ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ НЕФТИ
Нефть представляет собой сложную смесь веществ — преимущественно жидких углеводородов. Разделение сложных смесей на более простые или на индивидуальные компоненты называется фракционированием. Методы, применяемые для фракционирования нефти, основаны на различии физических и химических свойств разделяемых компонентов. При исследовании и переработке нефти применяются самые разнообразные методы разделения: перегонка при атмосферном давлении под вакуумом, азеотропная и другие виды перегонок, ректификация, дегазация (физическая стабилизация), экстракция, кристаллизация из растворов, хроматография и др.
Наиболее распространенные методы фракционирования — это перегонка (дистилляция) и ректификация. Перегонку производят на нефтеперерабатывающих заводах после отделения попутных газов.
Она основана на разнице температур кипения углеводородов, входящих в состав нефти. Поскольку нефть содержит сотни различных веществ, многие из которых имеют близкие температуры кипения, выделение индивидуальных углеводородов практически невозможно. Поэтому перегонкой нефть разделяют на фракции, которые кипят в довольно широком интервале температур.
1 — колба; 2 — термометр; 3 — водяной холодильник; 4 — приемник
Рисунок 1 — Схема лабораторной установки для перегонки нефти
На рисунке 1 приведена схема лабораторной установки для перегонки нефти. Нефть нагревают в колбе (1). Вначале начинают перегоняться углеводороды с более низкой температурой кипения. Пары этих углеводородов поступают в холодильник (3), где конденсируются при охлаждении водой. Жидкие углеводороды собираются в колбе-приемнике (4). Повышая температуру перегонки, можно перегнать углеводороды с более высокой температурой кипения. Меняя приемники, можно разделить нефть на несколько фракций, кипящих в определенном интервале температур. Контроль за температурой перегонки осуществляется с помощью термометра (2).
В промышленности разделение нефти происходит на непрерывно действующих ректификационных колоннах (рис. 2, а, б). Ректификационная колонна — это огромный стальной цилиндр высотой 50–60 м, диаметром до 3 м. Внутри цилиндра на некотором расстоянии друг от друга располагаются горизонтальные перегородки (тарелки) с большим числом отверстий. Нагретая до 300–350°С нефть подается в нижнюю часть ректификационной колонны.
а — общая схема ректификационной колонны (разрез); б — схема устройства тарелок: 1 — переточная трубка; 2 — колпачок; 3 — тарелка; 4 — патрубок
Рисунок 2 — Ректификационная колонна
Пары нефти через отверстия в тарелках поднимаются вверх, постепенно охлаждаясь. Наиболее легколетучие углеводороды (пары) поднимаются до самого верха колонны и сжижаются на верхних тарелках. Менее летучие сжижаются ниже, поднявшись на незначительную высоту. Образовавшиеся жидкие фракции выводятся с тарелок из колонны.
Перегонкой при обычном давлении нефть разделяют на четыре фракции: бензиновую (30–180°С), керосиновую (120–315 °С), дизельную (180–350°С) и мазут (остаток после перегонки).
При более тщательной перегонке каждую из этих фракций можно разделить еще на несколько более узких фракций (фракции, кипящие в меньшем интервале температур). Так, из бензиновой фракции (смесь углеводородов С5—С12) можно выделить петролейный эфир (40–70°С), собственно бензин (70–120°С) и лигроин (120–180°С). В состав петролейного эфира входят наиболее легкокипящие углеводороды — пентан и гексан. Петролейный эфир — прекрасный растворитель жиров и смол. Бензин содержит предельные углеводороды неразветвленного строения от пентанов до деканов, циклоалканы (циклопентан и циклогексан) и бензол. Бензин применяется в качестве горючего для авиационных и автомобильных двигателей внутреннего сгорания.
Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 1461;