Rafinerija nafte

Из Википедије, слободне енциклопедије
Rafinerija u SAD-u, Anakortes
Sirova nafta se razdvaja u frakcije putem frakcione destilacije. Frakcije na vrhu frakcione kolone imaju niže tačke ključanja od frakcija na dnu. Teške frakcije sa dna se često krekuju u lakše, korisnije proizvode. Sve frakcije se dalje obrađuju u drugim jedinicama za rafinaciju.

Rafinerije nafte su velika procesna industrijska postrojenja u kojima se iz sirove nafte različitim procesima izdvajaju naftni derivati (kao što su npr. tekučni gas, dizelsko gorivo, benzin, mlazno gorivo, motorna ulja...) potrebni krajnjim korisnicima..[1][2]

Nafta pravo značenje dobiva u 19. veku. kad je 1859. godine Amerikanac E. L. Drejk u Pensilvaniji izbušio prvu bušotinu, što se uzima kao početak industrijske proizvodnje. Prva velika rafinerija otvorena je u Rumuniji, tačnije u Ploeštiju 1856.[3] U to se doba koristila isključivo za dobivanje petroleja i masti za podmazivanje (kolomast). Najveći svetski kompleks rafinerija je „Centro de Refinación de Paraguaná“ u Venezueli čiji kapacitet iznosi 956.000 barela na dan. Tek naglim razvitkom automobilske industrije i sve većom potražnjom za naftom, počinju se razvijati tehnologije dobivanja goriva iz nafte, odnoso tehnologije rafiniranja.[1]

Sastav nafte[уреди]

Nafta je po svom sastavu veoma složena smeša različitih ugljovodonika, pa se njen sastav najbolje prikazuje približnim masenim udelima elemenata od kojih je sačinjena: ugljenik (83-87%), vodonik (11-15%), sumpor (0-5.5%), azot (0-2%), kiseonik (0-2%).

Priprema nafte za preradu[уреди]

Nafta je nastala iz ostataka biljaka i životinja koje su postojale pre nekoliko stotina miliona godina u vodi. Sam taj proces se odvijao u nekoliko faza: taloženje ostataka na dnu okeana koje je tokom vremena prekrio pesak i mulj, nastanak gasa i sirove nafte usljed delovanja ogromnih pritisaka i visokih temperatura.

Sam proces prerade nafte počinje istraživanjem i to geološkim i geofizičkim, područja potencijalno bogato naftom od strane naučnika i inženjera, ukoliko se utvrdi postojanje nafte, (gasa) koja se nalazi zbijena u sitnim porama između stena pod vrlo velikim pritiskom, buši se eksploatacijska bušotina kroz debele slojeve peska, mulja i stena iz koje se vrši crpljenje iste te transport do rafinerije za preradu. Transport se može izvršiti na različite načine: tankerima, cisternama, željezničkim putem, odnosno cestovnim te naftovodima što je ujedno i najjeftinija opcija. Velik problem prilikom bušenja i transporta je mogućnost isticanja nafte u okolinu. Nove tehnologije su doprinijele povećanju preciznosti kod pronalaženja, a to je rezultovalo manjim brojem bušotina.

Nafta transportovana do rafinerija sadrži vodu, soli, sumporna jedinjenja, kiseline i druge nečistoće. Kako ovi elementi izazivaju koroziju i ostale negativne efekte na postrojenje, nastoje se ukloniti.[4][5] Voda se uklanja na način da se s dna spremnika u kojem se nalazi nafta, ispušta voda, jer se nafta, pošto je lakša od vode, sakuplja na površini.[6] Drugi način je dodavanje emulgatora. Soli se uklanjaju dodavanjem visoko zagrejane vode u tok nafte. Zagrejana voda otapa soli koji se talože na dnu.

Procesi koji se odvijaju u rafineriji[уреди]

Destilacija[уреди]

Destilacija je prvi korak u postupku prerade nafte. Svrha procesa je izlučivanje (separacija) ugljikovodonika iz sirove nafte u frakcije nafte koje se baziraju na njihovoj tački ključanja. Separacija se odvija u velikim tornjevima pod dejstvom atmosferskog pritiska.[7][8][9] Ti tornjevi sadrže veliki broj plitkih posuda (podova), gde se ugljikovodični gasovi i tečnosti mešaju i posle toga se tečnost ispušta iz tornja. Lakše materije poput butana i nafte se uklanjaju u gornjem delu tornja, a teže materije se ispuštaju iz donjeg dela tornja.[10][2]

Alkilacija[уреди]

Alkilacija je sekundarni proces prerade nafte kojim se dobiva najkvalitetniji benzin. Proces se zasniva na katalitičkoj reakciji izobutana s lakim olefinima (propanom, butanom). Alkilat je najkvalitetnija komponenta koja se koristi za proizvodnju benzina.

Hidrodesulfurizacija[уреди]

Hidrodesulfurizacija je najzastupljeniji proces u preradi nafte. Njime se povećava hemijska stabilnost kreking benzina. Vodonik za ovaj proces se dobija sa postrojenja katalitičkog reforminga. Faktori koji utiču na kvalit procesa su: temperatura, pritisak, udeo vodonika i prostorna brzina.

Izomerizacija[уреди]

Izomerizacija je proces koji se koristi ukoliko je potrebno povećati oktanski broj benzina. Osim za spomenutu namenu koristi se i za pripremu sirovine za proces alkilacije. Postupak se zasniva na promeni strukture molekula uglovodonika, a da pri tome molekularna masa ostaje konstantna.

Katalitički reforming[уреди]

Ukoliko se želi povećati oktanski broj grupi benzina dobijenih procesom atmosferske destilacije, koristi se katalitički reforming. Pre njegove primene potrebno je ukloniti postupkom hidrodesulfurizacije sumporna jedinjenja i metale, jer su štetni. Pritisak, tempertaura i udeo vodonika su uticajni parametri.

Proces blendinga[уреди]

Koristi se u postupcima rafinacije: petroleja, benzina i dizelskog goriva. Različite frakcije nafte se kombinuju u svrhu dobijanja završnih proizvoda. Ovaj proces se još naziva slađenje, jer se korozivni merkaptanski sumpor prevodi u nekorozivne disulfide. Proces zahteva poznanje svih komponenti postupka, i primenu računarskih modela i simulacija.

Naftni derivati[уреди]

Tečni gas[уреди]

Tečni gas je najlakši derivat nafte, sastoji se od smeše propana i butana. Kao takav mora se rafinisati da bi se uklonila korozivna sumporna jedinjenja. Tako prerađeni gas može ići na tržište.

Benzin[уреди]

Benzin se koristi kao pogonsko gorivo u većini motornih vozila. Proizvodi se u dve gradacije: normal benzin koji ima od 86-88 oktana i super sa 95-100 oktana. Oktanski broj je mera za antidetonatorsko svojstvo benzina. Za povećanje oktanskog broja dodaju se olovna jedinjenja, TEO, TMO, odnosno tetraetil olovo i tetrametil olovo.

Dizelsko gorivo[уреди]

Za proizvodnju dizelskog goriva koristi se petrolej i delovi lakog plinskog ulja, ti elementi se destilišu na 170º do 360º C. Osim temperaturne filtrabilnosti važan je i maseni udeo ukupnog sumpora koji ne sme biti veći od 1,0 % zbog korozivnog delovanja. Cetanski broj i dizel indeks su mere za sposobnost paljenja dizelskog goriva.

Mlazno gorivo[уреди]

Mlazno gorivo je smeša teškog benzina i petroleja, odnosno jedinjenja nafte koja se destilišu na 145º do 225º C. Kako tu vrstu goriva koriste mlazni avioni koji lete na velikim visinama gde vladaju izrazito niske temperature, potrebno je osigurati da su temperature zamrzavanja ispod -55º C.

Motorna ulja[уреди]

Ulja se koriste u različite svrhe, osnovna im je funkcija podmazivanje motora, štednja goriva, hlađenje i dihtovanje motora, kao i sprečavanje korozije. Indeks viskoznosti im je vrlo visok zbog specifičnih uslova rada, ujedno indeks viskoznosti je i mera po kojoj se ulja klasifikuju.

Bitumen[уреди]

Bitumen je derivat nafte koji se dobija oksidacijom vakuum ostataka nafte. Važna svojstva su elastičnost, penetracija, temperatura mekšanja, rastezljivost. Svojstva bitumena zavise od stupnja disperzije asfaltina u maltenima. Svoju upotrebu je pronašao u putarstvu i industriji.

Parafin[уреди]

Parafin se dobija iz uljnih destilata, što je sadržaj ulja manji to je parafin kvalitetniji. Primenjuje se u prehrambenoj industriji, proizvodnji šibica, svijeća, itd.

Loživo ulje[уреди]

Za proizvodnju loživog ulja iskorištavaju se nusprodukti pri preradi nafte. Ono mora da zadovolji kriterijume viskoznosti i količine sumpora. Koristi se kao gorivo u energetici.

Reference[уреди]

  1. ^ а б Gary, J.H. and Handwerk, G.E. (1984). Petroleum Refining Technology and Economics (2nd Edition ed.). Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-7150-8. 
  2. ^ а б Leffler, W.L. (1985). Petroleum refining for the nontechnical person (2nd Edition ed.). PennWell Books. ISBN 0-87814-280-0. 
  3. ^ „World Events: 1844-1856“. Public Broadcasting Service Приступљено 22. 4. 2009.. „"world's first oil refinery"“ 
  4. ^ Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States, a publication of NACE International.
  5. ^ R.D. Kane, Corrosion in Petroleum Refining and Petrochemical Operations, Corrosion: Environments and Industries, Vol 13C, ASM Handbook, ASM International, 2006, p 967–1014.
  6. ^ Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (1st Edition ed.). John Wiley & Sons. Library of Congress Control Number 67019834. 
  7. ^ Guide to Refining from Chevron Corporation website
  8. ^ Refinery flowchart from UOP LLC website
  9. ^ An example flowchart of fractions from crude oil at a refinery
  10. ^ Kister, Henry Z. (1992). Distillation Design (1st Edition ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-034909-4. 

Literatura[уреди]

  • Kister, Henry Z. (1992). Distillation Design (1st Edition ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-034909-4. 
  • Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (1st Edition ed.). John Wiley & Sons. Library of Congress Control Number 67019834. 
  • Leffler, W.L. (1985). Petroleum refining for the nontechnical person (2nd Edition ed.). PennWell Books. ISBN 0-87814-280-0. 
  • Gary, J.H. and Handwerk, G.E. (1984). Petroleum Refining Technology and Economics (2nd Edition ed.). Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-7150-8. 

Spoljašnje veze[уреди]

Викиостава
Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Rafinerija nafte