Combustible traitement du pétrole. Méthodes de traitement du pétrole et du gaz

Introduction
Huile
Composé
Composés d'hydrocarbures
hétérocomposés
Propriétés physiques
Méthodes de traitement
Traitement primaire
Préparation et raffinage du pétrole
informations générales sur la distillation et la rectification de l'huile
Fractions pétrolières
Recyclage
Types et but des procédés thermolytiques
Le processus d'obtention d'essence à partir de kérosène
Processus de production de bitume
Le processus d'obtention du noir de carbone
Augmentation de l'octane
Problèmes écologiques
Champs pétrolifères en Russie
Prix ​​du pétrole
L'huile et la vie

INTRODUCTION

L'huile et les produits de sa transformation étaient connus dans un passé lointain, ils étaient utilisés pour l'éclairage ou à des fins médicinales. La demande de pétrole et de produits pétroliers a fortement augmenté au début du XXe siècle. en raison de l'avènement des moteurs à combustion interne et du développement rapide de l'industrie.

Actuellement, le pétrole et le gaz, ainsi que les produits qui en sont dérivés, sont utilisés dans tous les secteurs de l'économie mondiale.
Le pétrole et le gaz sont utilisés non seulement comme carburant, mais aussi comme matière première précieuse pour l'industrie chimique. Le grand scientifique russe D. I. Mendeleev a déclaré que brûler de l'huile dans des fours est un crime, car c'est une matière première précieuse pour l'obtention de nombreux produits chimiques. Un grand nombre de produits sont actuellement fabriqués à partir de pétrole et de gaz, qui sont utilisés dans l'industrie, l'agriculture et dans la vie quotidienne (engrais minéraux, fibres synthétiques, plastiques, caoutchouc, etc.). Ces dernières années, des recherches ont été menées dans de nombreux pays du monde dans le but de transformer l'huile et les produits pétroliers à l'aide de micro-organismes en protéines pouvant être utilisées comme aliments pour le bétail.

Les économies des États dépendent du pétrole plus que de tout autre produit. Ainsi, depuis le début de sa production industrielle jusqu'à nos jours, le pétrole a fait l'objet d'une concurrence intense, à l'origine de nombreux conflits et guerres internationales.

La dépendance de l'État au pétrole en tant que matière première ou méthode d'influence économique détermine son niveau de développement et sa position sur la scène mondiale.
Ainsi, le pétrole joue un rôle très important dans monde moderne. Ce n'est pas seulement l'un des minéraux les plus importants, qui est une matière première pour obtenir une incroyable variété de substances et une puissante ressource énergétique, mais aussi le plus grand objet Échange international, et partie intégrante des relations économiques.

II. HUILE

Le pétrole est un liquide huileux combustible naturel appartenant au groupe des roches sédimentaires, l'un des minéraux les plus importants de la Terre. Il a un pouvoir calorifique exceptionnellement élevé : lors de la combustion, il dégage beaucoup plus d'énergie calorifique que les autres mélanges combustibles.

1. Composition

L'huile se compose principalement de carbone - 80-85% et d'hydrogène - 10-15% en poids d'huile. En plus d'eux, trois autres éléments sont présents dans l'huile - le soufre, l'oxygène et l'azote. Leur montant total est généralement de 0,5 à 8 %. Le vanadium, le nickel, le fer, l'aluminium, le cuivre, le magnésium, le baryum, le strontium, le manganèse, le chrome, le cobalt, le molybdène, le bore, l'arsenic, le potassium, etc., se trouvent dans l'huile en faibles concentrations. Leur teneur totale ne dépasse pas 0,03 % de la masse d'huile. Ces éléments forment des composés organiques et inorganiques qui composent l'huile. L'oxygène et l'azote ne se trouvent dans l'huile qu'à l'état lié. Le soufre peut se présenter à l'état libre ou faire partie du sulfure d'hydrogène.

1.1 Composés hydrocarbonés

La composition du pétrole comprend environ 425 composés d'hydrocarbures. Huile dans conditions naturelles est constitué d'un mélange de méthane, d'hydrocarbures naphténiques et aromatiques. Le pétrole contient également des hydrocarbures dissous solides et gazeux. La quantité de gaz naturel en mètres cubes dissous dans 1 tonne de pétrole dans des conditions de réservoir est appelée le facteur gaz.
Outre le méthane et ses homologues gazeux, les gaz de pétrole (associés) contiennent des vapeurs de pentane, d'hexane et d'heptane.

Paraffines- les hydrocarbures saturés (ne comportant pas de doubles liaisons entre les atomes de carbone) de structure linéaire ou ramifiée. Ils sont répartis dans les groupes principaux suivants :

1. Paraffines normales ayant des molécules de structure linéaire. Ils ont un faible indice d'octane et un point d'écoulement élevé, de sorte que de nombreux procédés de raffinage secondaire impliquent leur conversion en hydrocarbures d'autres groupes.
2. Isoparaffines - avec des molécules de structure ramifiée. Elles ont de bonnes caractéristiques antidétonantes et un point d'écoulement inférieur à celui des paraffines normales.
   Les naphtènes (cycloparaffines) sont des composés hydrocarbonés saturés de structure cyclique. La proportion de naphtènes a un effet positif sur la qualité des carburants diesel (avec les isoparaffines) et des huiles lubrifiantes. La teneur élevée en naphtènes dans la fraction essence lourde entraîne un rendement et un indice d'octane élevés du reformat.

Hydrocarbures aromatiques- les composés hydrocarbonés insaturés dont les molécules comportent des cycles benzéniques constitués de 6 atomes de carbone, chacun étant associé à un atome d'hydrogène ou à un radical hydrocarboné. Ils ont un impact négatif sur les propriétés environnementales des carburants, mais ils ont un indice d'octane élevé.

Oléfines- les hydrocarbures de structure normale, ramifiée ou cyclique, dans lesquels les liaisons d'atomes de carbone dont les molécules contiennent des doubles liaisons entre atomes de carbone. Dans les fractions obtenues lors de la première transformation du pétrole, elles sont pratiquement absentes, elles sont majoritairement contenues dans les produits de craquage catalytique et de cokéfaction. En raison de l'activité chimique accrue, ils ont un impact négatif sur la qualité des carburants.

1.2 Hétérocomposés

Outre les hydrocarbures, le pétrole contient des composés chimiques d'autres classes. Habituellement, toutes ces classes sont combinées en un seul groupe - les hétérocomposés. Plus de 380 hétérocomposés complexes ont également été trouvés dans le pétrole, dans lequel des éléments tels que le soufre, l'azote et l'oxygène sont attachés à des noyaux d'hydrocarbures. La plupart de ces composés appartiennent à la classe des composés soufrés - les mercaptans. Ce sont des acides très faibles avec une odeur désagréable. Avec les métaux, ils forment des composés ressemblant à des sels - des mercaptides. Dans les huiles, les mercaptans sont des composés dans lesquels un groupe SH est attaché à des radicaux hydrocarbonés. Les mercaptans corrodent les tuyaux et autres équipements métalliques des appareils de forage. La masse principale de composés non hydrocarbonés dans les huiles est constituée de composants de goudron d'asphalte. Ce sont des substances de couleur foncée contenant, en plus du carbone et de l'hydrogène, de l'oxygène, de l'azote et du soufre. Ils sont représentés par des résines et des asphaltènes. Les substances résineuses contiennent environ 93 % de l'oxygène de l'huile. L'oxygène dans l'huile se trouve également à l'état lié dans la composition des acides naphténiques (environ 6%), des phénols (pas plus de 1%), ainsi que des acides gras et leurs dérivés. La teneur en azote des huiles ne dépasse pas 1 %. Sa masse principale est contenue dans les résines. La teneur en résines dans les huiles peut atteindre 60% en poids d'huile, les asphaltènes - 16%. Les asphaltènes sont un solide noir. En composition, ils sont similaires aux résines, mais se caractérisent par des rapports d'éléments différents. Ils se distinguent par une teneur élevée en fer, vanadium, nickel, etc. Alors que les résines sont solubles dans les hydrocarbures liquides de tous les groupes, les asphaltènes sont insolubles dans les hydrocarbures méthane, partiellement solubles dans les hydrocarbures naphténiques et plus solubles dans les hydrocarbures aromatiques. Dans l'huile "blanche", les résines sont contenues en petites quantités et les asphaltènes sont totalement absents.

2. Propriétés physiques de l'huile

Les propriétés les plus importantes de l'huile sont la densité, la teneur en soufre, la composition fractionnelle, la viscosité et la teneur en eau, les sels de chlorure et les impuretés mécaniques.
La densité de l'huile dépend de la teneur en hydrocarbures lourds tels que les paraffines et les résines.

Par densité, on peut juger approximativement de la composition en hydrocarbures du pétrole et des produits pétroliers, car sa valeur pour les hydrocarbures de différents groupes est différente. Une densité de pétrole brut plus élevée indique une teneur en aromatiques plus élevée, et une densité de pétrole brut plus faible indique une teneur en paraffine plus élevée. Les hydrocarbures du groupe naphténique occupent une position intermédiaire. Ainsi, la valeur de la densité caractérisera dans une certaine mesure non seulement la composition chimique et l'origine du produit, mais également sa qualité. Les grades légers de pétrole brut sont de la plus haute qualité et valeur. Plus la densité du pétrole brut est faible, plus le processus de traitement du pétrole est facile et plus la qualité des produits pétroliers obtenus à partir de celui-ci est élevée.

Selon la teneur en soufre, le pétrole brut en Europe et en Russie est divisé en faible teneur en soufre (jusqu'à 0,5%), sulfureux (0,51-2%) et riche en soufre (plus de 2%).
Le pétrole est un mélange de plusieurs milliers de composés chimiques, dont la plupart sont des hydrocarbures ; chacun de ces composés est caractérisé par son propre point d'ébullition, qui est la propriété physique la plus importante du pétrole, largement utilisée dans l'industrie du raffinage du pétrole.

La présence d'impuretés mécaniques dans la composition de l'huile s'explique par les conditions de son apparition et les méthodes de production. Les impuretés mécaniques sont constituées de particules de sable, d'argile et d'autres roches dures qui, en se déposant à la surface de l'eau, contribuent à la formation d'une émulsion d'huile. Dans les bassins de décantation, les réservoirs et les tuyaux, lorsque l'huile est chauffée, une partie des impuretés mécaniques se déposent sur le fond et les parois, formant une couche de saleté et de sédiments solides. Dans le même temps, la productivité des équipements diminue et lorsque des sédiments se déposent sur les parois des conduites, leur conductivité thermique diminue. La fraction massique d'impuretés mécaniques jusqu'à 0,005% inclus est estimée comme leur absence.

La viscosité est déterminée par la structure des hydrocarbures qui composent l'huile, c'est-à-dire leur nature et leur rapport, il caractérise les propriétés de la pulvérisation et du pompage du pétrole et des produits pétroliers: plus la viscosité du liquide est faible, plus il est facile de le transporter par pipelines et de le traiter. Cette caractéristique est particulièrement importante pour déterminer la qualité des fractions d'huile obtenues lors du raffinage du pétrole et la qualité des huiles de lubrification standard. Plus la viscosité des fractions pétrolières est élevée, plus plus de température leur ébullition.

III. MÉTHODES DE RAFFINAGE DU PÉTROLE

Les procédés technologiques d'une raffinerie de pétrole sont généralement classés en deux groupes : physiques et chimiques.
Les procédés physiques (transfert de masse) réalisent la séparation de l'huile en ses composants constitutifs (carburant et fractions pétrolières) sans transformations chimiques et élimination (extraction) des composants indésirables (arènes polycycliques, asphaltènes, paraffines réfractaires) des fractions pétrolières, résidus pétroliers, fractions pétrolières, condensat de gaz et gaz, composés non glucidiques.
Dans les procédés chimiques, le traitement de la charge pétrolière s'effectue par des transformations chimiques avec la production de nouveaux produits qui ne sont pas contenus dans la charge. Processus chimiques utilisés dans les raffineries de pétrole modernes, selon la méthode d'activation, les réactions chimiques sont divisées en thermiques et catalytiques.

