Rafinerie

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 17. června 2020; kontroly vyžadují 6 úprav .

Ropná rafinérie  je průmyslový podnik , jehož hlavní funkcí je zpracování ropy na benzín , letecký petrolej , topný olej , motorovou naftu , mazací oleje, maziva, bitumen , ropný koks , suroviny pro petrochemii [1] [2] [3] . Výrobní cyklus rafinérie se obvykle skládá z přípravy surovin, primární destilace ropy a sekundárního zpracování ropných frakcí: katalytické krakování, katalytické reformování, koksování , visbreaking , hydrokrakování , hydrorafinace a míchání složek hotových ropných produktů [4] .

V rafinerii nebo v její blízkosti se obvykle nachází tankoviště pro skladování vstupních surovin ropy a také velkých objemů kapalných produktů.

Rafinérie se vyznačují následujícími ukazateli:

Podle časopisu Oil and Gas fungovalo k 31. prosinci 2014 ve světě 636 ropných rafinerií s celkovou kapacitou 87,75 mil. barelů (13 951 000 m 3 ). Rafinérie Jamnagar v Indii je od 25. prosince 2008 největší rafinérií se zpracovatelskou kapacitou 1,24 milionu barelů (197 000 m 3 ) [5] [6] .

Historie

Rafinace ropy tovární metodou byla poprvé provedena v Rusku: v roce 1745 dostal horník Fjodor Saveljevič Prjadunov povolení k těžbě ropy ze dna řeky Ukhta a vybudoval primitivní ropnou rafinerii, chronologicky první na světě. [7] Poté, co Pryadunov shromáždil 40 liber ropy z hladiny řeky, ji v roce 1748 dopravil do Moskvy a destiloval ji v laboratoři Berg Collegium , čímž získal produkt podobný petroleji. [osm]

V roce 1823 byla u vesnice Akki-Yurt poblíž města Mozdok spuštěna kostka na destilaci ropy, kterou vynalezl nevolník Vasilij Alekseev Dubinin a jeho bratři Gerasim a Makar . [9] Závod bratří Dubininů byl instalací skládající se z zděné pece, která ohřívala železnou kostku olejem o objemu cca 492 litrů, spirály procházející „lednicí“ (dřevěný sud s chladicí vodou) a v který petrolejové páry kondenzovaly, a nádoby na hotový petrolej. [10] Závod fungoval více než 20 let a byl předkem ropných rafinérií, které vznikly později v Rusku a dalších zemích.

Mnohem dokonalejší se stal závod založený Vasilijem Aleksandrovičem Kokorevem . V. A. Kokorev, N. E. Tornau a N. A. Novoselskij založili v roce 1857 akciovou Transcaspian Trading Partnership s kapitálem 2 miliony rublů a později se k nim připojil podnikatel P. I. Gubonin . Partnerství zakoupilo 12 akrů půdy v Surakhani nedaleko Baku pro výstavbu závodu na výrobu osvětlovacího oleje. Závod byl nerentabilní a brzy Vasilij Kokorev pozval Vasilije (Wilhelma) Eichlera, aby „poradil“ [11] . Eichler navrhl, aby Kokarev upustil od používání kira (minerální vody nasáklé zvětralým olejem) jako suroviny a technologického projektu vyvinutého v Německu a převedl závod na samotné zpracování ropy. Eichler také doporučil čištění petroleje. Závod postavený podle projektu Liebiga byl zlikvidován a nový závod postavený na stejném území byl navržen podle schématu bratří Dubininů. [12]

Místo německých litinových retort bylo instalováno 17 železných kostek periodického působení a pro rovnoměrnější ohřev oleje byly kulové parní kotle nahrazeny válcovými. Poprvé v technologickém procesu získávání petrolejového destilátu bylo zavedeno jeho čištění alkalickým roztokem. V důsledku těchto transformací se produkce hotového výrobku téměř zdvojnásobila.

