Qu'est-ce que la distillation directe de l'huile. Distillation simple

Actuellement, le pétrole brut peut être obtenu différentes sortes carburants, huiles de pétrole, paraffines, bitumes, kérosènes, solvants, suie, lubrifiants et autres produits pétroliers obtenus par transformation de matières premières.

Matières premières d'hydrocarbures produites ( huile, qui passe gaz de pétrole 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 entre 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.

Composants reçus après traitement primaire l'huile n'est généralement pas utilisée comme produit fini. À l'étape distillation primaire les propriétés et les caractéristiques de l'huile sont déterminées, dont dépend le choix d'un processus de raffinage supplémentaire 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 carburants pour moteurs à réaction, combustibles de chaudière. 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, détergents, acide gras, phénol, acétone, alcool, éthers et 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 libèrent un grand nombre de 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 diesel 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 la distillation du pétrole, les résidus de désasphaltage, le craquage thermique et catalytique, la pyrolyse des essences utilisent 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 l'ensemble du complexe des technologies pétrolières, gazières et pétrochimiques est utilisé 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.

Pourquoi devrions-nous nous lever si c'est l'aube ?

John Donne "Aube"

Une personne au hasard qui passe devant une raffinerie de pétrole et voit beaucoup de hautes colonnes décidera probablement que ce sont des colonnes qui se fissurent. C'est une erreur courante. La plupart de ces colonnes hautes sont en fait des colonnes de distillation d'un type ou d'un autre. Les colonnes de fissuration, qui sont généralement plus courtes et plus trapues, seront abordées dans l'un des chapitres suivants.

La distillation du pétrole est une invention remarquable des technologues pétroliers, basée sur une caractéristique importante du pétrole décrite dans le chapitre précédent, à savoir la courbe d'accélération. Le mécanisme mis en jeu n'est pas très complexe et donc pas particulièrement intéressant. Cependant, dans un souci d'exhaustivité, nous considérerons ici ces choses élémentaires.

Pour commencer, il est utile de faire une analogie. Un moonshiner du Kentucky utilise un simple alambic pour séparer le produit léger du mauvais résidu (voir Figure 3.1). Après la fermentation du moût acide, c'est-à-dire lorsqu'une réaction biochimique lente s'est produite avec formation d'alcool, le mélange est chauffé jusqu'à ce que l'alcool commence à bouillir. Le produit léger s'évapore. Sous forme de vapeur, il est plus léger qu'un liquide. Par conséquent, il monte, se sépare du liquide et entre dans le réfrigérateur, où il se refroidit et se transforme à nouveau en liquide (condensation). Ce qui reste dans le cube est jeté, sinon,

Ce qui monte est mis en bouteille. Le procédé décrit est une simple distillation.

Si le moonshiner voulait vendre un produit de qualité supérieure à la moyenne, il pouvait encore faire passer le liquide résultant dans un deuxième lot, fonctionnant de la même manière que le premier. Dans le deuxième alambic, la partie la plus légère du liquide se séparait de certaines des impuretés non alcoolisées, qui dans le premier alambic étaient entraînées vers le haut avec le distillat plus léger. Cela était dû au fait que le moonshiner ne pouvait pas résister avec précision au point d'ébullition du moût aigre. Cependant, il est possible qu'il ait délibérément augmenté la température dans le premier cube un peu plus haut que nécessaire afin d'obtenir le plus de produit possible.

Ce processus en deux étapes peut être transformé en un processus continu, comme le montre la figure 3.2. En fait, de nombreuses usines de distillation industrielle ressemblaient à ceci.

Il est clair que la distillation discontinue décrite ci-dessus ne convient pas au traitement de 100 à 200 000 barils (~ 16 à 32 000 m3) de pétrole brut par jour, d'autant plus qu'il est nécessaire de séparer l'huile en 5 à 6 composants. La colonne de distillation permet de réaliser cette opération en continu, en consommant beaucoup moins de main-d'œuvre, d'équipement et d'énergie sous forme de combustible et de chaleur.

Le processus se déroulant dans la colonne de distillation est illustré schématiquement à la figure 3.3. Le pétrole brut entre à l'intérieur et les gaz d'hydrocarbures (butane et gaz plus légers), l'essence, le naphta (naphta), le kérosène, le gazole léger, le gazole lourd et les résidus de distillation sortent.

Pour comprendre comment tout se passe à l'intérieur de la colonne, vous devez considérer certaines subtilités. Le premier élément nécessaire au fonctionnement de la colonne est une pompe brute, pompant le pétrole brut d'un réservoir de stockage dans le système (voir Fig. 3.4). Tout d'abord, l'huile passe dans un four dans lequel elle est portée à une température

Riz. 3.3. Raffinage de pétrole

Tours autour de 385°C (750°F). Vous savez du chapitre précédent qu'en règle générale, plus de la moitié de l'huile s'évapore à cette température.

Le mélange de liquide et de vapeur ainsi obtenu est introduit par le bas dans la colonne de distillation.

À l'intérieur de la colonne de distillation se trouve un ensemble de plaques dans lesquelles des trous sont pratiqués. Grâce à ces trous, l'huile peut remonter. Lorsque le mélange de vapeur et de liquide monte à travers la colonne, la partie la plus dense et la plus lourde se sépare et coule au fond, tandis que les vapeurs légères montent vers le haut en passant à travers les plaques (Fig. 3.5).

Les trous des plateaux sont équipés de dispositifs appelés bouchons bouillonnants (Fig. 3.6). Ils sont nécessaires pour les couples, à travers cela

Les relais ont barboté à travers une couche de liquide d'environ 10 cm d'épaisseur, située sur une plaque. Ce bouillonnement de gaz à travers une couche de liquide est l'essence même de la rectification : vapeurs chaudes (à une température non inférieure à 400°C

Riz. 3.5. Le flux d'huile dans la colonne de distillation.

