Как из нефти получают бензин

Как делают бензин

Бензин — топливная жидкость. Но всем интересно, как делают бензин . Методы изготовления такой смеси требуют строгого следования технологии, научного соблюдения химических законов и немалого труда специалистов. Рассмотрим, как и из чего делают бензин .

Как производят бензин в промышленности

Основой для получения бензина является нефть. После ее перегонки получают не только горючие смеси (бензин, керосин, дизельное топливо), но и много других полезных органических продуктов, например мазут. Ископаемое «черное золото» на 85% состоит из углерода и на 15% из водорода, которые создают сотни связей — углеводородов.

Методы производства бензина включают два основных способа: прямую перегонку и более совершенные технологии. Например:

• термический крекинг;
• каталитический крекинг;
• каталитический риформинг;
• гидрориформинг;
• платформинг.

Очистка сырой нефти

Для производства бензина из нефти , которая содержит все углеводороды, нужно ее переработать. В результате получают сырье, из которого изготавливают полезные вещества. Очистка сырой нефти — разделение ее компонентов на фракции. Процесс получения бензина начинается с одного из двух способов очистки:

1. Термическая фракционная перегонка, при которой различные вещества выделяются при разной температуре кипения. Это — старый и распространенный способ выделения из нефти необходимых фракций. При этом нефтяные испарения конденсируются в жидкость для дальнейшей переработки.
2. Химическая фракционная обработка позволяет из одних компонентов получать другие. Такая очистка называется конверсией. В результате конверсии длинные углеводородные цепи разбиваются на более короткие.

Первичная переработка

Первая стадия технологии производства бензина из нефти — атмосферное фракционирование, при котором нефтяное сырье разделяется на фракции. Атмосферная перегонка проходит в заданном температурном интервале (не более 350°С), т. к. при температурах выше указанного значения углеводородные вещества разрушаются.

Первичная переработка включает 2 технологических процесса:

• атмосферную перегонку;
• вакуумную дистилляцию.

Нефтеперерабатывающие заводы эти процессы проводят в одной установке, которая называется АВТ, или атмосферно-вакуумной трубчаткой. Часто с аппаратом АВТ используется ЭЛОУ (электро-обессоливающая установка). Вакуумная дистилляция нужна для разделения на фракции остатка атмосферной переработки — мазута. При этом нефть нагревается до 600°С при пониженном давлении. В результате получают гудрон (темное высоковязкое вещество).

Вторичная переработка

Вторичные процессы при производстве бензина из нефти увеличивают количество видов моторного топлива. Во время вторичной переработки происходит химическая модификация углеводородных молекул, при которой они преобразуются в формы, удобные для дальнейшего окисления.

Вторичная переработка имеет 3 основных направления:

1. Углубляющее — термический и каталитический крекинг, гидрокрекинг, висбрекинг, коксование, производство битума и др.
2. Облагораживающее — гидроочистка, риформинг, изомеризация и другие процессы.
3. Производство масел и ароматических веществ, алкилирование, МТБЭ и т. п.

Каталитический риформинг

В процессе каталитического риформинга происходит ароматизация, т. е. образование ароматических веществ, повышение содержания аренов и газов, содержащих водород.

С помощью риформинга получают:

• неэтилированный высокооктановый бензин с повышением его октанового числа;
• арены (ароматические углеводороды);
• водосодержащий газ для последующей гидроочистки (изомеризации, гидрокрекинга и других процессов).

Жидкий риформат является высокооктановым компонентом авиационного и автомобильного топлива, а также из него выделяются ароматические вещества и газы, подвергающиеся разделению. Водород, выделяющийся при этом, дешевле, чем специально получаемый. В риформинге он используется для восполнения потери циркулирующих газов.

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг — важный процесс термической переработки углеводородных фракций, при котором получают высокооктановое топливо, непредельные жирные газы и легкий газойль. При этом происходит глубокая переработка нефти с помощью эффективных катализаторов из алюмосиликатов, имеющих большой срок службы.

Процесс каталитического крекинга отличается эксплуатационной гибкостью и универсальностью. Он дает возможность разделять нефтяные фракции на высокооктановый бензин и газы, богатые пропиленом, бутенами и изобутаном. Крекинг легко совмещается со смежными процессами (гидроочисткой, гидрокрекингом, адсорбционной очисткой, алкилированием, деасфальтизацией и др.).

Основными реакциями при каталитическом крекинге являются:

• перераспределение водорода — гидрирование и дегидрирование;
• деалкилирование;
• полимеризация;
• дегидроциклизация;
• изомеризация;
• циклизация;
• реакции с олефинами;
• алкилирование;
• получение тяжелых веществ, которые в дальнейшем конденсируются до образования кокса.

Процесс прямой перегонки

Распространенный физический метод извлечь бензин из нефти — прямая перегонка, при которой нефть разделяется на фракции при разной температуре кипения. При нагревании нефти образуются пары, которые собирают и частями конденсируют. При перегонке получаются дистилляты топлива и мазутный остаток, используемый для изготовления смазочных масел.

Прямая перегонка нефти — единый технологический процесс в установке непрерывного производства (испарения и фракционирования дистиллятов). Пар подогреваемой нефти поднимается наверх в специальном резервуаре, разделенном металлическими дисками, которые имеют отверстия с колпачками. Смесь поднимающихся паров при охлаждении конденсируется на тарелках резервуара.

Вверху резервуар орошается частью легкокипящих фракций, а пары выводятся, подвергаются охлаждению и, конденсируясь, превращаются в жидкое топливо. При прямой перегонке получается до 15% бензина (от массы перерабатываемого сырья), а также образуются многие полезные продукты, такие как керосин, лигроин, солярка и др.

