Какой продукт получают при переработке нефти бензин мазут керосин

Переработка нефти — урок. Химия, 8–9 класс.

Сложный состав нефти позволяет получать из неё большое количество продуктов. Основные методы переработки нефти — перегонка и крекинг.

Углеводороды нефти кипят при разных температурах. Чем больше молекулярная масса вещества, тем выше его температура кипения. На этой закономерности основано разделение нефти на отдельные части, или фракции.

Фракции — смеси веществ, имеющих близкие значения температур кипения.

При перегонке нефти получают бензин, лигроин, керосин, газойль и мазут .

Бензин содержит лёгкие углеводороды с числом атомов углерода от \(5\) до \(11\) и используется как топливо для автомобильных двигателей. В состав керосина входят более тяжёлые углеводороды (C12–C18). Он применяется в качестве топлива для авиационных двигателей. Более тяжёлый газойль (C>18) используется в качестве дизельного топлива.

Мазут также разделяют перегонкой при пониженном давлении на смазочные масла. Оставшийся после отделения смазочных масел гудрон применяется для асфальтирования дорог.

Для увеличения выхода бензина, а также для получения из нефти химического сырья применяют термический и каталитический крекинг.

Крекинг — высокотемпературная переработка нефти с целью получения продуктов с меньшими молекулярными массами.

При нагревании углеводородов с длинными углеродными цепями происходит их расщепление на более короткие молекулы. При этом образуются насыщенные и ненасыщенные углеводороды:

C20h52&xrarr;tC10h32+C10h30.

В результате крекинга получают дополнительное количество бензина. Продукты крекинга содержат химически активные ненасыщенные углеводороды, которые используют в химической промышленности для производства полимеров и других органических веществ.

Процесс переработки сырой нефти

Щелкните, чтобы увидеть стенограмму Основы нефтепереработки .

