Naftos perdirbimas

Naftos perdirbimas, žalios naftos pavertimas naudingais produktais.

Istorija

Žibalo ir pirminio benzino distiliavimas

Nevalytos naftos rafinavimas atsirado dėl to, kad buvo sėkmingai išgręžti pirmieji naftos gręžiniai Ontarijuje (Kanada) 1858 m. Ir Titusvilyje (Pensilvanija, JAV) 1859 m. požeminės naftos skilimas įvairiose pasaulio vietose. Tačiau toks ribotas naftos panaudojimas buvo apribotas medicininiais ir specialiaisiais tikslais. Pensilvanijos šiaurės vakaruose atradus „akmens aliejų“, žalios naftos tapo pakankamai, kad įkvėptų kurti didesnio masto perdirbimo sistemas. Ankstyviausiose naftos perdirbimo įmonėse buvo naudojami paprasti distiliavimo įrenginiai arba „distiliatoriai“, norint atskirti įvairias naftos sudedamąsias dalis, kaitinant žalios naftos mišinį inde ir kondensuojant gautus garus į skystas frakcijas. Iš pradžių pagrindinis produktas buvo žibalas, kuris pasirodė esąs gausesnis, švaresnis ir nuoseklesnės kokybės lempų aliejus nei banginių aliejus ar gyvuliniai riebalai.

Žemiausias virimo žaliavos produktas iš vis dar buvo „tiesiai valantis“ pirminis benzinas, nebaigto benzino (benzino) pirmtakas. Pradinis jo komercinis pritaikymas pirmiausia buvo tirpiklis. Medžiagos, kurių virimo temperatūra yra aukštesnė, buvo veiksmingos kaip tepalai ir mazutas, tačiau iš pradžių tai buvo naujovė.

Naftos gręžimo metodų tobulumas greitai paplito Rusijoje, o iki 1890 m. Rafinavimo gamyklos gamino didelius kiekius žibalo ir mazuto. Vidaus degimo variklio plėtra vėlesniais XIX amžiaus metais sukūrė nedidelę neapdoroto pirminio benzino rinką. Tačiau automobilių plėtra amžių sandūroje smarkiai padidino kokybiško benzino poreikį, ir tai pagaliau suteikė namams naftos frakcijų, kurios buvo per daug nepastovios, kad būtų įtrauktos į žibalą, namus. Augant automobilių degalų paklausai, buvo sukurti nuolatinio žalios naftos distiliavimo metodai.

Konversija į lengvą kurą

Po 1910 m. Automobilių degalų paklausa pradėjo viršyti žibalo rinkos reikalavimus, o rafinavimo įmonės buvo priverstos kurti naujas technologijas benzino išeigai padidinti. Ankstyviausią procesą, vadinamą terminiu krekingu, sudarė sunkesnių alyvų (kurioms reikėjo mažo rinkos reikalavimo) kaitinimas slėginiuose reaktoriuose ir tokiu būdu jų didelių molekulių krekingas arba padalijimas į mažesnes, sudarančias lengvesnes, vertingesnes frakcijas, tokias kaip benzinas, žibalas ir lengvasis pramoninis kuras. Krekingo proceso metu pagamintas benzinas buvo geresnis automobilių varikliuose nei benzinas, gaunamas tiesiogiai distiliuojant žalią naftą. 1930 m. Pabaigoje sukūrus galingesnius lėktuvų variklius, atsirado poreikis padidinti benzino degimo savybes ir paskatino kurti švino pagrindu pagamintus degalų priedus, siekiant pagerinti variklio darbą.

Dešimtajame dešimtmetyje ir Antrojo pasaulinio karo metu dėl to, kad naudojant sudėtinius rafinavimo procesus buvo naudojami katalizatoriai, dar labiau pagerėjo transportavimo degalų kokybė ir dar labiau padidėjo jų tiekimas. Šie patobulinti procesai, įskaitant sunkiųjų alyvų katalizinį krekingą, alkilinimą, polimerizaciją ir izomerizaciją, leido naftos pramonei patenkinti didelio našumo kovos lėktuvų reikalavimus ir po karo tiekti vis didesnį transportavimo degalų kiekį.

Šeštajame ir šeštajame dešimtmečiuose kilo didelis reaktyvinio kuro ir aukštos kokybės tepalinių alyvų poreikis. Nuolat didėjanti naftos produktų paklausa taip pat padidino poreikį perdirbti įvairesnes žaliavines alyvas į aukštos kokybės produktus. Katalitinis pirminio benzino riformingumas pakeitė ankstesnį šiluminio riformingo procesą ir tapo pagrindiniu degalų kokybės gerinimo procesu, kad atitiktų aukštesnės kompresijos variklių poreikius. Hidrokrakinimas, katalizinis krekingo procesas, vykstantis dalyvaujant vandeniliui, buvo sukurtas kaip universalus gamybos procesas, skirtas padidinti benzino ar reaktyvinio kuro išeigą.

Aplinkosaugos problemos

Iki 1970 m. Naftos perdirbimo pramonė buvo gerai įsitvirtinusi visame pasaulyje. Į naftos produktus perdirbamos žalios naftos pristatymas siekė beveik 2,3 milijardo tonų per metus (40 milijonų barelių per dieną), o didžiausia rafinavimo įmonių koncentracija buvo išsivysčiusiose šalyse. Visą pasaulį sužinojus apie pramoninės taršos poveikį aplinkai, naftos perdirbimo pramonei daugiausia dėmesio buvo skiriama. Rafinavimo dirbiniai pridėjo hidrinimo įrenginius, kad iš savo produktų išgautų sieros junginius, ir pradėjo gaminti didelius kiekius elementinės sieros. Išaugęs vanduo ir angliavandenilių bei degimo produktų išmetimas į atmosferą taip pat tapo didesnio techninio dėmesio objektu. Be to, buvo patikrinta daugelis rafinuotų produktų. Pradedant aštuntojo dešimtmečio viduriu, naftos perdirbimo įmonėms JAV ir visame pasaulyje buvo reikalaujama sukurti aukštos kokybės benzino gamybos būdus nenaudojant švino priedų, o 1990 m. Jie turėjo imtis didelių investicijų į visą iš naujo formuoti transportavimo degalus, kad būtų kuo mažiau išmetama į aplinką. Iš pramonės, kuri vienu metu gamino vieną produktą (žibalą) ir bet kokiu būdu pašalino nepageidaujamas šalutines medžiagas, naftos perdirbimas tapo viena griežčiausiai reguliuojamų pasaulio pramonės sričių, didžiąją savo išteklių dalį išleidžiančią jos poveikis aplinkai per metus perdirbamas apie 4,6 milijardo tonų žalios naftos (maždaug 80 milijonų barelių per dieną).

Žaliavos

Angliavandenilių chemija

Nevalytos naftos alyvos yra sudėtingi angliavandenilių, cheminių junginių, kuriuos sudaro tik anglis (C) ir vandenilis (H), mišiniai.