Riz. 3.6. Bouchons à bulles sur le plateau d'une colonne de distillation

(750°F) traversent le liquide. Dans ce cas, la chaleur est transférée de la vapeur au liquide. En conséquence, les bulles de vapeur sont quelque peu refroidies et une partie de leurs hydrocarbures passe à l'état liquide. Lorsque la chaleur est transférée de la vapeur au liquide, la température de la vapeur diminue. Comme la température du liquide est plus basse, certains des composés de la vapeur se condensent (se liquéfient).

Une fois que les vapeurs ont traversé la couche liquide et perdu une partie des hydrocarbures les plus lourds, elles montent vers la plaque suivante, où le même processus est répété.

Pendant ce temps, la quantité de liquide sur chaque plaque augmente en raison des hydrocarbures qui se condensent à partir des vapeurs. Par conséquent, un dispositif appelé déversoir est installé dans la colonne et permet au liquide en excès de s'écouler vers le plateau suivant. Le nombre de plateaux doit être tel que la quantité totale de produits sortant de la colonne de distillation soit égale à la quantité de pétrole brut entrant. En fait, certaines molécules font plusieurs allers-retours - sous forme de vapeur, elles s'élèvent sur plusieurs plaques, puis se condensent et s'écoulent sous forme liquide sur plusieurs plaques à travers les verres de vidange.

Riz. 3.7. Verres de vidange et sorties latérales.

Le lavage à la vapeur avec du liquide en raison du contre-courant et fournit une séparation claire des fractions. Cela n'aurait pas été possible en un seul passage.

À différents niveaux de la colonne, il y a des sorties latérales (Fig. 3.7) pour la sélection des fractions - les produits plus légers sont prélevés en haut de la colonne et les liquides lourds sortent en bas.

Irrigation et réévaporation

Plusieurs opérations supplémentaires qui ont lieu en dehors de la colonne de distillation contribuent à un processus de distillation plus réussi. Pour éviter que des produits lourds ne pénètrent accidentellement dans la partie supérieure de la colonne avec des fractions légères, des vapeurs sont périodiquement envoyées vers un réfrigérateur. Les substances qui se condensent dans le réfrigérateur sont renvoyées sur l'une des plaques ci-dessous. Il s'agit d'une sorte d'irrigation d'une colonne de distillation (Fig. 3.8).

Riz. 3.8. Irrigation et réévaporation.

A l'inverse, certains hydrocarbures légers peuvent être entraînés par l'écoulement liquide vers le bas de la colonne avec des produits lourds. Pour éviter cela, le liquide sortant de la sortie latérale est à nouveau passé à travers le réchauffeur. En conséquence, les hydrocarbures légers restants sont séparés et réintègrent la colonne de distillation sous forme de vapeur. Ce processus est appelé ré-évaporation. L'avantage d'un tel schéma est que seule une petite partie du flux total de pétrole brut doit être retraitée pour une récupération supplémentaire du produit. Il n'est pas nécessaire de réchauffer toute l'huile, ce qui permet d'économiser de l'énergie et de l'énergie.

Le reflux et la réévaporation peuvent tout aussi bien être utilisés en milieu de colonne, ce qui contribue également à une séparation efficace. La fraction réévaporée qui entre dans la colonne y apporte un complément de chaleur, ce qui aide les molécules légères à remonter en haut de la colonne. De la même manière, l'irrigation donne aux molécules lourdes, qui se trouvent être plus hautes qu'elles ne devraient l'être, une dernière chance de se condenser en un liquide.

La composition de certains pétroles bruts peut être telle qu'une partie des plateaux de la colonne n'aura pas un mélange vapeur-liquide suffisant. Dans ces cas, le reflux et la réévaporation permettent d'ajuster les débits afin que le processus de rectification (séparation) puisse se poursuivre.

Lors de l'analyse du processus de distillation du pétrole, la plage d'ébullition des fractions est une caractéristique fondamentalement importante. C'est la température à laquelle les produits de la distillation sont séparés les uns des autres. En particulier, la température à laquelle le produit (fraction, coupe) commence à bouillir est appelée point d'ébullition initial (BPO). La température à laquelle 100% d'une fraction donnée s'est évaporée est appelée le point d'ébullition (TB) de cette fraction. Ainsi, chaque faction a deux frontières - TNK et TV.

Si nous revenons au diagramme illustré à la figure 3.3, nous pouvons facilement voir que le point d'ébullition du naphta (naphta) est le point de départ du point d'ébullition de la fraction kérosène. Autrement dit, TNK et TV des deux factions voisines coïncident, au moins nominalement.

Cependant, TNK et TV peuvent ne pas coïncider - cela dépend de la qualité de la séparation fournie par le processus de rectification. Peut-être qu'en considérant tout ce système d'assiettes et de bouchons bouillonnants, vous vous êtes demandé si le résultat était bon. Naturellement, le processus de distillation n'est pas idéal et conduit à l'apparition, pardonnez-moi l'expression, de ce que l'on appelle les queues.

Supposons que nous analysions le naphta (naphta) et le kérosène en laboratoire et que nous obtenions des courbes de distillation pour chacune de ces fractions - telles que celles présentées à la figure 3.9. Examinez-les attentivement et vous remarquerez que le point d'ébullition du naphta est d'environ un

Le point d'ébullition du kérosène est d'environ 150°C (305°F).

La figure 3.10 illustre plus clairement ce que sont les queues. Cette figure montre la dépendance de la température, mais cette fois non pas sur la fraction volumique totale d'huile évaporée, mais sur la fraction volumique d'huile évaporée à cette température (pour ceux qui sont familiers avec l'analyse mathématique, on peut dire que c'est la première dérivée de la fonction inverse illustrée à la figure 3.9).

Des résidus apparaissent presque toujours pendant la distillation. C'est tellement courant qu'on le prend pour acquis. Cependant, afin de ne pas leur compliquer la vie, ils sont parvenus à un compromis. Comme les frontières des fractions dans 1 distillation prennent les frontières dites effectives | l'ébullition, c'est-à-dire les températures auxquelles les fractions sont classiquement considérées comme séparées. Dans ce qui suit, lorsque nous utiliserons le terme limites d'ébullition, nous entendrons des limites effectives.

