72. Термические процессы переработки нефти. Перегонка, крекинг и другие виды переработки.

Фракционная переработка нефти. Сырая нефть после извлечения её из недр специальными приёмами очищается от растворённого в ней газа, воды, минеральных солей и различных примесей. Практически вся нефть подвергается перегонке на фракции. Фракционная перегонка основана на разнице в температуре кипения отдельных фракций углеводородов, близких по физическим свойствам. Принципиальная схема перегонки нефти на атмосферно-вакуумных установках(АВУ). Работает на принципе конденсации и испарения, повторяющихся на разных уровнях. Современные колонны диаметром до 6 метров и высотой до 50 метров имеют до 80 тарелок(уровней) и перерабатывают до 12 млн. тонн нефти в год. Однако подобная первичная переработка нефти даёт лишь грубые фракции сравнительно невысокого выхода и низкого качества. Поэтому большинство из этих фракций подвергают дополнительной вторичной термической переработке. Особенность такой переработки - наряду с температурой, которая является решающими фактором процесса, вспомогательную роль для уменьшения образования нежелательных побочных продуктов играют давление и время пребывания нефтяных фракций в высокотемпературной зоне.

Термический крекинг мазута. Коксование мазута для уменьшения образования кокса ведут в две стадии. Вначале получают бензин и среднекипящую фракцию. Для замедления побочных реакций ароматизации углеводородов с образованием кокса выход бензина доводят всего лишь до 10%. На второй стадии увеличивают давление из среднекипящей фракции за счёт более глубокого расщепления получают до 30-35% бензина. Газовую смесь после разделения используют для синтеза полимеров, различных органических соединений. При необходимости получения из нефтяных фракций газов и жидких ароматических углеводородов применяют пиролиз.

Пиролиз нефтяных фракций происходит в паровой фазе при атмосферном давлении и повышенной температуре. В результате глубокого расщепления и вторичных реакций синтеза получают до 50% газа, ароматические углеводороды и смолу. Газы пиролиза отличаются повышенным содержанием этилена, пропилена, бутадиена. При пиролизе парообразное состояние нефтяных фракций ухудшает условия передачи теплоты, приводит к большему расходу теплоты. Сейчас эти методы вытесняются более дешёвыми и эффективными каталитическими процессами.

73. Основные нефтепродукты, их характеристика и применение. Понятие октанового и цетанового числа.

Переработкой нефти получают продукты более 10 тысяч наименований. По объёму потребления для народного хозяйства имеет искусственное жидкое топливо, смазочные масла и консистентные смазки.

Карбюраторное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с зажиганием от электрической искры. Основной показатель - детонационная стойкость, оцениваемая октановым числом, изменяющимся от 0 до 100. Октановое число определяется процентным содержанием мало склонного к детонации изооктана по сравнению с присутствующим в топливе нормальным гептаном, сгорающим со взрывом и вызывающим преждевременный износ двигателя. Качество топлива тем лучше, чем больше в нем изооктана, чем выше октановое число(автомобильные бензины - 66, 72, 76, 93, 95, 98; авиационные бензины - 70, 91, 95, 100).

Дизельное топливо используется в поршневых двигателях дизеля, воспламеняется от сжатия. Основная характеристика воспламеняемости - цетановое число, характеризует склонность дизельного топлива к воспламенению. Цетановое число определяют по эталонной смеси сравнением легко воспламеняющегося цетана и трудно воспламеняющегося альфа-метилнафталина. Чем больше цетановое число, тем выше качество дизельного топлива. Для тихоходных двигателей используют соляровые масла с цетановым числом менее 40, для быстроходных - от 40 до 50.

Котельное топливо используют в паровых котлах, промышленных печах. К этому виду топлива относятся мазуты, жидкие продукты переработки каменных углей и горючих сланцев, гудроны.

Реактивное топливо применяется в реактивных и газотурбинных двигателях, получают его из нефти фракционной перегонкой. В основном, это керосины, содержащие различные присадки, увеличивающие термическую стабильность, усиливают смазывающие свойства продуктов сгорания.

Смазочные масла получают перегонкой мазута под вакуумом, применяются они во всех движущихся деталях для уменьшения трения и отвода теплоты. Лучшее сырье - малосмолистые и малопарафинистые нефти. По назначению классифицируются на моторные, индустриальные, турбинные, компрессорные и т.д.

Консистентные смазки получают добавлением к смазочным маслам загустителей(мыла, церезина, сульфидов). Это улучшает их вязкостно-температурные свойства, необходимые в условиях невозможности использования обычной смазки. Антифрикционные смазки - для уменьшения трения, износа; уплотнительные - для герметизации различных соединений; защитные - для предохранения от коррозии. При введении специальных присадок повышается стойкость к агрессивным средам, влаге и т.д.