Нефтепереработка и крекинг нефти

Нефтепереработка — это многоступенчатый процесс физической и химической обработки сырой нефти, результатом которого является получение комплекса нефтепродуктов. Крекинг нефти (от англ. cracking, расщепление) — высокотемпературная переработка нефти (прим.)

Добываемая из нефтескважин нефть содержит попутный газ, песок, ил, кристаллы солей, а также воду, в которой растворены соли, преимущественно хлориды натрия, кальция и магния, реже - карбонаты и сульфаты. Как правило в начальный период эксплуатации месторождения добывается безводная или малообводненная нефть, но по мере добычи ее обводненность увеличивается и достигает до (94 ± 4) %. Очевидно, что такую "грязную" и сырую нефть, содержащую к тому же легколетучие органические (от метана до бутана) и неорганические (H2S, СО2) газовые компоненты, нельзя транспортировать и перерабатывать на НПЗ без ее тщательной промысловой подготовки.

Очиcтка и удаление коксоотложений, солей жесткости и продуктов распада в нефтепереработке

Инновационные аппараты «ШТОРМ УКМ НП» применяемые в нефтепереработке обеспечивают своим воздействием решение проблемы с удалением кокса, коксоотложений, шлаков, солей жесткости, парафинов, АСПО и мехпримесей на нефтеперерабатывающем оборудовании. В процессе нефтепереработки и крекинга нефти на установках (печах) нагрева нефти аппараты «ШТОРМ УКМ НП» предотвращают и разрушают коксообразования, АСПО, асфальтены, а так же отложения солей жесткости в трубах печей и теплообменниках и на стенках самих змеевиков. Приостанавливают развитие коррозионных процессов на металлической поверхности оборудования и технологических трубопроводах/нефтепроводах.

Эффективность воздействия аппаратов «ШТОРМ УКМ НП» обусловлена выработкой четко рассчитанного мощного магнитогидродинамического резонанса, который распространяется по металлической трубе, как вдоль оси самой трубы, так и перпендикулярно ей и при этом концентрируясь в самой жидкой среде, проходящей по трубе, являющейся продолжением как бы самой конструкции аппарата (сердечником). В нефтепереработке (таких процессах как нагрев, подогрев сырой нефти и нефтепродуктов и при крекинге нефти – препятствуют продуктам распада, которые представляют собой смесь углеводородной сажи и неорганических отложений, выпадать в твердые образования на стенках труб, технологических трубопроводов, участках теплообмена и змеевиках в печах и установках нагрева нефтепродуктов  

Присутствие в нефти асфальтенов, парафинов, солей и мехпримесей оказывает вредное влияние на работу оборудования нефтеперерабатывающих заводов при нефтепереработке или крекингу нефти:

1) при большом содержании воды повышается давление в аппаратуре установок перегонки нефти, снижается их производительность, возрастает расход энергии;

2) отложение солей в трубах печей и теплообменников требует их частой очистки, уменьшает коэффициент теплопередачи, вызывает сильную коррозию;

3) при эксплуатации нагревательных печей и установок одной из серьезных и главных проблем, является проблема коксообразования и зашлакованности в трубопроводах теплообменников;

4) накапливаясь в остаточных нефтепродуктах (мазуте, гудроне) ухудшают их качество. Присутствие пластовой воды в нефти удорожает её транспортировку. Повышает энергозатраты на испарение воды и конденсацию паров. Кроме того, присутствие балластной воды повышает вязкость нефтяной системы, вызывает опасность образования кристаллогидратов при пониженной температуре.

Пластовые воды, добываемые с нефтью, содержат, как правило, значительное количество растворимых минеральных солей, растворимые газы, химические соединения, образующие неустойчивые коллоидные растворы (золи), твёрдые неорганические вещества, нерастворимые в воде и находящиеся во взвешенном состоянии.

Механические примеси нефти, состоящие из взвешенных в ней высокодисперсных частиц песка, глины, известняка и других пород, адсорбируясь на поверхности глобул воды, способствуют стабилизации нефтяных эмульсий. При большом содержании механических примесей усиливается износ труб и образование отложений в технологическом оборудовании, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи и производительности установок.

Ещё более вредное воздействие, чем вода и механические примеси, на переработку нефти оказывают соли - хлориды, которые попадают в нефть вместе с эмульгированной водой. Особенно Са и Mg.

Аппараты «ШТОРМ УКМ НП» установлены на входных участках технологическгих трубопроводаов перед печами нагрева нефти для предотвращения и удаления коксообразований на змеевиках

Основные продукты нефтепереработки

Нефтепереработку нефти осуществляют методом перегонки, то есть физическим разделение нефти на фракции. Различают первичную и вторичную переработку нефти. При первичной переработке из нефти удаляют соли и воду. Эффективное обессоливание позволяет уменьшить коррозию оборудования, предотвратить разрушение катализаторов, улучшить качество нефтепродуктов. При первичной переработке, та же происходит и запарафинивание оборудования.

Далее в атмосферных или вакуумно-атмосферных ректификационных колоннах нефть разделяется на фракции. Их используют как готовую продукцию, например низкооктановые бензины, дизельное топливо, керосин, или направляют на последующую переработку.

Вторичная переработка нефти обеспечивает химическое превращение, вплоть до деструкции молекул, полученных при первичной переработке фракций (дистиллятов) в целях увеличения содержания в них углеводородов определенного типа. Основным методом вторичной переработки нефти является крекинг — термический, каталитический и гидрокрекинг.

Крекинг — это процесс переработки нефти и ее фракций, вызывающий распад тяжелых углеводородов, изомеризацию и синтез новых молекул. Он применяется главным образом для получения моторных топлив.

При термическом крекинге тяжелые углеводороды, входящие в состав остаточных продуктов перегонки нефти, расщепляются на легкие углеводороды. Наиболее распространенным является глубокий крекинг керосиногазойлевых фракций для получения бензина. Он проводится при температуре 500 —520 °С и давлении до 5 МПа. Выход бензина при этом достигает 60 — 70 %.

Тяжелые нефтепродукты (мазут, гудрон и др.) подвергаются термическому крекингу низкого давления, осуществляемому при температуре 500 —600 °С, или коксованию. Его проводят в целях получения газойля, используемого для производства моторных топлив, и кокса (выход до 20%), применяемого, например, для изготовления электродов.

Может проводиться высокотемпературный крекинг, или пиролиз, осуществляемый при температуре 650 — 750 °С и давлении, близком к атмосферному. Этот процесс дает возможность перерабатывать тяжелое остаточное нефтесырье в газ, используемый в химической промышленности, а также получать ароматические углеводороды — бензол, толуол, нафталин и др.

Каталитический крекинг служит для получения дополнительного количества высокооктанового бензина и дизельного топлива разложением тяжелых нефтяных фракций с применением катализаторов. Этот процесс позволяет увеличить выход и повысить качество бензина по сравнению с термическим крекингом.

Для переработки средних и тяжелых нефтяных фракций с большим содержанием сернистых и смолистых соединений большое распространение получил каталитический крекинг с использованием водорода — гидрокрекинг. При этом процессе выход светлых нефтепродуктов возрастает до 70%, содержание серы в них снижается.

Процесс получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов путем каталитического превращения низкооктановых бензиновых фракций, вырабатываемых при прямой перегонке и крекинге, называется каталитическим риформингом.

Инновационный высокотехнологичный способ защиты теплообменников нагревательных печей от коксообразования.

При эксплуатации нагревательных печей в различных областях промышленности одной из серьезных и главных проблем, является проблема коксообразования в трубопроводах теплообменников. Особенно остро это ощущается в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях, технологические процессы в которых связаны с нагревом углеводородов до высоких температур:

– это печи подогрева нефти, нефтяной эмульсии, газа и газового конденсата в системах сбора, транспортировки и подготовки продукции скважин,

- печи нагрева нефти или газовых смесей в нагревательных печах перед подачей в ректификационные колонки,

- печи рекуперации,

- печи пиролиза.

В результате процесса оседания на стенках змеевиков теплообменников шлама, который представляет собой смесь углеводородной сажи и неорганических отложений, уменьшается КПД печи из-за снижения пропускной способности и ухудшения процесса теплообмена. Одна из главных проблем, это проблема коксообразования в печах крекинга и пиролиза, в которых присутствует высокое тепловое напряжение в связи с необходимостью нагрева углеводородов до высоких температур.

Следствием процесса коксообразования является непродолжительный срок службы трубопроводов, необходимость проведения регламентных работ по очистке и замене змеевиков теплообменников, применение в качестве материалов трубопроводов дорогих жаропрочных специальных марок стали для уменьшения их коррозии (прежде всего от контакта с продуктами отложений), применение различных способов уменьшения коксообразования (системы впрыска различных ингибиторов), а так же необходимость установки дорогих узлов подготовки нефтепродуктов по очистке от воды и соли (эксплуатация данных установок создает серьезные проблемы с утилизацией сточных вод и влечет за собой большие затраты электроэнергии).

С задачей предотвращения и очистки от кокса и шлама на технологических элементах печей нагрева нефти успешно справляются устройства «ШТОРМ УКМ НП», показывающие высокий ощутимый видимый результат. Отзыв о работе прибора

К методам вторичной переработки нефти также относятся: алкилирование — для получения изооктана и другого высокооктанового топлива, деструктивная гидрогенизация — для увеличения выхода легких и светлых нефтепродуктов, синтез углеводородов из газов — для превращения в жидкое состояние углеводородов, находящихся в газах крекинга, и др.