Gamtiniai anglevandenilių šaltiniai
5 (100%) 1 vote

Gamtiniai anglevandenilių šaltiniai


Gamtiniai angliavandenilių šaltiniai

Pagrindiniai gamtiniai angliavandenilių šaltiniai yra dujos, nafta ir akmens anglių perdirbimo produktai. Gamtinės dujos ir nafta gręžiama iš žemės gelmių,o akmens anglys yra kasamos. Iki šiol neaišku, kaip susidarė gamtiniai angliavandeniliai. Pagal vieną iš teorijų, jie susiformavo gilioje senovėje, kai Žemėje vyravo jūriniai mikroorganizmai. Žuvę jie nugrimzdavo į jūros dugną ir, veikiami didžiulio slėgio, šilumos ir bakterijų, virto nafta ir dujomis. Vadinasi, tai ilgainiui išseksiantys šaltiniai, todėl juos reikia ypač tausoti. Spėjama, kad metano yra kitose planetose (pvz. Marse), taigi dujos ir nafta galėjo susidaryti ir kitokiu būdu.

Manoma, kad dabar Žemėje iš viso yra 135 mlrd. Tonų naftos atsargų. Šiek tiek naftos (apie 5 mlrd. Tonu) yra ir vakarinėje Lietuvos dalyje, keletas gręžinių jau eksploatuojama. Spėjama, kad nemaža naftos yra po Baltijos jūra. Per metus visame pasaulyje sunaudojama daugiau kaip 3 mlrd. Tonu naftos ir jos produktų. Daugiausia naftos pasaulyje yra išgaunama artimuosiuose rytuose, o daugiausia sunaudojama Šiaurės Amerikoje ir Vakarų Europoje.

Lietuvos naftos atsargos labai kuklios. Kasmet mūsų šalyje sunaudojama apie 3-4 mln. tonų naftos ir jos produktų, todėl didžioji jos dalis į Lietuvą yra įvežama iš svetur.

Daugiausiai angliavandeniliai deginami kaip kuras. Ilgą laiką žmonija tam naudojo medieną, vėliau akmens anglis. Tik 19-20 amžiaus sandūroje išmokta perdirbti naftą. Vėliausiai pradėtos deginti gamtinės dujos. Didžioji dalis išgaunamos naftos(net 87%) ir beveik visos gamtinės dujos sudeginamos.

-1-

Nuo žaliavos iki prekinių naftos produktų

Naftos perdirbimas prasideda tada, kai pašildyta nafta patenka į pirminį naftos rektifikacijos įrengimą. Nafta – įvairiausių angliavandenilių, turinčių skirtingas virimo temperatūras, mišinys. Remiantis šia savybe, įrenginyje nafta išskirstoma į lengvus ir sunkius komponentus. Distiliacijos produktai yra perdirbami toliau arba maišomi su kitais komponentais.

Naftos technologiniai procesai ir produkcija.



Po pirminio naftos perdirbimo likęs sunkus produktas – mazutas toliau nukreipiamas perdirbimui į mazuto perdirbimo kompleksą. Čia iš mazuto gaunamas papildomas lengvų frakcijų: dujų, benzino, dyzelinio kuro, -kiekis. Sunkūs mazuto perdirbimo likučiai naudojami kaip katilų kuro komponentai.

-2-

Perdirbimo įrenginiai

Pirminio naftos perdirbimo įrenginys.

Proceso metu, rektifikacinėje kolonoje nafta yra išskirstoma į turinčias skirtingas savybes, lengvas ir sunkias frakcijas.

Dujų frakcionavimo įrenginys.

Pirminio naftos perdirbimo ir riformingo metu gautas dujų mišinys čia valomas ir suskirstomas į atskirus komponentus: propaną, n-butaną, izobutaną.

Benzino katalizinio riformingo įrenginys.

Proseso metu padidinamas benzino frakcijų oktaninis skaičius.

Žibalo ir dyzelinio kuro hidrovalymo įrenginys.

Įrenginyje iš žibalo ir dyzelinės frakcijos yra pašalinami organiniai sieros, azoto ir deguonies junginiai.

Vakuuminio mazuto distiliacijos ir visbrekingo įrenginys.

Įrenginyje iš mazuto išskiriama plati frakcija – vakuuminis distiliatas. Sunkus likutis – gudronas nukreipiamas į visbrekingo bloką. Čia iš jo gaunamas katilų kuro komponentas.

Vakuuminio distiliato hidrovalymo įrenginys.

Proceso metu iš vakuuminio distiliato pašalinami sieros junginiai.Katalizinio krekingo įrenginys.

Šiame įrenginyje vakuuminis distiliatas paverčiamas dujomis bei šviesiais naftos produktais: benzinu, dyzeliniu kuru.

Bitumų gamybos įrenginys.

Įrenginyje gudrono nepertraukiamos oksidacijos metu gaminami įvairių markių kelių, statybiniai ir stoginiai bitumai.