Riz. 3.10. Queue de fraction sur la courbe de distillation.

Établir les limites des factions

Lorsque nous avons examiné les limites de fraction dans le chapitre précédent, et que nous en avons également discuté ci-dessus, on pourrait avoir l'impression que ces valeurs pour chaque fraction sont établies avec précision. En fait, appliquées à une colonne de distillation particulière, ces limites peuvent être quelque peu décalées. Par exemple, un déplacement de la frontière entre le naphta (naphta) et le kérosène peut avoir les conséquences suivantes. Supposons que la limite de température est passée de 157 (315) à 162°C (325°F). Premièrement, les volumes de produits de rectification quittant la colonne changeront - plus de naphta et moins de kérosène seront obtenus. Le fait est que la fraction bouillant entre 157 et 162°C sortira désormais par le trou du naphta, et non pour le kérosène.

Dans le même temps, la densité du naphta (naphta) et du kérosène augmentera. Comment est-ce possible ? La bandoulière, qui est maintenant passée à la fraction naphta (naphta), est plus lourde que le naphta moyen. En même temps, il est plus léger que le kérosène moyen. C'est ainsi que les deux factions sont devenues plus lourdes !

Certaines autres propriétés changeront également, mais la densité est la seule caractéristique. nous creusons jusqu'à

Considéré jusqu'ici. En discutant du sort ultérieur des produits de la distillation dans les chapitres suivants, nous mentionnerons d'autres conséquences possibles changements dans les limites des fractions d'ébullition.

Si vous savez maintenant où sont envoyés les produits obtenus par distillation, il vous sera plus facile de comprendre l'essentiel des chapitres suivants. Les fractions légères sortant en tête de colonne (overhead) sont introduites dans l'unité de fractionnement des gaz. L'essence de distillation directe est envoyée pour être mélangée afin de produire de l'essence à moteur. Le naphta (naphta) est acheminé vers le reformeur, le kérosène va vers l'hydrotraiteur, le gazole léger est envoyé pour être mélangé afin de produire du carburant distillé (diesel), le gazole lourd sert de matière première pour le craquage catalytique, et enfin, le résidu de distillation directe est introduit dans la distillation sous vide.

DES EXERCICES

1. Complétez les trous en choisissant des mots dans la liste suivante :

Four essence de distillation directe

Fractionnement du pétrole brut

Périodique Continu

Augmentation Diminution

Bouchon à bulles pour réfrigérateur

A. Quand le clair de lune sort du haut de la distillerie

Cuba, il faut le traverser, avant

Que mettre en bouteille.

Le mode B. n'est pas très efficace en mode moderne

Exploitation minière raffinage du pétrole. Actuellement, la rectification du pétrole brut est effectuée uniquement dans le mode.

B. Un dispositif qui augmente l'efficacité du mélange dans une colonne de distillation est appelé

TOC \o "1-3" \h \z d. Des trous dans les plateaux de la colonne de distillation sont fournis avec l'un ou l'autre.

D. Les queues surviennent parce qu'un

Les factions se chevauchent

E. Au fur et à mesure que les vapeurs remontent la colonne, leur température.

G. Lorsque le point d'ébullition d'une fraction dans la colonne de distillation est abaissé, le volume de cette fraction et la densité API.

2. Le directeur d'une raffinerie de pétrole a été chargé de produire 33 000 barils par jour de fioul en hiver. Il sait qu'il recevra 200 000 barils de pétrole brut par jour - 30 000 barils. de la Louisiane et 170 000 bars. de l'ouest du Texas. Les courbes de distillation de ces huiles sont présentées ci-dessous. Une autre condition "est que vous voulez obtenir autant de carburéacteur que possible. C'est-à-dire que vous devez extraire autant d'huile que possible. La plage d'ébullition du carburéacteur est de 300 à 525 ° F (150 à 275 ° C) , ce seront les limites des fractions correspondantes dans la colonne de distillation.

Enfin, pour assurer la production de 33 000 barils par jour de fioul de chaudière, il faut obtenir 20 000 barils par jour de gazole léger de distillation directe issu de la distillation du pétrole brut

Et envoyez-le chercher du combustible pour la chaudière.

Tâche : Quelles limites de température doivent être fixées pour la fraction GPL afin d'obtenir 20 000 barils par jour ?

Données d'accélération :

Remarque : Calculez la courbe de distillation pour l'huile mélangée. Le carburéacteur TV est une fraction de biens de consommation du GPL. Il reste à calculer la TV pour la fraction GPL afin qu'elle soit de 20 000 bar./jour.

Le raffinage du pétrole est un processus assez compliqué, qui nécessite une implication. De nombreux produits sont obtenus à partir des matières premières naturelles extraites - différents types carburants, bitume, kérosène, solvants, lubrifiants, huiles de pétrole et autres. Le raffinage du pétrole commence par le transport des hydrocarbures jusqu'à l'usine. Le processus de production se déroule en plusieurs étapes, dont chacune est très importante d'un point de vue technologique.

Processus de recyclage

Le processus de raffinage du pétrole commence par sa préparation spécialisée. Cela est dû à la présence de nombreuses impuretés dans les matières premières naturelles. Un gisement de pétrole contient du sable, des sels, de l'eau, du sol et des particules gazeuses. L'eau est utilisée pour extraire un grand nombre de produits et économiser les gisements d'énergie. Cela a ses avantages, mais réduit considérablement la qualité du matériau obtenu.

La présence d'impuretés dans la composition des produits pétroliers rend impossible leur transport jusqu'à l'usine. Ils provoquent la formation de plaque sur les échangeurs de chaleur et autres récipients, ce qui réduit considérablement leur durée de vie.

Par conséquent, les matériaux extraits sont soumis à un nettoyage complexe - mécanique et fin. À ce stade du processus de production, la matière première résultante est séparée en huile et. Cela se produit à l'aide de séparateurs d'huile spéciaux.

Pour purifier la matière première, celle-ci est principalement déposée dans des cuves hermétiques. Pour activer le processus de séparation, le matériau est soumis à froid ou à haute température. Les usines de dessalement électriques sont utilisées pour éliminer les sels contenus dans les matières premières.

