Основні процеси очищення паливних фракцій.

При термічному та каталітичному крекінгу окрім газу завжди утворюються високомолекулярні продукти реакції, збідненні воднем. Це є наслідком несприятливого балансу водню в вихідній сировині в порівнянні з бензином а тим більше з газом.

Якщо виразити відносний вміст водню в вихідній сировині і в вихідному продукті крекінгу – високооктановому бензині, то отримаємо в середньому наступні дані: сировина – нафтовий залишок 12 -14, бензин 17 -18.

Звідси видно, що в сировині не хватає водню для повного перетворення в бензин. Відповідно, для беззалишкової перегонки важких нафтових фракцій в моторні палива, необхідно водень вводити ззовні. В цьому випадку уламки вуглеводнів будуть насичуватись воднем. Одночасно під тиском водню будуть подавлятись процеси коксування. Такі процеси називаються гідрогенізаційні.

Залежно від глибини впливу водню і призначення розрізняють три різновиди гідрогенізаційних процесів:

- гідроочищення;

- гідрознесірчення;

- гідрокрекінг,

Гідроочищення проводять з метою збільшення якості бензинів, дизельних палив, олив та інших нафтопродуктів шляхом руйнування сірчистих з’єднань і ненасичених вуглеводнів, з видаленням сірки у вигляді сірководню. У більшості випадків гідроочищення проводять за температур в межах від 350 °С до 400 °С та тиску від 2,5 МПа до 5,0 МПа. Після гідроочищення суміші гасової та дизельної фракції одержують компоненти дизельного палива, бензинові фракції, газ та сірководень.

Метою гідрознесірчення є зниження вмісту сірки у важких залишках сірчистих нафт із метою використання цих залишків в якості котельного палива (мазуту).

Під гідрокрекінгом розуміють глибоке каталітичне перетворення нафтової сировини при високому тиску водню. Метою процесу є одержання світлих нафтопродуктів. Залежно від витрати водню і режиму процесу можна спрямувати процес на збільшення виходу бензинів, палив для реактивних двигунів або дизельних фракцій.

Як сировина для одержання бензинових фракцій можуть бути використані нафтові гази. Залежно від походження нафтові гази поділяються на природні, супутні та штучні. Природні гази видобуваються з самостійних родовищ, супутні – безпосередньо з нафтою. Більшість супутніх газів видаляється з нафти під час її первинної переробки.

Штучні гази утворюються при переробці нафти каталітичними та термічними методами. Напрямок використання штучного газу визначається його складом. Так, газ каталітичного крекінгу, який багатий бутиленами та ізобутаном, є найкращою сировиною для установок каталітичного алкілування. Із газу, який утворився в процесі риформінгу, видаляють водень, точніше воднемісткий газ із концентрацією водню від 75 % до 90 %, який використовується для потреб гідрогенізаційних процесів – гідроочищення та гідрокрекінгу.

Розділення газу на вузькі фракції або на індивідуальні вуглеводні проводиться на газофракційних установках за допомогою процесів алкілування і полімеризації

Процес алкілування призначений для приєднання олефінів до легких парафінових вуглеводнів, внаслідок чого одержують суміш високооктанових ізопарафінових вуглеводнів. Сировиною процесу алкілування служить бутан-бутиленова фракція, яка попередньо одержана на газофракційних установках із газу каталітичного крекінгу. Кінцевим продуктом процесу є алкілат, який на установках алкілування розділяють на дві фракції – легку і важку. Легкий алкілат використовується як компонент бензинів, важкий – як компонент дизельного палива. Процес відбувається в присутності каталізатора процесу (сірчаної кислоти) за температури від 0 °С до 10 °С при тиску в діапазоні від 0,3 МПа до1,2 МПа.

У процесі полімеризаціїотримують компонент автомобільного бензину – полімер-бензин. Процес полягає у полімеризації мономерів пропілену та одержання поліпропілену. Сировиною для цього процесу служить пропан-пропіленова фракція, яка багата пропіленом. Процес проводиться за температур в межах від 220 °С до 230 °С і тиску від 6,5 МПа до
7,0 МПа в присутності каталізатора (фосфорна кислота, нанесена на кварц).

Світлі нафтопродукти – бензини, палива для реактивних двигунів і дизельні палива, одержані процесами первинної та вторинної переробки не є товарними продуктами, через те, що містять компоненти, які погіршують їх експлуатаційні властивості.

Із бензинів, палив для реактивних двигунів, дизельних палив необхідно видалити сірководень, меркаптани, нафтові кислоти, а з крекінг-бензинів, крім того, видаляють і нестабільні дієнові вуглеводні.

Для одержання низькозастигаючих дизельних палив з останніх видаляють тверді парафінові вуглеводні.

Для видалення з нафтових фракцій твердих вуглеводнів використовують процеси депарафінізації, які базуються на здатності цих вуглеводів утворювати кристали при охолодженні.

Для видалення з нафтових фракцій сірководню, нижчих меркаптанів та нафтових кислот використовують лужне очищення. Для видалення ненасичених вуглеводнів, а також смолистих, азотистих та частково сірчаних з’єднань використовують очищення сірчаною кислотою.

Слід зауважити, що за допомогою одного-двох процесів практично неможливо одержати палива, які б відповідали вимогам сьогодення. Тому для одержання палив використовують велику кількість різних процесів переробки нафти, під час яких одержують певні, деколи доволі вузькі фракції, які в кінці технологічного процесу виробництва підлягають змішуванню на паливозмішувальних станціях.