rumah » Aksesoris » Distilasi fraksional minyak, penggunaan alkana. Bagaimana penyulingan minyak primer terjadi? Deskripsi fraksi minyak

Distilasi fraksional minyak, penggunaan alkana. Bagaimana penyulingan minyak primer terjadi? Deskripsi fraksi minyak

Definisi

Komposisi faksi. Untuk semua zat, titik didih pada tekanan tertentu merupakan konstanta fisika. Karena minyak merupakan campuran dalam jumlah yang besar bahan organik, memiliki tekanan uap jenuh yang berbeda-beda, maka tidak mungkin membicarakan titik didih minyak.

Dalam kondisi distilasi laboratorium minyak atau produk minyak bumi pada suhu yang meningkat secara bertahap, masing-masing komponen didistilasi sesuai dengan kenaikan titik didihnya, atau, dengan cara yang sama, dengan urutan penurunan tekanan uap jenuhnya. Oleh karena itu, minyak dan produk-produknya tidak dicirikan oleh titik didih, tetapi oleh batas suhu awal dan akhir pendidihan serta hasil masing-masing fraksi yang disuling dalam rentang suhu tertentu. Berdasarkan hasil distilasi, komposisi fraksi dinilai.

Fraksi adalah fraksi minyak yang mendidih pada kisaran suhu tertentu. Minyak mendidih pada kisaran suhu yang sangat luas, terutama antara 28 hingga 520-540°C. Komposisi fraksi minyak ditentukan dengan metode standar (GOST 2177–82) berdasarkan hasil uji laboratorium pada pemisahan senyawa berdasarkan titik didih dengan cara fraksionasi (penyulingan) minyak, penyulingan atau campuran senyawa dalam AVT (tabung vakum atmosfer) instalasi.

Mulai mendidih pecahan mempertimbangkan suhu saat tetes pertama uap terkondensasi turun.

Akhir dari perebusan fraksi dihitung sebagai suhu di mana penguapan fraksi berhenti.

Saat mempelajari minyak baru, komposisi fraksinya ditentukan dengan menggunakan peralatan distilasi standar yang dilengkapi dengan kolom distilasi. Hal ini memungkinkan untuk meningkatkan kejelasan pemisahan secara signifikan dan membangun, berdasarkan hasil fraksinasi, apa yang disebut kurva titik didih sebenarnya (TBC) dalam koordinat suhu - hasil fraksi, dalam % (berat). Pemilihan fraksi sampai dengan 200°C dilakukan pada tekanan atmosfir, dan sisanya, untuk menghindari dekomposisi termal, di bawah berbagai ruang hampa. Menurut metode yang diterima, dari awal perebusan hingga 300°C, fraksi 10 derajat dan kemudian 50 derajat dipilih menjadi fraksi dengan titik didih akhir 475-550°C.

Fraksi minyak

Tergantung pada kisaran titik didihnya, fraksi minyak (produk pemisahan minyak) dibagi menjadi:

gas hidrokarbon- dikeluarkan dari instalasi dalam bentuk gas dan cair (“kepala stabilisasi”), dikirim proses lebih lanjut untuk pabrik fraksinasi gas, digunakan sebagai bahan bakar tungku kilang minyak;
fraksi bensin- mendidih pada kisaran suhu 50-180°C, digunakan sebagai komponen bensin motor komersial, bahan mentah untuk reformasi katalitik dan unit pirolisis; terbuka distilasi sekunder untuk mendapatkan pecahan sempit;
fraksi minyak tanah- mendidih dalam kisaran suhu 140-220°C (180-240°C), digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin karburator jet dan traktor, untuk penerangan, sebagai bahan mentah untuk unit hydrotreating;
fraksi diesel (minyak gas ringan atau atmosferik, sulingan diesel)- mendidih dalam kisaran suhu 180-350°C (220-350°C, 240-350°C), digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel dan bahan baku unit hydrotreating;
bahan bakar minyak - residu dari distilasi atmosfer- mendidih diatas 350°C, digunakan sebagai bahan bakar ketel atau bahan mentah untuk unit hydrotreating dan thermal cracking;
sulingan vakum (minyak gas vakum)- mendidih pada kisaran suhu 350-500°C, digunakan sebagai bahan baku perengkahan katalitik dan perengkahan air;
distilat transformator (fraksi minyak ringan)- mendidih pada suhu 300-400°C (350-420°C);
distilat mesin (fraksi minyak tengah)- mendidih pada suhu 400-450°C (420-490°C);
distilat silinder (fraksi minyak berat)- mendidih pada suhu 450-490°C;
ter- residu minyak distilasi vakum di atmosfer, mendidih pada suhu di atas 500°C (490°C), dan digunakan sebagai bahan mentah untuk perengkahan termal, kokas, dan produksi aspal dan minyak.

Penentuan komposisi pecahan

Komposisi fraksi ditentukan dengan metode standar menurut GOST 2177-99 (metode ini mirip dengan distilasi Engler, yang tersebar luas di luar negeri), serta cara yang berbeda menggunakan kolom laboratorium. Untuk menghitung ulang titik didih yang diperoleh dengan distilasi standar ( Astaga) hingga suhu didih sebenarnya ( Ya, benar) rumus yang diusulkan:

Mulai suhu Terima kasih dan akhirnya Tkk titik didih menurut ITC dapat ditentukan dengan menggunakan rumus :

Pada penentuan komposisi pecahan minyak atau produk minyak bumi disuling dalam alat standar dalam kondisi tertentu dan kurva distilasi diplot dalam sistem koordinat: sumbu x adalah hasil fraksi (distilasi) dalam % (vol.) atau % (berat) dan sumbu y adalah titik didih dalam °C.

Saat memanaskan campuran kompleks seperti minyak, komponen dengan titik didih rendah dengan volatilitas tinggi terlebih dahulu masuk ke fase uap. Sebagian komponen dengan titik didih tinggi akan hilang, tetapi konsentrasi komponen dengan titik didih rendah dalam uap selalu lebih besar daripada dalam cairan mendidih. Saat komponen dengan titik didih rendah didistilasi, residunya diperkaya dengan komponen dengan titik didih tinggi. Karena tekanan uap komponen dengan titik didih tinggi pada suhu tertentu lebih rendah daripada tekanan eksternal, pendidihan pada akhirnya dapat berhenti. Agar perebusan tidak berhenti, sisa cairan terus dipanaskan. Pada saat yang sama, semakin banyak komponen baru dengan titik didih yang terus meningkat berubah menjadi uap. Uap buangan dikondensasikan, dan kondensat yang dihasilkan dipilih sesuai dengan kisaran titik didih komponen dalam bentuk fraksi minyak terpisah.

Penyulingan minyak bumi dan produk minyak bumi untuk tujuan pemisahan menjadi fraksi-fraksi dapat dilakukan dengan penguapan bertahap atau penguapan tunggal. Selama distilasi dengan penguapan bertahap, uap yang dihasilkan terus menerus dikeluarkan dari alat distilasi, dikondensasi dan didinginkan dalam kondensor-lemari es dan dikumpulkan dalam penerima dalam bentuk fraksi cair.

Dalam hal uap yang terbentuk selama proses pemanasan tidak dikeluarkan dari alat distilasi sampai tercapai suhu tertentu, dimana fasa uap dipisahkan dari fasa cair dalam satu langkah (satu kali), maka prosesnya disebut distilasi kilat. Setelah ini, kurva OI dibuat.