На дне резервуара остается мазут, используемый при помощи дальнейшего нагревания (свыше 400°С) для производства масляных продуктов. Из остатков производства масел получают полугудрон и гудрон, после обработки которых серной кислотой изготовляют высоковязкое смазочное масло (в т. ч. авиационное).

Изомеризация

Преобразование линейных углеводородов в соединения более разветвленной цепи, имеющих высокое октановое значение, называется изомеризацией. Низкооктановые фракции при помощи катализаторов превращают сырье в высокооктановый бензин. Изомеризация сопровождает процесс переработки нефти (крекинг, пиролиз).

При помощи изомеризации получаются соединения с другим расположением групп атомов, но не изменяется состав и молекулярная масса вещества. Изомеризация извлекает из бензина ароматические углеводороды, легкие фракции с низким октановым числом, олефины и бензол.

Технология изомеризации использует катализаторы с заданными каталитическими и химическими характеристиками, которые устойчивы к действию ядов. Уникальность данного процесса — в сочетании с селективной жидкой адсорбцией на молекулярных ситах. Это увеличивает конверсию парафинов и повышает характеристику легкого бензина прямой перегонки.

Алкилирование

Производство высокооктанового бензина из непредельного углеводородного газа называется алкилированием. При соединении алкана и алкена происходит реакция, в результате которой получается алкан, где число атомов углерода равно сумме атомов в исходных алкене и алкане. Молекулы алканов имеют большее октановое число, чем у алкенов, поэтому получаемое топливо отличается теми же характеристиками.

Сырьем для алкилирования является ББФ (бутан-бутиленовая фракция), получаемая при каталитическом крекинге. Основные составляющие ББФ — бутилен и изобутан. В качестве катализаторов используются фтористоводородная и серная кислоты. Но большая токсичность и высокая летучесть фтора не позволяют широко его использовать в промышленности, поэтому в нефтепереработке применяется сернокислотное алкилирование.

Компаундирование

Управляемое смешение нефти называется компаундированием. С помощью этой технологии несколько потоков смешиваются в один. При неуправляемом смешении показатели качества нефти во времени не стабильны и варьируются в зависимости от разного режима перекачки. Тогда как при компаундировании происходит сглаживание нестабильного потока дозированной подкачкой высокосернистой смеси в поток нефти с запасом качества.

Для регулирования потоков устанавливаются заслонки. Само регулирование проходит в 3 этапа:

• по отношению расходов потоков;
• по давлению на входе потока;
• по количеству серы на выходе.

В процессе компаундирования контролируются:

• плотность в потоке;
• температура в потоке;
• расход нефти в потоке.

В процессе управляемого смешения сокращаются выбросы серы. Возрастает стабильность качества нефтяных продуктов. Тогда как при неуправляемом смешении отмечается неравномерность качественных характеристик сырья. Компаундирование позволяет сделать поставки потребителям стабильными и качественными.

Лабораторная проверка

Лабораторная проверка изучает параметры горючих и смазочных веществ. Исследованию подлежат:

• бензин;
• дизельное топливо;
• керосин;
• моторные масла;
• нефть.

Перечень вопросов, стоящих перед экспертами, проводящими исследования:

• соответствие технологии изготовления топлива или ГСМ принятым стандартам;
• соответствие состава нефтепродуктов стандартам для этой марки;
• возможность этого топлива или ГСМ стать причиной для выхода из строя двигателей или механических узлов.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

При переработке барреля нефти (159 л) объем нефти увеличивается на 9 л (до 168 л). Из этого количества сырья производят:

• бензина — 102 л;
• дизельного топлива — 30 л;
• авиационного бензина — 25 л;
• газа после перегонки — 11 л;
• кокса — 10 л;
• мазута — 5,6 л;
• сжиженного газа — 4,5 л;
• древесного угля — 1,5 кг;
• газа пропан — 12 баллонов;
• моторного масла — 1 л.

Как производят бензин в домашних условиях

Методом прямой перегонки можно получить бензин в домашних условиях. При нагревании нефтяного сырья происходит испарение топлива, для чего из основной емкости в другую проводится трубка. При разных температурах получают различные нефтепродукты:

• бензин — +35…+250°С;
• керосин — +150…+305°С;
• дизельное топливо — +150…+360°С.

Схема перегонного аппарата такая же, как и у самогонного. Но домашнее производство бензина имеет много недостатков. Это и малый выход топлива (150 мл из 1 л нефти), и низкое октановое число (не выше 60 ед.). Чтобы поднять октановый уровень до 92 или 95 бензина нужны добавки и присадки. Гораздо практичнее делать бензин из различных отходов, соломы, использованных шин, древесного угля и т. п.

Получение газового бензина

При извлечении углеводородов при переработке газов происходит их отбензинивание при помощи твердых сорбентов. Необходимо повысить поглощение активированным углем удельного количества углеводородов. Для этого в уголь добавляют растворитель типа толуола с дималеинимидом (0,1-1%). Затем через слой угля пропускают попутный или природный газ.

На специфически обработанном в течение 2 часов угле происходит удельное поглощение тяжелых углеводородов. Через насыщенный сорбент пропускают пар в таком же направлении, что и газ для отбензинивания. После чего сорбент сушат и используют в следующих циклах. Газоконденсат сепарируют. Это автоматически приводит к получению стабильного газового бензина.

