Нефтеперерабатывающая промышленность

Перерабо́тка не́фти (нефтепереработка) — процесс производства нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки из нефти.

Нефтеперерабатывающий завод компании Shell в Калифорнии

Первичные процессы

Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой её физическое разделение на (фракции). Сначала промышленная нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей — этот процесс называется первичной сепарацией нефти.

Подготовка нефти

Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, обезгаживанию от растворённых лёгких углеводородов (фракции С1—С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

Атмосферная перегонка

Выход продуктов атмосферной перегонки западно-сибирской нефти

Пределы выкипания, °С	Выход фракции, % (масс.)
Газ	1,1
Бензиновые фракции
менее 62°С	4,1
62—85	2,3
85—120	4,5
120—140	3,0
140—180	6,0
Керосин
180—240	9,5
Дизельное топливо
240—350	19,0
Мазут	49,4
Потери	1,0

Атмосферной перегонкой называют процесс ректификации проводимый при атмосферном давлении.

Нефть поступает в (ректификационные колонны) на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: лёгкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.

Материальный баланс по продуктам атмосферной перегонки западно-сибирской нефти приведён в таблице.

Вакуумная дистилляция

Основная статья: (Вакуум-дистилляция)

Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и (церезины), и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжёлый остаток называется (гудроном), который может служить сырьём для получения битумов и асфальта.

Вторичные процессы

Целью вторичных процессов является увеличение выхода производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на три вида:

• Углубляющие: каталитический крекинг, (термический крекинг), (висбрекинг), замедленное коксование, (гидрокрекинг), производство битумов и т. д.

• Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, (изомеризация) и т. д.
• Прочие: процессы по производству масел, (МТБЭ), (алкилирования), производство ароматических углеводородов и т. д.

Риформинг

Основная статья: (Каталитический риформинг)

Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85—180 °С. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями, и октановое число бензина повышается примерно до 85. Полученный продукт, называемый риформатом, используется как компонент для производства автобензинов и как сырьё для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, (толуол) и (ксилол).

Гидроочистка

Основная статья: Гидроочистка

Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов. Является наиболее распространённым процессом нефтепереработки.

Каталитический крекинг

Основная статья: Каталитический крекинг

Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных газообразных углеводородов.

Сырьём для каталитического крекинга служат атмосферный и лёгкий вакуумный газойль, в процессе происходит расщепление молекул тяжёлых углеводородов, что позволяет использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество газообразных алканов (пропан-бутан), которые разделяются на отдельные фракции и, по большей части, используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток после крекинга является компонентом мазута.

Гидрокрекинг

Основная статья: (Гидрокрекинг)

Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьём гидрокрекинга является тяжёлый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит водородсодержащий газ, образующийся при риформинге бензиновых фракций. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).

Коксование

Основная статья: Коксование

Коксование — процесс получения (нефтяного кокса) из тяжёлых фракций и остатков вторичных процессов.

Изомеризация

Основная статья: (Изомеризация)

Процесс получения изомеров углеводородов ((изобутан), изопентан, (изогексан), ) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопентана из , (МТБЭ) и (изобутилен) из (изобутана)) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.

Алкилирование

Основная статья: (Алкилирование)

Алкилирование — введение (алкила) в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются (алкилгалогениды), алкены, , спирты, реже альдегиды, кетоны, (эфиры), (сульфиды), .

Примечания

1. Промысловый сбор и подготовка нефти, газа и воды  (неопр.). Дата обращения: 13 декабря 2011. 5 ноября 2019 года.
2. Габриелян О. С. Параграф 8. Нефть и способы её переработки. // Химия. 10 класс. Базовый уровень. Учебник для общеобразовательных учреждений / под ред. А. В. Яшуковой. — Учебное. — Дрофа, 2011. — С. 58. — 192 с. — УДК 373.167.1:54 ББК 24.1я72 Г12.
3. Смидович Е. В. Технология переработки нефти и газа. Ч. 2. — М.: Химия, 1980.

См. также

• Нефтеперерабатывающий завод
• (Многократное испарение)