Tidak mungkin mencapai pemisahan yang jelas dari produk minyak bumi menjadi fraksi-fraksi yang sempit baik secara bertahap atau bahkan lebih dengan penguapan tunggal, karena beberapa komponen dengan titik didih tinggi masuk ke dalam distilat, dan beberapa komponen dengan titik didih rendah tetap berada dalam cairan. fase. Oleh karena itu, digunakan distilasi dengan refluks atau rektifikasi. Untuk melakukan ini, minyak atau produk minyak bumi dipanaskan dalam labu; Uap yang terbentuk selama distilasi, hampir tanpa komponen dengan titik didih tinggi, didinginkan dalam peralatan khusus - kondensor refluks dan diubah menjadi cairan - dahak. Dahak, mengalir ke bawah, bertemu dengan uap yang baru terbentuk. Sebagai hasil dari pertukaran panas, komponen refluks dengan titik didih rendah menguap, dan komponen uap dengan titik didih tinggi mengembun. Dengan kontak uap ini, pemisahan menjadi fraksi-fraksi yang lebih jelas dicapai dibandingkan tanpa refluks.

Pemisahan yang lebih jelas terjadi selama distilasi dengan rektifikasi. Alat destilasi tersebut terdiri dari labu destilasi, kolom destilasi, kondensor-lemari es dan alat penerima.

Rektifikasi dilakukan pada kolom distilasi. Selama rektifikasi, terjadi kontak antara aliran uap ke atas dan kondensat yang mengalir ke bawah - refluks. Uap memiliki suhu lebih tinggi daripada refluks, sehingga perpindahan panas terjadi melalui kontak. Akibatnya, komponen dengan titik didih rendah dari refluks masuk ke fase uap, dan komponen dengan titik didih tinggi mengembun dan masuk ke fase cair. Untuk melaksanakan proses rektifikasi secara efektif, diperlukan kontak sedekat mungkin antara fase uap dan cair. Hal ini dicapai dengan menggunakan perangkat kontak khusus yang ditempatkan di kolom (nozel, pelat, dll.). Kejelasan pemisahan komponen-komponen campuran terutama bergantung pada jumlah tahap kontak dan jumlah refluks (irigasi) yang mengalir menuju uap. Untuk membentuk refluks, lemari es kondensor ditempatkan di bagian atas kolom. Berdasarkan hasil rektifikasi yang jelas, dibuat kurva TTC (titik didih sebenarnya).

Penentuan komposisi pecahan minyak dan fraksi minyak dilakukan dalam kondisi laboratorium. Jenis distilasi berikut ini paling banyak digunakan dalam praktik laboratorium.

Distilasi berdasarkan prinsip penguapan bertahap: distilasi sederhana minyak dan produk minyak bumi yang mendidih hingga 350°C:

pada tekanan atmosfer;
distilasi sederhana produk minyak bumi yang mendidih di atas 350°C pada tekanan rendah (di bawah vakum);
distilasi dengan refluks;
distilasi dengan rektifikasi yang jelas.

Distilasi berdasarkan prinsip flash evaporasi: distilasi flash.

Distilasi molekul untuk senyawa dan resin dengan berat molekul tinggi.

Distilasi simulasi.

Ketika minyak disuling, berdasarkan perbedaan titik didih masing-masing komponen, diperoleh fraksi atau sulingan.
Masing-masing fraksi dapat terdispersi dalam rentang suhu yang lebih sempit. Penyulingan minyak dilakukan pada tekanan atmosfer. Residu setelah penyulingan minyak - bahan bakar minyak - dapat difraksinasi dalam kondisi vakum.
Di meja Tabel 9.1 menunjukkan fraksi utama penyulingan minyak pada tekanan atmosfer.
Fraksi bensin digunakan sebagai bahan bakar dan dapat berfungsi sebagai bahan mentah untuk produksi hidrokarbon individu.
Tabel 9.1. Fraksi minyak (sulingan)

Fraksi minyak tanah digunakan sebagai bahan bakar mesin jet dalam bentuk minyak tanah murni dan sebagai bahan baku pembuatan pernis dan cat.
Fraksi minyak surya dan solar berfungsi sebagai bahan bakar solar dan bahan baku produksi parafin cair melalui dewaxing.
Bahan bakar minyak digunakan sebagai bahan bakar boiler dan sebagai bahan baku dalam proses pengolahan sekunder. Setelah distilasi vakum bahan bakar minyak, diperoleh minyak gas, fraksi minyak dan tar. Fraksi minyak digunakan sebagai bahan baku penyulingan minyak sekunder untuk menghasilkan minyak pelumas, kokas dan bitumen. Tar digunakan dalam pembuatan campuran aspal dan produksi bitumen.
Proses penyulingan secara fisik dan kimia melibatkan dua langkah utama: pemanasan hingga suhu tinggi; pemisahan produk.
Peralatan pemanas utama adalah tungku untuk memanaskan bahan mentah dan produk antara, serta berbagai penukar panas.
Pemisahan hasil penyulingan minyak dilakukan pada kolom distilasi.
Tungku tabung adalah perangkat yang dirancang untuk mentransfer panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar ke produk yang dipanaskan. Ada banyak jenis tungku tabung yang digunakan dalam pemrosesan primer, perengkahan katalitik, reformasi katalitik, perlakuan air, dan proses lainnya.
Pada Gambar. 9.2 dan 9.3 menunjukkan beberapa tipe karakteristik tungku yang digunakan dalam instalasi kilang minyak.
Pada Gambar. Gambar 9.2 menunjukkan tungku tubular tipe tenda, yang memiliki dua ruang pembakaran yang dipisahkan oleh dinding jalan layang. Bahan bakar dibakar di ruang bakar. Pipa berupa sekat langit-langit dan bawah ditempatkan di sepanjang dinding ruangan. Di sini, panas bahan bakar yang dibakar dipindahkan ke pipa-pipa akibat radiasi dari obor yang dihasilkan selama pembakaran bahan bakar. Di antara dinding perpindahan terdapat ruang konveksi di mana panas dipindahkan ke produk yang terletak di dalam pipa melalui kontak langsung dengan gas buang. Semakin tinggi kecepatan gas buang di dalam tungku dan semakin besar permukaan pipa berkas konveksi, semakin efisien perpindahan panas di ruang konveksi. Bahan baku dalam tungku dikirim terlebih dahulu ke ruang konveksi, kemudian ke ruang radiasi. Bagian utama panas ditransfer ke bahan mentah atau produk yang dipanaskan di ruang radiasi (70-80%), ruang konveksi menyumbang 20-25%. Bahan bakar yang disemprotkan dimasukkan ke dalam ruang bakar menggunakan nozel.

Beras. 9.2. Tungku tabung tipe tenda dua ruang yang khas:
1- layar langit-langit; 2- bundel tabung konvektif; Jaringan 3 tabung bundel konvektif; 4- jendela ledakan; Suspensi 5 pipa; 6- rangka tungku; 7- palka inspeksi; 8- pasangan bata yang ditangguhkan; 9- terowongan untuk nosel;
layar 10 perapian

cahaya, serta udara yang diperlukan untuk pembakaran. Bahan bakar dicampur secara intensif dengan udara, sehingga pembakarannya efisien.
Suhu masuknya bahan mentah ke dalam tungku tergantung pada derajat pemanfaatan panas produk limbah panas dari kolom distilasi dan biasanya 180 - 230 °C. Suhu di mana bahan mentah meninggalkan tungku bergantung pada komposisi fraksi bahan mentah. Selama distilasi minyak atmosferik, suhu dipertahankan pada 330-360 °C, dan dengan distilasi vakum - 410-450 °C. Suhu gas buang yang keluar dari tungku dan diarahkan ke cerobong asap bergantung pada suhu bahan mentah yang masuk ke tungku dan melebihinya sebesar 100-150 °C. Dalam beberapa kasus, gas buang dikirim ke penukar panas untuk menggunakan energi panasnya.
Penukar panas menjalankan fungsi berbeda dan menggunakan cairan pendingin berbeda. Penukar panas menyumbang hingga 40% logam dari semua peralatan di pabrik proses.
Pada Gambar. 9.4 menunjukkan penukar panas evaporator. Penukar panas jenis ini digunakan untuk memasukkan panas ke bagian bawah

a - tipe kotak dua ruang dengan dinding memancar; b - tipe kotak dua ruang dengan gas buang pembakaran atas -
tions dan dengan layar iradiasi dua sisi; c - dengan pembakaran bahan bakar volumetrik

Beras. 9.4. Penukar panas dengan ruang uap (evaporator):
1- pas untuk melepas bundel tabung; 2 - bawah; 3 - lubang got; 4- tubuh; 5- pelat pembuangan; b- "kepala mengambang"; bundel 7 tabung; 8 ruang distribusi

bagian dari kolom distilasi dari instalasi teknologi yang tidak memerlukan pemanasan hingga suhu tinggi.
Penukar panas evaporator terdiri dari rumahan 4, yang didalamnya terdapat bundel tabung 7 dengan “kepala mengambang” 6. Pelat pembuangan 5 dipasang di dalam rumahan, bundel tabung dihubungkan pada satu sisi ke ruang distribusi, yang mana memiliki partisi horizontal padat di dalamnya. Ruang ini memiliki dua alat kelengkapan untuk saluran masuk dan saluran keluar cairan pendingin (uap atau produk minyak panas). Ada tiga alat kelengkapan pada badan: satu untuk saluran masuk produk hidrokarbon yang dipanaskan, yang kedua untuk saluran keluar produk minyak bumi yang dikupas setelah pelat pembuangan, dan yang ketiga untuk pelepasan uap dan mengarahkannya ke kolom distilasi.
Ketinggian produk dalam evaporator dijaga oleh partisi pembuangan 5 sehingga selama pengoperasian normal, bundel 7 tertutup seluruhnya dengan produk minyak yang diuapkan. Pendingin diarahkan melalui bundel tabung ( uap jenuh atau produk minyak panas). Setelah melepaskan panasnya ke media yang dipanaskan, cairan pendingin keluar melalui sambungan lain.
Sejak awal tahun 80-an abad XX. Di kilang, penggantian besar-besaran pendingin air dengan kondensor berpendingin udara dimulai. Penggunaannya telah memungkinkan untuk mengurangi biaya pengoperasian penukar panas dan memecahkan sejumlah permasalahan masalah lingkungan. Pendingin udara (ACO) (Gbr. 9.5) dilengkapi dengan bundel tabung datar yang dilalui aliran dingin
produk minyak bumi. Aliran udara yang dipaksakan oleh kipas diarahkan melalui sinar ini.
Kolom distilasi adalah alat untuk memisahkan produk dengan titik didih berbeda. Paling sering mereka dilengkapi dengan tutup gelembung. Kolom distilasi seperti beberapa instalasi independen yang ditumpuk satu sama lain, dengan pengambilan sampel sepanjang ketinggian kolom. Proses distilasi dilakukan dalam kolom distilasi bertekanan (Gbr. 9.6).
Minyak mentah awalnya dipanaskan dalam penukar panas hingga suhu 170-180 °C dan dikirim ke tungku tabung, di mana minyak berada di bawah tekanan berlebih dan dipanaskan hingga 300-350 °C. Campuran uap-cair yang dipanaskan diumpankan ke bagian bawah kolom distilasi. Tekanan berkurang, fraksi ringan diuapkan dan dipisahkan dari residu cair - bahan bakar minyak. Pasangan naik ke bagian atas kolom bersentuhan dengan aliran ke bawah (refluks). Akibatnya, zat yang paling ringan terkonsentrasi di bagian atas kolom, zat terberat di bagian bawah, dan produk antara di antaranya. Saat produk berpindah, mereka diseleksi.
Karena produk yang lebih ringan (uap) harus melewati produk yang lebih berat (cairan) dan berada dalam kesetimbangan dengan produk tersebut di mana pun dalam kolom, setiap aliran mengandung

Beras. 9.5. Pendingin udara dengan bagian horizontal

Beras. 9.6. Kolom distilasi dengan bagian pengupasan samping:
I - oven pemanas; kolom 2 distilasi

Ada komponen yang sangat mudah menguap, yang disebut minyak overhead.
Untuk menghilangkan pecahan ringan dari aliran samping, terkadang disediakan kolom pengupasan (bagian). Aliran samping memasuki bagian atas bagian pengupasan, fraksi ringan dihilangkan dengan uap dalam arus berlawanan dan dikirim kembali ke kolom utama.
Ada tiga jenis limbah fraksinasi minyak mentah: air yang dikeluarkan dari reservoir atas sebelum disirkulasi ulang mengandung sulfida, klorida, merkaptan, dan fenol; drainase dari jalur pengambilan sampel minyak. Air ini mengandung minyak konsentrasi tinggi, terkadang dalam bentuk emulsi; emulsi minyak stabil yang dibentuk dalam kondensor barometrik yang digunakan untuk menciptakan ruang hampa.
Di kilang minyak modern, alih-alih kondensor barometrik, kondensor permukaan digunakan, terdiri dari serangkaian penukar panas shell-and-tube yang dipasang secara seri, di mana zat yang dapat terkondensasi didinginkan, dan air pendingin tidak bersentuhan langsung dengan kondensor. .

Vladimir Khomutko

Waktu membaca: 7 menit

A A

Deskripsi zat dalam komposisi fraksi produk minyak bumi

Komposisi fraksional minyak merupakan campuran kontinyu multikomponen dari senyawa heteroatomik dan hidrokarbon.

Distilasi konvensional tidak mampu memisahkannya menjadi senyawa-senyawa individual, yang konstanta fisiknya ditentukan secara ketat (misalnya, titik didih pada tingkat tekanan tertentu tertentu).

Akibatnya, minyak dipisahkan menjadi komponen-komponen individual, yang merupakan campuran dengan kompleksitas yang lebih rendah. Ini disebut sulingan atau fraksi.

Dalam kondisi laboratorium dan industri, distilasi dilakukan pada titik didih yang terus meningkat. Hal ini memungkinkan fraksinasi gas hidrokarbon dari penyulingan minyak dan komponen cair, yang dicirikan bukan oleh titik didih tertentu, tetapi oleh kisaran suhu tertentu (titik didih awal dan akhir).

Distilasi atmosfer bahan baku minyak bumi memungkinkan diperolehnya fraksi berikut, yang mendidih pada suhu hingga 350 derajat C:

fraksi minyak bumi – hingga 100 derajat C;
bensin - titik didih 140 derajat;
nafta – dari 140 hingga 180;
minyak tanah - dari 140 hingga 220;
fraksi diesel - dari 180 hingga 350 derajat C.

Semua fraksi yang mendidih hingga suhu 200 derajat C disebut bensin atau ringan. Fraksi yang mendidih pada suhu 200 hingga 300 derajat C disebut minyak tanah atau medium.

Dan terakhir, fraksi yang mendidih pada suhu melebihi 300 derajat C disebut minyak atau berat. Selain itu, semua fraksi minyak yang titik didihnya kurang dari 300 derajat disebut ringan.

Fraksi yang tersisa setelah pemilihan sulingan ringan selama proses rektifikasi (penyulingan minyak primer), yang mendidih pada suhu lebih dari 35 derajat, disebut bahan bakar minyak (fraksi gelap).

Penyulingan lebih lanjut bahan bakar minyak dan pemrosesan lanjutannya dilakukan dalam kondisi vakum.

Ini memungkinkan Anda mendapatkan:

distilat vakum (minyak gas) – titik didih dari 350 hingga 500 derajat C;
tar (residu vakum) – titik didih lebih dari 500 derajat C.

Produksi minyak bumi dicirikan oleh rentang suhu berikut:

Selain itu, komponen minyak berat juga mengandung endapan aspal resin-parafin.

Selain komposisi hidrokarbonnya, fraksi minyak bumi yang berbeda juga berbeda dalam warna, viskositas, dan berat jenisnya. Sulingan paling ringan (minyak bumi) tidak berwarna. Selanjutnya, semakin berat fraksinya, semakin gelap warnanya dan semakin tinggi viskositas dan densitasnya. Komponen terberat berwarna coklat tua dan hitam.

Deskripsi fraksi minyak

Petroleynaya

Ini adalah campuran hidrokarbon cair dan ringan (heksana dan pentana). Fraksi ini juga disebut petroleum eter. Itu diperoleh dari kondensat gas, fraksi minyak ringan dan gas terkait. Petroleum eter dibagi menjadi ringan (rentang didih - dari 40 hingga 70 derajat C) dan berat (dari 70 hingga 100 derajat). Karena ini adalah fraksi yang paling cepat mendidih, fraksi ini adalah salah satu fraksi yang pertama kali dipisahkan saat memisahkan minyak.

Petroleum eter adalah cairan tidak berwarna yang kepadatannya berkisar antara 0,650 hingga 0,695 gram per sentimeter kubik. Ini melarutkan berbagai lemak, minyak, resin dan senyawa hidrokarbon lainnya dengan baik, sehingga sering digunakan sebagai pelarut dalam kromatografi cair dan dalam ekstraksi minyak, hidrokarbon dan bitumen dari batuan.

Selain itu, pemantik api dan bantalan pemanas katalitik sering kali diisi ulang dengan petroleum eter.

Bensin

Fraksi minyak dan kondensat ini merupakan campuran hidrokarbon kompleks dari berbagai jenis struktur. Sekitar tujuh puluh komponen campuran di atas memiliki titik didih hingga 125 derajat C, dan 130 komponen fraksi ini mendidih dalam kisaran 125 hingga 150 derajat.

Komponen campuran karbon ini berfungsi sebagai bahan pembuatan berbagai bahan bakar yang digunakan pada mesin pembakaran dalam. Campuran ini mengandung jenis yang berbeda senyawa hidrokarbon, termasuk alkana rantai bercabang dan lurus, sehingga fraksi ini sering mengalami reformasi termal, yang mengubahnya menjadi molekul rantai lurus bercabang.

Komposisi fraksi minyak bumi didasarkan pada hidrokarbon parafin isomer dan normal. Dari gugus hidrokarbon naftenat, yang paling melimpah adalah metilsiklopentana, metilsikloheksana, dan sikloheksana. Selain itu, terdapat konsentrasi tinggi senyawa karbon aromatik ringan seperti metaxilena dan toluena.

Komposisi fraksi jenis bensin tergantung pada komposisi minyak yang diolah, oleh karena itu bilangan oktan, komposisi hidrokarbon dan sifat bensin lainnya berbeda-beda, tergantung pada kualitas dan sifat bahan baku minyak bumi aslinya. Dengan kata lain, tidak mungkin memperoleh bensin berkualitas tinggi dari sembarang bahan mentah. Bahan bakar motor berkualitas buruk memiliki angka oktan nol. Kualitas tinggi memiliki indikator ini pada angka 100.

Angka oktan bensin yang diperoleh dari minyak mentah jarang lebih dari 60. Nilai khusus dalam fraksi minyak bumi bensin adalah adanya siklopentana dan sikloheksana, serta turunannya. Senyawa hidrokarbon inilah yang berfungsi sebagai bahan mentah untuk produksi hidrokarbon aromatik, seperti benzena, yang konsentrasi awalnya dalam minyak mentah sangat rendah.

Nafta

Fraksi minyak beroktan tinggi ini juga disebut nafta berat. Ini juga merupakan campuran hidrokarbon kompleks, tetapi terdiri dari komponen yang lebih berat dibandingkan dua fraksi pertama. Dalam sulingan nafta, kandungan hidrokarbon aromatik meningkat menjadi delapan persen, jauh lebih tinggi dibandingkan sulingan bensin. Selain itu, campuran nafta mengandung naftena tiga kali lebih banyak dibandingkan parafin.

Massa jenis fraksi minyak ini berkisar antara 0,78 hingga 0,79 gram per sentimeter kubik. Ini digunakan sebagai komponen bensin komersial, penerangan minyak tanah dan bahan bakar jet. Ini juga digunakan sebagai pelarut organik dan pengisi perangkat tipe cair. Sebelum fraksi solar mulai aktif digunakan dalam industri, nafta berperan sebagai bahan baku produksi bahan bakar yang digunakan pada traktor.

Komposisi nafta hasil distilasi pertama (tidak dimurnikan, diperoleh langsung dari kubus distilasi) sangat bergantung pada komposisi minyak mentah yang diolah. Misalnya, nafta yang diperoleh dari minyak dengan kandungan parafin tinggi mengandung lebih banyak senyawa hidrokarbon jenuh atau siklik tidak bercabang. Pada dasarnya, jenis minyak dan nafta rendah sulfur bersifat parafin. Sebaliknya minyak dengan kandungan naftena tinggi lebih banyak mengandung hidrokarbon polisiklik, siklik, dan tak jenuh.

Bahan baku minyak bumi naftenat dicirikan oleh kandungan sulfur yang tinggi. Proses pemurnian nafta distilasi pertama bervariasi tergantung komposisinya, yang ditentukan oleh komposisi bahan baku.

Minyak tanah

Titik didih fraksi ini dengan distilasi atmosferik langsung adalah 180 hingga 315 derajat C. Massa jenisnya pada dua puluh derajat C adalah 0,854 gram per sentimeter kubik. Ia mulai mengkristal pada suhu minus enam puluh derajat.

Fraksi minyak ini paling sering mengandung hidrokarbon, yang mengandung sembilan hingga enam belas atom karbon. Selain parafin, naftena monosiklik dan benzena, juga mengandung senyawa bisiklik seperti naftena, naftena-aromatik, dan hidrokarbon aromatik.

Dari fraksi-fraksi tersebut, karena tingginya konsentrasi isoparafin di dalamnya dan rendahnya konsentrasi hidrokarbon bisiklik golongan aromatik, bahan bakar jet merupakan bahan bakar jet yang paling banyak digunakan. Kualitas tinggi, yang sepenuhnya memenuhi semua persyaratan modern untuk jenis bahan bakar yang menjanjikan, yaitu:

peningkatan kepadatan;
kandungan hidrokarbon aromatik yang moderat;
stabilitas termal yang baik;
sifat suhu tinggi rendah.

Seperti pada sulingan sebelumnya, komposisi dan kualitas minyak tanah bergantung langsung pada minyak mentah aslinya, yang menentukan karakteristik produk yang dihasilkan.