Стоимость производства бензина из газа снижается за счет предварительной обработки сорбента и увеличения его поглотительного свойства больше чем на 50%. Это позволяет отказаться от применения пропускаемого через уголь стабильного вещества или уменьшить его количество. Уменьшаются затраты по использованию колонн и оснащенности аппаратурой.

Из чего делают бензин

Практически вся современная техника основана на двигателях внутреннего сгорания. Последние ,в свою очередь, используют в качестве топлива – бензин. Открытие этой горючей жидкости относится к первой половине 19-го столетия, когда необходимые фракции были выделены при помощи дистилляции. Промышленность значительно усовершенствовала технологию переработки сырой нефти, сделав получение бензина более простым и более доступным. Разберемся, из чего делают бензин, как делают бензин и из каких стадий складывается процесс.

Как производят бензин в промышленности

Сырьем для переработки является сырая нефть – полезное ископаемое, которое добывается из месторождений. Исходный компонент подвергается дистилляции с постепенным повышением температуры, благодаря чему нефть удается разделить на группы фракций. Каждая такая группа фракций и является определенным видом топлива – бензин, дизель, нефрасы и др. Основная проблема скрыта в составе нефти, которая представляет собой смесь из нескольких сотен фракций, имеющих одинаковую температуру кипения. Разделить их классической перегонкой достаточно сложно, поэтому применяют другую технологию производства.

Среди наиболее технологичных методов обработки выделяют:

• Высокотемпературный крекинг и крекинг каталитический;
• Крекинг и риформинг при помощи катализаторов;
• Гидрориформинг;
• Платформинг.

Хранение и очистка сырой нефти

После добычи, нефтепродукты собираются в крупные бочки, в которых доставляется до нефтеперерабатывающих предприятий. На них необходимо провести подготовку сырой нефти к дальнейшей переработке. Первый шаг в этом – отделить несколько крупных фракций. Очистка происходит в несколько этапов, в следующей последовательности:

• Термическая фракционная перегонка – сырье кипятят при определенном диапазоне температур, а испарения конденсируют и собирают. Конденсат передают на дальнейшую стадию;
• Химическая фракционная обработка (или конверсия) – под воздействием реагентов, высокомолекулярные углеводороды «дробятся» на более мелкие.

Первичная переработка

Начинается производство бензина с фракционирования под атмосферным давлением. Цель этого физического процесса – это разделение нефти по фракциям. Для этого устанавливается температура в диапазоне 300 – 350 градусов, но давление остается атмосферным (101,3 Па). Перешедшие в пар компоненты конденсируют и собирают для дальнейшей переработки.

Далее требуется проведение вакуумной дистилляции. Два этих технологических процесса проводятся в одном и том же аппарате, который носит название атмосферно-вакуумная трубчатка. Внутри аппарата создается сильное разрежение, а температура возрастает до 600 градусов.

При помощи этих двух процессов удается отделить от бензина фракции мазута и гудрона. Эти компоненты также имеют практическое применение и не являются отходами нефтяного производства.

Вторичная переработка

Этот технологический процесс предназначен для того, чтобы из полуобработанного сырья получить соединение с конкретными заданными значениями. Это могут быть определенные виды моторного топлива, либо глубокая очистка. Суть процесса состоит в химическом взаимодействии с молекулами углеводородов, с приданием им формы, удобной для дальнейшей реакции.

Всего в промышленности применяют только 3 основных типа обработки:

• Для углубления разделения по фракциям, например термический и каталитический крекинг, коксование и др;
• Облагораживание – несколько видов риформинга, изомеризации и др;
• Выделение маслообразных жидкостей и ароматических углеводородов.

Каталитический риформинг

Цель каталитического риформинга – это увеличение количественного содержания соединений ароматического ряда в составе горючего. При помощи такого процесса можно получить:

• Бензин неэтилированного типа с высоким значение ОЧ;
• Выделить в чистом виде соединения аренового ряда (бензол и его производные)4
• Выделить газ.

Жидкая фракция после каталитического риформинга – это основной компонент при производстве бензина. Все дальнейшие манипуляции производятся с ним. Отдельно стоит упомянуть про ценный отход на данной стадии – газообразный водород. Он получается дешевым и способен вторично использоваться на последующих стадиях производства.

Каталитический и термический крекинг

Альтернативным вариантом переработки сырья является каталитический крекинг, когда на сырье воздействует высокая температура в присутствии каталитических добавок на основе алюмосиликатов. На выходе будет получено топливо с высоким октановым числом, газы и газовый бензин.

Это универсальный технологический процесс, который можно гибко подстроить под задачи производства. В основном применяется для разделения сырой нефти на бензин с высоким октановым числом и активные, горючие газы (пропилен, бутан и т.д.). Легко проходит модификация с дополнительными «классическими» процессами – адсорбционная очистка, алкилирование и т.д.

В процессе каталитического крекинга можно увидеть следующие реакции со сложными углеводородами – гидрирование, полимеризация, циклизация, алкилирование, дегидрирование и др.

Процесс прямой перегонки

Прямая перегонка проводится в колоннах для ректификации нефти. Конструкционно – это высокие аппараты, которые имеют систему нагревания и несколько десяток плоскостей, где пары могут сконденсироваться.

Принцип действия – нефть в нижней части подогревается до выделения паров, которые поднимаются до верхушки аппарата. Чем более легко кипит фракция, тем максимально высоко она поднимается. На каждой плоскости конденсируется фракция с определенно температурой кипения.

Таким образом можно получить около 15% высокочистого бензина, а также сопутствующие соединения – керосин, солярка и др. В нижней части аппарата остаются самые тяжелые фракции, которые постепенно превращаются в мазут.