1. Transformation primaire

1.1 Préparation de l'huile pour le traitement

Le pétrole extrait des puits contient toujours gaz associé, les impuretés mécaniques et l'eau du réservoir, dans laquelle divers sels sont dissous. De toute évidence, ce pétrole "sale" et brut, qui contient également des composants gazeux organiques et inorganiques hautement volatils, ne peut pas être transporté et traité dans les raffineries sans une préparation minutieuse du terrain.
Le pétrole est préparé pour le traitement en 2 étapes - au champ pétrolifère et à la raffinerie afin d'en séparer le gaz associé, les impuretés mécaniques, l'eau et les sels minéraux.

1.2 Informations générales sur la distillation et la rectification de l'huile

Distillation(fractionnement) est le processus de séparation physique du pétrole et des gaz en fractions (composants) qui diffèrent les unes des autres et du mélange initial en termes de limites de température d'ébullition.
La distillation avec rectification est le processus de transfert de masse le plus courant dans la technologie chimique et pétrolière et gazière, réalisée dans des colonnes de distillation par mise en contact répétée à contre-courant de vapeurs et de liquides. La mise en contact des flux de vapeur et de liquide peut être effectuée soit en continu (dans des colonnes à garnissage), soit par étapes (dans des colonnes de distillation à plateaux). Lors de l'interaction des contre-courants de vapeur et de liquide à chaque étape de contact (plateau ou couche de garnissage), un transfert de chaleur et de masse se produit entre eux, en raison de la tendance du système à un état d'équilibre. A la suite de chaque contact, les composants sont redistribués entre les phases : la vapeur est quelque peu enrichie en composants à bas point d'ébullition, et le liquide est quelque peu enrichi en composants à haut point d'ébullition. Avec un contact suffisamment long et une efficacité élevée du dispositif de contact, la vapeur et le liquide quittant la plaque ou la couche de garnissage peuvent atteindre un état d'équilibre, c'est-à-dire que les températures d'écoulement deviendront les mêmes et leurs compositions seront liées par des équations d'équilibre. Un tel contact entre le liquide et la vapeur, aboutissant à l'obtention d'un équilibre de phase, est généralement appelé étage d'équilibre ou plateau théorique. En sélectionnant le nombre d'étapes de contact et les paramètres de processus, il est possible de fournir toute clarté requise de fractionnement des mélanges d'huile. L'endroit où la matière première distillée chauffée est introduite dans la colonne de distillation est appelé la section d'alimentation (zone), où une seule évaporation est effectuée. La partie de la colonne, située au-dessus de la section d'alimentation, sert à rectifier le flux de vapeur et est appelée la concentration (renforcement), et l'autre, la partie inférieure, dans laquelle le flux liquide est rectifié, est la distillation, ou exhaustive, section.

Distinguez les colonnes simples des colonnes complexes.
De simples colonnes de distillation assurent la séparation du mélange initial en deux produits: le produit rectifié (distillat), qui est retiré du haut de la colonne à l'état de vapeur, et le reste - le produit liquide inférieur de la rectification.

Des colonnes de distillation complexes séparent le mélange initial en plus de deux produits. Il existe des colonnes complexes avec la sélection de fractions supplémentaires directement à partir de la colonne sous la forme de bandes latérales et de colonnes dans lesquelles des produits supplémentaires sont prélevés sur des colonnes de stripping spéciales appelées strippings. Le dernier type de colonnes trouvé application large dans les installations distillation primaire huile.
La clarté de la distillation - principal indicateur de l'efficacité de la colonne de distillation - caractérise leur capacité de séparation. Elle peut être exprimée dans le cas de mélanges binaires par la concentration du composant cible dans le produit.

En ce qui concerne la rectification des mélanges pétroliers, elle est généralement caractérisée par la pureté de groupe des fractions sélectionnées, c'est-à-dire la proportion de composants qui bouillent le long de la courbe du point d'ébullition vrai jusqu'à une limite de température donnée pour la division du mélange dans les fractions sélectionnées (distillats ou résidu), ainsi que la sélection des fractions à partir du potentiel. En tant qu'indicateur indirect de la clarté (pureté) de la séparation dans la pratique, une caractéristique telle que le chevauchement des points d'ébullition de fractions voisines dans le produit est souvent utilisée. Dans la pratique industrielle, des exigences ultra-élevées ne sont généralement pas imposées en ce qui concerne la clarté de la distillation, car la production de composants ultra-purs ou de fractions ultra-étroites nécessitera en conséquence des coûts d'investissement et d'exploitation très élevés.

1.3 Fractions pétrolières

Fraction gazeuse du pétrole (t kip< 40°С, CH 4 - C 4 H 10)

Lors du raffinage du pétrole, il se forme des gaz qui sont des alcanes non ramifiés : butane, propane, éthane. Le nom industriel de cette fraction est gaz de pétrole. La fraction gazeuse du pétrole est éliminée avant même la distillation primaire du pétrole, ou elle est séparée de la fraction essence après distillation. Le gaz de pétrole est utilisé comme carburant ou il est liquéfié pour produire du GPL, qui est ensuite utilisé comme matière première pour produire de l'éthylène.

Fraction essence du pétrole (t balle = 40-200°C, C 5 H 12 - C 11 H 24)

Il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures et est utilisé pour produire divers types de carburants. Avec une séparation plus fine de cette fraction, on obtient de l'éther de pétrole et de l'essence. La qualité de l'essence est déterminée par l'indice d'octane.

Fraction d'huile de naphta (température de balle = 150-250°C, C 5 H 18 - C 14 H 30)

Il s'avère entre les fractions essence et kérosène. Il est presque entièrement composé d'alcanes. La majeure partie du naphta est reformée, le transformant ainsi en essence. Le naphta est également utilisé comme matière première pour d'autres produits chimiques.

Fraction d'huile de kérosène (t balle = 180-300°С, C 12 H 26 - C 18 H 38)

La fraction est constituée d'alcanes aliphatiques, d'hydrocarbures aromatiques et de naphtalènes. Après purification, une partie de la fraction kérosène est utilisée pour produire des hydrocarbures paraffiniques et l'autre partie est transformée en essence. Cependant, la majeure partie du kérosène est utilisée comme carburant pour les avions à réaction.

Fraction gazole du pétrole (t balle = 200-360°С, C 13 H 28 - C 19 H 36)

Cette fraction d'huile a un autre nom plus commun - le carburant diesel. Une partie de celui-ci produit du gaz de raffinerie et de l'essence, mais il est généralement utilisé comme carburant pour les moteurs diesel et les fours industriels.

Huile (C 15 H 32 - C 50 H 102)

Le mazout est obtenu après élimination de toutes les autres fractions de l'huile. Habituellement, le mazout et ce qui est fabriqué à partir de pétrole sont utilisés comme combustible liquide pour la production de vapeur et les chaudières de chauffage dans les centrales électriques, les installations industrielles et les navires. Cependant une certaine part le mazout est distillé pour produire de la cire de paraffine et des huiles lubrifiantes. Après distillation sous vide du mazout, une substance de couleur foncée se forme, appelée "asphalte" ou "bitume". Le bitume est utilisé dans la construction de routes.

2. Recyclage

Les produits du raffinage primaire du pétrole, en règle générale, ne sont pas des produits pétroliers commerciaux. Par exemple, l'indice d'octane de la fraction essence est d'environ 65 points, la teneur en soufre de la fraction diesel peut atteindre 1 % ou plus, alors que la norme est, selon les marques, de 0,005 % à 0,2 %. De plus, les fractions d'huile noire peuvent être soumises à un traitement qualifié supplémentaire.
À cet égard, les fractions pétrolières sont fournies aux unités de traitement secondaire conçues pour améliorer la qualité des produits pétroliers et approfondir le raffinage du pétrole.

2.1 Types et but des procédés thermolytiques

Par procédés thermolytiques, on entend les procédés de transformations chimiques de la charge pétrolière.

Cokéfaction- un long processus de thermolyse de résidus lourds ou de distillats à haut point d'ébullition aromatisés à basse pression et à une température de 470-540 °C. L'objectif principal de la cokéfaction est la production de cokes de pétrole de différentes qualités, en fonction de la qualité des matières premières traitées. Les sous-produits de la cokéfaction sont des gaz de faible valeur, des essences et des gazoles de faible qualité.

Pyrolyse- thermolyse à haute température (750-800 °C) de matières premières glucidiques gazeuses, de distillation légère ou moyenne, réalisée à basse pression et de durée extrêmement courte. Le but principal de la pyrolyse est la production de gaz contenant des alcènes. En tant que sous-produit de la pyrolyse, un liquide hautement aromatique d'une large composition fractionnaire avec une teneur élevée en alcènes est obtenu.

Le processus d'obtention des brais de pétrole (pékin)- un nouveau procédé de thermolyse (carbonisation) de la distillation lourde ou des matières premières résiduelles introduites dans le raffinage du pétrole domestique, réalisé à pression réduite, à température modérée (360-420°C) et de longue durée. En plus du produit cible - le brai, des gaz et des fractions de kérosène-gazole sont obtenus dans le processus.

Catalyse- à plusieurs étages processus physique et chimique changement sélectif dans le mécanisme et la vitesse de réactions chimiques une substance - un catalyseur qui forme des composés chimiques intermédiaires avec les participants aux réactions.

2.2 Le processus d'obtention d'essence à partir de kérosène

L'obtention d'essence à partir de kérosène est réalisée par sa fissuration. Le cracking a été inventé par l'ingénieur russe V.G. Choukhov en 1891
Le processus de craquage se produit avec la rupture des chaînes d'hydrocarbures et la formation d'hydrocarbures saturés et insaturés plus simples :

La scission des molécules d'hydrocarbures procède par un mécanisme radicalaire.

2.3 Procédé de fabrication du bitume

Le procédé d'obtention du bitume est un procédé à moyenne température et à long terme de déshydrocondensation oxydative (carbonisation) de résidus d'huiles lourdes (goudrons, asphaltites diaphaltantes), réalisé à pression atmosphérique et à une température de 250-300 °C.

2.4 Le processus d'obtention du noir de carbone

Le processus de production de noir de carbone (suie) est une thermolyse à température exceptionnellement élevée (plus de 1200 °C) de matières premières de distillation lourdes et très aromatisées, réalisée à basse pression et de courte durée. Ce processus peut être considéré comme une pyrolyse dure visant non pas à obtenir des gaz contenant des alcènes, mais à produire du carbone solide hautement dispersé - un produit de décomposition thermique profonde de matières premières glucidiques, essentiellement en éléments constitutifs.

2.5 Augmentation de l'octane

Indice d'octane- un indicateur caractérisant la résistance à la détonation des carburants pour moteurs à combustion interne à carburateur. Numériquement égal à la teneur (en % en volume) d'isooctane dans son mélange avec le n-heptane, à laquelle ce mélange est équivalent en résistance à la détonation au combustible étudié dans des conditions d'essai standard. L'isooctane est difficile à oxyder même à des taux de compression élevés, et sa résistance à la détonation est classiquement prise à 100 unités. La combustion dans un moteur n-heptane, même à de faibles taux de compression, s'accompagne d'une détonation, par conséquent, sa résistance à la détonation est prise égale à 0. Pour estimer un indice d'octane supérieur à 100, une échelle conditionnelle a été créée dans laquelle l'isooctane est utilisé avec le addition de diverses quantités de plomb tétraéthyle.