Fraksi minyak tanah yang mendidih pada suhu 120 hingga 230 (240) derajat sangat cocok sebagai spesies reaktif bahan bakar, untuk produksinya (jika perlu) digunakan apa yang disebut demercaptanization dan hydrotreating. Minyak tanah yang diperoleh dari minyak dengan kandungan sulfur rendah pada suhu 150 hingga 280 derajat atau pada kisaran suhu 150 hingga 315 derajat digunakan sebagai penerangan. Jika minyak tanah mendidih pada suhu 140 - 200 derajat, minyak tanah digunakan untuk membuat pelarut yang dikenal sebagai white spirit, yang banyak digunakan di perusahaan cat dan pernis.

solar

Mendidih pada suhu 180 hingga 360 derajat C.

Ini digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel berkecepatan tinggi dan sebagai bahan mentah dalam proses penyulingan minyak lainnya. Ketika diproduksi, gas minyak tanah dan hidrokarbon juga dihasilkan.

Fraksi minyak diesel mengandung sedikit hidrokarbon dari kelompok aromatik (kurang dari 25 persen), dan dominasi naftena dibandingkan parafin merupakan hal yang khas. Mereka didasarkan pada turunan siklopentana dan sikloheksana, yang memberikan titik tuang agak rendah. Jika komponen diesel yang diperoleh dari minyak parafin tinggi dibedakan oleh konsentrasi alkana normal yang tinggi, akibatnya komponen tersebut memiliki titik tuang yang relatif tinggi - dari minus sepuluh hingga minus sebelas derajat C.

Untuk mendapatkan bahan bakar diesel musim dingin dalam kasus seperti itu, yang titik tuangnya diperlukan minus 45 (dan untuk Arktik - semuanya minus 60), komponen yang dihasilkan menjalani proses dewaxing, yang berlangsung dengan partisipasi urea.

Selain itu, komponen solar mengandung berbagai jenis senyawa organik (berbasis nitrogen dan oksigen). Ini termasuk berbagai jenis alkohol, keton naftenat dan parafin, serta kuinolin, piridin, alkilfenol, dan senyawa lainnya.

Minyak bakar

Campuran ini mengandung:

hidrokarbon dengan berat molekul berkisar antara 400 sampai 1000 ton;
resin minyak bumi (berat - dari 500 hingga 3000);
aspalten;
karbena;
karboid;
senyawa organik berbahan dasar logam dan nonlogam (besi, vanadium, nikel, natrium, kalsium, titanium, seng, merkuri, magnesium, dan sebagainya).

Sifat dan sifat mutu bahan bakar minyak juga bergantung pada sifat dan karakteristik minyak mentah yang diolah, serta derajat penyulingan hasil sulingan ringan.

Ciri-ciri utama bahan bakar minyak:

viskositas pada suhu 100 derajat C – dari 8 hingga 80 milimeter persegi per detik;
indikator kepadatan pada 20 derajat - dari 0,89 hingga 1 gram per sentimeter kubik;
interval pengerasan - dari minus 10 hingga minus 40 derajat;
konsentrasi belerang – dari 0,5 hingga 3,5 persen;
abu – hingga 0,3 persen.

Hingga akhir abad kesembilan belas, bahan bakar minyak dianggap sebagai limbah yang tidak dapat dimanfaatkan dan dibuang begitu saja. Saat ini, mereka digunakan sebagai bahan bakar cair untuk rumah boiler, dan juga digunakan sebagai bahan baku untuk distilasi vakum, karena komponen berat bahan baku minyak bumi tekanan biasa atmosfer tidak dapat dilampaui. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam hal ini, mencapai suhu didih yang diperlukan (sangat tinggi) akan menyebabkan kehancuran molekul.

Bahan bakar minyak dipanaskan hingga lebih dari tujuh ribu derajat dalam tungku tabung khusus. Ia berubah menjadi uap, setelah itu disuling dalam vakum di kolom distilasi dan dipisahkan menjadi sulingan minyak terpisah, dan tar diperoleh sebagai residu.

Dari sulingan yang diperoleh dari bahan bakar minyak, spindel, silinder dan oli mesin dibuat. Selain itu, pada pengolahan bahan bakar minyak pada temperatur yang lebih rendah diperoleh komponen yang dapat diolah lebih lanjut menjadi bahan bakar motor, parafin, ceresin dan berbagai jenis oli.

Bitumen diperoleh dari tar dengan cara ditiup dengan udara panas. Kokas diperoleh dari residu yang diperoleh setelah perengkahan dan penyulingan.

Bahan bakar minyak boiler hadir dalam tingkatan berikut:

angkatan laut F5 dan F12 (mengacu pada bahan bakar ringan);
pembakaran M40 (bahan bakar boiler jenis sedang);
bahan bakar pembakaran M100 dan M200 (bahan bakar heavy boiler).

Bahan bakar minyak angkatan laut, sesuai dengan namanya, digunakan pada boiler kapal laut dan sungai, serta sebagai bahan bakar untuk mesin dan instalasi turbin gas.

Bahan bakar minyak M40 juga cocok digunakan pada boiler kelautan dan juga cocok digunakan pada boiler pemanas dan tungku industri.

Bahan bakar minyak M100 dan M200 biasanya digunakan di pembangkit listrik tenaga panas besar.

Ter

Ini adalah residu yang terbentuk setelah semua proses penyulingan komponen minyak lainnya (atmosfer dan vakum), yang mendidih pada suhu di bawah 450 - 600 derajat.

Hasil tar berkisar antara sepuluh hingga empat puluh lima persen dari total massa bahan baku minyak bumi yang diproses. Ini bisa berupa cairan kental atau produk hitam pekat, mirip aspal, mengkilat saat pecah.

Ter terdiri dari:

parafin, nafta dan hidrokarbon aromatik – 45-95 persen;
aspalten – dari 3 hingga 17 persen;
resin minyak bumi - dari 2 hingga 38 persen.

Selain itu, mengandung hampir semua logam yang terkandung dalam bahan baku minyak bumi. Misalnya vanadium dalam tar bisa sampai 0,046 persen. Kepadatan tar bergantung pada karakteristik bahan baku dan derajat distilasi semua fraksi ringan, dan bervariasi dari 0,95 hingga 1,03 gram per sentimeter kubik. Kapasitas kokasnya berkisar antara 8 hingga 26 persen dari total massa, dan titik lelehnya berkisar antara 12 hingga 55 derajat.

Tar banyak digunakan untuk produksi aspal jalan, konstruksi dan atap, serta kokas, bahan bakar minyak, minyak pelumas dan beberapa jenis bahan bakar motor.

Produk minyak bumi. Metode untuk menentukan komposisi pecahan

Untuk menentukan komposisi fraksi produk minyak bumi, berbagai jenis peralatan digunakan. Pada dasarnya, ini adalah peralatan distilasi standar yang dilengkapi dengan kolom distilasi. Peralatan untuk menentukan komposisi pecahan disebut ARN-LAB-03 (walaupun ada pilihan lain).

Pekerjaan pendahuluan seperti itu dengan menggunakan perangkat yang sesuai, pertama-tama, diperlukan untuk penyusunan paspor teknis pada bahan mentah, dan kedua, memungkinkan untuk meningkatkan keakuratan pemisahan, dan juga, berdasarkan hasil yang diperoleh, membuat kurva titik didih (sebenarnya), yang koordinatnya adalah suhu dan hasil masing-masing fraksi. sebagai persentase dari total massa (atau volume).

Minyak mentah yang diperoleh dari berbagai ladang sangat berbeda dalam komposisi fraksinya, dan oleh karena itu. dan berdasarkan persentase potensi bahan bakar sulingan dan minyak pelumas. Terutama pada bahan mentah minyak bumi - dari 10 hingga 30 persen komponen bensin, dan dari 40 hingga 65 persen fraksi minyak tanah-gas. Di ladang yang sama, lapisan minyak dengan kedalaman berbeda dapat menghasilkan bahan mentah dengan karakteristik yang berbeda komposisi pecahan.

Untuk menentukan ini karakteristik penting Berbagai perangkat digunakan untuk komponen oli, di antaranya ATZ-01 adalah yang paling populer.

menjadi pecahan, melalui penguapan dan kondensasi uap berulang kali, yang dilakukan pada tekanan normal (atmosfer).

Pertama dari dua proses penyulingan minyak primer .

Proses teknologi

Minyak disiapkan selama prosedur khusus (lihat. Mempersiapkan minyak untuk penyulingan) dipanaskan dalam oven khusus hingga suhu sekitar 380 °C. Hasilnya adalah campuran cairan dan uap, yang diumpankan ke bagian bawah kolom distilasi - unit utama penyulingan minyak di atmosfer.

Kolom distilasi adalah pipa berukuran besar (tinggi hingga 80 meter dan diameter hingga 8 meter), di dalamnya dibatasi secara vertikal oleh apa yang disebut baki dengan lubang khusus. Ketika campuran yang dipanaskan dimasukkan ke dalam kolom, uap ringan mengalir ke atas, dan bagian yang lebih berat dan padat dipisahkan dan tenggelam ke dasar.

Uap yang naik mengembun dan membentuk lapisan cairan setebal 10 cm pada setiap pelat.Lubang-lubang pada pelat dilengkapi dengan apa yang disebut bubble cap, sehingga uap yang naik menggelembung melalui cairan tersebut. Dalam hal ini, uap kehilangan panas, memindahkannya ke cairan, dan sebagian hidrokarbon berubah menjadi cair. Proses ini“Gurgling” adalah inti dari perbaikan. Kemudian uapnya naik ke pelat berikutnya, di mana gelembung kembali terjadi. Selain itu, setiap pelat dilengkapi dengan mangkuk pembuangan, yang memungkinkan kelebihan cairan mengalir ke pelat bawah.

Jadi, melalui distilasi atmosferik, minyak dipisahkan menjadi faksi(atau tali bahu). Namun, untuk pemisahan yang lebih efisien, metode teknologi berikut digunakan.

Untuk mencegah produk berat masuk ke bagian atas kolom, uap dikirim secara berkala ke lemari es. Zat yang terkondensasi dalam lemari es dikembalikan ke salah satu pelat bawah. Proses ini disebut irigasi kolom distilasi.

Di sisi lain, beberapa hidrokarbon ringan mungkin berakhir di bagian bawah kolom seiring dengan aliran cairan. Masalah ini diselesaikan dengan mengalirkan cairan dari tempat tertentu kolom dan melewatkannya kembali melalui pemanas. Dengan demikian, hidrokarbon ringan kembali ke kolom dalam bentuk uap. Proses yang dijelaskan disebut penguapan ulang.

Fraksi yang diambil dari bagian mana pun dari kolom dapat diairi dan diuapkan kembali. Sebagai hasil dari proses ini, beberapa molekul bergerak sepanjang kolom beberapa kali, menguap dan mengembun lagi. Pendekatan ini memastikan pemisahan minyak yang paling efisien, dan kolom distilasi pada dasarnya adalah seperangkat peralatan distilasi yang digabungkan menjadi satu.

Batas didih pecahan

Ciri fundamental penting dan utama dari faksi adalah mereka batas didih– suhu di mana produk distilasi dipisahkan satu sama lain.

Titik Didih Awal (TNK) – suhu di mana fraksi mulai mendidih

Titik didih (televisi) adalah suhu di mana fraksi ini menguap seluruhnya.

Secara nominal, titik didih suatu fraksi harus sama dengan titik didih awal fraksi yang lebih berat di dekatnya. Namun, dalam praktiknya, proses rektifikasi tidaklah ideal dan dalam banyak kasus (jika tidak selalu) TV dan TNC dari fraksi-fraksi yang bertetangga tidak sama. Tumpang tindih seperti ini biasanya disebut “ekor”, dan paling jelas terlihat pada kurva percepatan.

Untuk menyederhanakan, konsep tersebut diperkenalkan batas didih efektif, yaitu. suhu di mana fraksi secara konvensional dianggap terpisah.

	Kurva percepatan minyak tanah dan nafta yang tumpang tindih

Pemilihan fraksi pada berbagai tingkat kolom distilasi dilakukan melalui saluran keluar samping. Pecahan berat dipilih di bagian bawah kolom, pecahan lebih ringan (tali atas) - di bagian atas. Dalam hal ini, batas didih fraksi dapat diatur dan disesuaikan, tergantung kebutuhan.

	Skema pemisahan minyak menjadi fraksi selama distilasi atmosfer

Hampir semua produk distilasi atmosferik ringan segera dikirim ke mendaur ulang, dan residu lurus (bahan bakar minyak) - ke

Topik 9 “DASAR-DASAR TEKNOLOGI PENGOLAHAN MINYAK DAN HASIL MINYAK”

1. Asal dan komposisi minyak. Produksi minyak dan persiapan untuk pemrosesan.

3. Dasar-dasar teknologi produksi dan pengolahan bahan polimer.

4. Dasar-dasar teknologi produksi produk karet.

Asal dan komposisi minyak. Produksi minyak dan persiapan untuk pemrosesan

Dari semua jenis bahan bakar yang diketahui, yang terpenting adalah bahan bakar organik, yang pembakarannya menghasilkan energi termal, dan pengolahan - bahan baku untuk industri kimia.

Saat ini produk minyak bumi (petroleum product) paling banyak digunakan. Mereka juga diproduksi di negara kita, jadi kami akan mempertimbangkan teknologi penyulingan minyak secara rinci.

Minyak adalah bahan bakar fosil cair. Biasanya terletak di kedalaman 1,2 -2 km atau lebih dalam keadaan keropos atau retak batu(pasir, batupasir, batugamping). Minyak adalah cairan berminyak berwarna coklat muda sampai coklat tua dengan bau tertentu, massa jenis 0,65-1,05 g/cm 3 . Secara komposisi, minyak merupakan campuran kompleks hidrokarbon, terutama parafin dan naftenat, dan pada tingkat lebih rendah aromatik. Komposisi unsurnya (fraksi massa, %): karbon (C) - 82-87, hidrogen (H) - 11-14, belerang (S) - OD-5.5.

Tergantung pada produk yang diperoleh dari minyak, ada tiga pilihan untuk pengolahannya:

bahan bakar , digunakan untuk memproduksi bahan bakar motor dan ketel;

bahan bakar dan minyak , yang memproduksi bahan bakar dan minyak pelumas;

petrokimia (kompleks), yang produknya tidak hanya bahan bakar dan minyak, tetapi juga bahan baku industri kimia (olefin, hidrokarbon aromatik dan jenuh, dll).

Bahan bakar cair, diperoleh dari minyak bumi, tergantung kegunaannya dibagi menjadi:

karburator(bensin penerbangan dan mobil) - untuk mesin pembakaran internal;

reaktif(minyak tanah) - untuk mesin jet dan turbin gas;

pusing Elnoye(minyak gas, sulingan diesel) - untuk mesin diesel .

ruang kamar ketel(bahan bakar minyak) - untuk tungku ketel uap, genset, tungku metalurgi. DI DALAM kasus umum Pengolahan minyak bumi menjadi produk minyak bumi meliputi ekstraksi, penyiapan dan proses pengolahan primer dan sekunder.

Produksi minyak dilakukan dengan pengeboran sumur.

Persiapan diekstraksi dari kedalaman minyak adalah untuk menghilangkan kotoran darinya ( gas terkait, pembentukan air dengan garam mineral, inklusi mekanis) dan stabilisasi komposisi. Operasi ini dilakukan baik secara langsung di ladang minyak maupun di kilang minyak.

Penyulingan minyak primer, dilakukan dengan cara fisika (terutama distilasi langsung), terdiri dari pembagian menjadi fraksi-fraksi terpisah (distilasi) yang masing-masing merupakan campuran hidrokarbon.

Penyulingan minyak sekunder mewakili berbagai proses pengolahan produk minyak bumi yang diperoleh sebagai hasil pengolahan primer. Proses-proses ini disertai dengan transformasi destruktif hidrokarbon yang terkandung dalam produk minyak bumi dan pada dasarnya merupakan proses kimia.

Distilasi minyak secara langsung. Pemecahan produk minyak bumi

Proses distilasi lurus berdasarkan fenomena penguapan dan kondensasi campuran zat dengan suhu yang berbeda mendidih.

Pendidihan campuran dimulai pada suhu yang sama dengan titik didih rata-rata bagian-bagian penyusunnya. Dalam hal ini, sebagian besar komponen ringan dengan titik didih rendah (memiliki kepadatan lebih rendah dan mendidih pada suhu lebih rendah) masuk ke fase uap, dan komponen dengan titik didih tinggi (memiliki kepadatan lebih tinggi dan mendidih pada suhu lebih tinggi) tetap berada dalam fase cair. Jika fasa uap yang dihasilkan dihilangkan dan didinginkan, fasa cair akan mengembun darinya. Sebagian besar komponen dengan titik didih tinggi (berat) akan masuk ke dalamnya, dan komponen ringan akan tetap berada dalam fase uap.

Jadi, diperoleh tiga fraksi dari campuran awal. Salah satunya, yang tetap cair saat direbus, sebagian besar mengandung komponen dengan titik didih tinggi; yang kedua, kental, memiliki komposisi yang mendekati komposisi campuran aslinya; yang ketiga, uap, sebagian besar mengandung komponen dengan titik didih rendah.

Karena proses pendidihan dan kondensasi fraksi yang dihasilkan secara tunggal (distilasi) atau beberapa (distilasi), dimungkinkan untuk mencapai pemisahan yang cukup lengkap antara komponen dengan titik didih rendah dan tinggi.

Proses teknologi penyulingan minyak langsung terdiri dari empat operasi utama: pemanasan campuran, penguapan, kondensasi dan pendinginan fraksi yang dihasilkan.

Tergantung pada kedalaman penyulingan minyak, pabrik penyulingan dibagi menjadi dua jenis:

Satu tahap, beroperasi pada tekanan atmosfer (AT);

Dua tahap (atmosfer-vakum) (AVT), di mana tahap pertama, biasanya, beroperasi pada tekanan atmosfer, dan tahap lainnya pada tekanan di bawah atmosfer (5-8 kPa) -

Dalam distilasi dua tahap, minyak terlebih dahulu dihilangkan garamnya dan didehidrasi, kemudian dipanaskan dalam tungku tubular tahap pertama hingga suhu 300 - 350 °C (25 - 30 °C di atas titik didih). Pemisahan minyak menjadi fraksi-fraksi dilakukan dalam kolom destilasi, yaitu suatu alat berbentuk silinder dengan tinggi 25 - 55 m dan diameter 5 - 7 m, minyak yang telah dipanaskan diumpankan ke bagian bawah kolom. minyak mendidih dan terbagi menjadi dua fase: uap dan cair. Produk cair mengalir ke bawah dan uap naik ke kolom. Cairan refluks (refluks) dialirkan ke bagian atas kolom. Uap yang naik dari bawah bersentuhan berulang kali sepanjang ketinggian kolom dengan fase cair yang mengalir. Saat menghadapi uap panas yang naik, cairan yang mengairi kolom memanas dan sebagian menguap. Uapnya, melepaskan panasnya, mengembun, dan kondensat mengalir ke bagian bawah kolom. Ketika uap naik, suhunya menurun, sedangkan dahak yang mengalir ke bawah semakin kaya dalam fraksi berat, dan uap naik dalam fraksi ringan. Di bagian bawah kolom dikumpulkan cairan yang mengandung fraksi terberat (bahan bakar minyak). Bahan bakar minyak dikeringkan dari bagian bawah kolom dan didinginkan dalam penukar panas, sehingga memanaskan minyak yang disuplai ke kolom.

Untuk mempertahankan proses perebusan, uap super panas disuplai ke kolom distilasi, yang membawa serta sisa-sisa fraksi ringan yang belum diuapkan sebelumnya. Fraksi bensin yang paling ringan pada suhu 180 – 200 °C dikeluarkan dari kolom dalam bentuk uap ke dalam kondensor dan dipisahkan dari air dalam separator. Sebagian fraksi bensin dikembalikan ke kolom untuk irigasi.

Yang disebut fraksi tengah dikeluarkan dari zona tengah kolom: minyak tanah, mendidih pada suhu 200 - 300 °C, dan minyak gas (titik didih 300 - 350 °C). Terkadang fraksi lain juga dihilangkan, misalnya nafta (160-200 °C), fraksi minyak gas minyak tanah (270-320 °C).

Bahan bakar minyak yang diperoleh setelah distilasi awal (hasilnya sekitar 55% dari minyak asli) dari kolom distilasi pertama dipompa ke tungku tubular tahap kedua, di mana ia dipanaskan hingga 400 - 420 °C. Dari tungku, bahan bakar minyak memasuki kolom distilasi kedua, yang beroperasi pada tekanan di bawah atmosfer (tekanan sisa - 5 - 8 kPa). Tar dikeluarkan dari bagian bawah kolom ini, dan sulingan minyak dipilih sepanjang ketinggiannya.

Produktivitas unit dua tahap adalah 8 - 9 ribu ton minyak per hari. Hasil bensin selama distilasi langsung bergantung pada komposisi fraksi minyak dan berkisar antara 3 hingga 1 5%.

Dasar-dasar teknologi perengkahan produk minyak bumi. Hasil bensin yang relatif rendah (hingga 15%) selama distilasi langsung mengharuskan pengolahan fraksi lain yang kurang berharga yang diperoleh selama distilasi langsung minyak dan mengandung molekul hidrokarbon berat. Pemrosesan ini disebut cracking.

Retak(Bahasa inggris, berderit- split, split) - pemecahan molekul panjang hidrokarbon berat yang termasuk dalam komposisi, misalnya bahan bakar minyak, menjadi molekul ringan yang lebih pendek dari produk ringan dengan titik didih rendah.

Faktor utama yang mempengaruhi proses perengkahan adalah suhu dan waktu penahanan: semakin tinggi suhu dan durasi lebih lama penuaan, semakin lengkap prosesnya dan semakin besar hasil produk perengkahannya. Pengaruh besar Katalis mempengaruhi jalannya dan arah proses perengkahan. Dengan pemilihan katalis yang tepat, reaksi dapat dilakukan pada suhu yang lebih rendah, memastikan produksi produk yang diperlukan dan meningkatkan hasil.

Berdasarkan penjelasan di atas, ada dua jenis perengkahan: termal dan katalitik.

Retak termal dilakukan pada suhu tinggi di bawah tekanan tinggi(suhu 450-500 °C dan tekanan 2-7 MPa). Tujuan utama dari thermal cracking adalah untuk memperoleh bahan bakar ringan dari bahan bakar minyak atau tar.

Perengkahan termal dilakukan dalam tungku tabung tempat hidrokarbon berat dipecah.

Selanjutnya, campuran produk perengkahan dan bahan mentah yang tidak bereaksi melewati evaporator, di mana hasil pemisahannya, yaitu. zat yang tidak dapat dipecahkan. Produk ringan memasuki kolom distilasi untuk memisahkan dan memperoleh fraksi komersial ringan. Dengan perengkahan termal, misalnya bahan bakar minyak, perkiraan komposisi produknya adalah sebagai berikut: bensin retak - 30-35%, gas retak - 10-15, residu retak - 50-55%. Bensin perengkahan digunakan sebagai komponen bensin motor, gas perengkahan digunakan sebagai bahan bakar atau bahan baku sintesis senyawa organik; residu retak, yaitu campuran zat resin, aspalten, digunakan sebagai bahan bakar boiler atau bahan baku produksi bitumen.

Retakan termal dapat terdiri dari dua jenis: suhu rendah (visbreaking) dan suhu tinggi (pirolisis).

Perengkahan suhu rendah dilakukan pada suhu 440-500 °C dan tekanan 1,9-3 MPa, sedangkan lama proses 90-200 detik. Ini digunakan terutama untuk memproduksi bahan bakar boiler dari bahan bakar minyak dan tar.

Retakan suhu tinggi terjadi pada suhu 530-600 °C dan tekanan 0,12-0,6 MPa dan berlangsung 0,5-3 detik. Tujuan utamanya adalah untuk memproduksi bensin dan etilen. Propilena, hidrokarbon aromatik dan turunannya terbentuk sebagai produk sampingan.

Retakan katalitik- pengolahan produk minyak bumi dengan adanya katalis. DI DALAM Akhir-akhir ini Metode ini semakin banyak digunakan untuk produksi produk minyak bumi ringan, termasuk bensin. Keunggulannya antara lain:

Kecepatan proses yang tinggi, 500-4000 kali lebih tinggi dari kecepatan perengkahan termal, dan sebagai hasilnya - lebih banyak kondisi ringan proses dan konsumsi energi yang lebih rendah;

Peningkatan hasil produk yang dapat dipasarkan, termasuk bensin, yang ditandai dengan angka oktan tinggi dan stabilitas yang lebih baik terhadap mendengkur;

Kemampuan untuk menjalankan proses ke arah yang benar dan memperoleh produk dengan komposisi tertentu;

hasil tinggi gas hidrokarbon, yang merupakan bahan baku sintesis organik;

penggunaan bahan baku dengan kandungan sulfur yang tinggi melalui proses hidrogenasi senyawa sulfur dan pelepasannya ke dalam fasa gas yang kemudian dilanjutkan dengan pembuangan.

Aluminosilikat sintetis digunakan sebagai katalis dalam unit perengkahan katalitik.

Produk perengkahan katalitik dari reaktor memasuki kolom distilasi, di mana produk tersebut dipisahkan menjadi gas, bensin, minyak gas katalitik ringan dan berat. Bahan baku yang tidak bereaksi dari dasar kolom dikembalikan ke reaktor.

Perkiraan hasil produk selama perengkahan katalitik adalah sebagai berikut: bensin perengkahan - 35 - 40%; gas perengkahan - 15% minyak gas perengkahan ringan - 35 - 40%, minyak gas perengkahan berat - 5-8%.

Bensin perengkahan katalitik memiliki sifat kinerja yang baik. Gas perengkahan katalitik dibedakan berdasarkan kandungan isobutana dan butilena yang tinggi, yang digunakan dalam produksi karet sintetis.

Salah satu jenis perengkahan katalitik adalah reformasi, jalannya reaksi yang ditujukan terutama pada pembentukan hidrokarbon aromatik dan isomer. Tergantung pada katalisnya, jenis reformasi berikut dibedakan:

Platforming (katalis berbasis platinum);

Reformasi (katalis berbasis renium).

Dalam praktiknya, yang paling luas adalah platforming, yang merupakan proses katalitik untuk pengolahan fraksi bensin-nafta dengan distilasi langsung, yang dilakukan dengan adanya hidrogen. Jika platforming dilakukan pada suhu 480 - 510 °C dan tekanan 15-10 5 sampai 3 · 10 6 Pa, maka akan terbentuk benzena, toluena dan xilena. Pada tekanan 5 · 10 6 Pa, diperoleh bensin yang memiliki ciri stabilitas tertinggi dan kandungan sulfur rendah.

Selain produk cair, semua metode reformasi katalitik menghasilkan gas yang mengandung hidrogen, metana, propana, dan butana. Gas reforming digunakan sebagai bahan baku sintesis organik dan anorganik: metanol (etil alkohol), amonia dan senyawa lainnya. Hasil gas reformasi katalitik adalah 5-15% dari massa bahan baku. Tahap akhir penyulingan minyak adalah pemurnian produk minyak bumi , yang dilakukan dengan cara kimia dan fisika-kimia. KE metode kimia Pemurnian produk minyak bumi meliputi pemurnian dengan asam sulfat dan hidrogen (hydrotreating), fisika-kimia - metode pemurnian adsorpsi dan absorpsi.

Pembersihan asam sulfat terdiri dari fakta bahwa produk dicampur dengan sejumlah kecil 90-93% H 2 SO 4 pada suhu normal. Sebagai akibat reaksi kimia diperoleh produk murni dan limbah yang dapat digunakan untuk menghasilkan asam sulfat.

Perawatan hidro terdiri dari interaksi hidrogen dengan produk murni dengan adanya katalis aluminium-kobalt-molibdenum pada suhu 380-420 ° C dan tekanan 35 10 5 hingga 4 10 6 Pa dan penghilangan hidrogen sulfida, amonia dan air.

Pada metode pembersihan adsorpsi produk minyak bumi diolah dengan tanah liat pemutih atau gel silika. Dalam hal ini, senyawa yang mengandung belerang dan oksigen, resin dan hidrokarbon yang mudah termineralisasi diserap.

Metode pembersihan penyerapan terdiri dari pembubaran selektif (selektif) komponen berbahaya dari produk minyak bumi. Sulfur dioksida cair, furfural, nitrobenzena, dikloroetil eter, dll. biasanya digunakan sebagai pelarut selektif.

Setelah pemurnian, produk minyak bumi tidak selalu stabil. Dalam kasus ini, antioksidan (inhibitor) ditambahkan ke dalamnya dalam jumlah yang sangat kecil, yang secara tajam memperlambat reaksi oksidasi zat resin yang membentuk produk minyak bumi. Fenol, amina aromatik dan senyawa lain digunakan sebagai inhibitor. Penyulingan minyak ditandai dengan tingginya biaya bahan baku (50-75% dari biaya produk olahan), energi listrik dan panas, serta aset tetap. Tingkat biaya penyulingan minyak sangat bergantung pada komposisi minyak, yang menentukan kedalaman penyulingan, skema teknologi penyulingan, tingkat persiapan bahan mentah untuk diproses, dll. Jadi, ketika mengolah minyak dengan sulfur tinggi, tambahan modal dan biaya operasional untuk pemompaan dan persiapannya kira-kira 1,5 lebih tinggi dibandingkan saat memproses minyak dengan sulfur rendah. Sebaliknya, minyak kental parafin tinggi memerlukan biaya tambahan untuk dewaxing, pemompaan, dan penyimpanannya.

Tampilan