Изомеризация

Поскольку углеводороды с небольшой молекулярной массой снижают октановое число, требуется повышать концентрацию высокомолекулярных. Это достигается благодаря использованию изомеризации. Это, обычно, происходит при проведении крекинга.

На этой стадии добиваются уменьшения количественного содержания ароматических углеводородов, а также легких фракций с низким значением ОЧ. Обязательно применение катализаторов для активации данного процесса.

Алкилирование

Этот процесс несет в себе превращение в бензин, газа на основе непредельного углеводородного газа. Фактически, это удлинение цепочки соединения, на основании реакции алкана и алкена. Поскольку последние понижают ОЧ, их превращение в алканы достаточно полезно.

Химизм реакции заключается в в реакции между бутиленом и изобутаном в присутствие фтороводородной кислоты и олеума.

Компаундирование

Этим термином называется смешивание различных фракций нефти, происходящее под управлением раздельными потоками. Поскольку при смешивании без контроля, показатели для нефти имеют скачки, то при компаундировании нестабильный поток сглаживается. Это необходимо для:

• Контроля плотности потока;
• Контроля температуры сырья;
• Уточнения параметра расхода нефти.

Лабораторная проверка

Все топливо обязательно проходит сертификацию в лаборатории предприятия-изготовителя на соответствие требованиям нормативной документации и государственным стандартам. Какие показатели подлежат контролю:

• Соответствие характеристик, указанным в нормативах;
• Контроль качественного и количественного состава соединений в бензине;
• Тестовые испытания на возможность повреждения узлов двигателя.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

Для начала определимся, что баррель примерно равен 160 литрам нефти. Из этого объема можно получить примерно 103 литра бензина, 31 литр дизтоплива и 5,6 литров мазута. Примечательно, что меньше всего из этого количества получается моторного масла – всего 1 литр.

Как производят бензин в домашних условиях

В домашних условиях, для изготовления используют аппаратуру, которая по конструкции близка к устройствам для выделения спирта. В основе лежит нагреваемая емкость, к которой подведен холодильник для улавливания паров и тара для сбора конденсата. Важно поддерживать правильную температуру:

• Для получения бензина – не более 250 градусов;
• Для получения дизельного топлива – не более 355 градусов.

Обратите внимание, что в домашних условиях невозможно провести полноценную очистку, соответственно бензин будет низкого качества.

Всё о производстве бензина: способы добычи и сколько можно получить из 1 барреля

В большинстве современных транспортных средств устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, горючим для которых выступает бензин. Изготавливать его научились ещё в 19-м веке, когда его добывали примитивными методами перегона. С тех пор технологии шагнули далеко вперед, однако основой для производства бензина всё равно остаётся сырая нефть.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

При том, что автомобили окружают нас повсюду в огромном количестве, мало кто досконально представляет себе, сколько из барреля нефти получается бензина и каким образом его вырабатывают. Основной технологический процесс — это так называемая «перегонка», после которой из остатков нефтепродуктов добывают и вспомогательную продукцию наподобие мазута, керосина и даже дизтоплива.

Несмотря на то, что для нас более привычной является физическая мера «1 тонна», в сфере нефтепродуктов получила общемировое распространение другая единица измерения. Поэтому, когда мы хотим понять, сколько из тонны получается бензина, то для начала должны вспомнить, что в каждой тонне порядка 7 баррелей, каждый из которых содержит в себе примерно 159 литров нефти.

Технологии, которые применяются на американских нефтеперерабатывающих заводах, позволили им увеличить объём продукта на выходе ещё на 9 литров. Таким образом, у них из барреля нефти получается уже 168 литров нефтепродуктов. Посмотрим, сколько и чего можно получить, исходя из категории продукции из каждого такого барреля:

• около 5,5-5,6 литров горючего вещества, известного, как мазут. Он незаменим для отопления, но также им заправляют корабли и локомотивы;
• почти 21 литр авиационного топлива. Для современного самолета это очень малый объем, на котором он не сможет пролететь даже пары километров;
• 8,5 литров твердого нефтяного кокса, который выступает продуктом вторичной переработки. Применяется при производстве ферросплавов, электродов, а также в ряде других случаев;
• порядка 9 литров газа, который добывают в процессе перегонки нефтепродуктов;
• 25 литров солярки, которой повсеместно заправляют дизельные автомобили, грузовые и сельскохозяйственные авто;
• 85 литров бензина — вот сколько литров его содержится в одном барреле. Для большинства авто среднего класса этого объема достаточно, чтобы преодолеть порядка 1000 километров пути;
• 4500 миллилитров газа, приобретающего сжиженную форму. Данный продукт активно используется как автомобильное топливо, для отопительных приборов, при изготовлении аэрозолей;
• дюжину баллонов, наполненных пропаном или 1,5 кг. брикетированного древесного угля;
• 1 литр автомобильного моторного масла — таков будет выход из барреля нефти.

Это не единственные направления применения нефти и её производных. Из них изготавливаются также компоненты, в которых нуждается фармацевтическая и косметологическая индустрии, химическая и даже пищевая промышленности.

Как делают бензин в промышленности

Для производства используется чистая нефть, добытая из недр земли или шельфа. В ее составе пара основных составляющих: около 85% углерода и примерно 15% водорода. В процессе их соединения получаются углеводороды, на которых основан процесс прямой перегонки для создания бензина в промышленности. Таких процессов может быть несколько, и каждый из них основан на различных технологиях. Однако наиболее распространённые среди них — это платформинг, крекинг, термический или каталитический.