Sieros gamybos įrenginys.

Įrenginyje hidrovalymo procesų metu gautas sieros vandenilis paverčiamas elementine siera.

Nn Naftos perdirbime, kaip ir kiekviename technologiniame procese, ypač paisoma paisoma ekologinių ir gamtosaugos reikalavimų.

-3-

Naftos paruošimas perdirbimui

Naftos nudruskinimas ir nuvandeninimas. Paskirtis – vandens ir druskų pašalinimas iš naftos prieš paduodant ją į perdirbimą. Efektyvus nuvandeninimas ir nudruskinimas įgalina žymiai sumažinti technologinių įrengimų koroziją, išvengti katalizatorių dezaktyvacijos, pagerinti naftos produktų kokybę.

Žaliavinė nafta yra vadinama nudruskinta ir nuvandeninta, kai joje druskų kiekis – ne daugiau 3-4 mg/l ir vandens, ne daugiau 0.1 masės .

Nafta su vandeniu sudaro emulsiją, t. y. sistemą sudarytą iš dviejų, netirpių vienas kitame, skysčių. Naftos emulsijos būna dviejų tipų: “nafta vandenyje” – hidrofilinė ir “vanduo naftoje” – hidrofobinė.

Emulsijos tipas nustatomas dviem būdais:

1. Tirpimas vandenyje ir benzine. Hidrofilinė emisija tirpsta vandenyje ir nugrimzta benzine ant dugno. Priešingi reiškiniai vyksta su hidrofobine emulsija.

2. Pralaidumas elektros srovei. Ją praleidžia tik hidrofilinės emulsijos.

Emulsijos spalva – nuo geltonos iki tamsiai rudos, o konsistencija – nuo grietinės iki
mosties tirštumo. Naftos emulsijos klampumas didėja, didėjant vandens kiekiui joje iki 60 – 80, po to krenta.

Emulsijos patvarumas priklauso nuo joje esančio emulsiklio kiekio. Emulsikliai būna:

1. Hidrofiliniai – gerai tirpūs vandenyje ir netirpūs naftoje. Jiems priskiriamos naftenų rūgščių, sulforūgščių ir kitos gruskos.

2. Hidrofobiniai – gerai tirpūs naftoje ir netirpūs vandenyje. Šiems emulsikliams priklauso – naftenatai, smulkio molio dalelės, metalų oksidai (Ca, Mg, Fe, Al ), dervingos asfalteninės medžiagos.

Emulsijos patvarumo priežastimi taip pat yra statinių elektros krūvių atsiradimas vandens lašeliuose ir kietose dalelėse. Veikiant šiems krūviams vandens lašeliai yra atstumiami.

Perdirbti naftą su emulsiją negalima, todėl iš pradžių ją suardo – deemulguoja. Tai reikia atlikti kuo greičiau, nes šviežias emulsijas suardyti lengviau. Emulsijos suardomos tokiais būdais:

1. Mechaniniu būdu – nusodinant, centrifuguojant ir filtruojant. Nusodinimas yra pirmoji emulsijų suardymo stadija. Centrifuguojama ir filtruojama dažniausiai laboratorinėmis sąlygomis.

2. Terminiu būdu – panaudojant šilumą. Kaitinant emulsiklio plėvelė plečiasi ir sprogsta, o skysčio lašeliai susilieja. Paprastai nusodinama ir kaitinama nafta iki 70 0C temperatūros, bet sutinkamos emulsijos nesuyrančios net 120 0C temperatūroje. Tokiu atveju naudojami kiti metodai.

3. Cheminiu būdu – panaudojant deemulsiklį, kuris išstumia emulsiklį arba jį ištirpdo, dėl ko emulsija suyra. Daugiausia naudojami nejonogeninių paviršiaus aktyvių medžiagų tipo demulsikliai, kurie skatina sudaryti priešingo tipo emulsijas. Emulsijų susidarymo savybė paralyžuojama ir emulsija išsisluoksniuoja.

4. Termocheminiu būdu – įvedant į pakaitintą naftą deemulsiklio. Procesas vykdomas uždaruose aparatuose iki 0.9 Mpa ir 150 – 155 0C temperatūros emulsijoms išsisluoksniuojant.

-4-

5. Elektriniu būdu – veikiant emulsiją elektriniu lauku, sukuriama aukštos įtampos kintama srovė. Jos poveikyje plėvelė suyra ir emulsija išsisluoksniuoja.

Naftos nuvandeninimas dažniausiai atliekamas elektrodehidratoriaus pagalba. Jis sudarytas iš korpuso 1, emulsijos paskirstytuvo 2, nudruskintos naftos surinktuvo 3, dviejų vandens

surinktuvų 4, viršutinio, vidutinio ir apatinio elektrodų 5, 6, ir 7, izoliatorių 8 ir 11, transformatoriaus 9, aukštos įtampos įėjimo 10 ir paskirstytuvo 12. Taip pat jį sudaro emulsijos padavimo atvamzdis I, naftos išleidimo atvamzdis II, praplovimo vandens tiekimo atvamzdis III.

