Современные методы добычи и переработки нефти
Основные залежи нефти присутствуют в подземных месторождениях, представляющих собой пустоты, расположенные на значительной глубине. Чтобы её извлечь, строятся скважины, позволяющие с помощью шахт достичь необходимой отметки залегания.
Методы добычи нефти в зависимости от уровня давления внутри пласта, способа его обеспечения и технологии извлечения, подразделяются на три этапа.
Первичный. Нефтесодержащая жидкость покидает своё место пребывания (коллектор нефтяной залежи) в результате воздействия сил природы. Обычно её место занимает вода или газы. Если существующего давления недостаточно для самостоятельного выхода нефти (фонтанирования), то подключаются специальные насосы. При таком методе добычи нефтеотдача скважины, как правило, не превышает 15 %.
Вторичный. После исчерпания возможностей первичного метода нефтедобычи начинается вторичный метод, когда внутрь залежи искусственно нагнетается давление. Осуществляется это с помощью закачивания в пласт воды из близлежащих пресных водоёмов или газов естественного происхождения (воздух и продукты его разделения, попутный или природный газ). Подобные технологические решения увеличивают нефтеотдачу до 30 %.
Третичный этап позволяет повысить продуктивность отдачи до 45 %. В залежи повышают давление и температуру разными способами.
Прежде чем нефть поступает на переработку, её подвергают специальной подготовке. Нефть из скважины перемешана с водой. Поэтому прежде всего нефть отстаивают от воды на промыслах. Однако полностью освободиться от воды не удаётся.
Первым этапом переработки нефти является её обработка на электрообессоливающих установках, которые почти нацело удаляют воду и растворенные в ней соли.
Обезвоженная и обессоленная нефть поступает в цилиндрическую вертикальную (ректификационную) колонну, где подвергается воздействию пара, движущегося снизу вверх. В результате нагрева, доходящего до температуры 400 °С, она разделяется на фракции: бензиновую, керосиновую, дизельную, жидкий мазут. Кроме того, получаются масляные дистилляты и тяжёлые дистилляты, идущие на вторичную переработку, и тяжёлые остатки, являющиеся сырьём для производства битума.
Вакуум-дистилляция применяется для выделения из мазута масляных дистиллятов и вакуумного газойля. Продукции, необходимой для выпуска топлива, масел, парафина и целого ряда продуктов нефтепереработки и нефтехимии. Оставшаяся тяжёлая фракция представляет собой гудрон.
Так как продукция первичной переработки нефти не отличается необходимыми товарными свойствами, то для улучшения качества её подвергают вторичной переработке.
Риформинг
Процесс каталитического риформинга, в основе которого лежит просачивание жидкости сквозь слой платинового катализатора, предназначен для получения высокооктанового бензина и ароматических углеводородов.
Гидроочистка
Этот технологический процесс предназначен для снижения количества примесей под воздействием водорода. При этом уменьшается количество смол, асфальтенов, а также веществ, имеющих в своём составе большое количество кислорода.
Каталитический крекинг
Это один из основных процессов вторичной переработки нефти, имеющий целью повышение октанового числа бензина, получение углеводородных газов и кокса. Суть его заключается в получении мелких молекул из более крупных соединений с помощью нагрева и применения катализатора.
Гидрокрекинг
Для получения дизельного топлива, автомобильного бензина, реактивного топлива, сырья для нефтехимического синтеза и попутного газа осуществляется расщепление средней фракции вакуумной дистилляции (газойля) в присутствии значительного количества водорода.
Коксование
Это процесс бескислородного нагрева тяжёлых нефтяных фракций остатков вторичной переработки. Целью его является получение нефтяного кокса.
Изомеризация
Изменение молекулярной структуры вещества с сохранением его качественных и количественных параметров для получения изомерного углеводородного сырья для нефтехимии и ряда компонентов бензина.
Алкилирование
Цель повышения октанового числа бензина заставила технологов разработать процесс использования малоценных крекинговых продуктов в качестве важных компонентов бензина. Суть его заключена в молекулярном воздействии на исходный материал с помощью алкилов – частиц предельных углеводородов.
Для хранения нефти устраивают нефтебазы, где находятся специальные вертикальные резервуары надземного и подземного типов.
Транспортировка нефти осуществляется с помощью:
✓ нефтеналивных танкеров – судов вместимостью до 30 000 тонн;
✓ нефтепроводов, позволяющих перемещать огромные объёмы нефти на значительные расстояния с минимумом затрат;
✓ железнодорожных цистерн, доставляющих нефть в незначительных объёмах в отдалённые местности.
Автомобильный вид транспорта экономически не выгоден для доставки сырой нефти, поэтому его используют для перевозки готовых нефтепродуктов конечным потребителям.
На базе углеводородного сырья, которое даёт переработка нефти, возникла огромная отрасль производства – нефтехимическая промышленность. Эта отрасль вырабатывает как чистые органические вещества, так и сырьё для дальнейшего синтеза пластмасс, лекарств и разнообразных химических реактивов.
Продукты нефтепереработки
Уникальность нефти заключается в том, что из неё посредством переработки получают продукцию, задействованную во всех отраслях народного хозяйства: от промышленности до повседневного быта.
Сама нефть входит в обширную семью природных углеводородов, куда относятся нефть, уголь, газ и их производные. Сама нефть сейчас не применяется, она перерабатывается, и в разных областях промышленности используются её производные, список которых очень обширен.
Вначале от неё отделяют растворенные углеводороды (преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефть нагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкую температуру кипения. После первой перегонки нефти получаются: авиационный и автомобильный бензин, керосин, ракетное топливо, дизельное топливо, газ, мазут. На бензин приходится 50 % от общего объёма производимых в мире нефтепродуктов. Оставшийся после перегонки нефти концентрат называют гудроном и используют при изготовлении дорожных и строительных покрытий.
Разложение нефти на фракции