На заре освоения нефтепродуктов человеком прямая перегонка была простейшим химическим процессом, который при желании каждый может освоить у себя на дому. Она основана на нагревании нефти, в процессе которого из нее испаряются отдельные составляющие и получаются разные нефтепродукты. Сырье помещается в закрытую ёмкость, к которой подведена газоотводящая трубка. Как сделать бензин из нефти? Просто подогреть её до следующих температур:

• бензин конденсируется через трубку от 35 до 200 градусов по Цельсию;
• керосин выделяется при температурах от 150 до 305;
• дизельное топливо начинает образовываться в диапазоне 150-360 градусов.

После этого останется изолировать полученный конденсат в отдельной ёмкости и охладить его. Но при кажущейся простоте процесса он не дает достаточно много горючего, а, значит, характеризуется малой экономической эффективностью. Выход готовых нефтепродуктов с 1 литра сырья не превышает 150 мл. Кроме того, октановое число будет очень маленьким — не более 50-60 единиц, а такое горючее сейчас не применяется. Чтобы повысить его значение, придётся добавлять множество присадок, что сделает производство ещё более невыгодным. На основе такого процесса получения бензина из нефти создать промышленное производство не получится.

Процесс так называемой «прямой перегонки» нефтесырья известен как основной метод, который широко применяется в современной промышленности. Это не что иное, как разделение сырья на отдельные фракции, которые отличаются одна от другой по характеристикам. Процесс прямой перегонки нефти для создания бензина при её переработке выглядит вкратце следующим образом: нефть нагревается, после чего выделяются её пары. Их, а также конденсат отбирают по отдельным емкостям. Таким образом, удаётся получить топливные дистилляты и мазут, из которого впоследствии производят смазочные материалы.

Для этих целей промышленность использует установки непрерывного действия, в которых испарение с дальнейшим разделением дистиллятов на фракции составляет единый технологический процесс. Дальше пары конденсируются и превращаются в жидкий бензин. Его выход в процессе перегонки может достигать 3-15% от изначального объема используемого сырья.

Современная промышленность использует каталитический и термический крекинг нефти. Первый метод получил широкое распространение ещё с начала 20-го века. Суть его заключается в расщеплении сырья на отдельные фракции с меньшей молекулярной массой. В числе таких фракций выступают отдельные виды нефтепродукции: бензин, масло, керосин, дизтопливо и пр. После формирования более легких фракций остаются самые устойчивые, температура горения которых достигает уже 350 градусов.

Полученный при помощи крекинга бензин отличается более высокими качествами по сравнению с тем, что добывают путем прямого перегона. Связано это с тем, что в нём сохраняется больше разновидностей углеводородов. Охарактеризовать оба крекинга можно следующим образом:

• термический — расщепление происходит вследствие воздействия высокой температурой (до 550 градусов Цельсия);
• каталитический — разделение происходит благодаря присутствию катализаторов в процессе.

Второй метод считается более прогрессивным — таким способом вырабатывают горючее с высоким октановым числом. Гарантируется более глубокое и повышенной качество нефтепереработки. В качестве основного сырья для каталитического расщепления используют вакуумный газойль, а прочие виды сырья требуют предварительной подготовки. Базовым катализатором проведения процесса крекинга выступают алюмосиликаты.

При термическом крекинге важнейшими условиями технологии являются рабочая температура, длительность реакции и уровень давления. Этим методом обрабатывают нефтепродукты с меньшими молекулярными массами. К примеру, это может быть кокс или некоторые виды моторного топлива. Чтобы добиться на выходе качественных полимерных продуктов, важно обеспечить смену значений давления, чтобы иметь возможность оперативно влиять на проходящие вторичные реакции. Кроме крекинга термического и каталитического известны еще окислительный и электрический крекинги.

Октановое число топлива

Ещё один показатель, с которым приходилось сталкиваться каждому водителю, это так называемое «октановое число». На бензоколонках можно увидеть различные числа, например, 76, 92, 95 и так далее. Главным определением этого понятия является сопротивляемость горючего к детонации. Чем более высоким оно будет, тем длительнее будет процесс возгорания, а, значит, тем больше можно сжать топливо перед воспламенением. Это повышает его эффективность, поскольку в таких случаях от топлива можно получить больше энергии.

Выпускаются автомобильные двигатели, которые специально рассчитаны на бензин, который можно долго сжимать, без риска его взрыва. Процесс этот осуществляется прямо в камерах сгорания. Такое топливо принято называть высокооктановым и получают его на промышленном производстве бензина путем добавления в него специальных присадок.

Замерить октан-число можно при помощи специального измерительного устройства, которое называется октанометром. Однако этот показатель будет только приблизительным. Для профессионального замера необходимы лабораторные исследования. Это может осуществляться одним из 2-х методов:

• исследовательским, при котором топливо сравнивается по его показателям с эталоном;
• моторным — в этом случае используется одноцилиндровый силовой агрегат внутреннего сгорания, который может изменять степень сжатия.

Как может влиять октановое число при производстве бензина в нефть на показатели работы двигателя? Бензин с небольшим числом будет воспламеняться быстрее, а это приводит к его повышенному расходу и малой эффективности движка. Противоположными качествами обладает топливо с высоким числом октана: КПД мотора возрастает, расход снижается, хотя и незначительно. Многое зависит от расчетных значений, на которые предназначен тот или иной силовой агрегат. Если автомобиль, к примеру, рассчитан на 95-й бензин, а его заправили 92-м, то потребление горючего будет выше. В обратной ситуации автолюбитель не получит никакого ощутимого выигрыша.

