Процессы переработки нефти химическая инженерия процессы и другие объекты, используемые на нефтеперерабатывающих заводах (также называемых нефтеперерабатывающими заводами) для преобразования сырой нефти в полезные продукты, такие как сжиженный нефтяной газ (сжиженный нефтяной газ), бензин или бензин, керосин, реактивное топливо, дизельное топливо и мазут.
Нефтеперерабатывающие заводы очень крупные промышленные комплексы, которые включают в себя множество различных технологических установок и вспомогательных объектов, таких как инженерные сети и резервуары для хранения. Каждый нефтеперерабатывающий завод имеет свое собственное уникальное расположение и комбинацию процессов переработки, в значительной степени определяемых местоположением НПЗ, желаемыми продуктами и экономическими соображениями.
Некоторые современные нефтеперерабатывающие заводы перерабатывают от 800 000 до 900 000 баррелей (от 127 000 до 143 000 кубических метров) в день сырой нефти.
Сырая нефть была дистиллирована персидскими химиками, с четкими описаниями, данными в справочниках ислама, таких как Мухаммад ибн Закария Рази (854–925). Улицы Багдада были вымощены смолой, полученной из нефти, которая стала доступной с природных полей в регионе. В 9 веке нефтяные месторождения разрабатывались в районе современного Баку, Азербайджана. Эти поля были описаны исламским географом Абу аль-Хасаном Али аль-Масуди в 10 веке и Марко Поло в 13 веке., который описал добычу из этих скважин как сотни судов. Арабские и персидские химики также перегоняли сырую нефть для производства легковоспламеняющихся продуктов для военных целей.
Prior до девятнадцатого века нефть была известна и использовалась различными способами в Вавилоне, Египте, Китае, Филиппинах, Риме и вдоль Каспийского моря. Современная история нефтяной промышленности началась в 1846 году, когда Абрахам Гесснер из Новой Шотландии, Канада разработал процесс производства керосина из угля. Вскоре после этого, в 1854 году, Игнаций Лукасевич начал добывать керосин из вырытых вручную нефтяных скважин недалеко от города Кросно, Польша. Первый крупный нефтеперерабатывающий завод был построен в Плоешти, Румыния в 1856 году с использованием богатых запасов нефти в Румынии.
В Северной Америке первая нефтяная скважина была пробурена в 1858 году Джеймсом Миллер Уильямс в Онтарио, Канада. В Соединенных Штатах нефтяная промышленность началась в 1859 году, когда Эдвин Дрейк нашел нефть недалеко от Титусвилля, штат Пенсильвания. В 1800-х годах промышленность развивалась медленно, в основном производя керосин для масляных ламп. В начале двадцатого века появление двигателя внутреннего сгорания и его использование в автомобилях создало рынок бензина, который послужил толчком для довольно быстрого роста нефтяной промышленности. Первые находки нефти, подобные тем, которые были обнаружены в Онтарио и Пенсильвании, вскоре были вытеснены крупными нефтяными «бумами» в Оклахоме, Техасе и Калифорнии.
До Второй мировой войны в начале 1940-х годов большинство нефтеперерабатывающих заводов в Соединенных Штатах состояло просто из установок перегонки сырой нефти (часто называемых установками атмосферной перегонки сырой нефти). Некоторые нефтеперерабатывающие заводы также имели установки вакуумной перегонки, а также установки термического крекинга, такие как (устройства для разжижения вязкости, установки для понижения вязкости нефти). Все многие другие процессы очистки, обсуждаемые ниже, были разработаны во время войны или в течение нескольких лет после войны. Они стали коммерчески доступными в течение 5-10 лет после окончания войны, и мировая нефтяная промышленность пережила очень быстрый рост. Движущей силой такого роста технологий, а также количества и размера нефтеперерабатывающих заводов по всему миру стал растущий спрос на автомобильный бензин и авиационное топливо.
В Соединенных Штатах по различным сложным экономическим и политическим причинам строительство новых нефтеперерабатывающих заводов практически остановилось примерно в 1980-х годах. Однако многие из существующих нефтеперерабатывающих заводов в США модернизировали многие из своих установок и / или построили дополнительные установки, чтобы: увеличить свои мощности по переработке сырой нефти, повысить октановое число своего бензина., снизить содержание серы в своем дизельном топливе и топливе для отопления домов в соответствии с экологическими нормами и требованиями к загрязнению воздуха и воды.
Установка перегонки сырой нефти (CDU) является первой установкой практически на всех нефтеперерабатывающих заводах. CDU перегоняет поступающую сырую нефть в различные фракции с разными интервалами кипения, каждая из которых затем перерабатывается в других установках переработки нефти. CDU часто называют установкой атмосферной перегонки, потому что она работает при давлении немного выше атмосферного.
Ниже представлена схематическая блок-схема типичной установки перегонки сырой нефти. Поступающая сырая нефть предварительно нагревается за счет теплообмена с некоторыми горячими дистиллированными фракциями и другими потоками. Затем его обессоливают для удаления неорганических солей (в первую очередь хлорида натрия).
После установки обессоливания сырая нефть дополнительно нагревается за счет теплообмена с некоторыми из горячих, дистиллированных фракций и других потоков. Затем он нагревается в топке на топливе (топочный нагреватель) до температуры около 398 ° C и направляется в нижнюю часть дистилляционной установки.
Охлаждение и конденсация верхнего погона дистилляционной колонны обеспечивается частично за счет теплообмена с поступающей сырой нефтью и частично за счет конденсатора с воздушным или водяным охлаждением. Дополнительное тепло отводится из дистилляционной колонны с помощью циркуляционной системы, как показано на схеме ниже.
Как показано на блок-схеме, фракция верхнего погона дистиллята из дистилляционной колонны представляет собой нафту. Фракции, удаляемые со стороны дистилляционной колонны в различных точках между верхом и низом колонны, называются боковыми разрезами. Каждый из боковых разрезов (т.е. керосин, легкий газойль и тяжелый газойль) охлаждается за счет теплообмена с поступающей сырой нефтью. Все фракции (т. Е. Верхняя нафта, боковые фракции и нижний остаток) направляются в промежуточные резервуары для хранения перед дальнейшей переработкой.
Принципиальная схема типичной установки перегонки сырой нефти, используемой на нефтеперерабатывающих заводах.На изображении ниже представлена принципиальная схема типичного нефтеперерабатывающего завода на котором изображены различные процессы нефтепереработки и поток потоков промежуточных продуктов, которые возникают между входящим сырьем сырой нефти и конечными конечными продуктами.
На схеме изображена только одна из буквально сотен различных конфигураций НПЗ. Схема также не включает какие-либо из обычных нефтеперерабатывающих заводов, обеспечивающих коммунальные услуги, такие как пар, охлаждающая вода и электроэнергия, а также резервуары для хранения сырой нефти, промежуточных и конечных продуктов.
Принципиальная схема технологического процесса установки типичный нефтеперерабатывающий завод.Первичные конечные продукты, полученные при переработке нефти, можно разделить на четыре категории: легкие дистилляты, средние дистилляты, тяжелые дистилляты и другие.