PRESENTER: Для того, чтобы сырая нефть могла эффективно использоваться современной промышленностью, ее необходимо разделить на составные части и удалить такие примеси, как сера. Самый распространенный метод очистки нефти - процесс фракционной перегонки. Это включает нагревание сырой нефти примерно до 350 градусов по Цельсию, чтобы превратить ее в смесь газов. Они соединены по трубопроводу в высокий цилиндр, известный как фракционная башня.Внутри башни жидкости с очень длинной углеродной цепью, такие как битум и парафин, отводятся по трубопроводу для разложения в другом месте. Углеводородные газы поднимаются вверх внутри башни, проходя через ряд горизонтальных тарелок и перегородок, называемых колпачками. Температура на каждой тарелке регулируется таким образом, чтобы она точно соответствовала температуре, при которой конкретный углеводород будет конденсироваться в жидкость. На этом и основан процесс дистилляции. Различные углеводороды конденсируются из газового облака, когда температура падает ниже их точки кипения.Чем выше поднимается газ в башне, тем ниже становится температура. Точные детали различаются на каждом нефтеперерабатывающем заводе и зависят от типа перегоняемой сырой нефти. Но при температуре около 260 градусов дизельное топливо конденсируется из газа. При температуре около 180 градусов керосин конденсируется. Бензин или бензин конденсируется при температуре около 110 градусов, в то время как нефтяной газ отводится сверху. Дистиллированная жидкость с каждого уровня содержит смесь алканов, алкенов и ароматических углеводородов с аналогичными свойствами и требует дальнейшей очистки и обработки для выбора конкретных молекул.Количество фракций, изначально производимых на нефтеперерабатывающем заводе, не соответствует тому, что требуется потребителям. Не существует большого спроса на углеводороды с более длинной цепью и высокомолекулярным весом, но большой спрос на углеводороды с более низким молекулярным весом, например, бензин. Процесс, называемый крекингом, используется для получения большего количества углеводородов с более низким молекулярным весом. Этот процесс разбивает более длинные цепочки на более мелкие. Существует множество различных промышленных версий крекинга, но все они основаны на нагреве.При нагревании частицы движутся намного быстрее, и их быстрое движение вызывает разрыв углерод-углеродных связей. Основными формами крекинга являются термический крекинг, каталитический или каталитический крекинг, паровой крекинг и гидрокрекинг. Поскольку они различаются условиями реакции, продукты каждого типа запуска будут разными. Большинство из них производят смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородов. Термическое растрескивание - самый простой и самый старый процесс. Смесь нагревается примерно до 750-900 градусов Цельсия при давлении 700 килопаскалей, то есть примерно в семь раз выше атмосферного.В этом процессе образуются алкены, такие как этан и пропан, и остается тяжелый осадок. Самый эффективный процесс создания легких алканов называется каталитическим крекингом. Длинные углеродные связи разрываются при нагревании примерно до 500 градусов Цельсия в бескислородной среде в присутствии цеолита. Это кристаллическое вещество, состоящее из алюминия, кремния и кислорода, действует как катализатор. Катализатор - это вещество, которое ускоряет реакцию или позволяет ей протекать при более низкой температуре, чем обычно требуется.Во время процесса катализатор, обычно в виде порошка, обрабатывается и используется снова и снова. Каталитический крекинг является основным источником углеводородов с 5-10 атомами углерода в цепи. Наиболее образующимися молекулами являются более мелкие алканы, используемые в бензине, такие как пропан, бутан, пентан, гексан, гептан и октан, компоненты жидкого нефтяного газа. При гидрокрекинге сырая нефть нагревается при очень высоком давлении, обычно около 5000 кПа, в присутствии водорода с металлическим катализатором, таким как платина, никель или палладий.Этот процесс имеет тенденцию производить насыщенные углеводороды, такие как алканы с более короткой углеродной цепью, поскольку он добавляет атом водорода к алканам и ароматическим углеводородам. Это основной источник керосинового реактивного топлива, компонентов бензина и сжиженного нефтяного газа. В одном методе термического крекинга с водяным паром углеводород разбавляется паром, а затем кратковременно нагревается в очень горячей печи, около 850 градусов Цельсия, без кислорода. Реакция может происходить очень кратковременно. Легкие углеводороды распадаются на более легкие алкены, включая этан, пропан и бутан, которые используются для производства пластмасс.Более тяжелые углеводороды распадаются на некоторые из них, но также дают продукты, богатые ароматическими углеводородами и углеводородами, подходящими для включения в бензин или дизельное топливо. Более высокая температура крекинга способствует получению этена и бензола. В коксовой установке битум нагревается и расщепляется на бензиновые алканы и дизельное топливо, в результате чего остается кокс - сплав углерода и золы. Кокс можно использовать как бездымное топливо. Риформинг включает разложение алканов с прямой цепью на алканы с разветвленной цепью.Алканы с разветвленной цепью с числом атомов углерода от 6 до 10 предпочтительны в качестве автомобильного топлива. Эти алканы легко испаряются в камере сгорания двигателя, не образуя капель, и менее склонны к преждевременному возгоранию, что влияет на работу двигателя. Более мелкие углеводороды также можно обрабатывать для образования молекул с более длинными углеродными цепями на нефтеперерабатывающем заводе. Это осуществляется в процессе каталитического риформинга. Когда тепло применяется в присутствии платинового катализатора, углеводороды с короткой углеродной цепью могут связываться с образованием ароматических соединений, используемых в производстве химикатов.Побочным продуктом реакции является газообразный водород, который можно использовать для гидрокрекинга. Углеводороды играют важную роль в современном обществе как топливо, как растворители и как строительные блоки пластмасс. Сырая нефть перегоняется на основные компоненты. Углеводороды с более длинной углеродной цепью могут быть подвергнуты крекингу, чтобы стать более ценными, углеводороды с более короткой цепью, а молекулы с короткой цепью могут связываться с образованием полезных молекул с более длинной цепью. [ИГРАЕТ МУЗЫКА]

Процесс переработки сырой нефти в бензин

Ориентировочная оценка: от 0,30 до 0,60 доллара за галлон.

Учитывая высокую стоимость наполнения вашего бензобака сегодня, вам может быть интересно понять процесс и реальные затраты, связанные с получением бензина на вашей местной станции из сырой нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Нефтяные компании получают рекордные прибыли, и их легко выставить как злодеев, чтобы надуть потребителей, однако, в то время как нефтяные компании генерируют рекордную общую прибыль, их маржа на самом деле падает.Ниже приводится краткий обзор того, как работает процесс переработки и как рассчитывается маржа прибыли.

4 основных конечных использования

По данным Министерства энергетики США (DOE), при переработке сырой нефти производятся такие широко используемые конечные продукты, как переработанный (не содержащий серы) и обычный бензин, керосиновое топливо для реактивных двигателей, а также смазочные материалы, такие как моторное масло. в качестве топлива для отопления домов, керосина, асфальта и дорожного масла. Большинство из этих продуктов используются в основном четырьмя различными способами.Их можно сжигать, как в случае бензина, реактивного топлива и дизельного топлива для обеспечения энергией вождения автомобилей, грузовиков, самолетов, кораблей и т.д .; отапливать здание; для подачи энергии на привод электрогенераторных турбин; и для создания нефтехимических продуктов и продуктов, таких как пластмассы, полиуретан, и множества других товаров на нефтяной основе для потребителей.

Начало процесса переработки

Сначала несколько слов о процессе переработки. Проще говоря, поскольку сырая нефть состоит из смеси углеводородов, первым шагом в процессе переработки является отделение различных типов углеводородов от смеси.Это достигается путем нагревания сырой нефти в процессе, аналогичном тому, который используется в «самогонном аппарате». В процессе дистилляции разные продукты испаряются и экстрагируются при разных температурах. Например, при самых низких температурах, менее 360 градусов F, извлекаются более легкие продукты, такие как бутан, нафта и низкооктановый бензин. Выход на этой стадии составляет около 20% бензина и около 50% остаточной нефти. Когда температура поднимется до 650 градусов по Фаренгейту.затем регенерируются такие дистилляты, как реактивное топливо, керосин, мазут и дизельное топливо.

Конец процесса

Наконец, на более сложных нефтеперерабатывающих заводах остаточная нефть, которая остается, самая тяжелая и наименее ценная из сырой нефти, перерабатывается еще дальше при температурах выше 1000 градусов по Фаренгейту для извлечения еще большего количества более легких продуктов, в основном бензина. При использовании этих дополнительных стадий процесса выход бензина составляет около 60 процентов, а остаточный объем составляет всего около 5 процентов.Дополнительная обработка бензина с этого момента может, среди прочего, удалить содержание серы, а для некоторой части бензина получить более высокое октановое число, что из-за этой дополнительной обработки будет стоить вам больше на насосе.

Сезонное и региональное производство и рынки

Имейте в виду, что из-за множества переменных, включая различные взимаемые налоги, сезонные изменения и различные смеси, требуемые в процессе переработки, стоимость получения галлона бензина для рынка Вирджинии будет меньше, чем для галлона бензина, проданного на заводе. насос в Калифорнии.В Калифорнии, где большая часть нефти поступает с нефтеперерабатывающих заводов в штате, специальные законы требуют особых требований к содержанию свинца и других добавок, а также к уникальным составам бензина для предотвращения смога и других экологических соображений.

Эти дополнительные требования относятся к более высоким затратам на переработку, которые будут учтены в ценах на насосы «Затраты на переработку нефти». Кроме того, поскольку качество всей сырой нефти сильно различается, следует отметить, что уровень или простота (и стоимость) переработки во многом зависят от качества сырой нефти.Например, сырая нефть премиум-класса из Техаса, называемая West Texas Intermediate, обладает наиболее желательными характеристиками для производства более легких продуктов, таких как бензин, в то время как сырая нефть премиум-класса из Нигерии легче перерабатывается для получения средних дистиллятов, таких как мазут для отопления и реактивное топливо. Напротив, при переработке Saudi Arabian Light будет получено около 50 процентов тяжелой остаточной нефти, которая должна пройти более дорогостоящую дополнительную переработку.

Побережье Мексиканского залива - лидер по мощности нефтеперерабатывающих заводов в США.S. и имеет самую большую в мире концентрацию современных установок, способных перерабатывать более тяжелую остаточную нефть. Этот регион поставляет нефтепродукты как на Восточное побережье (более половины бензина, мазута, дизельного топлива и авиакеросина), так и на Средний Запад (более 20 процентов). Как указывалось ранее, в Калифорнии действует собственная программа по переработке бензина.

Жажда нефти в развитых странах

Как мы все знаем, развитые промышленно развитые страны потребляют больше сырой нефти, чем любые другие, при этом Соединенные Штаты (21 миллион баррелей в день) прочно занимают лидирующие позиции среди стран-потребителей нефти после Китая (7.3 миллиона), Японии (5,2 миллиона), России (3,1 миллиона) и Германии (2,6 миллиона).

Для переработки нашего масла D.O.E. сообщила, что по состоянию на 1 апреля 2008 года количество действующих нефтеперерабатывающих заводов в США составляло 150, из которых 4 в настоящее время простаивают с производственной мощностью около 17 594 000 баррелей в день. Сообщается, что выход бензина на этих нефтеперерабатывающих заводах составил 42,3 процента, в то время как выход 27,6 процента приходился на домашнее отопление / дизельное топливо и 9,5 процента для реактивного топлива на основе керосина.

Пять крупнейших нефтеперерабатывающих предприятий

Пятерка крупнейших нефтеперерабатывающих предприятий США.S. сегодня - это ExxonMobil, ChevronTexaco, BP, Shell и ConocoPhillips. Десять лет назад эти пять компаний контролировали лишь 34,5 процента мощностей НПЗ. Однако с тех пор, в результате одобренных правительством слияний, они теперь контролируют около 56% мощностей НПЗ. Некоторые считают, что эти слияния были предназначены для корыстных целей. Во-первых, чтобы максимизировать прибыль за счет ликвидации независимых нефтеперерабатывающих заводов, чтобы сократить мощности НПЗ, а во-вторых, из-за их сильного

нефтепереработка | Определение, история, процессы и факты

История

Перегонка керосина и нафты

Переработка сырой нефти обязана своим происхождением успешному бурению первых нефтяных скважин в Онтарио, Канада, в 1858 году и в Титусвилле, штат Пенсильвания, США, в 1859 году. До этого времени нефть была доступна только в очень небольших количествах из естественное просачивание подземной нефти в различные районы мира. Однако такая ограниченная доступность ограничивала использование нефти в медицинских и специальных целях.С открытием «каменной нефти» на северо-западе Пенсильвании сырая нефть стала доступной в достаточном количестве, чтобы вдохновить на разработку крупномасштабных систем переработки. На первых нефтеперерабатывающих заводах использовались простые перегонные установки, или «перегонные кубы», для разделения различных компонентов нефти путем нагревания смеси сырой нефти в сосуде и конденсации образовавшихся паров в жидкие фракции. Первоначально основным продуктом был керосин, который оказался более распространенным, более чистым ламповым маслом и более стабильным качеством, чем китовый жир или животный жир.

Самым низкокипящим сырым продуктом из перегонного куба была прямогонная нафта, предшественник неочищенного бензина (бензина). Его первоначальное коммерческое применение было главным образом в качестве растворителя. Было обнаружено, что высококипящие материалы эффективны в качестве смазочных материалов и жидкого топлива, но поначалу они были в основном новинками.

Совершенствование техники бурения нефтяных скважин быстро распространилось на Россию, и к 1890 году нефтеперерабатывающие заводы уже производили большое количество керосина и мазута. Развитие двигателя внутреннего сгорания в последние годы XIX века привело к появлению небольшого рынка сырой нафты.Но развитие автомобилей на рубеже веков резко увеличило спрос на качественный бензин, и это, наконец, предоставило пристанище нефтяным фракциям, которые были слишком летучими для включения в керосин. По мере роста спроса на автомобильное топливо были разработаны методы непрерывной перегонки сырой нефти.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Переход на легкое топливо

После 1910 года спрос на автомобильное топливо стал превышать потребности рынка в керосине, и нефтепереработчики были вынуждены разрабатывать новые технологии для увеличения выхода бензина.Самый ранний процесс, называемый термическим крекингом, заключался в нагревании более тяжелых нефтей (для которых требовался низкий рыночный спрос) в реакторах под давлением и, таким образом, крекинг или расщепление их больших молекул на более мелкие, которые образуют более легкие и более ценные фракции, такие как бензин, керосин и легкое промышленное топливо. Бензин, произведенный в процессе крекинга, работает в автомобильных двигателях лучше, чем бензин, полученный прямой перегонкой сырой нефти. Разработка более мощных авиадвигателей в конце 1930-х годов вызвала потребность в повышении характеристик сгорания бензина и стимулировала разработку топливных присадок на основе свинца для улучшения характеристик двигателя.