Для того чтобы понимать целесообразность использования более дорогого высокооктанового горючего, можно обратить внимание на такой показатель как уровень сжатия двигателя. Нет смысла заправляться высокооктановым топливом, если автомобиль не рассчитан на него конструктивно. Единственным следствием станет перенастройка системы впускных и выпускных газов.

Технологии производства бензина, повышения его характеристик, непрерывно совершенствуются. Они необходимы ещё и потому, что производители автомобилей разрабатывают более инновационные, экономичные двигатели, которые требуют для своей работы эффективного топлива.

Газойл Центр

Нефть Газ Нефтепродукты

• Магазин
  • Внутренний рынок России
  • Внешний рынок России
  • Мой аккаунт
    • Оформление заказа
    • Корзина
• Новости
• Контактная информация
  • Адреса и реквизиты
  • Вакансии
  • Политика конфиденциальности

Технология производства бензина

Технология производства бензина

Перегонка

Технология производства бензина

Поступающая нефть нагревается в змеевике примерно до 320°С. Разогретые продукты подаются на промежуточные уровни в ректификационной колонне. Такая колонна может иметь от 30 до 60 расположенных с определенным интервалом поддонов и желобов. Каждый из которых имеет ванну с жидкостью. Через эту жидкость проходят поднимающиеся пары. Которые омываются стекающим вниз конденсатом. При надлежащем регулировании скорости обратного стекания (т.е. количества дистиллятов, откачиваемых назад в колонну для повторного фракционирования). Возможно получение бензина наверху колонны, керосина и светлых горючих дистиллятов точно определенных интервалов кипения на последовательно снижающихся уровнях. Для того, чтобы улучшить дальнейшее разделение, остаток от перегонки из ректификационной колонны подвергают вакуумной дистилляции.

Термический крекинг

Склонность к дополнительному разложению более тяжелых фракций сырых нефтей при нагреве выше определенной температуры привела к очень важному успеху в использовании крекинг-процесса. Когда происходит разложение высококипящих фракций нефти, углерод и углеродные связи разрушаются. Водород отрывается от молекул углеводородов и тем самым получается более широкий спектр продуктов по сравнению с составом первоначальной сырой нефти. Например, дистилляты, кипящие в интервале температур 290–400° С, в результате крекинга дают газы, бензин и тяжелые смолоподобные остаточные продукты. Крекинг-процесс позволяет увеличить выход бензина из сырой нефти путем деструкции более тяжелых дистиллятов и остатков, образовавшихся в результате первичной перегонки.

Каталитический крекинг

Катализатор – это вещество, которое ускоряет протекание химических реакций без изменения сути самих реакций. Каталитическими свойствами обладают многие вещества, включая металлы, их оксиды, различные соли.
Процесс Гудри. Исследования Э. Гудри огнеупорных глин как катализаторов привели к созданию в 1936 году эффективного катализатора на основе алюмосиликатов для крекинг-процесса. Среднекипящие дистилляты нефти в этом процессе нагревались и переводились в парообразное состояние; для увеличения скорости реакций расщепления, т.е. крекинг-процесса, и изменения характера реакций эти пары пропускались через слой катализатора. Реакции происходили при умеренных температурах 430–480°С и атмосферном давлении в отличие от процессов термического крекинга, где используются высокие давления. Процесс Гудри был первым каталитическим крекинг-процессом, успешно реализованным в промышленных масштабах.

Риформинг

Риформинг — это процесс преобразования линейных и нециклических углеводородов в бензолоподобные ароматические молекулы. Ароматические углеводороды имеют более высокое октановое число, чем молекулы других углеводородов, и поэтому они предпочтительней для производства современного высокооктанового бензина. Существуют два основных вида риформинга – термический и каталитический. В первом соответствующие фракции первичной перегонки нефти превращаются в высокооктановый бензин только под воздействием высокой температуры; во втором преобразование исходного продукта происходит при одновременном воздействии как высокой температуры, так и катализаторов.

Более старый и менее эффективный термический риформинг используется до сих пор, но в развитых странах почти все установки термического риформинга заменены на установки каталитического риформинга. Если бензин является предпочтительным продуктом, то почти весь риформинг осуществляется на платиновых катализаторах, нанесенных на алюминий оксидный, или алюмосиликатный носитель. Реакции, в результате которых при каталитическом риформинге повышается октановое число, включают:

• дегидрирование нафтенов и их превращение в соответствующие ароматические соединения;
• превращение линейных парафиновых углеводородов в их разветвленные изомеры;
• гидрокрекинг тяжелых парафиновых углеводородов в легкие высокооктановые фракции;
• образование ароматических углеводородов из тяжелых парафиновых путем отщепления водорода.

Полимеризация

Кроме крекинга и риформинга существует несколько других важных процессов производства бензина. Первым из них, который стал экономически выгодным в промышленных масштабах, был процесс полимеризации, который позволил получить жидкие бензиновые фракции из олефинов, присутствующих в крекинг-газах. Полимеризация пропилена – олефина, содержащего три атома углерода, и бутилена – олефина с четырьмя атомами углерода в молекуле дает жидкий продукт, который кипит в тех же пределах, что и бензин, и имеет октановое число от 80 до 82. Нефтеперерабатывающие заводы, использующие процессы полимеризации, обычно работают на фракциях крекинг-газов, содержащих олефины с тремя и четырьмя атомами углерода.