Comment se déroule le processus de séparation de l'huile et de l'eau ?

Après purification primaire, une émulsion peu soluble est obtenue. C'est un mélange dans lequel les particules d'un liquide sont uniformément réparties dans le second. Sur cette base, on distingue 2 types d'émulsions :

• hydrophile. C'est un mélange où les particules d'huile sont dans l'eau ;
• hydrophobe. L'émulsion se compose principalement d'huile, où il y a des particules d'eau.

Le processus de rupture de l'émulsion peut être mécanique, électrique ou par voie chimique. La première méthode consiste à décanter le liquide. Cela se produit dans certaines conditions - chauffage à une température de 120 à 160 degrés, augmentation de la pression à 8 à 15 atmosphères. La stratification du mélange se produit généralement dans les 2-3 heures.

Pour que le processus de séparation de l'émulsion réussisse, il est nécessaire d'empêcher l'évaporation de l'eau. De plus, l'extraction de l'huile pure est réalisée à l'aide de puissantes centrifugeuses. L'émulsion est divisée en fractions lorsqu'elle atteint 3,5 à 50 000 tours par minute.

L'utilisation d'une méthode chimique implique l'utilisation de tensioactifs spéciaux appelés désémulsifiants. Ils aident à dissoudre le film d'adsorption, à la suite de quoi l'huile est nettoyée des particules d'eau. La méthode chimique est souvent utilisée en conjonction avec la méthode électrique. La dernière méthode de nettoyage consiste à exposer l'émulsion à un courant électrique. Il provoque l'association de particules d'eau. En conséquence, il est plus facilement éliminé du mélange, ce qui donne une huile de la plus haute qualité.

Traitement primaire

L'extraction et le traitement du pétrole se déroulent en plusieurs étapes. Une caractéristique de la production de divers produits à partir de matières premières naturelles est que même après une purification de haute qualité, le produit résultant ne peut pas être utilisé aux fins prévues.

Le matériau de départ est caractérisé par la teneur en divers hydrocarbures, qui diffèrent considérablement par leur poids moléculaire et leur point d'ébullition. Il contient des substances de nature naphténique, aromatique, paraffinique. De plus, la charge contient des composés soufrés, azotés et oxygénés de type organique, qui doivent également être éliminés.

Toutes les méthodes existantes de raffinage du pétrole visent à le diviser en groupes. Au cours du processus de production, une large gamme de produits aux caractéristiques différentes est obtenue.

La première transformation des matières premières naturelles est effectuée sur la base de différents points d'ébullition de ses composants. Pour la mise en œuvre de ce procédé, des installations spécialisées sont impliquées, qui permettent d'obtenir divers produits pétroliers - du mazout au goudron.

Si les matières premières naturelles sont traitées de cette manière, il ne sera pas possible d'obtenir un matériau prêt pour une utilisation ultérieure. La distillation primaire vise uniquement à déterminer les propriétés physiques et chimiques de l'huile. Après son exécution, il est possible de déterminer la nécessité d'un traitement ultérieur. Ils définissent également le type d'équipement qui doit être impliqué pour effectuer les processus nécessaires.

Raffinage primaire du pétrole

Méthodes de distillation d'huile

Il existe les méthodes suivantes de raffinage du pétrole (distillation):

• évaporation unique;
• évaporation répétée;
• distillation avec évaporation progressive.

La méthode flash implique le traitement de l'huile sous l'influence d'une température élevée avec une valeur donnée. En conséquence, des vapeurs se forment qui pénètrent dans un appareil spécial. C'est ce qu'on appelle un évaporateur. À cet appareil les paires cylindriques sont séparées de la fraction liquide.

Avec une évaporation répétée, la matière première est soumise à un traitement dans lequel la température est augmentée plusieurs fois selon un algorithme donné. La dernière méthode de distillation est plus complexe. Le traitement de l'huile avec évaporation progressive implique un changement en douceur des principaux paramètres de fonctionnement.

Équipement de distillation

Le raffinage industriel du pétrole est réalisé à l'aide de plusieurs appareils.

Fours tubulaires. À leur tour, ils sont également divisés en plusieurs types. Ce sont des fours atmosphériques, sous vide, sous vide atmosphérique. À l'aide d'équipements du premier type, un traitement peu profond des produits pétroliers est effectué, ce qui permet d'obtenir des fractions de mazout, d'essence, de kérosène et de diesel. Dans les fours sous vide, grâce à un fonctionnement plus efficace, les matières premières sont divisées en:

• le goudron;
• particules d'huile;
• particules de gazole.

Les produits obtenus conviennent parfaitement à la production de coke, de bitume, de lubrifiants.

colonnes de distillation. Le processus de traitement du pétrole brut à l'aide de cet équipement consiste à le chauffer dans un serpentin à une température de 320 degrés. Après cela, le mélange entre dans les niveaux intermédiaires de la colonne de distillation. En moyenne, il dispose de 30 à 60 goulottes, chacune espacée à un certain intervalle et équipée d'un bain de liquide. De ce fait, les vapeurs s'écoulent sous forme de gouttelettes, à mesure que la condensation se forme.

Il existe également un traitement utilisant des échangeurs de chaleur.

Recyclage

Après avoir déterminé les propriétés de l'huile, en fonction du besoin d'un produit final particulier, le type de distillation secondaire est sélectionné. Il s'agit essentiellement d'un effet thermocatalytique sur la charge. Le traitement en profondeur du pétrole peut se produire en utilisant plusieurs méthodes.

Le carburant. L'utilisation de cette méthode de distillation secondaire permet d'obtenir un certain nombre de produits de haute qualité - essence moteur, diesel, carburéacteur et carburants pour chaudières. Le recyclage ne nécessite pas beaucoup de matériel. À la suite de la demande cette méthode le produit fini est obtenu à partir des fractions lourdes des matières premières et des sédiments. Pour méthode de carburant les courses comprennent :

• fissuration;
• réformer;
• hydrotraitement;
• hydrocraquage.

