениламин, которые добавляют к топливу в ко­личестве сотых или тысячных долей процента.

Если крекинг-процесс осуществляется при давлений 2…5 МПа и температуре 480…500°С, он называется жидкофазным крекингом, а при давлении 0,2…0,6 МПа и тем­пературе 52О…55О°С и выше — парофазным. При паро-фазном процессе бензины более насыщены непредельны­ми углеводородами и выход жидкого топлива ниже 8 сравнении с жидкофазным.

Каталитический ‘крекинг по сравнению с термичес­ким — более совершенный технологический процесс, так как часть образующихся непредельных углеводородов превращается в предельные, которые, в свою очередь, пе­реходят в изомерную форму. Вследствие этого качество бензинов каталитического крекинга более высокое. Катализаторами служат алюмосиликаты и другие вещества.

При каталитическом крекинге с однократным пропу­сканием сырья через установку выход автомобильных бензинов составляет около 40…50 %, фракций дизельного топлива—30…40 % и газа до 10…15 %.

К разновидностям крекинг-процесса относятся: риформинг, применяемый для улучшения качества нефте­продуктов путем понижения молекулярной массы угле­водородов; деструктивная гидрогенизация — процесс, протекающий в присутствии водорода и катализатора. при давлении порядка 20…30 МПа, в результате чего происходит насыщение водородом продуктов расщепле­ния; пиролиз, протекающий при температуре около 700 °С, особенность которого — образование ароматиче­ских углеводородов; гидроформинг — один из видов ка­талитического крекинга, при котором происходит высо­кая ароматизация углеводородов (этот процесс протека­ет при температуре 48О…53О°С, давлении 2…3 МПа в присутствии водорода и катализатора — оксидов молиб­дена, ванадия, хрома, нанесенных на оксиды алюминия, магния или другого вещества; при этом процессе получа­ются бензины высокого качества).

Путем выделения из природного газа и газов крекин­га легких бензиновых углеводородов с последующим их сжижением получают газовый бензин. Перед использо­ванием его подвергают стабилизации с целью удаления летучих углеводородов. Газовый бензин находит приме­нение в качестве пускового топлива или вводится как вы­сококачественная добавка к бензинам прямой перегонки и крекинг-бензинам.

Все процессы производства смазочных масел включают ступени регулирования вязкости базового масла путем компаундирования и введения присадок с получением продуктов с заданными свойствами. Масла обычно компаундируют при 50—60 °С. При этой темпера­туре вязкость масел и присадок достаточно низки для гарантиро­ванного удовлетворительного и быстрого перемешивания. В то же время базовые масла и присадки не подвергаются значительным термическим воздействиям. Но при высоких температурах, на­пример 100 °С, скорости разложения некоторых присадок (в ча­стности, противозадирных) уже значительны. Температуры выше 100—120 °С требуются лишь в случае присадок, трудно подда­ющихся растворению, например сера в смазочно-охлаждающих жидкостях.
Масла можно компаундировать периодически в резервуарах, реакторах и смесителях или непрерывно на соответствующих установках.
При периодическом компаундировании резервуары для компаун­дирования или смесители, емкостью от 1 до 20 м3, обычно обогре­ваются и снабжены мешалками. Количество компонентов опре­деляют по массе, объему или дозируют с помощью дозировочного насоса. Оптимальное перемешивание достигается с помощью пропел­лерных мешалок, так как медленно вращающиеся лопастные ме­шалки не обеспечивают необходимой интенсивности перемешивания. При использовании циркуляционного насоса его мощность должна быть достаточной для многократной циркуляции всего объема масла со скоростью несколько оборотов в час. Старый способ перемешивания воздухом, подаваемым в резервуар для компаундирования, экономически оправдан в тех случаях, когда при температурах смешения отсутствует опасность окисления компонентов масла. В этом случае целесообразно воздух подавать в резервуар не из центральной системы, а снабдить резервуар собственной воздуходувкой. В против­ном случае возможны осложнения из-за конденсированной воды или масляного тумана, увлеченного сжатым воздухом.
Поточное смешение — непрерывное компаундирование является единственным экономически оправдан­ным способом компаундирования больших объемов товарных масел. В этом процессе все компоненты, базовые масла и присадки, дозируют в основной поток, в так называемую линию смешения. В системе Корнелла применяют два или более синхронно работающих дозировочных насоса, объемную производительность которых можно с высокой точностью регулировать автономно. Для бесперебойной работы требуется свободный доступ компонентов смешения к дозировочным насосам. В пропорциональных системах применяют раздельные дозаторы для каждого компо­нента. Вращение дозаторов сопряжено с коническими шестер­нями, соединенными с планетарными шестернями. Требуемая скорость дозирования достигается, когда планетарные шестерни дозаторов эталонного и контролируемого компонентов вращаются с одинаковой скоростью. Любое отклонение от заданного соотно­шения приводит к неравномерности движения ведомых шестерен, в результате чего изменяется положение планетарной шестерни и, следовательно, изменяется скорость подачи компонентов. Пре­имущество этой системы заключается в том, что в случае отклоне­ния от заданной композиции автоматически отключается вся аппаратура.
Установка компаундирования фирмы «Siemens and Halske» основана на этом же принципе. Планетарная шестерня заменена резьбовой гайкой, которая изменяет импульс подачи воздуха, регулируя подачу компонентов.
В настоящее время количество индивидуальных компонентов измеряют и регулируют с помощью электронных устройств. Многие эксплуатируемые установки для компаундирования масел полностью автоматизированы. Впервые такая установка («Блендомат») была применена в 1962 г. для компаундирования мотор­ных бензинов с использованием двух базовых компонентов и трех присадок. Число компонентов может изменяться.
Высокие требования, предъявляемые к эксплуатационным свойствам смазочных масел, частично достигаются подбором сырья и соответствующей очисткой исходных масляных фракций. Введение в масла в процессе компаундирования присадок, достигаются необходимые эксплуатационные свойства масел.
Эффективность присадок в маслах различного происхождения значительно зависит от оптимальной концентрации, а в случае композиции (пакета) присадок – также от оптимального сочетания компонентов.
Для получения сбалансированных композиций моторных масел отвечающих комплексу требований, смеси масел смешивают с антиокислительными, моюще-диспергирующими, противоизносно-противозадирными, депрессорными, вязкостными и антипенными присадками. Также при производстве возможно использование многофункциональных пакетов присадок включающие в себя все вышеперечисленные свойства.
НАВЕРХ