Алкилирование

В этом процессе изобутан и газообразные олефины реагируют под действием катализаторов и образуют жидкие изопарафины, имеющие октановое число, близкое к таковому у изооктана. Вместо полимеризации изобутилена в изооктен и затем гидрогенизации его в изооктан, в данном процессе изобутан реагирует с изобутиленом и образуется непосредственно изооктан.
Все процессы алкилирования для производства моторных топлив производятся с использованием в качестве катализаторов либо серной, либо фтороводородной кислоты при температуре сначала 0–15° C, а затем 20–40° С.

Изомеризация

Другой важный путь получения высокооктанового сырья для добавления в моторное топливо – это процесс изомеризации с использованием хлорида алюминия и других подобных катализаторов.
Изомеризация используется для повышения октанового числа природного бензина и нафтенов с прямолинейными цепями.Улучшение антидетонационных свойств происходит в результате превращения нормальных пентана и гексана в изопентан и изогексан.
Процессы изомеризации приобретают важное значение, особенно в тех странах, где каталитический крекинг с целью повышения выхода бензина проводится в относительно незначительных объемах. При дополнительном этилировании, т.е. введении тетраэтилсвинца, изомеры имеют октановые числа от 94 до 107 (в настоящее время от этого способа отказались ввиду токсичности образующихся летучих алкилсвинцовых соединений, загрязняющих природную среду).

Гидрокрекинг

Давления, используемые в процессах гидрокрекинга, составляют от примерно от 70 атм. для превращения сырой нефти в сжиженный нефтяной газ (LP-газ) до более чем 175 атм., когда происходят полное коксование и с высоким выходом превращение парообразной нефти в бензин и реактивное топливо. Процессы проводят с неподвижными слоями (реже в кипящем слое) катализатора. Процесс в кипящем слое применяется исключительно для нефтяных остатков – мазута, гудрона. В других процессах также использовались остаточное топливо, но в основном – высококипящие нефтяные фракции, а кроме того, легкокипящие и средне-дистиллятные прямогонные фракции.

Катализаторами в этих процессах служат сульфидированые никель-алюминиевые, кобальт-молибден-алюминиевые, вольфрамовые материалы и благородные металлы, такие, как платина и палладий, на алюмосиликатной основе. Там, где гидрокрекинг сочетается с каталитическим крекингом и коксованием, не менее 75–80% сырья превращается в бензин и реактивное топливо. Выработка бензина и реактивных топлив может легко изменяться в зависимости от сезонных потребностей. При высоком расходе водорода выход продукции на 20–30% выше, чем количество сырья, загружаемого в установку. С некоторыми катализаторами установка работает эффективно от двух до трех лет без регенерации.

Классификация бензинов

Все бензины отличаются друг от друга. По составу, так и по свойствам. Их получают не только как продукт первичной возгонки нефти. Но и как продукт попутного газа (газовый бензин) и тяжелых фракций нефти (крекинг-бензин). Бензины классифицируют по разным основаниям, включая интервалы температур кипения, октановое число, содержание серы:

• Крекинг-бензины
• Бензин газовый
• Пиролизные бензины
• Этилированные бензины
• Крекинг-бензины

Крекинг-бензины содержат значительный процент тех компонентов, при смешении которых образуется моторное топливо. Однако их прямое использование во многих странах законодательно ограничивается. Поскольку они содержат заметное количество олефинов. А именно олефины являются одной из главных причин образования фотохимического смога. Крекинг-бензин представляет собой продукт дополнительной переработки нефти. Обычная перегонка нефти дает всего 10–20% бензина. Для увеличения его количества более тяжелые или высококипящие фракции нагревают с целью разрыва больших молекул. До размеров молекул, входящих в состав бензина. Это и называют крекингом. Крекинг мазута проводят при температуре 450–550°С. Благодаря крекингу можно получать из нефти до 70% бензина.

Бензин газовый

Бензин газовый представляет собой продукт переработки попутного нефтяного газа. Содержащий предельные углеводороды с числом атомов углерода не менее трех. Различают стабильный (БГС) и нестабильный (БГН) варианты газового бензина. БГС бывает двух марок – легкий (БЛ) и тяжелый (БТ). Применяется в качестве сырья в нефтехимии. На заводах органического синтеза. Также для компаундирования автомобильного бензина. Получения бензина с заданными свойствами путем его смешивания с другими бензинами.

Пиролизные бензины

Пиролиз – это крекинг при температурах 700–800°С. Крекинг и пиролиз позволяют довести суммарный выход бензина до 85%. Первооткрывателем крекинга и создателем проекта промышленной установки в 1891 году был русский инженер В.Г. Шухов.

Стоимость бензина

Стоимость бензина (АИ-92, АИ-95), которым мы заправляем машину, не равняется стоимости сырой нефти. Бензин делают из нё. Чтобы получился бензин, ее перерабатывают на специальных нефтеперерабатывающих заводах. Так, если цена сырой нефти поднимается, следовательно, поднимается и стоимость бензина. Вроде бы все просто. Но, удивительно: когда цена на сырую нефть падает, почему-то стоимость бензина не уменьшается. Почему? На стоимость бензина влияет куча факторов.

Каким способом делают бензин

Все мы знаем, что такое бензиновое топливо, но не каждый понимает как, из чего, при каких условиях его вырабатывают.

Методы производства бензиновой смеси — это очень длительный процесс, который требует определённого инженерного умения, идеального знания химии и железного терпения.

Как делают бензин из нефти на заводах

В России имеется 32 нефтеперерабатывающих производства. Благодаря им наша нефтяная промышленность держит высокую планку.