V roce 1863 pozval Kokorev Dmitrije Mendělejeva do Surakhany . Mendělejev a Eichler provedli celou řadu experimentálních destilací. Významné změny byly provedeny v konstrukci destilačních kostek, do výroby byly zavedeny průtokové chladiče a vyvinuta nová technologie čištění. [13] [14] Výsledkem výzkumu a transformací bylo, že "rostlina Surakhani začala generovat příjmy, a to navzdory skutečnosti, že ceny petroleje začaly klesat." [patnáct]

Profily rafinérií

Dnes se hranice mezi profily stírají, podniky se stávají univerzálnějšími. Například přítomnost katalytického krakování v rafineriích umožňuje zavést výrobu polypropylenu z propylenu , který se získává ve významných množstvích při krakování jako vedlejší produkt.

V ruském průmyslu rafinace ropy se rozlišují tři profily ropných rafinérií v závislosti na schématu rafinace ropy : palivo, topný olej, palivo-petrochemický.

Palivový profil

V rafinerii palivového profilu jsou hlavními produkty různé druhy paliv a uhlíkových materiálů: motorové palivo , topný olej , hořlavé plyny, bitumen , ropný koks atd.

Sada zařízení zahrnuje: nezbytně - destilaci ropy , reformování , hydrogenační rafinaci ; navíc - vakuová destilace , katalytické krakování , izomerizace , hydrokrakování , koksování atd.

Příklady rafinerií: Moskevská rafinérie , Achinská rafinérie atd.

Profil paliva a oleje

V rafinerii palivového a olejového profilu se kromě různých druhů paliv a uhlíkových materiálů vyrábějí maziva: ropné oleje , maziva , tuhé parafíny atd.

Soubor zařízení zahrnuje: zařízení na výrobu paliv a zařízení na výrobu olejů a maziv.

Příklady: Omsk Oil Rafinery , Yaroslavnefteorgsintez , Lukoil-Nizhegorodnefteorgsintez atd.

Palivový a petrochemický profil

V palivové a petrochemické rafinérii se kromě různých druhů paliv a uhlíkových materiálů vyrábějí petrochemické produkty: polymery, činidla atd.

Soubor zařízení zahrnuje: zařízení na výrobu paliv a zařízení na výrobu petrochemických produktů ( pyrolýza , výroba polyethylenu , polypropylenu , polystyrenu , reforming zaměřený na výrobu jednotlivých aromatických uhlovodíků atd.).

Příklady: Salavatnefteorgsintez ; Ufaneftekhim .

Příprava surovin

Nejprve se olej dehydratuje a odsolí ve speciálních zařízeních, aby se oddělily soli a další nečistoty, které způsobují korozi zařízení, zpomalují praskání a snižují kvalitu rafinovaných produktů. V oleji nezůstane více než 3–4 mg/l solí a asi 0,1 % vody. Poté jde olej do primární destilace.

Primární zpracování - destilace

Kapalné ropné uhlovodíky mají různé teploty varu. Na této vlastnosti je založena destilace. Při zahřátí v destilační koloně na 350 °C se z oleje postupně oddělují různé frakce se zvyšováním teploty. Ropa v prvních rafineriích byla destilována na tyto frakce: primární benzín (vyvaří se v rozmezí teplot 28–180 °C), letecký benzín (180–240 °C) a motorová nafta (240–350 °C ). Zbytek destilace oleje byl topný olej. Až do konce 19. století byl vyhazován jako odpad. Pro destilaci ropy se obvykle používá pět destilačních kolon, ve kterých se postupně oddělují různé ropné produkty. Výtěžnost benzínu při primární destilaci ropy je nevýznamná, proto se provádí jeho sekundární zpracování pro získání většího objemu automobilového paliva.