Les tests de cognement sont effectués sur un moteur automobile pleine grandeur ou sur des installations spéciales avec des moteurs monocylindres. Sur les moteurs pleine grandeur dans des conditions de banc, l'indice d'octane réel (FOC) est déterminé, dans des conditions routières - l'indice d'octane routier (ROC). Sur les installations spéciales avec un moteur monocylindre, il est d'usage de déterminer l'indice d'octane en deux modes: plus dur (méthode moteur) et moins dur (méthode de recherche). L'indice d'octane d'un carburant déterminé par la méthode de recherche est généralement légèrement supérieur à l'indice d'octane déterminé par la méthode du moteur. La différence entre ces indices d'octane caractérise la sensibilité du carburant au mode de fonctionnement du moteur.

Utilisé pour augmenter l'indice d'octane de l'essence reformage catalytique - conversion chimique des hydrocarbures entrant dans leur composition, jusqu'à 92-100 points. Le procédé est mis en oeuvre en présence d'un catalyseur aluminium-platine-rhénium. L'augmentation de l'indice d'octane se produit en raison d'une augmentation de la proportion d'hydrocarbures aromatiques. Les fondements scientifiques du processus ont été développés par notre compatriote - l'excellent chimiste russe N.D. Zelinsky au début du XXe siècle.

La sortie du composant à indice d'octane élevé représente 85 à 90 % de la charge d'alimentation. L'hydrogène est produit comme sous-produit, qui est utilisé dans d'autres unités de raffinage. La capacité des unités de reformage est de 300 à 1 000 000 tonnes ou plus par an en termes de matières premières.

La matière première optimale est une fraction d'essence lourde avec une plage d'ébullition de 85 à 180°C. La matière première est soumise à un hydrotraitement préliminaire - l'élimination des composés soufrés et azotés, même en petites quantités, empoisonnant de manière irréversible le catalyseur de reformage.

Le reformage catalytique est également utilisé dans certaines raffineries pour produire des hydrocarbures aromatiques, une matière première pour l'industrie pétrochimique. Les produits obtenus à la suite du reformage de fractions d'essence étroites sont soumis à une distillation pour obtenir du benzène, du toluène et un mélange de xylènes.

Dans le processus de reformage, l'isomérisation des hydrocarbures linéaires se produit :

La formation de grades supérieurs d'essence, due à la réunification des alcanes et des alcènes :

Ainsi que leur transformation en hydrocarbures cycliques et aromatiques, qui entraîne une augmentation de l'indice d'octane :

Essence avec plus haute valeur l'indice d'octane est également obtenu à la suite du craquage catalytique. Les études d'E. Goodry sur les argiles réfractaires en tant que catalyseurs ont conduit à la création en 1936 d'un catalyseur efficace à base d'aluminosilicates pour le processus de craquage. Les distillats d'huile à point d'ébullition moyen dans ce procédé ont été chauffés et transférés à l'état de vapeur; pour augmenter la vitesse des réactions de clivage, c'est-à-dire processus de craquage, et modifiant la nature des réactions, ces vapeurs traversaient le lit catalytique. Les réactions ont eu lieu à températures modérées 430-480°C et pression atmosphérique, contrairement aux procédés de craquage thermique où des pressions élevées sont utilisées. Le procédé Goodry a été le premier procédé de craquage catalytique commercialisé avec succès.

IV. PROBLÈMES ÉCOLOGIQUES

Les problèmes environnementaux associés au pétrole sont importants et divers. La fuite même d'une petite quantité de pétrole cause souvent des dommages irréparables à l'environnement ainsi qu'à l'économie. Le développement de méthodes sûres pour trouver des gisements de pétrole, son extraction et son traitement est l'une des tâches mondiales les plus prioritaires. Non seulement l'état de la nature aujourd'hui en dépend, mais aussi son état futur.
Les conséquences environnementales des marées noires sont dévastatrices, car la pollution par les hydrocarbures perturbe de nombreux processus et relations naturels, modifie considérablement les conditions de vie de tous les types d'organismes vivants et s'accumule dans la biomasse.

Le pétrole est le produit d'une longue décomposition et recouvre très rapidement la surface des eaux d'une épaisse couche de film d'huile, qui empêche l'accès de l'air et de la lumière.
10 minutes après la mise à l'eau d'une tonne de pétrole, il se forme une nappe de pétrole dont l'épaisseur est de 10 mm. Au fil du temps, l'épaisseur du film diminue à moins de 1 millimètre à mesure que la tache se dilate. Une tonne de pétrole peut couvrir une superficie allant jusqu'à 12 kilomètres carrés. D'autres changements se produisent sous l'influence du vent, des vagues et des conditions météorologiques. La nappe dérive généralement sous l'impulsion du vent, se fragmentant progressivement en nappes plus petites qui peuvent s'éloigner du site du déversement. vents forts et les tempêtes accélèrent le processus de dispersion du film. Lors de catastrophes, il n'y a pas de mort massive simultanée de poissons, de reptiles, d'animaux et de plantes. Cependant, à moyen et long terme, l'impact des marées noires est extrêmement négatif. Un déversement frappe le plus durement les organismes vivant dans la zone côtière, en particulier ceux vivant au fond ou en surface.

Les oiseaux qui passent la majeure partie de leur vie sur l'eau sont les plus vulnérables aux déversements d'hydrocarbures à la surface des plans d'eau. La pollution extérieure par les hydrocarbures détruit le plumage, emmêle les plumes et provoque une irritation des yeux. La mort est le résultat d'une exposition eau froide. Les déversements d'hydrocarbures moyens à importants tuent généralement 5 000 oiseaux. Les œufs d'oiseaux sont très sensibles à l'huile. Pas un grand nombre de certains types d'huile peuvent être suffisants pour tuer pendant la période d'incubation.

Si l'accident s'est produit à proximité d'une ville ou d'un autre établissement, l'effet toxique est alors accru, car le pétrole forme des "cocktails" dangereux avec d'autres polluants d'origine humaine.
Les marées noires entraînent la mort de mammifères marins. loutres de mer, les ours polaires, les phoques, les otaries à fourrure nouveau-nés meurent le plus souvent. La fourrure contaminée par l'huile commence à s'emmêler et à perdre sa capacité à retenir la chaleur et l'eau. L'huile, affectant la couche de graisse des phoques et des cétacés, augmente la consommation de chaleur. De plus, l'huile peut irriter la peau, les yeux et interférer avec la capacité normale de nager.
L'huile qui a pénétré dans le corps peut provoquer des saignements gastro-intestinaux, une insuffisance rénale, une intoxication hépatique, une altération pression artérielle. Les vapeurs des vapeurs d'huile entraînent des problèmes respiratoires chez les mammifères qui se trouvent à proximité ou à proximité de grands déversements d'hydrocarbures.

Les poissons sont exposés aux déversements d'hydrocarbures dans l'eau en ingérant des aliments et de l'eau contaminés et par contact avec les hydrocarbures pendant le déplacement des œufs. La mort des poissons, à l'exception des juvéniles, survient généralement lors de graves marées noires. Cependant, le pétrole brut et les produits pétroliers se caractérisent par une variété d'effets toxiques sur différents types poisson. Une concentration de 0,5 ppm ou moins d'huile dans l'eau peut tuer la truite. L'huile a un effet presque mortel sur le cœur, modifie la respiration, agrandit le foie, ralentit la croissance, détruit les nageoires, entraîne divers changements biologiques et cellulaires, affecte le comportement.
Les larves et les juvéniles de poissons sont les plus sensibles aux déversements d'hydrocarbures, qui peuvent tuer les œufs et les larves de poissons qui se trouvent à la surface de l'eau, et les juvéniles dans les eaux peu profondes.

L'impact des marées noires sur les organismes invertébrés peut durer d'une semaine à 10 ans. Cela dépend du type d'huile; les circonstances dans lesquelles le déversement s'est produit et son effet sur les organismes. Les invertébrés périssent le plus souvent dans la zone côtière, dans les sédiments ou dans la colonne d'eau. Les colonies d'invertébrés (zooplancton) dans de grands volumes d'eau reviennent à leur état antérieur (pré-déversement) plus rapidement que celles dans de petits volumes d'eau.
Il convient de noter que les dérivés des produits pétroliers ont tendance à s'accumuler dans l'organisme et à provoquer des mutations. Les mutations génétiques dans les micro-organismes peuvent être transmises le long de la chaîne alimentaire aux poissons et à d'autres espèces marines.

Les végétaux des plans d'eau meurent complètement si la concentration en hydrocarbures polyaromatiques (formés lors de la combustion des produits pétroliers) atteint 1 %.
Le pétrole et les produits pétroliers violent l'état écologique des couvertures du sol et déforment généralement la structure des biocénoses. Les bactéries du sol, ainsi que les micro-organismes et les animaux invertébrés du sol, ne sont pas en mesure de remplir qualitativement leurs fonctions les plus importantes en raison d'une intoxication par des fractions légères d'huile.

Non seulement les animaux souffrent de tels accidents, mais monde végétal. De graves pertes sont supportées par les pêcheurs, les hôtels et les restaurants locaux. En outre, d'autres secteurs de l'économie sont également confrontés à des problèmes, en particulier les entreprises dont les activités nécessitent de grandes quantités d'eau. En cas de déversement d'hydrocarbures dans un plan d'eau douce, la population locale subit également des conséquences négatives (par exemple, il est beaucoup plus difficile pour les services publics de purifier l'eau entrant dans les réseaux d'approvisionnement en eau) et l'agriculture.

L'effet à long terme de tels incidents n'est pas exactement connu : un groupe de scientifiques est d'avis que les marées noires ont impact négatif pendant de nombreuses années, voire des décennies, l'autre est que les conséquences à court terme sont extrêmement graves, mais en un temps assez court, les écosystèmes touchés sont restaurés.
Les dommages causés par les marées noires à grande échelle sont difficiles à calculer. Cela dépend de nombreux facteurs, tels que le type de pétrole déversé, l'état de l'écosystème affecté, la météo, les courants océaniques et marins, la période de l'année, l'état de la pêche et du tourisme locaux, etc.

Marée noire dans le golfe du Mexique

Le 20 avril 2010, une explosion s'est produite sur la plate-forme pétrolière Deepwater Horizon, à 80 kilomètres au large de la Louisiane, faisant 11 morts. Le 22 avril, la plate-forme a coulé. À la suite de l'incident, le puits a été endommagé à trois endroits, d'où du pétrole a commencé à couler. BP n'a réussi à arrêter la fuite qu'après trois mois. Début septembre 2010, l'entreprise a remis un rapport sur les résultats de l'enquête sur les causes de l'accident. Selon ce document, tant le facteur humain que les défauts de conception de la plate-forme pétrolière ont conduit à l'explosion. Plus tard, une commission créée à l'initiative de Barack Obama a préparé un rapport selon lequel la cause de l'accident était la réduction des coûts de sécurité par BP et ses partenaires.

V. CHAMPS PÉTROLIERS EN FÉDÉRATION DE RUSSIE

Prirazlomnoye

Le champ pétrolifère de Prirazlomnoye est situé sur le plateau de la mer de Barents.

Projets offshore de Sakhaline

Sakhalin Shelf Projects est un nom généralisé pour tout un groupe de projets de développement de gisements d'hydrocarbures sur le plateau continental de la mer d'Okhotsk et de la mer du Japon et du détroit de Tatar adjacent à l'île de Sakhaline.