Начнём всё с самого начала, а именно с сырой нефти, которая и является источником многих видов топлива. Итак, в 1 барреле нефти — 159 литров, при её переработке объём увеличивается примерно до 168, а выход из него:

• 102 литра бензинового топлива;
• 30 литров дизельного;
• 25 литров авиационного горючего;
• 11 литров нефтезаводского газа в результате перегонки;
• 10 литров вторичного нефтяного кокса.

А теперь по порядку. Суть в том, что сырая нефть состоит из смеси углеводородов, в молекуле каждого из них разное количество атомов углерода. Простыми словами, каждая молекула обладает разной длиной и весом, в процессе нагревания более тяжёлые и длинные молекулы разрываются до размеров молекул бензина. Бензин — это одна из самых лёгких молекул. Прежде чем получить его в том виде, который мы знаем, нефть должна пройти несколько видов очисток и переработок.

Первичная переработка

Глубокая очистка нефти от солей и примеси воды производится под воздействием электрического поля. В результате вода отделяется от нефти, а также происходит обессоливание до необходимых значений.

Далее, нефть подвергают термической обработке.

Каталитический крекинг

После такой тепловой обработки и получаются: газ, бензин, дизель и другие горючие компоненты.

Каталитический риформинг

Здесь фракции нефти после первичной переработки превращаются в бензин с высоким октановым числом.

Бензины же заданных марок, например, 92-й, 95-й, получают путём смешивания компонентов, полученных при различных видах переработки нефти.

Что такое октан?

Почти каждый вид транспорта имеет четырёхтактный топливный двигатель. При такте сжатия в цилиндрах двигателя топливо-воздушная смесь сжимается и воспламеняется с помощью свечи зажигания. Октановое число определяется степенью сжатия двигателя. Мощность мотора возрастает, если просто повышать степень сжатия, соответственно, двигатель с высокой степенью сжатия требует более высокооктанового бензина. Во сколько вам это обойдётся, смотрите ниже.

Лабораторная проверка

После всех манипуляций очистки следующим этапом будет лаборатория. Только там делают окончательный анализ продукта, подводят итоги. Бензин должен быть чистый, без примесей и воды.

Далее, топливный продукт тщательно тестируют на специальном двигателе. Наличие детонации и стука означает преждевременное сгорание топлива, причиной может быть недостаточное количество октана в смеси или избыток гептана. Такое вещество, как гептан, плохо поддаётся сжатию и быстро возгорается, в то время как октан можно сжимать до бесконечности. С такими поправками результаты отправляют обратно на производство для усовершенствования.

По окончании разработки на выход идёт идеально полученная смесь, для которой пришло время её транспортировки по конкретным станциям АЗС.

Вот такой довольно длительный и сложный процесс переработки барреля нефти в бензин.

Как сделать бензин в домашних условиях

Конечно, существует и древний способ, как делать бензин из нефти. Один из них — это процесс прямой перегонки.

Вся работа заключается в том, что при определённом нагреве нефти из неё испаряются нужные составы в другую ёмкость с помощью трубки:

• при нагревании от 35 до 250 градусов выходит бензин;
• при температуре от 150 до 305 градусов получаем керосин;
• от 150 до 360 градусов Цельсия — дизельное топливо.

После такой перегонки их конденсируют в другую ёмкость. Такой метод хоть и действенный, но не без изъяна. Сколько же получается бензина? В этом и весь минус — получается очень мало топлива. Выход из 1 литра получается только 150 мл бензина. Ещё один минус — очень низкое октановое число, примерно 50–60 единиц. Тут никак не обойтись без присадок и добавок, чтобы поднять его до нужного нам 92-го или 95-ого. Как показывает практика, такой метод экономически невыгоден, но имеет право существовать.

Рост цен на топливо в целях жёсткой экономики

Много вопросов возникает по поводу роста цен на бензин: несмотря на то, что стоимость барреля нефти падает, цена на заправочных станциях не снижается. Сколько же будет повышаться цена на бензин и дизель?

Топливные компании России работают за счёт кредитов. Но не наших отечественных, которые снимают от 15–30% годовых, а западных — их процентная ставка всего 5%. Такие кредиты, соответственно, в долларах и евро, а при нынешнем падении рубля производство несёт не малый убыток. Упадок цен на нефть в долларах не влияет на её стоимость для автомобилистов.

Результат: все займы за полгода выросли на 40%, также себестоимость по оборудованию в районе 40–50%, ещё плюс санкции, да и налоги, к сожалению, никак не падают.

Текущие цены на бензин вполне обоснованы

За 2015 год цены на бензин поднялись на 4,8%, а на дизель — 3,4%. Средняя стоимость на период января 2016 года за литр составила — 34,89 рубля, а цена на дизтопливо составила — 35,54 рубля за литр. Нефть продолжает дешеветь, снизившись до отметки в 34 доллара за баррель.

Что же надо сделать в такой ситуации? Либо повышать цены, чтоб хоть какими-то частями отдавать деньги за кредиты, либо отдавать банкам месторождения, заводы и производства, под которые они брались, что недопустимо.

Какой выход? Для того чтобы розничные цены на топливо приостановили свой рост, надо, чтоб понизилась стоимость оптовых партий. Но производители к такому шагу не готовы.

Как бы то ни было, приходится ждать лучших времён с надеждой, хоть сколько бы такая ситуация не длилась. Ведь то, что наши любимые автомобили хотят кушать всегда, не изменить, разве только пересесть на велосипед.

Теперь мы знаем, как делают бензин из нефти. Понимаем всю сложность процедуры по его добыче, все расчёты и время, сколько людей и их труда потрачено, для того чтобы наш железный конь всегда был сытый.