Essence. Grâce à cette méthode de distillation, non seulement divers carburants sont obtenus, mais également de l'asphalte, des huiles lubrifiantes. Ceci est fait en utilisant la méthode d'extraction, le désasphaltage.

Pétrochimique. Grâce à l'application de cette méthode avec l'implication d'équipements de haute technologie, un grand nombre de produits sont obtenus. Il ne s'agit pas seulement de carburant, d'huiles, mais aussi de plastiques, de caoutchouc, d'engrais, d'acétone, d'alcool et bien plus encore.

Comment les objets qui nous entourent sont obtenus à partir du pétrole et du gaz - accessibles et compréhensibles

Cette méthode est considérée comme la plus courante. Avec son aide, le traitement de l'huile acide ou acide est effectué. L'hydrotraitement peut améliorer considérablement la qualité des carburants obtenus. Divers additifs en sont retirés - soufre, azote, composés oxygénés. Le matériau est traité sur des catalyseurs spéciaux dans un environnement d'hydrogène. Dans le même temps, la température dans l'équipement atteint 300-400 degrés et la pression - 2-4 MPa.

Suite à la distillation, les composés organiques contenus dans les matières premières se décomposent en interagissant avec l'hydrogène circulant à l'intérieur de l'appareil. En conséquence, de l'ammoniac et du sulfure d'hydrogène sont formés, qui sont éliminés du catalyseur. L'hydrotraitement permet de recycler 95 à 99 % des matières premières.

craquage catalytique

La distillation est effectuée à l'aide de catalyseurs contenant de la zéolite à une température de 550 degrés. La fissuration est considérée comme très méthode efficace traitement des matières premières préparées. Avec son aide, de l'essence à moteur à indice d'octane élevé peut être obtenue à partir de fractions de mazout. Le rendement en produit pur dans ce cas est de 40 à 60 %. Du gaz liquide est également obtenu (10-15% du volume d'origine).

reformage catalytique

Le reformage est effectué à l'aide d'un catalyseur aluminium-platine à une température de 500 degrés et une pression de 1 à 4 MPa. Dans le même temps, un environnement d'hydrogène est présent à l'intérieur de l'équipement. Cette méthode est utilisée pour convertir les hydrocarbures naphténiques et paraffiniques en aromatiques. Cela vous permet d'augmenter considérablement l'indice d'octane des produits. Lors de l'utilisation du reformage catalytique, le rendement en matière pure est de 73 à 90 % de la charge d'alimentation.

Hydrocraquage

Vous permet d'obtenir du carburant liquide lorsqu'il est exposé à haute pression(280 atmosphères) et température (450 degrés). En outre, ce processus se produit avec l'utilisation de catalyseurs puissants - les oxydes de molybdène.

Si l'hydrocraquage est combiné à d'autres méthodes de traitement des matières premières naturelles, le rendement en produits purs sous forme d'essence et de carburéacteur est de 75 à 80 %. Lors de l'utilisation de catalyseurs de haute qualité, leur régénération peut ne pas être effectuée avant 2-3 ans.

Extraction et désasphaltage

L'extraction implique la séparation des matières premières préparées en fractions souhaitées à l'aide de solvants. Ensuite, un déparaffinage est effectué. Il vous permet de réduire considérablement le point d'écoulement de l'huile. De plus, pour obtenir des produits de haute qualité, il est soumis à un hydrotraitement. À la suite de l'extraction, du carburant diesel distillé peut être obtenu. De plus, en utilisant cette technique, les hydrocarbures aromatiques sont extraits des matières premières préparées.

Le désasphaltage est nécessaire pour obtenir des composés résineux-asphaltènes à partir des produits finaux de la distillation de la charge pétrolière. Les substances résultantes sont activement utilisées pour la production de bitume, en tant que catalyseurs pour d'autres méthodes de traitement.

Autres méthodes de traitement

Le traitement des matières premières naturelles après la distillation primaire peut être effectué d'autres manières.

Alkylation. Après traitement des matériaux préparés, des composants de haute qualité pour l'essence sont obtenus. Le procédé est basé sur l'interaction chimique des hydrocarbures oléfiniques et paraffiniques, résultant en un hydrocarbure paraffinique à haut point d'ébullition.

Isomérisation. L'utilisation de ce procédé permet d'obtenir une substance à indice d'octane plus élevé à partir d'hydrocarbures paraffiniques à faible indice d'octane.

Polymérisation. Permet la conversion des butylènes et du propylène en composés oligomères. En conséquence, des matériaux sont obtenus pour la production d'essence et pour divers procédés pétrochimiques.

Cokéfaction. Il est utilisé pour la production de coke de pétrole à partir des fractions lourdes obtenues après la distillation du pétrole.

L'industrie du raffinage du pétrole est prometteuse et en développement. Le processus de production est constamment amélioré grâce à l'introduction de nouveaux équipements et techniques.

Vidéo : Raffinage du pétrole

Les fractions d'huile sont déterminées en laboratoire, puisque le produit contient matière organique avec une pression différente vapeurs saturées. Il est impossible de parler du point d'ébullition en tant que tel, mais le point de départ et la limite sont calculés. Un certain intervalle d'ébullition de l'huile est +28-540°С. Il détermine la composition fractionnaire de l'huile. Il est réglementé par la norme GOST 2177-99. La température à laquelle le condensat apparaît est considérée comme le début de l'ébullition. La fin de l'ébullition est considérée comme le moment de la cessation de l'évaporation des vapeurs. Des tests de laboratoire sont effectués sur des appareils de distillation, où des lectures stables sont enregistrées et une courbe des points d'ébullition est dérivée par distillation. La séparation de l'huile et des produits pétroliers en fractions jusqu'à +200°C s'effectue à pression atmosphérique. Le reste en plus hautes températures hache sont prises sous vide pour éviter la décomposition.

Méthodes de détermination de la composition fractionnaire des produits pétroliers

Le fractionnement de l'huile est nécessaire pour choisir la direction du traitement base de matière première, découvrez le contenu exact des huiles de base dans la distillation de l'huile. Sur cette base, toutes les propriétés des fractions sont classées.

