Переработка нефти: основные методы

Нефть и природные газы, эти уникальные полезные ископаемые, являются основными источниками углеводородов. Сырая нефть - это сложная смесь углеводородов с другими соединениями. Переработка нефти дает продукты, которые затем применяются во всех отраслях промышленности, энергетике, сельском хозяйстве и в быту.

Сырая нефть разделяется на составные части путем простой, фракционной и вакуумной перегонки. Состав полученных при этом фракций зависит от состава исходной сырой нефти.

Переработка нефти проходит несколько стадий: фракционную перегонку, риформинг, крекинг и очистку от серы.

Фракционная перегонка является самой первой стадией переработки, которая разделяет ее на фракции: газовую, легкую, среднюю и мазут. Таким образом, первичная переработка нефти позволяет сразу же выделить наиболее ценные фракции.

• Газовая фракция представляет собой неразветвленные простейшие углеводороды: бутаны, пропан и этан.
• Бензиновая, или легкая фракция – это смесь различных легких углеводородов, в том числе разветвленных и неразветвленных алканов.
• Мазут остается после отгонки всех остальных, более легких, фракций.

Дальнейшая переработка нефти осуществляется методом крекинга. При этом происходит расщепление высокомолекулярных соединений сырой нефти на более мелкие, характерные для низкокипящих фракций. Этот важный метод переработки позволяет получить дополнительное количество низкокипящих фракций нефти, потребности в которых, особенно в бензине, исключительно велики.

• В промышленности применяется несколько видов крекинга: каталитический, термический и риформинг. При термическом крекинге высокомолекулярные соединения из тяжелых фракций нефти расщепляются на низкомолекулярные под воздействием высоких температур. Переработка нефти путем крекинга как термического, так и каталитического, дает смесь ненасыщенных и насыщенных углеводородов. На примере октадекана процесс крекинга можно описать формулой:

С₁₈Н₃₈ -> С₉Н₂₀ + C₉H₁₈

При температурах до 1000°С происходит термическое разложение высокомолекулярных нефтепродуктов, в результате чего получаются в основном легкие алкены и ароматические углеводороды.

• Каталитический крекинг проходит при относительно невысоких температурах, катализатором при этом служит смесь глинозема и кремнезема. В этом случае также получается смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородов. Переработка нефти этим методом используется для получения высококачественного бензина.
• Риформинг изменяет структуру молекул или объединяет их в более крупные. В процессе низкокачественные низкомолекулярные фракции нефти превращаются, в частности, в высокосортные фракции бензинов.

Природные и попутные газы - это смесь метана (до 90 % по объему) и его ближайших гомологов, а также небольшого количества примесей.

Главная задача переработки газа - превращение содержащихся в нем предельных углеводородов в непредельные, которые в дальнейшем могут использоваться в химическом синтезе.

Таким образом, переработка нефти и газа позволяет получить чрезвычайно большой ассортимент разнообразных нефтепродуктов, из которых в результате химического синтеза получается огромное многообразие веществ, использующихся в различных отраслях экономики страны.