-5-

Fiziniai naftos perdirbimo būdai

Naftai perdirbti yra taikomi fiziniai ir cheminiai perdirbimo būdai. Fiziniais būdais vadinami tokie, kai perdirbant naftą nepasikeičia joje esančių angliavandenilių struktūra, pvz., jeigu naftoje yra daugiausia alkanų, tai ir jos produktuose jų liks daugiausia. Cheminiais būdais perdirbant naftą yra pakeičiama angliavandenilių struktūra . Pavyzdžiui, benzine labiau pageidaujami arenai, bet naftoje daugiau yra alkanų. Perdirbant naftą cheminiu būdu, alkanai yra pakeičiami arenais.

Nuvandeninus ir nudruskinus naftą yra atliekamas pirminis jos perdirbimas – distiliavimas. Distiliacija – tai naftos perskyrimo procesas, kuris paremtas naftos sudėtyje esančių angliavandenilių atskyrimu vienų nuo kitų pagal virimo temperatūras į frakcijas. Distiliavimas vyksta esant atmosferiniam slėgiui. Geriausias frakcinis perskirimas gaunamas naudojant reaktifikacijos procesą, t. y. distiliaciją su priešpriešinių srautų kontaktu tarp kylančio garų srauto ir besileidžiančios skystos flegmos. Garų ir skysčio kontaktas vyksta reaktifikacijos kolonose ant specialių lėkščių. Šiuolaikinėse technologijose pirminis naftos perdirbimas dažniausiai naudojamas tikslu gauti žaliavą antriniams naftos perdirbimo procesams. Benzino frakcijos toliau paduodamos į riformingą, tikslu gauti aukštaoktaninį benziną. Dyzelinio kuro ir žibalo frakcijos paduodamos į hidrovalymo procesą. Mazutas naudojamas antrinio perdirbimo procesuose – vakuminiame mazuto distiliavime ir tolesniame jo visbrekinge ir kataliziniame krekinge.

Vygdant atmosferinę reaktifikaciją (1 pav.) , nafta siurbliu 1 per šildytuvą 2 ir valytuvus 3 paduodama į kaitinimo krsnį 4. Krosnyje ji įkaitinama iki 350 – 380 0C, ir visi angliavandeniliai, kurių virimo temperatūra yra žemesnė nei 380 0C, išgaruoja. Naftos garai ir likęs kondensatas patenka į reaktifikacijos koloną 5, kurioje temperatūra, kylant į viršų, palengva mažėja nuo 380 0C iki 30 0C. Įvairiose kolonos aukščiuose padarytos specialios pertvaros kondensatui surinkti. Garai kildami į viršų palengva atvėsta ir ant atitinkamų pertvarų kondensuojasi. Taip naftoje esantys angliavandeniliai pagal virimo temperatūras išsiskaido į dujų (<30 0C), benzino (30 – 200 0C), žibalo (120 – 320 0C) ir gazolio (160 – 380 0C) frakcijas. Liekana – mazutas (>380 0C). Benzino, žibalo ir gazolio frakcijos, kurių virimo temperatūra iki 350 0C, vadinamos šviesiaisiais naftos produktais.

Gauti reaktifikacijosproduktai dar netinkami naudoti ir tėra tik žaliava tolesniam perdirbimui: kai kurie iš jų gali būti skirstomi į dar smulkesnias frakcijas, perdirbami chemiškai, valomi. Gaminant prekinius produktus, išvalytos
reaktifikacinės frakcijos dozuojamos pagal tam tikrą frakcinę sudėtį ir į juos įmaišoma specialių priedų eksploatacinėms savybėms pagerinti. Iš benzino frakcijų gaminamas automobilinis ir aviacinis benzinas, iš žibalo – reaktyviniai degalai, techninis ir apšvietimo žibalas, iš gazolio – dyzeliniai degalai.

-6-

Vakuuminė mazuto distiliacija

Vakuuminė mazuto distiliacija yra skirta gauti plačią vakuuminio distiliato frakciją 350 – 561 0C, kaip žaliavą katalizinio krekingo įrenginiui. Ji turi būti šviesiai geltonos arba žalsvos spalvos. Frakcijose neturi būti dervų ir asfaltenų, metalų, kurie turi ypač didelę įtaką aliumosilikatiniams katalizatoriams, naudojamiems hidrovalymo ir krekingo įrenginiuose.

Mazuto distiliacija atliekama vakuume tam, kad reikia pažeminti angliavandenilių virimo temperatūrą ir tuo būdu išvengti jų skaidymosi. Mazute esančių anglianandenilių virimo temperatūra yre aukštesnė už jų skaidymosi temperatūrą.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1491 žodžiai iš 4922 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.