Recyklace - krakování

Sekundární rafinace ropy se provádí tepelným nebo chemickým katalytickým štěpením produktů primární destilace ropy pro získání většího množství benzinových frakcí, ale i surovin pro následnou výrobu aromatických uhlovodíků - benzen, toluen a další. Jednou z nejběžnějších technologií tohoto cyklu je cracking .

V roce 1891 navrhli inženýři V. G. Shukhov a S. P. Gavrilov první průmyslové zařízení na světě pro kontinuální realizaci tepelného krakování - kontinuální trubkový reaktor , kde potrubí provádí nucený oběh topného oleje nebo jiné těžké ropné suroviny a v mezikruží je umístěn zásobována ohřátými spalinami. Výtěžnost lehkých složek při procesu krakování, ze kterých lze následně připravit benzín , petrolej , motorovou naftu , se pohybuje v rozmezí 40-45 až 55-60 %. Proces krakování umožňuje vyrábět z topného oleje komponenty pro výrobu mazacích olejů.

Katalytické krakování bylo objeveno ve 30. letech 20. století. Katalyzátor vybírá ze suroviny a sorbuje na sebe především ty molekuly, které jsou schopny poměrně snadno dehydrogenovat (uvolňovat vodík ). Výsledné nenasycené uhlovodíky se zvýšenou adsorpční kapacitou přicházejí do kontaktu s aktivními centry katalyzátoru. Dochází k polymeraci uhlovodíků, objevují se pryskyřice a koks . Uvolněný vodík se aktivně podílí na reakcích hydrokrakování, izomerace atd. Produkt krakování je obohacen o lehké vysoce kvalitní uhlovodíky a získává se tak široká frakce benzínu a motorové nafty, srovnatelná s produkty lehké ropy. Výsledkem jsou uhlovodíkové plyny (20 %), benzinová frakce (50 %), naftová frakce (20 %), těžký plynový olej a koks .

Hydrorafinace

Hydrorafinace se provádí na hydrogenačních katalyzátorech za použití sloučenin hliníku, kobaltu a molybdenu. Jeden z nejdůležitějších procesů při rafinaci ropy.

Úkolem procesu je čištění benzinu, petrolejových a naftových frakcí, jakož i vakuového plynového oleje od síry, dusíku obsahujících, dehtových sloučenin a kyslíku. Hydrorafinační zařízení mohou být napájena recyklovanými destiláty z krakovacích nebo koksoven, v tomto případě také probíhá proces hydrogenace olefinů. Kapacita zařízení existujících v Ruské federaci se pohybuje od 600 do 3000 tisíc tun ročně. Vodík potřebný pro hydrorafinační reakce pochází z katalytických reformátorů nebo se vyrábí ve speciálních závodech.

Surovina se mísí s plynem obsahujícím vodík o koncentraci 85-95 % objemových, pocházejícím z cirkulačních kompresorů, které udržují tlak v systému. Výsledná směs se zahřeje v peci na 280–340 °C v závislosti na surovině a poté vstupuje do reaktoru. Reakce probíhá na katalyzátorech obsahujících nikl, kobalt nebo molybden pod tlakem do 50 atm. Za takových podmínek dochází k destrukci sloučenin obsahujících síru a dusík za vzniku sirovodíku a amoniaku a také k nasycení olefinů. V procesu vlivem tepelného rozkladu vzniká nevýznamné (1,5–2 %) množství nízkooktanového benzínu a při hydrorafinaci vakuového plynového oleje vzniká i 6–8 % naftové frakce. Ve vyčištěné naftové frakci může obsah síry klesnout z 1,0 % na 0,005 % a níže. Procesní plyny se podrobují čištění za účelem extrahování sirovodíku, který se dodává k výrobě elementární síry nebo kyseliny sírové.

Clausův proces (Oxidační přeměna sirovodíku na elementární síru)

Clausův závod je aktivně využíván v ropných rafinériích pro zpracování sirovodíku z hydrogenačních závodů a úpraven aminových plynů na výrobu síry.