Arlan

Le champ d'Arlanskoye est unique en termes de réserves de pétrole, situé au nord-ouest de la Bachkirie dans la province pétrolière et gazière Volga-Oural. Il est situé sur le territoire des régions de Krasnokamsky et Dyurtyulinsky de la république et en partie sur le territoire d'Oudmourtie. Ouvert en 1955, mis en développement en 1958. La longueur est de plus de 100 km, avec une largeur allant jusqu'à 25 km.

Bovanenkovo

Le champ de condensat de pétrole et de gaz de Bovanenkovskoye est le plus grand champ de la péninsule de Yamal. Bovanenkovo ​​​​est situé sur la péninsule de Yamal, à 40 kilomètres de la côte de la mer de Kara, du cours inférieur des rivières Se-Yakha, Mordy-Yakha et Naduy-Yakha. Le nombre de gisements de gaz à l'installation est de trois. Le nombre total de puits est de 743.

Vankor

Le champ Vankorskoye est un champ pétrolier et gazier prometteur dans le territoire russe de Krasnoïarsk, avec les champs Lodochny, Tagulskoye et Suzunskoye, il fait partie du bloc Vankor. Situé dans le nord de la région, comprend Vankorsky (district de Turukhansky Territoire de Krasnoïarsk) et Severo-Vankorsky (situés sur le territoire des Taimyr (Dolgan-Nenets) région autonome) parcelles. Le camp de quart de Vankor a été créé pour développer le gisement.

Verkhnechonskoïe

Le champ pétrolier de Verkhnechonskoye est un grand champ pétrolifère de la région d'Irkoutsk en Russie.

Lyantorskoe

Lyantorskoye est un gisement géant de condensat de pétrole et de gaz en Russie. Situé dans l'Okrug autonome de Khanty-Mansiysk, près de Khanty-Mansiysk. Ouvert en 1965. Les réserves totales de pétrole sont de 2 milliards de tonnes et les réserves de pétrole restantes sont de 380 millions de tonnes.

Mamontovskoe

Mamontovskoye est un grand gisement de pétrole en Russie. Situé dans l'Okrug autonome de Khanty-Mansi. Ouvert en 1965. Le développement a commencé en 1970. Réserves de pétrole 1,4 milliards de tonnes. Dépôts à une profondeur de 1,9 à 2,5 km.

Nijnechutinskoïe

Le champ pétrolier de Nizhnechutinskoye est un grand champ pétrolifère de la province pétrolière et gazière de Timano-Pechora, situé sur le territoire de la République de Komi, près de la ville d'Ukhta.

Pravdinskoe

Pravdinskoye est un grand gisement de pétrole en Russie. Situé dans l'Okrug autonome de Khanty-Mansiysk, près de Khanty-Mansiysk. Ouvert en 1966. Le développement a commencé en 1968.

Priobskoe

Priobskoye est un gisement de pétrole géant en Russie. Situé dans l'Okrug autonome de Khanty-Mansiysk, près de Khanty-Mansiysk. Il est divisé par la rivière Ob en deux parties - rive gauche et rive droite. Le développement de la rive gauche a commencé en 1988, la rive droite - en 1999.

Romashkinskoe

Le champ pétrolier de Romashkinskoye est le plus grand champ de la province Volga-Oural au sud du Tatarstan. Ouvert en 1948.

Samotlor

Le champ pétrolifère de Samotlor (Samotlor) est le plus grand de Russie et l'un des plus grands champs pétrolifères du monde. Situé dans l'Okrug autonome de Khanty-Mansiysk, près de Nizhnevartovsk, dans la région du lac Samotlor. Traduit du Khanty Samotlor signifie "lac mort", "mauvaise eau".

Fedorovskoïe

Fedorovskoye est un grand gisement de pétrole en Russie. Situé dans l'Okrug autonome de Khanty-Mansi, près de Sourgout. Ouvert en 1971. Réserves de pétrole 2,0 milliards de tonnes. Dépôts à une profondeur de 1,8 à 2,3 km.

Kharasoveiskoye

Le champ de condensats de pétrole et de gaz de Kharasoveyskoye est un champ situé sur la péninsule de Yamal. situé sur Côte ouest Péninsule de Yamal, 1/3 superficie totale va sous l'eau jusqu'au plateau côtier.

Russie du Sud

Le champ pétrolier et gazier de Yuzhno-Russkoye est situé dans le district de Krasnoselkupsky de l'Okrug autonome de Yamalo-Nenets, l'un des plus grands de Russie.

VI. PRIX DU PÉTROLE

Le pétrole est utilisé pour produire des biens et des services. Cela signifie que son prix, d'une part, affecte le coût des biens et services et, d'autre part, crée un profit qui est redistribué dans l'économie. De plus, ce qui est tout à fait naturel, la totalité de la somme d'argent, par laquelle le coût de production augmente en raison de la hausse des prix du pétrole, retourne dans l'économie, soit par le biais des dépenses publiques (ce qu'elle prélève sous forme de taxes et d'accise), soit en tant que sociétés à but lucratif qui produisent ce pétrole.

Une partie importante des industries servant à la production de pétrole et de gaz ont été retirées du pays. Et puisque le coût de leurs services croît également avec la hausse des prix du pétrole, et parfois plus vite que le pétrole lui-même, il est possible que l'essentiel de l'augmentation du coût du pétrole aille au-delà de la Russie. Et si l'on tient compte du fait que le niveau de dégradation Économie russe Si cela augmente, la probabilité d'une telle redistribution devient encore plus élevée.

Il y a un autre facteur - la hausse des prix du pétrole provoque une inflation des coûts dans la production de presque tous les produits. Compte tenu du fait qu'une partie importante des biens de consommation en Russie provient des importations, une partie importante des revenus pétroliers supplémentaires qui sont redistribués dans l'économie de notre pays ira également à l'étranger. Sans parler du fait que nos entreprises gardent une part importante de leur argent à l'étranger - ce qui a aussi son effet sur la redistribution des revenus qui n'est pas en notre faveur.

Dans le difficile actuel conditions économiques les risques d'investir dans les marchés émergents, en particulier le marché russe, sont trop élevés. La dépendance du marché russe vis-à-vis des matières premières et des caractéristiques de gouvernance d'entreprise existe. La baisse des prix des matières premières a l'effet négatif maximal sur le marché russe, compte tenu de la part élevée de ces secteurs. La part du secteur pétrolier et gazier dans l'indice RTS est de 60%, la part des sociétés de matières premières est de 15%. Ainsi, les trois quarts du marché russe dépendent des prix mondiaux du pétrole et des prix des matières premières.

Le faible prix des matières premières est problème global. Les prix du pétrole pourraient atteindre de nouveaux niveaux plus élevés à mesure que l'économie mondiale se redresse et que la demande de pétrole se redresse. Dans le même temps, en raison du niveau élevé d'imposition de l'industrie, les actions pétrolières russes ne sont peut-être pas les plus attrayantes par rapport à leurs homologues étrangers opérant à la fois dans les pays développés et Pays en voie de développement Oh. Une grande partie des sociétés des secteurs des matières premières dans l'indice RTS peut être réduite par le biais d'offres publiques de nouvelles sociétés.

La forte dépendance vis-à-vis des prix du pétrole et leur forte baisse conduisent également à une révision brutale des prévisions de taux de croissance du PIB de la Russie. En termes d'ampleur des révisions, la Russie est un leader parmi les autres pays en développement: si à l'automne 2008. La croissance du PIB était toujours attendue en 2009. au niveau de 6%, maintenant la prévision officielle est de moins 2,4%, certaines sociétés d'investissement prévoient une réduction encore plus forte - jusqu'à moins 3,5%. Historiquement, le retournement des marchés boursiers coïncide avec le moment de stabilisation du rythme de baisse du PIB en glissement annuel.

Ainsi, la Russie est complètement dépendante du pétrole : sa production, ses prix, étant l'un des principaux exportateurs de ce minerai. En vendant du pétrole brut à l'étranger et en achetant des matières premières transformées prêtes à l'emploi, notre État rend l'économie, la politique et toute l'infrastructure dépendantes des moindres fluctuations des prix du pétrole.

À première vue, la solution évidente à ce problème consiste à revoir le travail du complexe énergétique et énergétique: l'introduction de nouveaux projets, plans, concepts de développement, commencer à traiter le pétrole brut, utiliser des méthodes d'extraction moins coûteuses, ainsi que le rationnel l'utilisation des gisements de pétrole, etc.

Mais tout cela ne peut se faire sans développements et projets scientifiques et techniques, scientifiques et autres spécialistes, dont l'absence en Russie est nettement perceptible.
Par conséquent, afin de se débarrasser de la dépendance à l'égard des matières premières, un vaste complexe de mesures plutôt impopulaires est nécessaire dans les domaines de la politique, de l'économie, de la science, de l'éducation, etc., et seulement après le travail systémique bien coordonné de toutes les industries et de l'économie. il sera possible de "descendre de l'aiguille d'huile".

VII. L'HUILE ET LA VIE

L'huile donne de la chaleur et de la lumière -
Il n'y a tout simplement pas de remplaçant pour elle.
Ils font beaucoup d'huile:
Et les routes asphaltées
Costumes et chemises
Des tasses incroyables !
Rappelez-vous comment une locomotive
Il était une fois que l'on vous emmenait à la mer...
L'huile brûlait dans ses fourneaux,
C'est quoi le problème sans pétrole ?
Et pas pour rien dans notre région,
Tous les pétroliers le savent
Dans l'attente d'elle
C'est ce qu'on appelle l'or noir.

L'importance du pétrole dans notre vie ne peut être surestimée.
Gaz, essence, kérosène, mazout et autres combustibles obtenus à partir du pétrole, et sans lesquels il n'y aurait pas de voitures, d'avions, de locomotives à vapeur, de navires, de chauffage, d'électricité, de centrales électriques, de sous-marins, d'usines, d'usines et de toutes les infrastructures dans général, ne composent même pas un centième de ce qui est fabriqué à partir du pétrole.

De nombreuses substances différentes sont obtenues à partir du pétrole : des hydrocarbures aux alcools et acides, dont les médicaments, les cosmétiques, les produits chimiques ménagers, les emballages en cellophane, le plastique (de stylos à bille jusqu'aux détails des navires habités), des composants radio et des équipements radio, des vêtements et des tissus. Cette liste de choses sans lesquelles nous ne pouvons pas imaginer notre vie aujourd'hui est loin d'être complète.

Toute profession, qu'il s'agisse d'un médecin ou d'un enseignant, d'un économiste ou d'un avocat, d'un scientifique ou d'un développeur, est associée à l'extraction et au traitement du pétrole, car le pétrole, en particulier en Russie, unit toutes les sphères de la vie, sans parler de celles personnes qui travaillent directement dans ce domaine.

J'envisage de lier ma vie à la chimie, c'est-à-dire de consacrer une partie de ma carrière au développement high-tech.

Dès leur réception à la raffinerie, le pétrole et les produits pétroliers qui en sont issus passent par les principales étapes suivantes :

1. Préparation de l'huile pour le traitement.

2. Raffinage primaire du pétrole.

3. Recyclage de l'huile.

4. Purification des produits pétroliers.

Le schéma reflétant l'interrelation de ces étapes est illustré à la fig. 4.1.1.

Préparation de l'huile pour le traitement consiste en sa déshydratation et sa désalinisation supplémentaires. La nécessité d'une formation supplémentaire est due au fait que, pour assurer des performances élevées des usines de traitement d'huile, elles ont besoin

Riz. 4.1.1. Flux technologiques d'une raffinerie moderne (schéma simplifié) : I- traitement de l'huile
au traitement ; II- distillation primaire du pétrole; III- raffinage secondaire du pétrole; IV- nettoyage
produits pétroliers

Chapitre 4. Transformation des matières premières pétrolières, gazières et hydrocarbures 173

Servir des matières premières avec une teneur en sel ne dépassant pas 6 g / l et de l'eau à 0,2%. Par conséquent, l'huile entrant dans la raffinerie (raffinerie) est soumise à une déshydratation et à un dessalage supplémentaires.

L'amenée de la teneur en eau et en sels aux performances requises s'effectue sur les stations électriques de dessalement (ELOU) comme suit. L'huile est pompée en plusieurs flux à travers les réchauffeurs, où elle est chauffée par la vapeur d'échappement. Après cela, un désémulsifiant est ajouté au flux et l'huile pénètre dans les réservoirs de décantation, où l'eau en est séparée. De l'eau alcaline est ajoutée à l'huile pour laver les sels. Sa quantité principale est ensuite séparée dans le déshydrateur électrique de premier étage. La déshydratation finale de l'huile est effectuée dans le déshydrateur électrique du deuxième étage.

Le raffinage du pétrole commence par sa distillation(raffinage primaire du pétrole). Le pétrole est un mélange complexe d'un grand nombre d'hydrocarbures mutuellement solubles avec différents points d'ébullition initiaux. Lors de la distillation, en élevant la température, des hydrocarbures sont libérés de l'huile, bouillant dans différentes plages de température.

Pour obtenir ces fractions, un processus appelé rectification et réalisé en Colonne de distillation. La colonne de distillation est un appareil cylindrique vertical d'une hauteur de 20 à 30 m et d'un diamètre de 2 à 4 m. L'intérieur de la colonne est divisé en compartiments séparés par un grand nombre de disques horizontaux, qui ont des trous pour que la vapeur d'huile les traverse. Le liquide se déplace à travers les tuyaux de vidange.

Avant d'être pompée dans la colonne de distillation, l'huile est chauffée dans un four tubulaire à une température de 350...360 °C. Dans ce cas, les fractions hydrocarbures légers, essence, kérosène et diesel passent à l'état vapeur, et la phase liquide dont le point d'ébullition est supérieur à 350 ° C est le fioul.

Après avoir introduit ce mélange dans la colonne de distillation, le fioul descend et les hydrocarbures à l'état de vapeur montent. De plus, des vapeurs d'hydrocarbures remontent en s'évaporant du fioul, chauffé en partie basse de la colonne à 350°C.

En remontant, les vapeurs d'hydrocarbures se refroidissent progressivement du fait du contact avec le liquide (irrigation) amené par le haut. Par conséquent, leur température dans la partie supérieure de la colonne devient égale à

174 Partie I. Fondamentaux des activités pétrolières et gazières

Lorsque la vapeur d'huile se refroidit, les hydrocarbures correspondants se condensent. Le processus technologique est conçu de manière à ce que la fraction d'essence soit condensée dans la partie supérieure de la colonne, la fraction de kérosène est inférieure et la fraction de carburant diesel est encore plus faible. Les vapeurs non condensées sont envoyées au fractionnement des gaz, où le gaz sec (méthane, éthane), le propane, le butane et la fraction essence en sont extraits.

La distillation de l'huile afin d'obtenir les fractions indiquées (selon l'option combustible) est réalisée sur des unités tubulaires atmosphériques (AT). Pour un raffinage plus profond du pétrole, des unités tubulaires à vide atmosphérique (AVT) sont utilisées, qui, en plus de l'unité à vide atmosphérique, où les fractions pétrolières (distillats) et le gazole sous vide sont séparés du mazout, laissant du goudron dans le résidu.

Méthodes de recyclage de l'huile sont divisés en deux groupes - thermique et catalytique.

Pour méthodes thermiques comprennent le craquage thermique, la cokéfaction et la pyrolyse.

Le craquage thermique est un processus de décomposition d'hydrocarbures de haut poids moléculaire en hydrocarbures plus légers à une température de 470...540 °C et une pression de 4...6 MPa. La charge d'alimentation pour le craquage thermique est le mazout et d'autres résidus d'huile lourde. À haute température et pression, les molécules à longue chaîne des matières premières sont divisées. Les produits de réaction sont séparés pour obtenir des composants combustibles, du gaz et des résidus de craquage.

La cokéfaction est une forme de craquage thermique réalisée à une température de 450...550 °C et une pression de 0,1...0,6 MPa. Celle-ci produit du gaz, de l'essence, des fractions kérosène-gazole, ainsi que du coke.

La pyrolyse est un craquage thermique effectué à une température de 750...900 °C et à une pression proche de la pression atmosphérique afin d'obtenir des matières premières pour l'industrie pétrochimique. Les matières premières pour la pyrolyse sont les hydrocarbures légers contenus dans les gaz, les essences de distillation primaire, les kérosènes de craquage thermique, la coupe kérosène-gasoil. Les produits de réaction sont séparés pour obtenir des hydrocarbures insaturés individuels (éthylène, propylène, etc.). A partir du résidu liquide, appelé goudron de pyrolyse, les hydrocarbures aromatiques peuvent être récupérés.

Pour méthodes catalytiques comprennent le craquage catalytique, le reformage.

Le craquage catalytique est un processus de décomposition d'hydrocarbures de haut poids moléculaire à des températures de 450...500 °C et une pression

Chapitre 4. Transformation des matières premières pétrolières, gazières et hydrocarbures 175

0,2 MPa en présence de catalyseurs - substances qui accélèrent la réaction de craquage et permettent de la réaliser à des pressions plus basses que lors du craquage thermique.

Comme catalyseurs, on utilise principalement des aluminosilicates et des zéolithes.

Les matières premières pour le craquage catalytique sont le gazole sous vide, ainsi que les produits du craquage thermique et de la cokéfaction des fiouls et des goudrons. Les produits qui en résultent sont le gaz, l'essence, le coke, les gazoles légers et lourds.

Le reformage est un procédé catalytique pour le traitement de fractions d'essence à faible indice d'octane, réalisé à une température d'environ 500 ° C et une pression de 2 ... 4 MPa. Suite aux transformations structurales, l'indice d'octane des hydrocarbures entrant dans la composition du catalyseur augmente fortement. Ce catalyseur est le principal composant à indice d'octane élevé de l'essence à moteur commerciale. De plus, des hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène, éthylbenzène, xylènes) peuvent être isolés du catalyseur.

Hydrogénation sont les processus de traitement des fractions pétrolières en présence d'hydrogène introduit dans le système depuis l'extérieur. Les processus d'hydrogénation se déroulent en présence de catalyseurs à une température de 260...430 °C et une pression de 2...32 MPa.

L'utilisation de procédés d'hydrogénation permet d'approfondir le raffinage du pétrole, assurant une augmentation du rendement des produits pétroliers légers, ainsi que d'éliminer les impuretés indésirables de soufre, d'oxygène et d'azote (hydrotraitement).

Les fractions (distillats) obtenues au cours du raffinage primaire et secondaire du pétrole contiennent diverses impuretés dans leur composition. La composition et la concentration des impuretés contenues dans les distillats dépendent du type de matière première utilisée, du procédé utilisé pour son traitement et du régime technologique de l'installation. Pour éliminer les impuretés nocives, les distillats sont soumis à nettoyage.

Pour purification de produits pétroliers légers les processus suivants s'appliquent :

1) nettoyage alcalin (lixiviation);

2) nettoyage acide-base ;

3) déparaffinage ;

4) hydrotraitement;

5) inhibition.

Le nettoyage alcalin consiste à traiter les fractions essence, kérosène et diesel avec des solutions aqueuses de soude caustique ou de soude. Dans le même temps, le sulfure d'hydrogène est éliminé de l'essence et toutes les heures

176 Partie I. Fondamentaux des activités pétrolières et gazières

Typiquement mercaptans, à partir de kérosènes et de carburant diesel - acides naphténiques.

La purification acide-base est utilisée pour éliminer les hydrocarbures insaturés et aromatiques, ainsi que les résines des distillats. Il consiste à traiter d'abord le produit avec de l'acide sulfurique, puis à le neutraliser avec une solution aqueuse d'alcali.

Le déparaffinage est utilisé pour abaisser le point d'écoulement des carburants diesel et consiste à traiter le distillat avec une solution de carbamide. Au cours de la réaction, les hydrocarbures paraffiniques forment un composé avec l'urée, qui est d'abord séparé du produit, puis, lorsqu'il est chauffé, se décompose en paraffine et urée.

L'hydrotraitement est utilisé pour éliminer les composés soufrés des fractions essence, kérosène et diesel. Pour ce faire, de l'hydrogène est introduit dans le système à une température de 350...430 °C et une pression de 3...7 MPa en présence d'un catalyseur. Il déplace le soufre sous forme de sulfure d'hydrogène.

L'hydrotraitement est également utilisé pour purifier les produits secondaires des composés insaturés.

L'inhibition est utilisée pour supprimer les réactions d'oxydation et de polymérisation des hydrocarbures insaturés dans les essences de craquage thermique en introduisant des additifs spéciaux.

Pour nettoyage des huiles lubrifiantes les procédés suivants sont utilisés :

1) nettoyage sélectif avec des solvants ;

2) déparaffinage;

3) hydrotraitement ;

4) désasphaltage ;

5) nettoyage alcalin.

Les solvants sélectifs sont des substances qui ont la capacité d'extraire uniquement certains composants d'un produit pétrolier à une certaine température sans dissoudre d'autres composants et sans se dissoudre en eux.

La purification est effectuée dans des colonnes d'extraction, qui sont soit creuses à l'intérieur, soit avec différents types de garnissage ou de plateaux.

Les solvants suivants sont utilisés pour purifier les huiles: furfural, phénol, propane, acétone, benzène, toluène, etc. Avec leur aide, les résines, les asphaltènes, les hydrocarbures aromatiques et les hydrocarbures paraffiniques solides sont éliminés des huiles.

À la suite d'une purification sélective, deux phases se forment : les composants utiles de l'huile (raffinat) et les impuretés indésirables (extrait).

Le déparaffinage est soumis à une purification sélective des raffinats obtenus à partir d'huile paraffinique et contenant des hydrocarbures solides.

Chapitre 4. Transformation des matières premières pétrolières, gazières et hydrocarbures 177

Accouchement. Si cela n'est pas fait, lorsque la température baisse, les huiles perdent leur mobilité et deviennent impropres au fonctionnement.

Le déparaffinage est réalisé par filtration après pré-refroidissement du produit dilué avec un solvant.

Le but de l'hydrotraitement est d'améliorer la couleur et la stabilité des huiles, d'augmenter leurs propriétés viscosité-température et de réduire la cokéfaction et la teneur en soufre. L'essence de ce processus est l'effet de l'hydrogène sur la fraction pétrolière en présence d'un catalyseur à une température qui provoque la décomposition du soufre et d'autres composés.

Un désasphaltage au demi-goudron est effectué afin de les nettoyer des substances asphalto-résineuses. Pour séparer le semi-goudron en huile désasphaltée (fraction pétrolière) et en asphalte, une extraction avec des hydrocarbures légers (par exemple, du propane liquéfié) est utilisée.

La purification alcaline est utilisée pour éliminer les acides naphténiques et les mercaptans des huiles, ainsi que pour neutraliser l'acide sulfurique et ses produits d'interaction avec les hydrocarbures restant après le désasphaltage.

Informations similaires.

Le pétrole brut est un terme utilisé pour désigner le pétrole brut - une matière première qui sort du sol telle quelle. Ainsi, le pétrole brut est un combustible fossile, ce qui signifie qu'il est produit naturellement à partir de plantes et d'animaux en décomposition vivant dans des mers anciennes il y a des millions d'années - la plupart des endroits où l'on trouve le plus souvent du pétrole étaient autrefois le fond des mers. Le pétrole brut, selon le champ, est différent et varie en couleur et en consistance : du noir brillant (asphalte humide) et très visqueux, à légèrement transparent et presque solide.

La principale valeur et l'avantage du pétrole est qu'il est Point de départ pour de très nombreuses substances différentes, car il contient des hydrocarbures. Les hydrocarbures sont des molécules qui contiennent évidemment de l'hydrogène et du carbone et ne diffèrent les unes des autres que par le fait qu'elles peuvent être de différentes longueurs et structures - des chaînes droites aux chaînes ramifiées avec des anneaux.

Il y a deux choses qui rendent les hydrocarbures intéressants pour les chimistes :

1. Les hydrocarbures contiennent beaucoup d'énergie potentielle. Une grande partie de ce qui est dérivé du pétrole brut, comme l'essence, le diesel, la paraffine, etc. - c'est cette énergie potentielle qui est précieuse.
2. Les hydrocarbures peuvent prendre de nombreuses formes différentes. Le plus petit hydrocarbure (en nombre d'atomes) est le méthane (CH4), qui est un gaz plus léger que l'air. Les chaînes plus longues avec 5 atomes de carbone ou plus sont dans la grande majorité des cas des liquides. Et les très longues chaînes sont dures, par exemple, la cire ou la résine. Par la structure chimique de la "réticulation" des chaînes d'hydrocarbures, vous pouvez tout obtenir, du caoutchouc synthétique au nylon et au plastique. Les chaînes d'hydrocarbures sont en fait très polyvalentes !

Les principales classes d'hydrocarbures dans le pétrole brut comprennent :

• Paraffines de formule générale C n H 2n+2 (n est un nombre entier, généralement de 1 à 20) à structure en chaîne droite ou ramifiée peut représenter des gaz ou des liquides bouillant déjà à température ambiante, selon les exemples moléculaires : méthane, éthane , propane, butane, isobutane, pentane, hexane.
• Aromatiques avec la formule générale : C 6 H 5 -Y (Y est une grosse molécule droite qui se connecte à un cycle benzénique) sont des structures cycliques avec un ou plusieurs cycles qui contiennent six atomes de carbone, avec des doubles liaisons simples alternées entre les atomes de carbone. Des exemples frappants d'aromatiques sont le benzène et le naphtalène.
• Naphtènes ou alors cycloalcanes de formule générale C n H 2n (n est un nombre entier, typiquement de 1 à 20) sont des structures annulaires avec un ou plusieurs cycles qui ne contiennent que des liaisons simples entre atomes de carbone. Ce sont, en règle générale, des liquides: cyclohexane, méthylcyclopentane et autres.
• Alcènes de formule générale C n H 2n (n est un nombre entier, généralement de 1 à 20) sont des molécules à chaîne linéaire ou ramifiée contenant une double liaison carbone-carbone, qui peuvent être liquides ou gazeuses, par exemple : éthylène, butène, isobutène.
• Alcynes de formule générale : C n H 2n-2 (n est un nombre entier, généralement de 1 à 20) sont des molécules à chaîne linéaire ou ramifiée contenant deux doubles liaisons carbone-carbone, qui peuvent être liquides ou gazeuses, par exemple : acétylène, butadiènes .

Maintenant que nous connaissons la structure du pétrole, voyons ce que nous pouvons en faire.

Comment fonctionne le raffinage du pétrole ?

Le processus de raffinage du pétrole commence par une colonne de distillation fractionnée.

Raffinerie de pétrole typique

Le principal problème du pétrole brut est qu'il contient des centaines de types différents d'hydrocarbures, tous mélangés. Et notre tâche est de séparer différentes sortes hydrocarbures pour obtenir quelque chose d'utile. Heureusement, il existe un moyen simple de séparer ces choses, et c'est ce que fait le raffinage.

Différentes longueurs de chaîne hydrocarbonée ont des points d'ébullition progressivement plus élevés de sorte qu'elles peuvent être séparées par simple distillation à différentes températures. En termes simples, en chauffant l'huile à une certaine température, certaines chaînes d'hydrocarbures commencent à bouillir, et ainsi nous pouvons séparer le "blé de l'ivraie". C'est ce qui se passe dans une raffinerie - dans une partie du processus, l'huile est chauffée et les différentes chaînes sont bouillies à leurs points d'ébullition respectifs. Chaque longueur de chaîne différente a sa propre propriété unique qui la rend utile à sa manière.

Pour comprendre la diversité du pétrole brut et comprendre pourquoi le raffinage du pétrole brut est si important dans notre civilisation, consultez la liste suivante de produits dérivés du pétrole brut :

Gaz de pétrole- utilisé pour le chauffage, la cuisine, la plasturgie :

• ce sont de petits alcanes (1 à 4 carbones)
• largement connu sous des noms tels que méthane, éthane, propane, butane
• plage d'ébullition - moins de 40 degrés Celsius
• souvent des gaz sous pression

Naphte ou alors naphte- un produit intermédiaire qui sera ensuite transformé pour devenir ultérieurement de l'essence :

• contient 5 à 9 alcanes carbonés
• plage d'ébullition - de 60 à 100 degrés Celsius

Essence- carburant moteur :

• toujours un produit liquide
• est un mélange d'alcanes et de cycloalcanes (de 5 à 12 atomes de carbone)
• plage d'ébullition - de 40 à 205 degrés Celsius

Kérosène- carburant pour moteurs à réaction et tracteurs; matière première pour la fabrication d'autres produits :

• liquide
• mélange d'alcanes (de 10 à 18 atomes de carbone) et d'hydrocarbures aromatiques
• plage d'ébullition - de 175 à 325 degrés Celsius

Distillat diesel- utilisé pour le carburant diesel et le mazout ; matière première pour la fabrication d'autres produits :

• liquide
• alcanes contenant 12 atomes de carbone ou plus
• plage d'ébullition - de 250 à 350 degrés Celsius

Huiles lubrifiantes- servent à la fabrication d'huile moteur, graisse, autres lubrifiants :

• liquide
• structures à longue chaîne (de 20 à 50 atomes de carbone) alcanes, cycloalcanes, aromatiques
• plage d'ébullition - de 300 à 370 degrés Celsius

essence- utilisé comme combustible industriel ; matière première pour la fabrication d'autres produits :

• liquide
• structures à longue chaîne (de 20 à 70 atomes de carbone) alcanes, cycloalcanes, aromatiques
• plage d'ébullition - 370 à 600 degrés Celsius

Restes de produits transformés- coke, asphalte, goudron, paraffines ; matière première pour la fabrication d'autres produits :

• affaire particulière
• composés à plusieurs cycles avec 70 atomes de carbone ou plus
• plage d'ébullition pas moins de 600 degrés Celsius.

Vous avez peut-être remarqué que tous ces produits sont disponibles dans différentes tailles et plages d'ébullition. Les chimistes ont profité de ces propriétés pour le raffinage du pétrole. Apprenons maintenant plus en détail les détails de ce processus passionnant !

Processus détaillé de raffinage du pétrole

Comme mentionné précédemment, un baril de pétrole brut contient un mélange de toutes sortes d'hydrocarbures. Le raffinage du pétrole sépare les substances utiles de toute cette "compagnie de représentants multiraciaux". Dans le même temps, les groupes suivants de processus chimiques industriels ont lieu, qui, en principe, se trouvent dans chaque raffinerie de pétrole :

• La manière la plus ancienne et la plus courante de séparer les différents composants (appelés fractions) de l'huile consiste à le faire en utilisant les différences de point d'ébullition. Ce processus est appelé distillation fractionnée .
• De nouvelles méthodes d'utilisation du traitement chimique dans certaines des fractions utilisent la méthode de conversion. Le traitement chimique, par exemple, peut briser de longues chaînes en chaînes plus courtes. Cela permet à la raffinerie de transformer le diesel en essence en fonction de la demande, par exemple.
• De plus, les raffineries, après le processus de distillation fractionnée, doivent purifier les fractions afin d'en éliminer les impuretés.
• Les raffineries combinent diverses fractions (traitées et non transformées) en mélanges pour fabriquer les produits souhaités. Par exemple, différents mélanges de différentes chaînes peuvent créer des essences avec des indices d'octane différents.

Les produits de la raffinerie de pétrole sont envoyés pour un stockage à court terme dans des réservoirs spéciaux jusqu'à leur livraison sur différents marchés : stations-service, aéroports et usines chimiques. En plus de créer des produits à base de pétrole, les usines doivent également prendre soin des déchets inévitables pour minimiser la pollution de l'air et de l'eau.

Distillation fractionnée

Les différents composants de l'huile ont des tailles, des poids et des points d'ébullition différents ; Ainsi, la première étape consiste à séparer ces composants. Parce qu'ils ont des points d'ébullition différents, ils peuvent être facilement séparés en utilisant un processus appelé distillation fractionnée.

Les étapes de la distillation fractionnée sont les suivantes :

• Vous chauffez un mélange de deux ou plusieurs substances (liquides) avec des points d'ébullition différents à une température élevée. Le chauffage se fait généralement à la vapeur sous haute pression jusqu'à une température d'environ 600 degrés Celsius.
• Le mélange bout, formant de la vapeur (gaz); la plupart des substances passent en phase vapeur.
• La vapeur pénètre au fond d'une longue colonne remplie de plateaux ou d'assiettes. Les plateaux ont de nombreux trous ou bouchons à bulles (semblables à un bouchon perforé sur une bouteille en plastique) pour permettre à la vapeur de passer à travers. Ils augmentent le temps de contact entre la vapeur et le liquide dans la colonne et aident à collecter les liquides qui se forment à différentes hauteurs dans la colonne. Il y a une différence de température dans cette colonne (très chaud en bas et plus froid vers le haut).
• Ainsi, la vapeur monte dans la colonne.
• Au fur et à mesure que la vapeur monte à travers les plateaux de la colonne, elle se refroidit.
• Lorsqu'une substance vaporeuse atteint une hauteur où la température dans la colonne est égale au point d'ébullition de cette substance, elle se condense pour former un liquide. Dans ce cas, les substances avec le point d'ébullition le plus bas se condenseront au point le plus élevé de la colonne, et les substances avec des points d'ébullition plus élevés se condenseront plus bas dans la colonne.
• Des plateaux recueillent diverses fractions liquides.
• Les fractions liquides collectées peuvent aller dans des condenseurs qui les refroidissent davantage, puis dans des réservoirs de stockage, ou elles peuvent aller dans d'autres zones pour un traitement chimique supplémentaire.

La distillation fractionnée est utile pour séparer un mélange de substances présentant des différences étroites de points d'ébullition et constitue l'étape la plus importante du processus de raffinage du pétrole. Le processus de raffinage du pétrole commence par une colonne de distillation fractionnée. Très peu de composants quitteront la colonne de distillation fractionnée prêts à être vendus sur le marché pétrolier. Beaucoup d'entre eux doivent être traités chimiquement afin d'être convertis en d'autres fractions. Par exemple, seulement 40 % du pétrole brut distillé deviendra de l'essence, or l'essence est l'un des principaux produits fabriqués par les compagnies pétrolières. Au lieu de constamment distiller dans grandes quantités pétrole brut, les compagnies pétrolières traitent chimiquement d'autres fractions de la colonne de distillation pour obtenir la même essence ; et ce traitement augmente le rendement en essence de chaque baril de pétrole brut.

Transformation chimique

Vous pouvez convertir une faction en une autre en utilisant l'une des trois méthodes suivantes :

1. Casser les gros hydrocarbures en plus petits (craquage)
2. Combiner de petits hydrocarbures pour les rendre plus gros (unification)
3. Réorganiser ou remplacer différentes parties d'hydrocarbures pour obtenir les hydrocarbures souhaités (altération hydrothermale)

Fissuration

Le craquage prend de gros hydrocarbures et les décompose en plus petits. Il existe plusieurs types de fissures :

• Thermique- Vous chauffez de gros hydrocarbures à des températures élevées (parfois aussi à des pressions élevées) jusqu'à ce qu'ils se désagrègent.
• Vapeur- une température de vapeur élevée (plus de 800 degrés Celsius) est utilisée pour décomposer l'éthane, le butane et le naphta en éthylène et en benzène, qui sont utilisés pour produire des produits chimiques.
• Viscoréduction- Les substances résiduelles de la colonne de distillation sont chauffées à près de 500 degrés Celsius, refroidies et rapidement brûlées dans la colonne de distillation. Ce processus réduit la viscosité des substances et le nombre d'huiles lourdes qu'elles contiennent et produit des résines.
• Cokéfaction- les substances résiduelles de la colonne de distillation sont chauffées à une température supérieure à 450 degrés Celsius, à la suite de quoi il reste du carbone lourd presque pur (coke); le coke est nettoyé de la cokéfaction et vendu.
• catalysation- un catalyseur est utilisé pour accélérer la réaction de craquage. Les catalyseurs comprennent la zéolite, l'hydrosilicate d'aluminium, la bauxite et l'aluminosilicate. Le craquage catalytique se produit lorsque le fluide catalytique chaud (538 degrés Celsius) décompose une substance lourde en carburant diesel et en essence.
• Hydrocraquage- similaire au craquage catalytique, mais utilise un catalyseur différent avec des températures plus basses, des pressions plus élevées et de l'hydrogène. Cela permet de décomposer le pétrole lourd en essence et en kérosène (carburant aviation).

Unification

Parfois, vous devez combiner de petits hydrocarbures pour les rendre plus gros - ce processus s'appelle l'unification. Le principal processus de fusion est reformage catalytique et dans ce cas, un catalyseur (un mélange de platine et de platine-rhénium) est utilisé pour combiner le faible poids de naphta en composés aromatiques qui sont utilisés dans la fabrication de produits chimiques et dans le mélange d'essence. Un sous-produit important de cette réaction est l'hydrogène gazeux, qui est ensuite soit utilisé pour l'hydrocraquage, soit simplement vendu.

altération hydrothermale

Parfois, les structures des molécules d'une fraction sont réarrangées pour en produire une autre. En règle générale, cela se fait par un processus appelé alkylation. Dans l'alkylation, des composés de faible poids moléculaire tels que le propylène et le butylène sont mélangés en présence d'un catalyseur tel que l'acide fluorhydrique ou l'acide sulfurique (un sous-produit de l'élimination des impuretés de nombreux produits pétroliers). Les produits d'alkylation sont des hydrocarbures à indice d'octane élevé qui sont utilisés dans les mélanges d'essence pour augmenter l'indice d'octane.

Traitement final (nettoyage) des produits pétroliers

Les fractions d'huile distillées et traitées chimiquement sont à nouveau traitées pour éliminer les impuretés - principalement des composés organiques contenant du soufre, de l'azote, de l'oxygène, de l'eau, des métaux dissous et des sels inorganiques. Le traitement final est généralement effectué de la manière suivante :

• La colonne d'acide sulfurique élimine les hydrocarbures insaturés (avec des doubles liaisons carbone-carbone), les composés azotés, l'oxygène et les solides résiduels (goudrons, asphalte).
• La colonne d'absorption est remplie d'un déshydratant pour éliminer l'eau.
• Les épurateurs de sulfure d'hydrogène éliminent le soufre et tous les composés soufrés.

Une fois les fractions traitées, elles sont refroidies puis mélangées pour fabriquer divers produits tels que :

• Essence de différentes qualités, avec ou sans additifs.
• Huiles lubrifiantes de différentes marques et types (par exemple 10W-40, 5W-30).
• Kérosène de différentes qualités.
• carburéacteur.
• Essence.
• Autres produits chimiques de diverses qualités pour la fabrication de plastiques et d'autres polymères.

Raffinage de pétrole - un processus en plusieurs étapes de traitement physique et chimique du pétrole brut, dont le résultat est la production d'un complexe de produits pétroliers. Le raffinage du pétrole est effectué par la méthode de distillation, c'est-à-dire la séparation physique du pétrole en fractions.

Il existe des procédés primaires et secondaires de raffinage du pétrole. Les procédés primaires comprennent la distillation directe (sous vide atmosphérique) du pétrole, au cours de laquelle les hydrocarbures pétroliers ne subissent pas de transformations chimiques. Suite à des processus secondaires (craquage, reformage), la structure des hydrocarbures change au cours des réactions chimiques.

Raffinage primaire du pétrole. La distillation directe, ou séparation de l'huile en fractions, est basée sur différents points d'ébullition d'hydrocarbures de différents poids moléculaires et est effectuée à une pression atmosphérique normale et à des températures allant jusqu'à 350 °C.

La distillation de l'huile est effectuée dans des installations atmosphériques ou sous vide atmosphérique, constituées d'un four tubulaire, d'une colonne de distillation, d'échangeurs de chaleur et d'autres équipements.

Raffinage secondaire du pétrole. Les produits à coupe droite ne répondent pas aux exigences technologie moderne et donc soumis à un traitement ultérieur. Les essences de distillation directe contiennent des composés soufrés qui détériorent les performances environnementales des carburants, provoquent la corrosion des moteurs et empoisonnent les catalyseurs, elles sont donc soumises à un hydrotraitement.

Hydrotraitement- il s'agit d'un procédé catalytique thermique qui assure l'hydrogénation des composés organosoufrés du pétrole en sulfure d'hydrogène, qui est ensuite capté et séparé. Fissuration – séparation des hydrocarbures lourds pour obtenir des quantités supplémentaires d'essence et de carburants diesel. Il existe les types de fissuration suivants :

- thermique- produit à 500 - 750 °C et à une pression de 4 - 6 MPa, tandis que le rendement en essence atteint 60 - 70 %.

- catalytique- Produit à l'aide de catalyseurs.

Réforme catalytique - le processus d'obtention de composants d'essence à indice d'octane élevé à partir de fractions d'essence et de naphta d'huile.

Alkylation– introduction de composés alkylés dans les molécules d'hydrocarbures. Il est utilisé pour produire des composants d'essence à indice d'octane élevé.

Classification et indicateurs de la qualité de l'huile.

Il existe plusieurs classifications d'huile. Conformément à GOST R, le pétrole est classé en fonction de ses propriétés physiques et chimiques, de son degré de préparation, de sa teneur en sulfure d'hydrogène et en mercaptans légers en classes, types, groupes, types. Dans le même temps, les signes de classification de l'huile sont des indicateurs par lesquels l'huile est acceptée par la qualité.

À en fonction de la fraction massique de soufre l'huile est divisée en classes 1 à 4 :

1 classe - faible teneur en soufre;

classe 2 - sulfureux ;

Grade 3 - teneur élevée en soufre;

Grade 4 - soufre particulièrement élevé.

Par densité, et lorsqu'il est livré pour l'exportation - en outre en fonction du rendement des fractions et de la fraction massique de paraffine L'huile est divisée en cinq types:

0 type - extra léger ;

Type 1 - léger ;

type 2 - moyen ;

3 types - lourd;

Type 4 - bitumineux.

Selon le degré de préparation l'huile est divisée en groupes 1 à 3 en fonction d'indicateurs tels que la teneur en eau, la concentration de sels de chlorure, la pression vapeurs saturées, fraction massique des impuretés mécaniques.

Par fraction massique d'hydrogène sulfuré et de mercaptans légers l'huile est divisée en 2 types.

La désignation conventionnelle de l'huile se compose de quatre chiffres correspondant aux désignations de la classe, du type, du groupe et du type d'huile. Lorsque l'huile est fournie pour l'exportation, l'indice "e" est ajouté à la désignation du type.

Classement technologique le pétrole opère en Russie depuis 1967 et détermine son utilisation comme matière première pour certains produits pétroliers. Selon la classification technologique, l'huile est divisée en:

Classes (1 - 3) - par teneur en soufre ;

Types (T1 - T3) - selon la production de fractions légères, distillées jusqu'à 350 ° С;

Groupes (M1 - M4) - selon la teneur potentielle en huiles de base ;

Sous-groupes (I1 - I2) - selon l'indice de viscosité des huiles de base ;

Types (P1 - P2) selon la teneur en paraffines dans l'huile.

Classement chimique subdivise les huiles de divers champs selon leur composition en hydrocarbures en six groupes :

Paraffine

Naphténique

aromatique

Paraffine-naphténique

Paraffine-naphtène-aromatique

Naphténo-aromatique

Produits pétroliers. Types et caractéristiques de l'essence à moteur

La gamme de l'industrie du raffinage du pétrole comprend plus de 500 types de produits pétroliers gazeux, liquides et solides, selon leur destination. Les produits pétroliers sont classés selon leur utilisation prévue dans les groupes suivants : carburants, huiles de pétrole, paraffines et cérésines, hydrocarbures aromatiques, bitume de pétrole, coke de pétrole et autres produits pétroliers.

le carburant - des substances combustibles pour obtenir de l'énergie thermique en les brûlant. La valeur pratique du carburant est déterminée par la quantité de chaleur dégagée lors de sa combustion complète.

Essences moteur.

Les essences moteur sont destinées aux moteurs à pistons aéronautiques et automobiles à combustion interne à allumage forcé.

Les essences automobiles et aviation modernes doivent répondre aux exigences suivantes :

Avoir une bonne volatilité, vous permettant d'obtenir un mélange air-carburant homogène à n'importe quelle température;

Avoir une composition d'hydrocarbures de groupe qui assure un processus de combustion stable et sans détonation dans tous les modes de fonctionnement du moteur ; ne modifiez pas sa composition et ses propriétés pendant un stockage à long terme;

Ne pas avoir d'effet nocif sur les pièces du système de carburant et sur l'environnement.

Essences automobiles utilisé dans les moteurs à essence à combustion interne. Les principaux indicateurs de la qualité de l'essence sont la composition fractionnaire et l'indice d'octane. Composition fractionnaire caractérisé par le point d'ébullition initial, les températures d'évaporation. Indice d'octane est le principal indicateur de la qualité de l'essence, caractérisant sa résistance à la détonation. Détonation - la combustion du mélange carburé dans le cylindre moteur. Si la marque d'essence contient la lettre index "I", cela signifie que l'indice d'octane de cette essence est déterminé par la méthode de recherche; si seulement la lettre "A" - moteur.

Essence d'aviation. Les essences d'aviation sont conçues pour être utilisées dans les moteurs d'avions alternatifs.

carburéacteurs Conçu pour être utilisé dans les avions à réaction modernes.

Gas-oil conçu pour les moteurs diesel et à turbine à gaz à grande vitesse des équipements terrestres et marins

Actuellement, divers types de carburants, huiles de pétrole, paraffines, bitumes, kérosènes, solvants, suie, lubrifiants et autres produits pétroliers obtenus par traitement des matières premières peuvent être obtenus à partir du pétrole brut.

Matières premières d'hydrocarbures produites ( huile, gaz de pétrole associé et gaz naturel) le champ passe par une longue étape avant que des composants importants et précieux soient isolés de ce mélange, à partir desquels des produits pétroliers utilisables seront ensuite obtenus.

Raffinage de pétrole très compliqué processus technologique, qui commence par le transport des produits pétroliers vers les raffineries. Ici, l'huile passe par plusieurs étapes avant de devenir un produit prêt à l'emploi :

1. préparation d'huile pour le traitement primaire
2. raffinage primaire du pétrole (distillation directe)
3. recyclage de l'huile
4. raffinage de produits pétroliers

Préparation de l'huile pour le traitement primaire

L'huile produite mais non traitée contient diverses impuretés, telles que le sel, l'eau, le sable, l'argile, les particules de sol, le gaz associé à l'APG. La durée de vie du champ augmente l'arrosage du réservoir de pétrole et, par conséquent, la teneur en eau et autres impuretés du pétrole produit. La présence d'impuretés mécaniques et d'eau interfère avec le transport du pétrole par oléoducs pour son traitement ultérieur, provoque la formation de dépôts dans les échangeurs de chaleur et autres, et complique le processus de raffinage du pétrole.

Toute l'huile extraite passe par le processus de nettoyage complexe, d'abord mécanique, puis fin.

À ce stade, la séparation des matières premières extraites en pétrole et gaz en pétrole et gaz a également lieu.

La décantation dans des réservoirs scellés, froids ou chauffés, aide à éliminer de grandes quantités d'eau et de solides. Recevoir haute performance l'exploitation d'installations pour le traitement ultérieur du pétrole, ce dernier est soumis à une déshydratation et à un dessalement supplémentaires dans des usines de dessalement électriques spéciales.

Souvent, l'eau et l'huile forment une émulsion peu soluble, dans laquelle les plus petites gouttes d'un liquide sont distribuées à l'état suspendu dans un autre.

Il existe deux types d'émulsions :

• émulsion hydrophile, c'est-à-dire huile dans l'eau
• émulsion hydrophobe, c'est-à-dire l'eau dans l'huile

Il existe plusieurs manières de casser les émulsions :

• mécanique
• chimique
• électrique

méthode mécaniqueà son tour est divisé en:

• soutenir
• centrifugation

La différence de densité des composants de l'émulsion facilite la séparation de l'eau et de l'huile par décantation lorsque le liquide est chauffé à 120-160°C sous une pression de 8-15 atmosphères pendant 2-3 heures. Dans ce cas, l'évaporation de l'eau n'est pas autorisée.

L'émulsion peut également être séparée sous l'action des forces centrifuges dans les centrifugeuses lorsqu'elles atteignent 3 500 à 50 000 tr/min.

Avec la méthode chimique l'émulsion est détruite par l'utilisation de désémulsifiants, c'est-à-dire tensioactifs. Les désémulsifiants ont une plus grande activité par rapport à l'émulsifiant actif, forment une émulsion de type opposé et dissolvent le film d'adsorption. Cette méthode est utilisée en conjonction avec électrique.

Dans les installations de déshydratation électrique avec impact électrique sur l'émulsion d'huile, les particules d'eau sont combinées et une séparation plus rapide avec l'huile se produit.

Raffinage primaire du pétrole

L'huile extraite est un mélange d'hydrates de carbone naphténiques, paraffiniques, aromatiques, qui ont des poids moléculaires et des points d'ébullition différents, et de composés organiques sulfureux, oxygénés et azotés. Le raffinage primaire du pétrole consiste en la séparation du pétrole et des gaz préparés en fractions et groupes d'hydrocarbures. Lors de la distillation, une large gamme de produits pétroliers et de produits semi-finis est obtenue.

L'essence du processus est basée sur le principe de la différence des points d'ébullition des composants de l'huile produite. En conséquence, la matière première se décompose en fractions - en mazout (produits pétroliers légers) et en goudron (pétrole).

La distillation primaire de l'huile peut être réalisée avec :

• évaporation flash
• évaporation multiple
• évaporation progressive

Avec une seule évaporation, l'huile est chauffée dans le réchauffeur à une température prédéterminée. En chauffant, des vapeurs se forment. Lorsque la température de consigne est atteinte, le mélange vapeur-liquide entre dans l'évaporateur (cylindre dans lequel la vapeur est séparée de la phase liquide).

Processus évaporation multiple est une séquence d'évaporations simples à augmentation progressive température de chauffage.

Distillation évaporation progressive représente un petit changement dans l'état de l'huile à chaque évaporation.

Les principaux appareils dans lesquels l'huile est distillée ou distillée sont les fours tubulaires, les colonnes de distillation et les échangeurs de chaleur.

Selon le type de distillation, les fours tubulaires sont divisés en fours atmosphériques AT, fours sous vide VT et fours tubulaires sous vide atmosphérique AVT. Dans les unités AT, un traitement peu profond est effectué et de l'essence, du kérosène, des fractions diesel et du mazout sont obtenus. Dans les unités VT, un traitement en profondeur des matières premières est effectué et le gazole et les fractions pétrolières, le goudron sont obtenus, qui sont ensuite utilisés pour la production d'huiles lubrifiantes, de coke, de bitume, etc. Deux méthodes de distillation du pétrole sont combinées dans les fours VT .

Le processus de raffinage du pétrole par le principe de l'évaporation se déroule dans colonnes de distillation. Là, l'huile d'alimentation pénètre dans l'échangeur de chaleur à l'aide d'une pompe, se réchauffe, puis pénètre dans le four tubulaire (réchauffeur à feu), où elle est chauffée à une température prédéterminée. De plus, l'huile sous la forme d'un mélange vapeur-liquide pénètre dans la partie d'évaporation de la colonne de distillation. Ici, la phase vapeur et la phase liquide sont séparées : la vapeur monte dans la colonne, le liquide descend.

Les méthodes de raffinage du pétrole ci-dessus ne peuvent pas être utilisées pour isoler des hydrocarbures de haute pureté individuels à partir de fractions pétrolières, qui deviendront par la suite des matières premières pour l'industrie pétrochimique dans la production de benzène, de toluène, de xylène, etc. Pour obtenir des hydrocarbures de haute pureté, un une substance supplémentaire est introduite dans les unités de distillation d'huile pour augmenter la différence de volatilité des hydrocarbures séparés.

Les composants obtenus après le raffinage primaire du pétrole ne sont généralement pas utilisés comme produit fini. Au stade de la distillation primaire, les propriétés et les caractéristiques de l'huile sont déterminées, dont dépend le choix d'un processus de traitement ultérieur pour obtenir le produit final.

À la suite de la première transformation du pétrole, les principaux produits pétroliers suivants sont obtenus :

• gaz d'hydrocarbure (propane, butane)
• fraction d'essence (point d'ébullition jusqu'à 200 degrés)
• kérosène (point d'ébullition 220-275 degrés)
• gasoil ou carburant diesel (point d'ébullition 200-400 degrés)
• huiles lubrifiantes (point d'ébullition supérieur à 300 degrés) résidus (mazout)

Raffinage de pétrole

En fonction des propriétés physiques et chimiques du pétrole et de la nécessité du produit final, une autre méthode de traitement destructif des matières premières est choisie. Le raffinage secondaire du pétrole consiste en une action thermique et catalytique sur les produits pétroliers obtenus par distillation directe. L'impact sur les matières premières, c'est-à-dire les hydrocarbures contenus dans le pétrole, modifie leur nature.

Il existe des options de raffinage du pétrole :

• le carburant
• essence
• pétrochimique

chemin de carburant le traitement est utilisé pour produire des essences à moteur de haute qualité, des carburants diesel d'hiver et d'été, des carburéacteurs et des combustibles pour chaudières. Avec cette méthode, moins d'unités de processus sont utilisées. La méthode du carburant est un processus dans lequel les carburants pour moteurs sont obtenus à partir de fractions et de résidus d'huiles lourdes. Ce type de traitement comprend le craquage catalytique, le reformage catalytique, l'hydrocraquage, l'hydrotraitement et d'autres procédés thermiques.

Pour le traitement du carburant et de l'huile ainsi que des carburants, des huiles lubrifiantes et de l'asphalte sont obtenus. Ce type comprend les processus d'extraction et de désasphaltage.

La plus grande variété de produits pétroliers est obtenue grâce à traitement pétrochimique. Pour cette raison, il est utilisé grand nombre installations technologiques. Le traitement pétrochimique des matières premières produit non seulement des carburants et des huiles, mais également des engrais azotés, du caoutchouc synthétique, des plastiques, des fibres synthétiques, des détergents, des acides gras, du phénol, de l'acétone, de l'alcool, des éthers et d'autres produits chimiques.

craquage catalytique

Le craquage catalytique utilise un catalyseur pour accélérer procédés chimiques, mais en même temps sans changer l'essence de ces réactions chimiques. L'essence du processus de craquage, c'est-à-dire réaction de dédoublement, consiste à faire passer les huiles chauffées à l'état de vapeur à travers un catalyseur.

Réforme

Le processus de reformage est principalement utilisé pour la production d'essence à indice d'octane élevé. Ce traitement ne peut être soumis qu'à des fractions de paraffine, bouillant dans la plage de 95 à 205°C.

Types de reformage :

• reformage thermique
• reformage catalytique

En reformage thermique les fractions primaires de raffinage du pétrole ne sont exposées qu'à des températures élevées.

En reformage catalytique l'impact sur les fractions initiales se produit à la fois avec la température et à l'aide de catalyseurs.

Hydrocraquage et Hydrotraitement

Ce procédé de traitement consiste à obtenir des fractions essence, carburéacteur et diesel, des huiles lubrifiantes et des gaz liquéfiés grâce à l'action de l'hydrogène sur des fractions pétrolières à haut point d'ébullition sous l'influence d'un catalyseur. Suite à l'hydrocraquage, les fractions pétrolières d'origine sont également hydrotraitées.

L'hydrotraitement consiste à éliminer le soufre et les autres impuretés de la matière première. Typiquement, les unités d'hydrotraitement sont associées à des unités de reformage catalytique, car ces dernières dégagent une grande quantité d'hydrogène. À la suite du nettoyage, la qualité des produits pétroliers augmente, la corrosion des équipements diminue.

Extraction et désasphaltage

Processus d'extraction Elle consiste à séparer un mélange de substances solides ou liquides à l'aide de solvants. Les composants à extraire se dissolvent bien dans le solvant utilisé. Ensuite, un déparaffinage est effectué pour réduire le point d'écoulement de l'huile. L'obtention du produit final se termine par un hydrotraitement. Cette méthode de traitement est utilisée pour produire du carburant distillé et extraire des hydrocarbures aromatiques.

À la suite du désasphaltage, des substances goudron-asphaltène sont obtenues à partir des produits résiduels de la distillation du pétrole. Par la suite, l'huile désasphaltée est utilisée pour la production de bitume et est utilisée comme charge d'alimentation pour le craquage catalytique et l'hydrocraquage.

Cokéfaction

Pour obtenir des fractions de coke de pétrole et de gazole à partir de fractions lourdes de distillation du pétrole, de résidus de désasphaltage, de craquage thermique et catalytique, de pyrolyse d'essence, on utilise le procédé de cokéfaction. Ce type le traitement des produits pétroliers consiste en des réactions successives de craquage, de déshydrogénation (dégagement d'hydrogène des matières premières), de cyclisation (formation d'une structure cyclique), d'aromatisation (augmentation des hydrocarbures aromatiques dans le pétrole), de polycondensation (isolement des sous-produits, tels que eau, alcool) et compactage pour former une tarte au coke solide. Les produits volatils libérés lors du processus de cokéfaction sont soumis à un processus de rectification afin d'obtenir les fractions cibles et de les stabiliser.

Isomérisation

Le processus d'isomérisation consiste en la conversion de ses isomères à partir de la matière première. De telles transformations conduisent à la production d'essences à indice d'octane élevé.

Alcynisation

En introduisant des groupes alcynes dans des composés, des essences à indice d'octane élevé sont obtenues à partir de gaz d'hydrocarbures.

Il convient de noter que toute la gamme des technologies pétrolières, gazières et pétrochimiques est utilisée dans le processus de raffinage du pétrole et pour obtenir le produit final. La complexité et la variété des produits finis pouvant être obtenus à partir des matières premières extraites déterminent également la diversité des procédés de raffinage du pétrole.