• Méthode A - l'utilisation d'appareils automatiques pour déterminer la composition fractionnaire de l'huile et des pseudo-composants individuels. Les flacons sont utilisés en verre résistant à la chaleur, dont le fond et les parois ont la même épaisseur.
• Méthode B - à l'aide d'un périphérique à quatre ou six emplacements. Flacons à fond rond d'une contenance de 250 cm3. La méthode est utilisée uniquement pour la distillation de produits pétroliers noirs.

Types et propriétés des fractions pétrolières

La composition fractionnaire de l'huile est déterminée selon la norme russe de distillation ou de rectification, qui correspond à la distillation d'Egler. Il est basé sur la division de la composition complexe des gaz glucidiques en éléments intermédiaires. Sur la base des hautes températures d'ébullition, 3 types de raffinage du pétrole sont classés.

• Distillation simple - lors de l'évaporation, la vapeur se condense.
• Reflux - seules les vapeurs à haut point d'ébullition émettent du condensat et retournent au mélange général sous forme de reflux. Les vapeurs à bas point d'ébullition s'évaporent complètement.
• La rectification est le processus de combinaison des deux types de traitement précédents, lorsque la concentration et la condensation maximales des vapeurs à bas point d'ébullition sont atteintes.

Lors du processus de détermination de la composition fractionnaire du pétrole et des produits pétroliers, ainsi que de leurs propriétés, il existe une division dans les types de fractions suivants:

• léger (ce type comprend l'essence et le pétrole) - ils sortent à des températures allant jusqu'à 140 ° C à la pression atmosphérique;
• milieu (ceci inclut : kérosène, diesel, naphta) à pression atmosphérique dans la plage de température de 140 à 350°C ;
• lors du traitement sous vide et à des températures supérieures à 350°C, on obtient des fractions dites lourdes (gasoil sous vide, goudron).

Les fractions sont également divisées en fractions légères (cela comprend les fractions légères et moyennes) et sombres ou fioul (ce sont des fractions lourdes).

Tableau des fractions d'huile

Et maintenant plus sur les principaux types de fractions d'huile :

Fraction pétrolière

L'éther ou l'huile de Sherwood est un liquide incolore composé de pentane et d'hexane. S'évapore immédiatement à basse température. C'est un solvant pour créer des extraits, du carburant pour les briquets, les brûleurs. Il est obtenu à des températures allant jusqu'à + 100°C.

Fraction d'essence

La fraction essence du pétrole est construite sur un schéma complexe de composés carbonés qui bout à une température de + 140°C. L'application principale est utilisée pour obtenir du carburant pour les moteurs à combustion interne et comme matière première dans la pétrochimie. La fraction essence est à base de substances paraffiniques : méthylcyclopentane, cyclohexane, méthylcyclohexane. L'essence contient des alcanes liquides dans composition - naturel, associé, gazeux. Ils sont également divisés en ramifiés et non ramifiés. La composition dépend du rapport qualitatif des composants de la matière première. Cela suggère qu'une bonne essence est loin d'être obtenue à partir de toutes les qualités d'huile. La valeur de l'espèce est que, lors du processus de décomposition en composés, des hydrocarbures aromatiques se forment, dont la part dans la masse brute est catastrophiquement faible.

Fraction naphta

La sous-espèce comprend des éléments lourds. La saturation en hydrocarbures aromatiques est supérieure à celle des autres composés. C'est un composant pour la production d'essence commerciale, de kérosène d'éclairage, de carburéacteur, un solvant organique. Agit comme une charge pour les appareils électroménagers. Composition chimique : hydrocarbures polycycliques, cycliques et insaturés. La présence de soufre diffère, dont le pourcentage de la masse totale dépend du gisement, du niveau d'occurrence et de la qualité du produit brut.

Fraction de kérosène

La fraction kérosène du pétrole est principalement un carburant pour les moteurs à réaction. Il est utilisé dans la fabrication de peintures et de vernis et est ajouté comme solvant pour peindre les murs et les sols. Agit comme matière première dans les processus de synthèse de substances. Composés d'hydrates de carbone à haute teneur en paraffine. Il y a une faible teneur en glucides aromatiques. La fraction kérosène est libérée lors de la distillation atmosphérique à + 220°C.

Fraction diesel

La sous-espèce est utilisée dans la fabrication de carburant diesel pour les modes de transport à grande vitesse et est également utilisée comme matière première secondaire. Au cours du traitement, du kérosène est libéré, qui est utilisé pour l'industrie de la peinture et du vernis et la fabrication d'instruments, la fabrication de produits chimiques pour véhicules. La prédominance des mélanges d'hydrocarbures naphténiques. Pour obtenir un carburant qui ne se solidifie pas à -60°C, la composition subit un déparaffinage au carbamide. Il s'agit d'un mélange de tous les composants pendant 1 heure et d'une filtration ultérieure à travers un entonnoir Buchner.

essence

La composition qualitative du mélange: huiles de résine, composés organiques avec oligo-éléments. Composants hydrocarbonés : asphaltène, carbène, carboïde. Lors de la distillation sous vide, du goudron, de la paraffine, des huiles techniques sont produites à partir de fioul. Application principale - combustible liquide pour les chaufferies pour les caractéristiques de viscosité. Le mazout de fournaise est divisé en 3 types principaux : naval, de chaudière moyenne et lourd. Ce dernier est utilisé dans les centrales thermiques, le type moyen - dans les entreprises de chaudières. Naval - une partie intégrante du travail de transport maritime.

Le goudron

La qualité des composants en pourcentage est déterminée comme suit :

• Paraffine, naphtène - 95%.
• Asphalte - 3%.
• Résines - 2%.

Le goudron sous vide est obtenu à la suite de l'achèvement de tous les processus de séparation et de distillation. Point d'ébullition + 500°С. La sortie est une consistance noire visqueuse. La composition liquide est utilisée dans la construction de routes. Le bitume pour les matériaux de toiture en est produit. Le goudron est nécessaire pour créer du coke - un produit stratégique. Le composant est utilisé dans la fabrication de combustible de chaudière. Il contient le plus grand pourcentage de métaux lourds contenus dans le pétrole.

Les indicateurs bruts des produits pétroliers dépendent de la profondeur et du type de gisement. Ceci est pris en compte lors de la formation des fractions d'huile et de la réalisation du rapport en pourcentage des composants.

La composition de l'huile et de ses produits est déterminée par séparation selon les points d'ébullition par distillation et rectification.

Production de fractions pétrolières

Le pétrole, les condensats de gaz et leurs fractions sont un mélange à plusieurs composants de composés d'hydrocarbures. À . Par conséquent, la détermination de la composition de ce mélange comme la totalité de tous les composés inclus dans leur composition est une tâche des plus difficiles et pas toujours résoluble.

Le coût d'achat du pétrole brut, qui représente environ 80 % des coûts de raffinage, est le facteur le plus important pour déterminer la rentabilité d'une compagnie pétrolière. La qualité et la valeur du pétrole brut dépendent de sa courbe ITC, qui détermine la teneur de la fraction de produits pétroliers légers bouillant jusqu'à 360°C, la fraction 360-540°C et le produit de fond (>540°C), et la teneur en impuretés telles que le soufre, l'azote, les métaux, etc.

Cependant, la courbe ITC ne reflète pas composition chimique fractions pétrolières, ce qui, à son tour, affecte le rendement et les propriétés des produits des unités de conversion et de valorisation des produits pétroliers dans les raffineries. Ainsi, la connaissance de la courbe ITC et de la nature chimique des fractions de pétrole brut est extrêmement importante pour améliorer indicateurs économiques raffinerie. Malheureusement, pour obtenir ces informations, des analyses en laboratoire sont nécessaires, ce qui nécessite des coûts financiers et temporels importants.

Factions principales

gaz d'hydrocarbure

Le gaz qui fait partie de cette huile se compose principalement de butanes (73,9 % en poids) ; le rendement des gaz dans l'huile est de 1,5 % en poids. La fraction propane-butane sera utilisée comme matière première pour les usines de fractionnement de gaz afin de produire des hydrocarbures individuels, du carburant et des composants d'essence à moteur.

Fraction NK-62°C

La fraction NK-62°С sera utilisée comme matière première pour le procédé d'isomérisation catalytique afin d'augmenter l'indice d'octane.

Fraction 62-85°С

La fraction 62-85°C est appelée « benzène », elle sera utilisée comme composant de l'essence commerciale et pour la production de benzène.

Fraction 85-120°С

La fraction 85-120°C mélangée à la fraction 120-180°C servira de charge pour un reformeur catalytique pour augmenter l'indice d'octane. Pré-envoyé à l'hydrotraitement.

Fraction 120-180°С et 180-230°С

La fraction 120-180°C sera utilisée en mélange avec la fraction 180-230°C comme composant de carburéacteur. Le carburéacteur ne convient pas au point d'éclair, vous devez donc retirer certains des composants légers.

Méthodes d'extraction de l'huile

Composition individuelle des produits pétroliers

À l'heure actuelle, la composition individuelle des produits pétroliers ne peut être déterminée de manière assez fiable par des méthodes de chromatographie gaz-liquide que pour des fractions d'essence uniques. Par conséquent, une composition individuelle d'hydrocarbures ne peut pas servir de base à des méthodes prédictives de calcul des propriétés thermophysiques (TPP) en raison de son indisponibilité pour les consommateurs.

Dans le même temps, la composition fractionnaire et la composition des hydrocarbures du groupe structurel peuvent être utilisées de manière plus fructueuse dans le développement de méthodes de calcul des propriétés thermiques du pétrole.

Par conséquent, les méthodes de recalcul et d'extrapolation des courbes de distillation et les méthodes de calcul de la composition en hydrocarbures des groupes structuraux des fractions sont examinées ci-dessous.

Composition fractionnaire du pétrole et des produits pétroliers

Ce type de composition d'huile et de ses produits est déterminé par séparation selon les points d'ébullition par distillation et rectification.

Le rendement total (en pourcentage en poids ou en volume) des fractions individuelles qui bouillent dans certaines plages de température est appelé la composition fractionnaire de l'huile, du produit pétrolier ou du mélange. Pour plus caractéristiques complètes la densité relative et la masse molaire moyenne de chaque bretelle et du mélange dans son ensemble sont déterminées. Sur la base des résultats de l'évaporation, une courbe ITC est construite, qui contient des informations assez complètes sur la composition du mélange.

La rectification selon GOST 11011-85 dans l'appareil ARN-2 est limitée par une température de 450-460 ° C en raison de la possible décomposition thermique du résidu. La réalisation de ce type de recherche d'huiles est recommandée dans le dispositif de distillation ARN-2 selon la méthode GrozNII dans un flacon Manovyan jusqu'à un point d'ébullition de 560-580 °C. Dans ce cas, il n'y a pas de distorsion de la courbe ITC.

La composition fractionnaire, en particulier des produits pétroliers commerciaux légers et des fractions larges, est souvent déterminée par distillation dans un appareil Engler selon GOST 2177-82, ce qui est beaucoup plus simple que la rectification. La courbe de distillation d'Engler permet de déterminer de manière fiable les points d'ébullition caractéristiques des fractions. Cependant, lors du calcul des équilibres de phase, il est préférable d'avoir une courbe ITC. Un certain nombre de procédures empiriques ont été proposées pour obtenir une telle courbe.

Par exemple, pour les produits pétroliers légers, la méthode BashNIINP est connue. Partant du fait que la différence de température obtenue lors de la distillation d'un produit pétrolier commercial selon l'ITC et selon l'Engler, à un certain point du point d'ébullition du produit pétrolier est presque constante, on peut écrire

Caractérisation des propriétés physiques et chimiques (PCS) des fractions pétrolières étroites (pseudocomposants)

Lors du calcul des processus de distillation de mélanges à plusieurs composants (MCM), il est nécessaire d'utiliser les propriétés physicochimiques et thermodynamiques de tous les composants qui composent le MCM séparé. Comme, dans le cas considéré, la décomposition du mélange continu initial en pseudo-composants est plutôt arbitraire, la procédure de calcul des propriétés physico-chimiques des pseudo-composants individuels revêt une importance particulière.

On sait que tout Substance chimique a un ensemble de constantes caractéristiques, et les valeurs des constantes caractéristiques dépendent de la structure chimique des molécules de la substance. Cette disposition peut également être étendue aux pseudo-composants, notamment si les valeurs des constantes caractéristiques sont déterminées expérimentalement.

Au fait, lisez aussi cet article : Caractéristiques du traitement du pétrole lourd

La moyenne arithmétique (entre le début et la fin de l'ébullition de la fraction) du point d'ébullition est considérée comme la caractéristique principale et minimale requise du pseudo-composant.

Cependant, cette température ne caractérise pas complètement le pseudo-composant, car elle ne prend pas en compte les caractéristiques de composition des huiles de différents types (différents domaines). Pour une évaluation plus précise du FCS des pseudo-composants, des informations sur la composition en hydrocarbures des fractions sont nécessaires.

Ces informations sont dans forme indirecte est contenu dans les courbes RI et ITC. De plus, selon la loi de conservation de la masse, les valeurs moyennes (intégrales moyennes) des constantes pseudo-caractéristiques et la composition probable en hydrocarbures pour les fractions isolées des courbes comparées aux mêmes plages d'ébullition de consommation doivent coïncider (à l'exception de leur limites de température d'ébullition) .

Par conséquent, pour évaluer la composition en hydrocarbures des carburants, il est tout à fait acceptable d'utiliser la courbe RI, car elle est plus simple et plus pratique pour la détermination expérimentale. Cependant, lors du calcul des processus de séparation (principalement la rectification), il est nécessaire d'utiliser uniquement la courbe ITC.

Pour les calculs, les propriétés standard (points d'ébullition, températures transitions de phase, pression de vapeur saturante, densité des phases gazeuse et liquide dans des conditions standard, indices de réfraction, viscosité, enthalpies, etc.), ainsi que des propriétés critiques. Ces constantes caractérisent l'identité chimique du composant, c'est-à-dire représentent le "passeport chimique" de la substance. Les propriétés caractéristiques sont des fonctions de paramètres chimiques spécifiques d'une substance : masse molaire et structure d'une molécule de substance :

Il découle de (1.1) que toutes les propriétés standard s'avèrent être interconnectées et peuvent être exprimées les unes par les autres. Ainsi, la masse molaire de tout hydrocarbure (pseudocomposant) peut être exprimée en fonction de ses propriétés standard : point d'ébullition, densité, indice de réfraction et autres propriétés, ainsi qu'une combinaison de ces propriétés. A titre d'exemple, on peut citer les formules de B.P. Voinov, Kreg et Mamedov pour le calcul du poids moléculaire des hydrocarbures :

Par conséquent, le nombre d'options de calcul du TFS des pseudocomposants s'avère assez important, ce qui complique dans une certaine mesure leur utilisation pratique.

Pour calculer le FCS de larges fractions d'huile, composées de plusieurs pseudo-composants, la règle d'additivité est utilisée, c'est-à-dire la contribution de chaque fraction étroite aux propriétés de la fraction plus large est déterminée par la concentration relative de la fraction étroite dans la plus large.

Au fait, lisez aussi cet article : Conversion de la viscosité cinématique en dynamique

Dans UMP, les procédures de calcul du FCS pour les mélanges continus sont automatisées : l'utilisateur, conformément à la décomposition en température acceptée de la courbe ITC en pseudo-composants, fixe les limites d'ébullition des pseudo-composants individuels (fractions étroites individuelles), après quoi il renseigne la spécification de chaque pseudo-composant sélectionné en fixant ses propriétés caractéristiques connues de l'utilisateur.

Comme déjà mentionné, l'information minimale requise doit être le point d'ébullition moyen du pseudo-composant, et les propriétés (densité, indice de réfraction, etc.) connues de l'utilisateur doivent être spécifiées en tant qu'informations supplémentaires. Plus cette information est définie avec précision, plus chaque pseudo-composant sera caractérisé avec précision et, par conséquent, les résultats de la modélisation ultérieure seront plus précis. Pour un exemple sur la fig. 1.7 montre les courbes de distribution des propriétés caractéristiques ( tMer,p,n) pour l'essence hydrotraitée de distillation directe.

Riz. 1.7. Courbes de distribution de la température d'ébullition ( tMer), densité ( p) et l'indice de réfraction ( n) fractions d'essence hydrotraitée de distillation directe

Conformément à la condition acceptée pour une modification assez douce des propriétés caractéristiques avec une modification du point d'ébullition des composants individuels (le nombre de composants individuels est très important), les dépendances de toutes les propriétés de la fraction de distillation de la substance ( ou sur la température de distillation) doit également être continue.

Sur la base de ces informations, toutes les propriétés de base peuvent être calculées ( Jkr, Pkr, Zkr, caractéristiques d'enthalpie) des deux pseudo-composants individuels, et les valeurs intégrales moyennes de ces propriétés pour la fraction dans son ensemble, ainsi que les formules brutes probables des pseudo-composants hypothétiques sont déterminées. En fait, la même approche est utilisée dans le recalcul mutuel des courbes RI et ITC.

Dans le même temps, la présence d'informations même incomplètes (uniquement des propriétés individuelles pour des fractions individuelles, même dans une plage limitée de changement de la proportion de distillat) peut améliorer considérablement l'adéquation des informations généralisantes. Ainsi, pour l'exemple illustré à la Fig. 1.4, la prise en compte d'une seule propriété pour l'ensemble de la fraction (densité du fioul) affine sensiblement la forme de la caractéristique finale (courbe ITC).

VOUS SEREZ INTERESSE PAR :

Raffineries de pétrole en Russie Colonne de distillation sous vide Euro+ installée à la raffinerie Gazprom Neft à Moscou Méthodes d'extraction de l'huile Coût de production du pétrole