В 1930-е годы и во время Второй мировой войны сложные процессы очистки с использованием катализаторов привели к дальнейшему повышению качества транспортного топлива и дальнейшему увеличению его поставок. Эти усовершенствованные процессы, включая каталитический крекинг тяжелых масел, алкилирование, полимеризацию и изомеризацию, позволили нефтяной промышленности удовлетворить потребности в высокопроизводительных боевых самолетах и, после войны, поставлять все большее количество транспортного топлива.

1950-е и 60-е годы вызвали большой спрос на авиационное топливо и высококачественные смазочные масла.Продолжающийся рост спроса на нефтепродукты также усилил потребность в переработке более широкого спектра сырой нефти в высококачественные продукты. Каталитический риформинг нафты заменил более ранний процесс термического риформинга и стал ведущим процессом для улучшения качества топлива для удовлетворения потребностей двигателей с более высокой степенью сжатия. Гидрокрекинг, процесс каталитического крекинга, проводимый в присутствии водорода, был разработан как универсальный производственный процесс для увеличения выхода бензина или реактивного топлива.

К 1970 году нефтеперерабатывающая промышленность прочно утвердилась во всем мире. Поставка сырой нефти, которая должна быть переработана в нефтепродукты, достигла почти 2,3 миллиарда тонн в год (40 миллионов баррелей в день), при этом основная концентрация нефтеперерабатывающих заводов находится в большинстве развитых стран. Однако, когда мир осознал влияние промышленного загрязнения на окружающую среду, нефтеперерабатывающая промышленность стала основным направлением изменений. Нефтепереработчики добавили установки гидроочистки для извлечения соединений серы из своей продукции и начали производить большие количества элементарной серы.Сточные воды и выбросы в атмосферу углеводородов и продуктов сгорания также стали объектом повышенного технического внимания. Кроме того, пристальному вниманию подверглись многие очищенные продукты. Начиная с середины 1970-х годов, нефтеперерабатывающие предприятия в Соединенных Штатах, а затем и во всем мире были обязаны разрабатывать технологии производства высококачественного бензина без использования свинцовых присадок, а начиная с 1990-х годов от них требовалось делать значительные инвестиции в полное производство. изменение состава транспортных топлив с целью минимизации выбросов в окружающую среду.Из отрасли, которая когда-то производила единственный продукт (керосин) и утилизировала нежелательные побочные продукты любым возможным способом, нефтепереработка превратилась в одну из наиболее строго регулируемых отраслей обрабатывающей промышленности в мире, тратя значительную часть своих ресурсов на сокращение его воздействие на окружающую среду, поскольку он перерабатывает около 4,6 миллиарда тонн сырой нефти в год (примерно 80 миллионов баррелей в день).

Продажа мазута и керосина

Отчет Мазут и керосин Продажи за 2018 год содержит информацию, иллюстрации и статистические данные на уровне штата о продажах керосина конечным потребителям; Мазут дистиллятный №1, №2 и №4; и топочный мазут. Продажи керосина на государственном уровне включают в себя объемы для жилого, коммерческого, промышленного, сельскохозяйственного и всех других видов использования. Продажи дистиллятов на государственном уровне включают объемы для жилого, коммерческого, промышленного, нефтяного, железнодорожного, бункеровочного, военного, электроэнергетического, фермерского, дорожного, внедорожного строительства и других целей.Продажи остаточного топлива на государственном уровне включают объемы для коммерческих, промышленных, нефтяных компаний, бункеровки судов, военных, электроэнергетики и других целей.

Управление по производству, преобразованию и доставке энергии обеспечивает точность, качество и конфиденциальность опубликованных данных в отчете Топливо и керосин Продажи за 2018 год .

Обзор
Реализация мазута и керосина 2018	PDF
Форма исследования EIA-821, «Годовой отчет о продажах мазута и керосина»	PDF
Форма обзора EIA-821, Инструкции	PDF
Форма опроса EIA-821, Построчное справочное руководство	PDF

Контакты

Роберт Мерриам , Роберт[email protected], (202) 586-4615, директор Управления производства, преобразования и доставки энергии, Управление статистики энергетики.

Подробные технические вопросы можно направлять по адресу Daniel Walzer , [email protected], (202) 586-3511.