Tvorba hotových výrobků

Benzín , petrolej , motorová nafta a průmyslové oleje jsou klasifikovány do různých tříd v závislosti na chemickém složení. Konečnou fází rafinérské výroby je smíchání získaných komponent pro získání hotových produktů požadovaného složení. Tento proces se také nazývá míchání nebo mísení.

Význam ropných rafinérií v ekonomice a vojensko-strategickém životě státu

Stát, který nemá ropnou rafinerii, je zpravidla závislý na jakémkoli sousedovi, ve kterém se nachází, stejně jako v Bělorusku lze pozorovat, jak významnou část státního rozpočtu tvoří 2 velké ropné rafinérie v Novopolotsku a Mozyru . V Rusku tvoří rafinérie často významnou část regionálních rozpočtů.

Ve vojensko-strategickém plánu hraje obrovskou roli také ropná rafinerie, která je zpravidla jedním z hlavních objektů, na které se uskutečňují první raketové a pumové údery spolu s nejdůležitějšími vojenskými zařízeními, což se děje v r. rozkaz ponechat nepřítele bez paliva.

Viz také

Literatura

Poznámky

  1. ↑ Gary, JH; Handwerk, GE Technologie a ekonomika rafinace ropy  . — 2. — Marcel Dekker, Inc., 1984. - ISBN 978-0-8247-7150-8 .
  2. ↑ Leffler, W.L. Rafinace ropy pro netechnické osoby  . — 2. — PennWell Books, 1985. - ISBN 978-0-87814-280-4 .
  3. ↑ James G., Speight. The Chemistry and Technology of Petroleum  (anglicky) . - Čtvrtý. — CRC Press , 2006.
  4. ↑ Virtuální komplex na zpracování ropy a plynu (nepřístupný odkaz) . Ruská státní univerzita ropy a zemního plynu pojmenovaná po I. M. Gubkinovi . Získáno 3. února 2011. Archivováno z originálu dne 4. května 2011. 
  5. ↑ Reliance zadává největší světovou rafinerii  (26. prosince 2008). Archivováno z originálu 20. dubna 2019. Staženo 9. ledna 2019.
  6. ↑ Top 10 velkých ropných rafinérií . hydrocarbons-technology.com . Získáno 23. února 2018. Archivováno z originálu 11. července 2014.
  7. ↑ Vznik ropného průmyslu v Rusku . Staženo 16. ledna 2019. Archivováno z originálu 16. ledna 2019.
  8. ↑ Horská encyklopedie - Prydunov f. S. . www.terminy.info Staženo 16. ledna 2019. Archivováno z originálu 16. ledna 2019.
  9. ↑ Petrolej bratří nevolníků . profile.ru. Staženo 16. ledna 2019. Archivováno z originálu 16. ledna 2019.
  10. ↑ Před 195 lety vytvořili bratři Dubininové první rafinerii ropy na světě . ruskline.ru. Staženo 16. ledna 2019. Archivováno z originálu 16. ledna 2019.
  11. ↑ Eichler Vasily Evstafievich - slavný chemik z Baku . Získáno 8. března 2022. Archivováno z originálu dne 18. ledna 2021.
  12. ↑ Lisichkin S.M. Vynikající osobnosti domácí ropné vědy a technologie. - M. : NEDRA, 1967. - S. 284. - 68 s.
  13. ↑ Alexander MATVEYCHUK, kandidát historických věd, člen korespondent Ruské akademie přírodních věd. Před 130 lety byla v Rusku založena první vertikálně integrovaná ropná společnost na světě Baku Oil Society . Datum přístupu: 16. ledna 2019. Archivováno z originálu 30. ledna 2019.
  14. ↑ Vznik a rozvoj ropného byznysu v Ruské říši . cyberleninka.ru. Staženo: 16. ledna 2019.
  15. ↑ Mendělejev D. I. Milované myšlenky. - M .: Myšlenka, 1995. - 388 s. - ISBN 5-244-00766-1 .

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie