Процесс получения бензина из нефти: Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра + подробное видео

Как сделать топливо из древесных опилок?

Cookie-файлы

Этот сайт использует файлы cookie. Собранная при помощи cookie информация не может идентифицировать вас, однако может помочь нам улучшить работу нашего сайта. Продолжая использовать сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie.

Хорошо

Подробнее

Наука

Студенческая наука

Как сделать топливо из древесных опилок?

Руководители:

Виктория Зимина

Департамент:

Факультет физико-математических и естественных наук

Из торфа и древесных опилок можно делать топливо! Даже экологически чистое. Чтобы сделать это самостоятельно вам понадобится: герметичная емкость, термометр, счетчик жидкости, фильтр.

.. Но студентка факультета физико-математических и естественных наук РУДН решила изучить научные способы получения чистого топлива, которые применяются в промышленности, и самостоятельно улучшить их технологию.

Основной источник получения дизельного топлива, бензина и углеводородов — нефть. Углеводороды получаются путем крекинга нефти – ее нагревают, а испарившиеся углеводороды конденсируют. Бензин и дизельное топливо получают, смешивая углеводороды с разным содержанием углерода и водорода. Тем не менее, легкодоступные нефтяные месторождения исчерпываются, а цена на нефть высока.  По этим причинам производители топлива часто используют низкокачественные материалы, содержащие серу в больших количествах, что делает продукт токсичным и, испаряясь, наносит вред окружающей среде. Эти нефтяные ресурсы не подходят для производства чистого дизельного топлива или углеводородов. Поэтому стало актуальным применение других ресурсов, содержащих углерод и водород, которыми можно заменить нефть, – природный газ, уголь и биомасса.

Из таких ресурсов получают синтетическое топливо с помощью реакции Фишера-Тропша. Например, для этого сквозь слой раскаленного каменного угля продувают перегретый водяной пар. Реакция происходит с использованием катализатора, в результате углерод и водород преобразуются в различные жидкие углеводороды. Углеводороды, получаемые в этом процессе (в отличие от нефтяных топлив) — экологически чистые из-за практически нулевого содержания серы.

Технология получения синтетического топлива зародилась в 20-х годах XX века в Германии в период между двумя мировыми войнами. Дальше она развивалась в ЮАР, которая стремилась поддержать экономику, не имея нефти. А в 1970-х годах этот метод применялся в Западной Европе и США как ответ на нефтяное эмбарго, которое установил арабский мир.

Целью исследования Виктории Зиминой, студентки факультета физико-математических и естественных наук РУДН стал подбор катализатора для реакции, который бы быстро не портился и способствовал получению большого количества топлива. Катализатор – это химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции, без него процесс практически не идет.

Экспериментируя с разными сплавами в лаборатории, Виктория выяснила, что наиболее оптимальный катализатор этих процессов — феррит гадолиния (сплав железа в виде порошка). Но девушка еще продолжает  лабораторные исследования.

«Эту тему предложил мой научный руководитель, мне она показалась очень актуальной и интересной – у процесса длинная история, столько ученых занимается этим. Хотелось самой попробовать создать экологически чистое топливо и даже улучшить процесс его получения.  Кафедра физической и коллоидной химии РУДН предоставила мне необходимое оборудование для проведения эксперимента».

В перспективе Виктория и ее научный руководитель планируют внедрить эти процессы в промышленность. С результатами работы Виктория выступала на нескольких конференциях.

В РУДН каждый студент может реализовать свой проект в любой сфере — будь то химия, физика или генетика. Для этого есть все — лаборатории, материалы, оборудование и ученые-наставники. Ты тоже можешь стать здесь настоящим ученым!

Теги: Факультет физико-математических и естественных наук

Предыдущий проект

Формула 1 по-студенчески

Следующий проект

Висячие сады Семирамиды

Студенты института иностранных языков РУДН победили в конкурсе «Моя инициатива в образовании»

Проект «Мобильное приложение ИИЯ РУДН» победил в номинации «МИО-МЕДИА» на XV Всероссийском Герценовском форуме «Моя инициатива в образовании».

Микроорганизмы спасут от загрязнения нефтепродуктами

Студент 4 курса аграрно-технологического института РУДН Александр Еланский исследовал микроорганизмы (грибы и бактерии), живущие в загрязненных нефтепродуктах. Отобранные активные штаммы таких микроорганизмов, способные разрушать нефть и продукты ее переработки, можно использовать как для ремедиации загрязненных нефтепродуктами территорий, так и для ускорения утилизации отработанных маслосодержащих технических жидкостей.

Студенты РУДН заботятся о природе!

Как активистка Научного студенческого общества Любовь Колпакова совместно с юридическим институтом РУДН доказывает, что ликвидация опасных веществ без вреда природе возможна.

Процесс получения бензина из нефти

Нефть — смесь самых разных углеводородных компонентов и соединений. На сегодняшний день сырая нефть почти нигде не применяется. Поэтому, для получения пригодных для применения продуктов, ее следует переработать. Суть данного процесса — разложение нефтяного сырья на разные фракции и их вторичная переработка.

Нефть перегоняют в полноценный бензин посредством серии разных химических процессов и температуры. Прямогонное топливо получают посредством перегонки сырья нефти. Фракции, полученные в данном процессе, поступают на специальную вторичную переработку — гидрокрекинг, каталитический риформинг, а также каталитический и термический крекинг.

Прямая перегонка

Эта технология была популярным вариантом получения бензина из нефти очень давно, в самом начале развития автомобильной индустрии. Данный процесс выполняется в особых ректификационных колоннах, правда эту технологию выполнить можно даже дома.

Суть данной технологии — сырую нефть сильно нагревают. После этого она легко разделяется на отдельные фракции, у которых разная точка кипения.

Процесс Данная технология может использоваться либо в вакууме разной глубины, либо при атмосферном давлении.

Из нефтяного сырья под высокой температурой во время процедуры быстро испаряется керосин, дизельное топливо и бензин.

Полученные таким образом пары бензина подвергаются охлаждению, а затем конденсируются назад в жидкость.

Для получения высококачественного бензина на сегодняшний день применяются намного более современные и совершенные способы переработки сырья. Среди самых эффективных из них можно назвать термический и каталитический крекинги.

Термический и каталитический крекинг

Необходимо напомнить, что описанные ниже процессы воспроизвести дома невозможно, так как они требуют особого оборудования и слишком сложны. Чтобы обойтись без достаточно сложной профессиональной терминологией, мы опишем все процессы, посредством которых сырая нефть перерабатывается в необходимые продукты, простыми словами.

В чем суть так называемого крекингового процесса? Все дело в разложении различных компонентов нефти на элементы с использованием высокой температуры и специальных катализаторов. Если говорить более простыми словами, то сырая нефть разлагается на более простые углеводородные соединения с намного меньшей массой молекул.

Среди главных преимуществ данных технологий можно назвать следующие:

  • Повышенная продуктивность производства.
  • Чтобы получить из данного топлива различные товарные нефтепродукты необходимо очень мало присадок.
  • Качество топлива в этом случае намного выше, чем при использовании так называемого прямогонного метода.

Крекинговые методы довольно часто применяют вместе с прочими технологиями – гидрокрекингом, изомеризацией, а также так называемым каталитическим риформингом. Выше описанные методы требуются для одной и той же цели – повышения глубины переработки сырой нефти и получение самого качественного бензина.

Процесс переработки сырой нефти в бензин, дизельное топливо и другие виды топлива

Переработка топлива представляет собой сложный процесс. Посмотрите это видео Into the Outdoors, в котором рассказывается о нефтеперерабатывающем заводе в Пайн-Бенд и описывается процесс переработки нефти в доступной для всех возрастов форме.

Перегонка

Сырая нефть доставляется в Пайн-Бенд по ряду трубопроводов, протянувшихся через Соединенные Штаты и Канаду.

Сырая нефть содержит смесь молекул, которые выкачиваются или добываются из подземных резервуаров. В своем естественном состоянии он имеет очень небольшую ценность, поэтому Pine Bend отделяет молекулы друг от друга путем перегонки смеси на бензин, пропан и асфальт. Каждая молекула сырой нефти кипит при разной температуре, что является основой дистилляции.

Удаление примесей

После процесса дистилляции Pine Bend очищает разделенные смеси для удаления примесей, которые могут вызывать выбросы при сгорании топливных продуктов.

В процессе гидроочистки используется водород и катализатор для удаления серы из нефти путем ее преобразования в сероводород. Удаление серы необходимо для защиты процессов нефтепереработки и минимизации выбросов от транспортных средств. Каждый день около 1000 тонн серы удаляются из нашей нефти и перерабатываются на наших серных заводах. Сера продается для использования в производстве удобрений, серной кислоты и различных фармацевтических продуктов, таких как антибиотики.

Крекинг

Следующий шаг в процессе очистки – крекинг – разбивает большие молекулы на множество маленьких. Это помогает преобразовать материалы в дистиллированном продукте в очень желательные. Существует два типа механизмов взлома:

  • Термический : Нагрев дистиллированного продукта до 900°F для разрушения молекул, в основном для производства бензина и дизельного топлива. Термический крекинг неселективен и не поддается регулировке.
  • Каталитический : Использование катализатора для ускорения расщепления больших молекул атомов углерода на более мелкие молекулы при температуре 960°F-1000°F. Каталитический крекинг является селективным и при необходимости может быть скорректирован.

После процесса крекинга катализаторы улавливаются электростатическим фильтром — самым большим отдельным оборудованием в Пайн-Бенд — для сокращения выбросов. На металлические пластины, которые притягивают частицы катализатора, подается ток высокого напряжения. Молоток стучит по пластинам, и катализатор падает в мусорное ведро для утилизации. В Pine Bend 100 % катализаторной мелочи повторно используется в производстве портландцемента.

Полимеризация

После разделения молекулы объединяются в более крупные молекулы. Например, пропан и бутан превращаются в молекулы с восемью атомами углерода, которые затем смешиваются с бензином.

Бензиновая смесь

Каждый отдельный продукт нефтепереработки отправляется в большой резервуар для хранения. На данный момент ни один из отдельных бензиновых продуктов не соответствует спецификациям для потребительского использования. Бензиновые продукты комбинируются таким образом, чтобы удовлетворять спецификациям, подлежащим сертификации для продажи. Pine Bend производит более 100 марок бензина.

Вода

Вода, подаваемая на нефтеперерабатывающий завод Pine Bend по системе из семи скважин, является неотъемлемой частью процесса нефтепереработки. Он используется для получения пара, охлаждения процесса и уменьшения коррозии.

Охлаждающая вода циркулирует в теплообменниках по всему нефтеперерабатывающему заводу, где она охлаждает технологические потоки. Нагретая охлаждающая вода возвращается в градирню, где повторно охлаждается большими вентиляторами в процессе испарения. Приблизительно 2000 галлонов воды в минуту испаряется на пяти градирнях Pine Bend. Вся вода, которая не уходит с завода путем испарения, очищается на очистных сооружениях. Примерно через два-три дня очистки чистая вода сбрасывается в реку Миссисипи.

Тестирование

Лабораторный анализ является важным способом контроля наших процессов и обеспечения соблюдения нормативных требований. Лаборатория Pine Bend работает круглосуточно и ежемесячно обрабатывает около 35 000 тестов.

Распределение

Трубопроводы доставляют подавляющее большинство бензина и дизельного топлива на терминалы, где продукт затем загружается на грузовики и доставляется на розничные АЗС. Другие распространяемые продукты включают серу, асфальт, нефтяной кокс, пропан, бутан и авиационный бензин.

Для получения дополнительной информации прочитайте наш Обзор переработки нефти и природного газа.

Как производят бензин

Что такое нефтеперерабатывающий завод?
Урок приготовления бензина

 

Нефтеперерабатывающий завод — это больше, чем просто сложный лабиринт из стальных башен и труб. На самом деле это завод, который берет сырую нефть и превращает ее в бензин и сотни других продуктов, необходимых для функционирования нашего современного общества.

Строительство типичного нефтеперерабатывающего завода в наши дни стоит миллиарды долларов ($$$), и еще миллионы долларов только на техническое обслуживание и модернизацию. Крупные нефтеперерабатывающие заводы — это сложные операции, которые работают 365 дней в году, на них работает до 2000 человек, и они могут занимать столько земли, сколько несколько сотен футбольных полей. Некоторые из них настолько велики и растянуты, что рабочим приходится ездить на велосипедах, чтобы добраться из одной части нефтеперерабатывающего комплекса в другую.

Однако современные нефтеперерабатывающие заводы имели удивительно скромное происхождение. Например, пионеры округа Керн в 1860-х годах использовали фургоны, запряженные мулами, для перевозки примитивного перегонного куба к месту недалеко от современного пересечения Твисслман-роуд и шоссе 33 для строительства нефтеперерабатывающего завода в Буэна-Виста. На этом пионерском предприятии ежедневно кипятили несколько баррелей смолистого масла, которое добывали вручную из неглубоких шахт, представлявших собой первые нефтяные скважины графства Керн, для производства керосина для ламп, смазочных материалов для колес телег, парафина для свечей и бензина — прозрачного, легкого бензина. жидкость, которую обычно выбрасывали как бесполезный побочный продукт.

Низкий статус бензина резко изменился, когда в 1892 году Чарльз Дьюри построил первый в Соединенных Штатах автомобиль, работающий на газе. Всего за несколько коротких лет автомобили прочно вошли в наше общество, а легкий материал из сырой нефти стал правильным материалом. Сегодня нефтеперерабатывающие заводы перерабатывают более половины каждого 42-галлонного барреля сырой нефти в бензин. Это значительный прогресс по сравнению с 70-летней давностью, когда каждый баррель сырой нефти давал только 11 галлонов бензина.

Как происходит это замечательное превращение? На самом деле, есть три основных шага, общих для всех операций по очистке, больших или малых, простых или сложных. Во-первых, в процессе разделения сырая нефть разделяется на различные химические компоненты. Затем процесс преобразования идет еще дальше, расщепляя эти химические вещества на молекулы, называемые углеводородами. Наконец, в процессе очистки объединяются и трансформируются молекулы углеводородов и другие химические вещества, называемые добавками, для создания множества новых продуктов.


Разделение: тяжелое внизу, легкое вверху

Разделение

начинается с перекачки сырой нефти в трубы, проходящие через горячие печи, и нагревания нефти для ее испарения. Полученные пары и жидкости сбрасываются в дистилляционные колонны , высокие узкие колонны, которые придают нефтеперерабатывающим заводам характерный вид. Процесс в основном тот же, что и на старой Буэна-Виста, еще на заре нефтяной промышленности округа Керн.

Внутри башен жидкости и пары разделяются на компоненты или фракции в зависимости от их плотности и температуры кипения. Самые легкие фракции, включая бензин и сжиженный нефтяной газ (СНГ), испаряются и поднимаются наверх колонны, где снова конденсируются в жидкости. Жидкости средней плотности, включая керосин и дизельное топливо, остаются посередине. Более тяжелые жидкости, называемые газойлями, отделяются ниже. На дно оседают наиболее тяжелые фракции с наиболее высокими температурами кипения. Эти смолоподобные фракции, называемые residuum, буквально «дно бочки».

Различные фракции затем направляются на различные станции или установки в пределах нефтеперерабатывающего завода. Некоторые фракции требуют относительно небольшой дополнительной обработки, чтобы стать дорожным битумом или топливом для реактивных двигателей. Однако фракции, предназначенные для производства ценных продуктов, таких как бензин, обычно требуют гораздо большей дополнительной обработки.

 


Преобразование: Расщепление и перегруппировка молекул

Конверсия — это когда фракции из дистилляционных колонн превращаются в потоки (промежуточные компоненты), которые в конечном итоге становятся готовыми продуктами. На этом нефтеперерабатывающий завод также зарабатывает деньги, потому что только путем конверсии большинство малоценных фракций могут стать бензином.

Наиболее широко используемый метод преобразования называется крекинг , который использует тепло и давление для буквального «расщепления» молекул тяжелых углеводородов на более легкие. Установка крекинга состоит из одного или нескольких высоких толстостенных пулеобразных контейнеров, называемых реакторами, и сети печей, теплообменников и других сосудов.

Жидкостный каталитический крекинг, или «катализационный крекинг», является основным процессом производства бензина. Используя сильный нагрев (около 1000 градусов по Фаренгейту), низкое давление и порошкообразный катализатор (вещество, ускоряющее химические реакции), установка каталитического крекинга может преобразовывать относительно тяжелые фракции в более мелкие молекулы бензина.

Гидрокрекинг использует те же принципы, но использует другой катализатор, несколько более низкие температуры, гораздо более высокое давление и водород для проведения химических реакций. Хотя не все нефтеперерабатывающие заводы используют гидрокрекинг, Chevron является отраслевым лидером в использовании этой технологии для рентабельного преобразования газойлей от средних до тяжелых в высокоценные потоки. Запатентованный компанией процесс гидрокрекинга, происходящий в 9Установка 0123 Isocracker производит в основном бензин и авиакеросин.

Некоторые нефтеперерабатывающие заводы также имеют установки для коксования , , которые используют тепло и умеренное давление для превращения остатков в более легкие продукты и твердое углеподобное вещество, которое используется в качестве промышленного топлива. Коксовщики являются одними из самых необычных структур нефтеперерабатывающих заводов. Они напоминают серию гигантских барабанов с металлическими вышками наверху.

Крекинг и коксование — не единственные формы конверсии. Другие процессы нефтепереработки вместо расщепления молекул перестраивают их для повышения ценности. 9Алкилирование 0022, например, , позволяет получать компоненты бензина путем объединения некоторых газообразных побочных продуктов крекинга. Процесс, который, по сути, идет в обратном направлении, происходит в серии больших горизонтальных резервуаров и высоких тонких башен, возвышающихся над другими конструкциями нефтеперерабатывающего завода.

Риформинг использует тепло, умеренное давление и катализаторы для превращения нафты, легкой фракции нефти с относительно низкой ценностью, в высокооктановый бензин.


Обработка: добавление последних штрихов

Treament — это последний шаг перед тем, как автоцистерны и железнодорожные вагоны отправятся с нефтеперерабатывающего завода для доставки бензина на нашу местную заправочную станцию. Когда рабочие нефтеперерабатывающего завода в Буэна-Виста кипятили сырую нефть для получения керосина, они не беспокоились о спецификациях клиентов или государственных стандартах. Сегодня все по-другому, и большая часть современной переработки включает в себя смешивание, очистку, тонкую настройку и другие улучшения продуктов для удовлетворения этих требований.

Для производства бензина техники нефтеперерабатывающего завода тщательно объединяют различные потоки, поступающие с технологических установок. Среди переменных, определяющих состав смеси, — октановое число, номинальное давление паров и другие особые факторы, например, будет ли бензин использоваться на больших высотах. Техники также добавляют запатентованные присадки и красители, чтобы отличать различные сорта топлива.

Переработка прошла долгий путь со времен перегонки Buena Vista. К тому времени, как галлон бензина закачивается в автомобиль, он содержит более 200 углеводородов и присадок. Все эти изменения молекул окупаются в продукте, который обеспечивает плавное и динамичное вождение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *