तेल आसवन अंश. तेल का वायुमंडलीय आसवन

तेल परिशोधनशारीरिक और द्वारा किया गया रासायनिक तरीकों से: भौतिक - प्रत्यक्ष आसवन; रासायनिक-थर्मल क्रैकिंग; उत्प्रेरक क्रैकिंग; हाइड्रोक्रैकिंग; उत्प्रेरक सुधार; पायरोलिसिस आइए इन पर नजर डालें तेल शोधन के तरीकेअलग से।

प्रत्यक्ष आसवन द्वारा तेल शोधन

तेल में प्रति अणु अलग-अलग संख्या में परमाणुओं (2 से 17 तक) वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। हाइड्रोकार्बन की इतनी विविधता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि तेल में कोई स्थिर क्वथनांक नहीं होता है और गर्म होने पर, एक विस्तृत तापमान सीमा पर उबल जाता है। अधिकांश तेलों में से, जब 30...40°C तक थोड़ा गर्म किया जाता है, तो सबसे हल्के हाइड्रोकार्बन वाष्पित होने लगते हैं और उबलने लगते हैं। अधिक तापमान पर गर्म करने से, भारी हाइड्रोकार्बन तेल से उबलने लगते हैं। इन वाष्पों को हटाया जा सकता है और ठंडा (संघनित) किया जा सकता है और तेल के एक हिस्से (तेल अंश) को अलग किया जा सकता है जो निश्चित तापमान सीमा के भीतर उबल जाता है। और इससे इसमें मदद मिलेगी!

क्या आप जानते हैं कि तेल का उपयोग मानवता द्वारा 6,000 वर्षों से अधिक समय से किया जा रहा है?

पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन को उनके क्वथनांक के आधार पर अलग करने की प्रक्रिया कहलाती है प्रत्यक्ष आसवन. आधुनिक संयंत्रों में, तेल के प्रत्यक्ष आसवन की प्रक्रिया निरंतर प्रतिष्ठानों में की जाती है। दबाव में तेल को एक ट्यूब भट्ठी में पंप किया जाता है, जहां इसे 330...350°C तक गर्म किया जाता है। वाष्प के साथ गर्म तेल आसवन स्तंभ के मध्य भाग में प्रवेश करता है, जहां, दबाव में कमी के कारण, यह अतिरिक्त रूप से वाष्पित हो जाता है और वाष्पित हाइड्रोकार्बन तेल के तरल भाग - ईंधन तेल से अलग हो जाते हैं। हाइड्रोकार्बन वाष्प स्तंभ की ओर बढ़ते हैं, और तरल अवशेष नीचे की ओर बहते हैं। आसवन स्तंभ में, वाष्प संचलन के पथ के साथ, हाइड्रोकार्बन वाष्प के किस भाग पर संघनन होता है, इस पर प्लेटें लगाई जाती हैं। भारी हाइड्रोकार्बन पहली प्लेटों पर संघनित होते हैं, हल्के हाइड्रोकार्बन स्तंभ के ऊपर उठने में कामयाब होते हैं, और सबसे भारी हाइड्रोकार्बन, गैसों के साथ मिश्रित होकर, संघनित हुए बिना पूरे स्तंभ से गुजरते हैं और वाष्प के रूप में स्तंभ के शीर्ष से हटा दिए जाते हैं। इसलिए हाइड्रोकार्बन को उनके क्वथनांक के आधार पर अंशों में विभाजित किया जाता है।

तेल के हल्के गैसोलीन अंश (डिस्टिलेट) को स्तंभ के शीर्ष से और ऊपरी प्लेटों से हटा दिया जाता है। शुद्धिकरण के बाद उबलने पर ऐसे अंश 30 से 180...205°C तक होते हैं अभिन्न अंगकई वाणिज्यिक मोटर गैसोलीन। नीचे, केरोसिन डिस्टिलेट का चयन किया जाता है, जो शुद्धिकरण के बाद, जेट विमान इंजन के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। गैस तेल डिस्टिलेट को और भी नीचे हटा दिया जाता है, जिसे शुद्ध करने के बाद डीजल इंजनों के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार तेल निकाला जाता है

तेल के सीधे आसवन के बाद बचा हुआ ईंधन तेल, इसकी संरचना के आधार पर, या तो सीधे ईंधन (भट्ठी तेल) के रूप में या क्रैकिंग इकाइयों के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, या वैक्यूम आसवन कॉलम में तेल अंशों में अलग किया जाता है। बाद वाले मामले में, ईंधन तेल को फिर से एक ट्यूब भट्ठी में 420...430°C तक गर्म किया जाता है और वैक्यूम (अवशिष्ट दबाव 50...100 मिमी एचजी) के तहत संचालित आसवन कॉलम में डाला जाता है। दबाव कम होने पर हाइड्रोकार्बन का क्वथनांक कम हो जाता है, जिससे ईंधन तेल में मौजूद भारी हाइड्रोकार्बन बिना विघटित हुए वाष्पित हो जाते हैं। ईंधन तेल के वैक्यूम आसवन के दौरान, स्तंभ के शीर्ष से एक डीजल डिस्टिलेट लिया जाता है, जो उत्प्रेरक क्रैकिंग के लिए कच्चे माल के रूप में कार्य करता है। निम्नलिखित तेल अंशों का चयन किया जाता है:

• धुरी;
• मशीन;
• ऑटो-फिशिंग;
• सिलेंडर।

उचित शुद्धिकरण के बाद इन सभी अंशों का उपयोग वाणिज्यिक तेल तैयार करने के लिए किया जाता है। स्तंभ के नीचे से, ईंधन तेल का अवाष्पीकृत हिस्सा लिया जाता है - आधा-टार या टार। इन अवशेषों से, तथाकथित उच्च-चिपचिपापन, गहरी सफाई द्वारा बनाया जाता है। अवशिष्ट तेल.

लंबे समय तक सीधे तेल आसवनतेल को संसाधित करने का एकमात्र तरीका था, लेकिन गैसोलीन की बढ़ती मांग के साथ, इसकी दक्षता (गैसोलीन उपज का 20...25%) अपर्याप्त हो गई। 1875 में उच्च तापमान पर भारी पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के अपघटन की एक प्रक्रिया प्रस्तावित की गई थी। उद्योग में इस प्रक्रिया को कहा जाता था खुर, जिसका अर्थ है बँटवारा करना, बँटवारा करना।

थर्मल क्रैकिंग

मोटर गैसोलीन की संरचना में 4...12 कार्बन परमाणुओं, 12...25 - डीजल वाले हाइड्रोकार्बन शामिल हैं। ईंधन, 25...70 - तेल। परमाणुओं की संख्या में वृद्धि के अनुसार आणविक भार भी बढ़ता है। क्रैकिंग द्वारा पेट्रोलियम शोधन भारी अणुओं को हल्के अणुओं में तोड़ देता है और उन्हें गैसोलीन, केरोसिन और डीजल अंशों के निर्माण के साथ आसानी से उबलते हाइड्रोकार्बन में बदल देता है।

1900 में, रूस दुनिया के आधे से अधिक तेल उत्पादन का उत्पादन करता था।

थर्मल क्रैकिंग को वाष्प-चरण और तरल-चरण में विभाजित किया गया है:

• वाष्प चरण क्रैकिंग- तेल को 2...6 एटीएम के दबाव पर 520...550°C तक गर्म किया जाता है। अब कम उत्पादकता और अंतिम उत्पाद में असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की उच्च सामग्री (40%) के कारण इसका उपयोग नहीं किया जाता है, जो आसानी से ऑक्सीकरण और रेजिन बनाते हैं;
• तरल चरण क्रैकिंग- 20...50 एटीएम के दबाव पर तेल गर्म करने का तापमान 480...500°C। उत्पादकता बढ़ती है, असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की मात्रा (25...30%) कम हो जाती है। थर्मल क्रैकिंग से प्राप्त गैसोलीन अंशों का उपयोग वाणिज्यिक मोटर गैसोलीन के एक घटक के रूप में किया जाता है। थर्मल क्रैकिंग ईंधन की विशेषता कम रासायनिक स्थिरता है, जिसे ईंधन में विशेष एंटीऑक्सीडेंट एडिटिव्स शामिल करके सुधारा जाता है। गैसोलीन की उपज 70% तेल से, 30% ईंधन तेल से होती है।

कैटेलिटिक क्रैकिंग

तेल परिशोधन उत्प्रेरक क्रैकिंग- एक अधिक उन्नत तकनीकी प्रक्रिया। उत्प्रेरक क्रैकिंग के दौरान, पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के भारी अणु उत्प्रेरक की उपस्थिति में वायुमंडलीय दबाव के करीब 430...530 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर टूट जाते हैं। उत्प्रेरक प्रक्रिया को निर्देशित करता है और संतृप्त हाइड्रोकार्बन के आइसोमेराइजेशन और असंतृप्त से संतृप्त में रूपांतरण को बढ़ावा देता है। कैटेलिटिक क्रैकिंग गैसोलीन में उच्च विस्फोट प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता होती है। तेल से गैसोलीन का उत्पादन 78% तक होता है और गुणवत्ता थर्मल क्रैकिंग की तुलना में काफी अधिक होती है। सी और अल के ऑक्साइड युक्त एल्युमिनोसिलिकेट्स, तांबे, मैंगनीज, सीओ, नी के ऑक्साइड वाले उत्प्रेरक और एक प्लैटिनम उत्प्रेरक का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

हाइड्रोक्रैकिंग

पेट्रोलियम रिफाइनिंग एक प्रकार का कैटेलिटिक क्रैकिंग है। भारी कच्चे माल के अपघटन की प्रक्रिया हाइड्रोजन की उपस्थिति में 420...500°C के तापमान और 200 एटीएम के दबाव पर होती है। यह प्रक्रिया एक विशेष रिएक्टर में उत्प्रेरक (डब्ल्यू, मो, पीटी के ऑक्साइड) के साथ होती है। हाइड्रोक्रैकिंग के परिणामस्वरूप टर्बो ईंधन प्राप्त होता है जेट इंजन.

उत्प्रेरक सुधार

तेल परिशोधन उत्प्रेरक सुधारनैफ्थेनिक और पैराफिन हाइड्रोकार्बन के सुगंधित में उत्प्रेरक रूपांतरण के परिणामस्वरूप गैसोलीन अंशों का सुगंधीकरण होता है। सुगंधीकरण के अलावा, पैराफिन हाइड्रोकार्बन के अणु आइसोमेराइजेशन से गुजर सकते हैं; सबसे भारी हाइड्रोकार्बन को छोटे में विभाजित किया जा सकता है।

ईंधन की कीमतों पर सबसे ज्यादा असर तेल का पड़ता है

प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल के रूप में, तेल के प्रत्यक्ष आसवन के गैसोलीन अंशों का उपयोग किया जाता है, जो 540 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 30 एटीएम के दबाव पर वाष्पीकृत होते हैं। हाइड्रोजन की उपस्थिति में, इसे उत्प्रेरक (मोलिब्डेनम डाइऑक्साइड और एल्यूमीनियम ऑक्साइड) से भरे प्रतिक्रिया कक्ष से गुजारा जाता है। परिणामस्वरूप, 40...50% की सुगंधित हाइड्रोकार्बन सामग्री वाला गैसोलीन प्राप्त होता है। तकनीकी प्रक्रिया को बदलते समय सुगंधित हाइड्रोकार्बन की संख्या 80% तक बढ़ाई जा सकती है। हाइड्रोजन की उपस्थिति उत्प्रेरक की सेवा जीवन को बढ़ाती है।

पायरोलिसिस

तेल परिशोधन पायरोलिसिस- यह 650 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर विशेष उपकरणों या गैस जनरेटर में तेल हाइड्रोकार्बन का थर्मल अपघटन है। सुगंधित हाइड्रोकार्बन और गैस का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। तेल और ईंधन तेल दोनों का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है, लेकिन सुगंधित हाइड्रोकार्बन की सबसे अधिक उपज तेल के हल्के अंशों के पायरोलिसिस के दौरान देखी जाती है। उपज: 50% गैस, 45% टार, 5% कालिख। राल से सुगन्धित हाइड्रोकार्बन परिशोधन द्वारा प्राप्त किये जाते हैं।

तो हमने पता लगा लिया है कि यह कैसे किया जाता है। नीचे आप गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या बढ़ाने और मिश्रित ईंधन प्राप्त करने के तरीके पर एक छोटा वीडियो देख सकते हैं,

विषय 9 "तेल और पेट्रोलियम उत्पाद प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत"

1. तेल की उत्पत्ति और संरचना। तेल उत्पादन और प्रसंस्करण की तैयारी।

3. पॉलिमर सामग्री के उत्पादन और प्रसंस्करण के लिए प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत।

4. रबर उत्पादों के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत।

तेल की उत्पत्ति और संरचना. तेल उत्पादन और प्रसंस्करण की तैयारी

के सभी ज्ञात प्रजातियाँईंधन उच्चतम मूल्यइसमें जैविक ईंधन होता है, जिसके दहन से तापीय ऊर्जा पैदा होती है, और जिसके प्रसंस्करण से रासायनिक उद्योग के लिए कच्चा माल तैयार होता है।

वर्तमान में पेट्रोलियम उत्पादों (पेट्रोलियम उत्पाद) का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इनका उत्पादन हमारे देश में भी होता है, इसलिए हम तेल शोधन प्रौद्योगिकियों पर विस्तार से विचार करेंगे।

तेलएक तरल जीवाश्म ईंधन है. यह आमतौर पर गहराई पर स्थित होता है 1,2 -2 किमी या अधिक झरझरा या खंडित चट्टानों (रेत, बलुआ पत्थर, चूना पत्थर) में। तेल एक विशिष्ट गंध, घनत्व 0.65-1.05 ग्राम/सेमी 3 के साथ हल्के भूरे से गहरे भूरे रंग का एक तैलीय तरल है। संरचना में, तेल हाइड्रोकार्बन का एक जटिल मिश्रण है, मुख्य रूप से पैराफिन और नैफ्थेनिक, और कुछ हद तक सुगंधित। इसकी मौलिक संरचना (द्रव्यमान अंश,%): कार्बन (सी) - 82-87, हाइड्रोजन (एच) - 11-14, सल्फर (एस) - ओडी-5.5।

तेल से प्राप्त उत्पादों के आधार पर इसके प्रसंस्करण के तीन विकल्प हैं:

ईंधन , मोटर और बॉयलर ईंधन का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है;

ईंधन और तेल , जो ईंधन और चिकनाई वाले तेल का उत्पादन करते हैं;

पेट्रो (जटिल), जिसके उत्पाद न केवल ईंधन और तेल हैं, बल्कि रासायनिक उद्योग (ओलेफिन, सुगंधित और संतृप्त हाइड्रोकार्बन, आदि) के लिए कच्चे माल भी हैं।

तेल से प्राप्त तरल ईंधन को उनके उपयोग के आधार पर विभाजित किया गया है:

कैब्युरटर(विमानन और ऑटोमोबाइल गैसोलीन) - आंतरिक दहन इंजन के लिए;

रिएक्टिव(केरोसिन) - जेट और गैस टरबाइन इंजन के लिए;

डिज़ एलनोये(गैस तेल, डीजल डिस्टिलेट) - डीजल इंजन के लिए .

बायलर कक्ष(ईंधन तेल) - भाप बॉयलर, जनरेटर सेट, धातुकर्म भट्टियों की भट्टियों के लिए। सामान्य तौर पर, पेट्रोलियम उत्पादों में तेल शोधन में इसका निष्कर्षण, तैयारी और प्राथमिक और माध्यमिक प्रसंस्करण प्रक्रियाएं शामिल होती हैं।

तेल उत्पादनकुओं की ड्रिलिंग द्वारा किया गया।

तैयारीउपमृदा से निकाले गए तेल में उसमें से अशुद्धियों को निकालना (संबंधित गैस, खनिज लवणों के साथ पानी का निर्माण, यांत्रिक समावेशन) और इसकी संरचना को स्थिर करना शामिल है। ये ऑपरेशन सीधे तेल क्षेत्रों और तेल रिफाइनरियों दोनों में किए जाते हैं।

प्राथमिक तेल शोधन, भौतिक तरीकों (मुख्य रूप से प्रत्यक्ष आसवन) द्वारा किया जाता है, इसमें इसे अलग-अलग अंशों (आसुवन) में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक हाइड्रोकार्बन का मिश्रण होता है।

द्वितीयक तेल शोधनपरिणामस्वरूप प्राप्त पेट्रोलियम उत्पादों के प्रसंस्करण के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करता है प्राथमिक प्रसंस्करण. ये प्रक्रियाएँ पेट्रोलियम उत्पादों में निहित हाइड्रोकार्बन के विनाशकारी परिवर्तनों के साथ होती हैं और अनिवार्य रूप से रासायनिक प्रक्रियाएँ हैं।

तेल का प्रत्यक्ष आसवन. पेट्रोलियम उत्पादों का टूटना

प्रक्रिया सीधा आसवन विभिन्न क्वथनांक वाले पदार्थों के मिश्रण के वाष्पीकरण और संघनन की घटना पर आधारित।

के बराबर तापमान पर मिश्रण उबलने लगता है औसत तापमानउबलना अवयव. इस मामले में, मुख्य रूप से हल्के, कम-उबलने वाले घटक (कम घनत्व वाले और उच्च तापमान पर उबलने वाले) वाष्प चरण में चले जाते हैं। कम तामपान), और उच्च-उबलने वाले (उच्च घनत्व वाले और उच्च तापमान पर उबलने वाले) तरल चरण में रहते हैं। यदि परिणामी वाष्प चरण को हटा दिया जाता है और ठंडा कर दिया जाता है, तो इसमें से एक तरल चरण संघनित हो जाता है। मुख्य रूप से उच्च-उबलते (भारी) घटक इसमें गुजरेंगे, और हल्के घटक वाष्प चरण में रहेंगे।

इस प्रकार, प्रारंभिक मिश्रण से तीन अंश प्राप्त होते हैं। उनमें से एक, जो उबालने पर तरल रहता है, उसमें मुख्य रूप से उच्च-उबलने वाले घटक होते हैं; दूसरे, संघनित, की संरचना मूल मिश्रण की संरचना के करीब है; तीसरे, वाष्प में मुख्य रूप से कम-उबलने वाले घटक होते हैं।

परिणामी अंशों के उबलने और संघनन की एकल (आसवन) या एकाधिक (आसवन) प्रक्रियाओं के कारण, कम- और उच्च-उबलते घटकों का काफी पूर्ण पृथक्करण प्राप्त करना संभव है।

प्रत्यक्ष तेल आसवन की तकनीकी प्रक्रिया में चार मुख्य ऑपरेशन शामिल हैं: मिश्रण को गर्म करना, वाष्पीकरण, संक्षेपण और परिणामी अंशों को ठंडा करना।

तेल शोधन की गहराई के आधार पर आसवन संयंत्रों को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

एकल चरण, पर संचालन वायु - दाब(पर);

दो-चरण (वायुमंडलीय-वैक्यूम) (एवीटी), जिसमें पहला चरण, एक नियम के रूप में, वायुमंडलीय दबाव पर संचालित होता है, और दूसरा वायुमंडलीय दबाव (5-8 केपीए) से नीचे दबाव पर संचालित होता है -

दो-चरणीय आसवन में, तेल को पहले नमक रहित और निर्जलित किया जाता है, फिर पहले चरण की ट्यूबलर भट्ठी में 300 - 350 डिग्री सेल्सियस (क्वथनांक से 25 - 30 डिग्री सेल्सियस ऊपर) के तापमान तक गरम किया जाता है। तेल को अंशों में अलग करना एक आसवन स्तंभ में किया जाता है, जो 25 - 55 मीटर की ऊंचाई और 5 - 7 मीटर के व्यास वाला एक बेलनाकार उपकरण है। पहले से गरम तेल डाला जाता है नीचे के भागस्तंभ - यहां तेल उबलता है और दो चरणों में अलग हो जाता है: वाष्प और तरल। तरल उत्पाद नीचे की ओर बहते हैं और वाष्प स्तंभ के ऊपर चढ़ते हैं। स्तंभ के शीर्ष पर एक भाटा द्रव (रिफ्लक्स) की आपूर्ति की जाती है। नीचे से उठने वाले वाष्प स्तंभ की ऊंचाई पर बहते हुए तरल चरण के साथ बार-बार संपर्क में आते हैं। बढ़ते गर्म वाष्प का सामना करने पर, स्तंभ को सींचने वाला तरल गर्म हो जाता है और आंशिक रूप से वाष्पित हो जाता है। वाष्प, इसे गर्मी देते हुए, संघनित हो जाते हैं, और संघनन स्तंभ के निचले हिस्से में प्रवाहित होता है। जैसे-जैसे वाष्प बढ़ती है, उसका तापमान कम हो जाता है, जबकि नीचे बहने वाला कफ भारी अंशों में और ऊपर उठता हुआ वाष्प हल्के अंशों में समृद्ध होता जाता है। स्तंभ के निचले भाग में, सबसे भारी अंश (ईंधन तेल) युक्त तरल एकत्र किया जाता है। ईंधन तेल को स्तंभ के नीचे से निकाला जाता है और हीट एक्सचेंजर्स में ठंडा किया जाता है, जिससे स्तंभ को आपूर्ति किया गया तेल गर्म हो जाता है।

उबलने की प्रक्रिया को बनाए रखने के लिए, अत्यधिक गरम भाप को आसवन स्तंभ में आपूर्ति की जाती है, जो अपने साथ हल्के अंशों के अवशेष ले जाती है जो पहले वाष्पित नहीं हुए हैं। 180 - 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सबसे हल्का गैसोलीन अंश वाष्प के रूप में स्तंभ से एक कंडेनसर में निकाला जाता है और एक विभाजक में पानी से अलग किया जाता है। गैसोलीन अंश का कुछ भाग सिंचाई के लिए कॉलम में वापस कर दिया जाता है।

तथाकथित मध्य अंशों को स्तंभ के मध्यवर्ती क्षेत्रों से हटा दिया जाता है: मिट्टी का तेल, 200 - 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उबलता है, और गैस तेल (क्वथनांक 300 - 350 डिग्री सेल्सियस)। कभी-कभी अन्य अंश भी हटा दिए जाते हैं, उदाहरण के लिए नेफ्था (160-200 डिग्री सेल्सियस), केरोसिन गैस तेल अंश (270-320 डिग्री सेल्सियस)।

पहले आसवन स्तंभ से प्रारंभिक आसवन (इसकी उपज मूल तेल का लगभग 55% है) के बाद प्राप्त ईंधन तेल को दूसरे चरण के ट्यूबलर भट्ठी में पंप किया जाता है, जहां इसे 400 - 420 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। भट्टी से, ईंधन तेल दूसरे आसवन स्तंभ में प्रवेश करता है, जो वायुमंडलीय दबाव (अवशिष्ट दबाव - 5 - 8 kPa) से नीचे दबाव पर काम करता है। इस स्तंभ के निचले हिस्से से टार हटा दिया जाता है, और ऊंचाई के साथ तेल आसवन का चयन किया जाता है।

दो चरणीय इकाइयों की उत्पादकता 8-9 हजार टन तेल प्रतिदिन है। प्रत्यक्ष आसवन के दौरान गैसोलीन की उपज निर्भर करती है गुटीय रचनातेल और 3 से 1 5% तक होता है।

पेट्रोलियम उत्पादों को क्रैक करने की तकनीक के मूल सिद्धांत।प्रत्यक्ष आसवन के दौरान गैसोलीन की अपेक्षाकृत कम उपज (15% तक) तेल के प्रत्यक्ष आसवन के दौरान प्राप्त और भारी हाइड्रोकार्बन अणुओं वाले अन्य, कम मूल्यवान अंशों को संसाधित करना आवश्यक बनाती है। इस प्रसंस्करण को क्रैकिंग कहा जाता है।

खुर(अंग्रेज़ी, चरमराना- विभाजन, विभाजन) - संरचना में शामिल भारी हाइड्रोकार्बन के लंबे अणुओं का विभाजन, उदाहरण के लिए, ईंधन तेल, हल्के कम उबलते उत्पादों के छोटे प्रकाश अणुओं में।

क्रैकिंग प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक तापमान और होल्डिंग समय हैं: जितना अधिक तापमान और लंबे समय तक होल्डिंग समय, प्रक्रिया उतनी ही अधिक पूरी होगी और क्रैकिंग उत्पादों की उपज अधिक होगी। बड़ा प्रभावउत्प्रेरक क्रैकिंग प्रक्रिया की दिशा और दिशा को प्रभावित करते हैं। उत्प्रेरक के उचित चयन के साथ, प्रतिक्रिया कम तापमान पर भी की जा सकती है आवश्यक उत्पादऔर उनका उत्पादन बढ़ रहा है।

उपरोक्त के आधार पर, क्रैकिंग दो प्रकार की होती है: थर्मल और कैटेलिटिक।

थर्मल क्रैकिंगपर नेतृत्व करें बढ़ा हुआ तापमानअंतर्गत उच्च दबाव(तापमान 450-500 डिग्री सेल्सियस और दबाव 2-7 एमपीए)। थर्मल क्रैकिंग का मुख्य उद्देश्य ईंधन तेल या टार से हल्का ईंधन प्राप्त करना है।

थर्मल क्रैकिंग ट्यूब भट्टियों में की जाती है जिसमें भारी हाइड्रोकार्बन टूट जाते हैं।

इसके बाद, क्रैकिंग उत्पादों और अप्रयुक्त कच्चे माल का मिश्रण एक बाष्पीकरणकर्ता से गुजरता है, जिसमें सामग्री अलग हो जाती है, यानी। ऐसे पदार्थ जिन्हें तोड़ा नहीं जा सकता। हल्के उत्पाद हल्के वाणिज्यिक अंशों को अलग करने और प्राप्त करने के लिए आसवन कॉलम में प्रवेश करते हैं। जब थर्मल क्रैकिंग, उदाहरण के लिए ईंधन तेल, उत्पादों की अनुमानित संरचना इस प्रकार है: फटा हुआ गैसोलीन - 30-35%, फटा गैसें - 10-15, फटा हुआ अवशेष - 50-55%। क्रैकिंग गैसोलीन का उपयोग मोटर गैसोलीन के घटकों के रूप में किया जाता है; क्रैकिंग गैसों का उपयोग कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए ईंधन या कच्चे माल के रूप में किया जाता है; क्रैकिंग अवशेष, जो रालयुक्त, डामर पदार्थों का मिश्रण है, का उपयोग बिटुमेन के उत्पादन के लिए बॉयलर ईंधन या कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

थर्मल क्रैकिंग दो प्रकार की हो सकती है: निम्न-तापमान (विसब्रेकिंग) और उच्च-तापमान (पाइरोलिसिस)।

कम तापमान वाली क्रैकिंग 440-500 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 1.9-3 एमपीए के दबाव पर की जाती है, जबकि प्रक्रिया की अवधि 90-200 सेकेंड है। इसका उपयोग मुख्य रूप से ईंधन तेल और टार से बॉयलर ईंधन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

उच्च तापमान वाली क्रैकिंग 530-600 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 0.12-0.6 एमपीए के दबाव पर होती है और 0.5-3 सेकेंड तक रहती है। इसका मुख्य उद्देश्य गैसोलीन और एथिलीन का उत्पादन करना है। प्रोपलीन, सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव उप-उत्पाद के रूप में बनते हैं।

कैटेलिटिक क्रैकिंग- उत्प्रेरक की उपस्थिति में पेट्रोलियम उत्पादों का प्रसंस्करण। हाल ही में, गैसोलीन सहित हल्के पेट्रोलियम उत्पादों के उत्पादन के लिए इस पद्धति का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। इसके फायदों में शामिल हैं:

उच्च प्रक्रिया गति, थर्मल क्रैकिंग की गति से 500-4000 गुना अधिक, और परिणामस्वरूप, हल्की प्रक्रिया की स्थिति और कम ऊर्जा खपत;

उच्च ऑक्टेन संख्या और खर्राटों के दौरान अधिक स्थिरता की विशेषता वाले गैसोलीन सहित वाणिज्यिक उत्पादों की उपज में वृद्धि;

प्रक्रिया को सही दिशा में चलाने और एक निश्चित संरचना के उत्पाद प्राप्त करने की क्षमता;

गैसीय हाइड्रोकार्बन की उच्च उपज, जो कार्बनिक संश्लेषण के लिए कच्चे माल हैं;

सल्फर यौगिकों के हाइड्रोजनीकरण और बाद के निपटान के साथ गैस चरण में उनकी रिहाई के कारण उच्च सल्फर सामग्री वाले कच्चे माल का उपयोग।

सिंथेटिक एलुमिनोसिलिकेट्स का उपयोग उत्प्रेरक क्रैकिंग इकाइयों में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

रिएक्टर से उत्प्रेरक क्रैकिंग उत्पाद आसवन स्तंभ में प्रवेश करते हैं, जहां उन्हें गैसों, गैसोलीन, हल्के और भारी उत्प्रेरक गैस तेलों में अलग किया जाता है। कॉलम के नीचे से अप्रयुक्त फीडस्टॉक रिएक्टर में वापस कर दिया जाता है।

कैटेलिटिक क्रैकिंग के दौरान उत्पादों की अनुमानित उपज इस प्रकार है: क्रैक्ड गैसोलीन - 35 - 40%; क्रैकिंग गैस - 15% हल्की क्रैकिंग गैस तेल - 35 - 40%, भारी क्रैकिंग गैस तेल - 5-8%।

कैटेलिटिक क्रैकिंग गैसोलीन को अच्छे प्रदर्शन गुणों की विशेषता है। कैटेलिटिक क्रैकिंग गैसों को सिंथेटिक रबर के उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले आइसोब्यूटेन और ब्यूटिलीन की उच्च सामग्री द्वारा पहचाना जाता है।

एक प्रकार का कैटेलिटिक क्रैकिंग है सुधार,प्रतिक्रियाओं का कोर्स मुख्य रूप से सुगंधित हाइड्रोकार्बन और आइसोमर्स के निर्माण पर केंद्रित है। उत्प्रेरक के आधार पर, निम्नलिखित प्रकार के सुधारों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

प्लेटफ़ॉर्मिंग (प्लैटिनम-आधारित उत्प्रेरक);

सुधार (रेनियम-आधारित उत्प्रेरक)।

व्यवहार में, सबसे व्यापक है प्लेटफ़ॉर्मिंग, जो हाइड्रोजन की उपस्थिति में किए गए प्रत्यक्ष आसवन के गैसोलीन-नेफ्था अंशों के प्रसंस्करण के लिए एक उत्प्रेरक प्रक्रिया है। यदि प्लेटफ़ॉर्मिंग 480 - 510 डिग्री सेल्सियस और 15-10 5 से 3 10 6 Pa तक दबाव पर की जाती है, तो परिणाम बेंजीन, टोल्यूनि और जाइलीन का निर्माण होता है। 5 10 6 पा के दबाव पर, गैसोलीन प्राप्त होता है जो उच्चतम स्थिरता और कम सल्फर सामग्री की विशेषता है।

तरल उत्पादों के साथ-साथ, सभी उत्प्रेरक सुधार विधियाँ हाइड्रोजन, मीथेन, प्रोपेन और ब्यूटेन युक्त गैसों का उत्पादन करती हैं। कार्बनिक और अकार्बनिक संश्लेषण के लिए कच्चे माल के रूप में सुधारकारी गैसों का उपयोग किया जाता है: मेथनॉल (एथिल अल्कोहल), अमोनिया और अन्य यौगिक। उत्प्रेरक सुधारक गैसों की उपज कच्चे माल के द्रव्यमान का 5-15% है। तेल शोधन का अंतिम चरण है पेट्रोलियम उत्पादों का शुद्धिकरण , जो रासायनिक और भौतिक-रासायनिक तरीकों से किया जाता है। पेट्रोलियम उत्पादों को शुद्ध करने के रासायनिक तरीकों में सल्फ्यूरिक एसिड के साथ शुद्धिकरण और हाइड्रोजन (हाइड्रोट्रीटिंग) का उपयोग करना शामिल है, और भौतिक-रासायनिक तरीकों - सोखना और अवशोषण शुद्धिकरण तरीके शामिल हैं।

सल्फ्यूरिक एसिड सफाईइसमें यह तथ्य शामिल है कि उत्पाद को सामान्य तापमान पर 90-93% एच 2 एसओ 4 की थोड़ी मात्रा के साथ मिलाया जाता है। नतीजतन रासायनिक प्रतिक्रिएंएक शुद्ध उत्पाद और अपशिष्ट प्राप्त होता है जिसका उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जा सकता है।

हाइड्रोट्रीटिंग 380-420 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एल्यूमीनियम-कोबाल्ट-मोलिब्डेनम उत्प्रेरक की उपस्थिति में शुद्ध उत्पाद के साथ हाइड्रोजन की बातचीत और 35 10 5 से 4 10 6 पीए तक दबाव और हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया और को हटाने में शामिल है पानी।

पर सोखना सफाई विधि पेट्रोलियम उत्पादों को ब्लीचिंग क्ले या सिलिका जेल से उपचारित किया जाता है। इस मामले में, सल्फर और ऑक्सीजन युक्त यौगिक, रेजिन और आसानी से खनिज योग्य हाइड्रोकार्बन सोख लिए जाते हैं।

अवशोषण सफाई के तरीकेपेट्रोलियम उत्पादों के हानिकारक घटकों के चयनात्मक (चयनात्मक) विघटन में शामिल हैं। तरल सल्फर डाइऑक्साइड, फ़्यूरफ़्यूरल, नाइट्रोबेंजीन, डाइक्लोरोइथाइल ईथर आदि का उपयोग आमतौर पर चयनात्मक विलायक के रूप में किया जाता है।

शुद्धिकरण के बाद पेट्रोलियम उत्पाद हमेशा स्थिर नहीं रहते। इन मामलों में, उनमें बहुत कम मात्रा में एंटीऑक्सीडेंट (अवरोधक) मिलाए जाते हैं, जो पेट्रोलियम उत्पादों को बनाने वाले रालयुक्त पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को तेजी से धीमा कर देते हैं। फिनोल, एरोमैटिक एमाइन और अन्य यौगिकों का उपयोग अवरोधक के रूप में किया जाता है। तेल शोधन की विशेषता है उच्च स्तरकच्चे माल की लागत (पेट्रोलियम उत्पादों की लागत का 50-75%), विद्युत और थर्मल ऊर्जा, साथ ही अचल संपत्तियां। तेल शोधन में लागत का स्तर काफी हद तक तेल की संरचना पर निर्भर करता है, जो इसके प्रसंस्करण की गहराई निर्धारित करता है, तकनीकी योजनाप्रसंस्करण, प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल की तैयारी की डिग्री, आदि। इस प्रकार, उच्च-सल्फर तेल को संसाधित करते समय, इसकी पंपिंग और तैयारी के लिए अतिरिक्त पूंजी और परिचालन लागत कम-सल्फर तेल को संसाधित करते समय की तुलना में लगभग 1.5 अधिक होती है। बदले में, अत्यधिक पैराफिनिक चिपचिपे तेल को डीवैक्सिंग, पंपिंग और भंडारण के लिए अतिरिक्त लागत की आवश्यकता होती है।

पेट्रोलियम उत्पाद प्राप्त करने के लिए कच्चे माल को कई अंशों में विभाजित किया जाता है और प्रसंस्करण के कई चरणों से गुजरना पड़ता है। तेल आसवन अंततः तैलीय, चिपचिपे तरल के रूप में हाइड्रोकार्बन यौगिकों का एक जटिल मिश्रण प्राप्त करना संभव बनाता है। इसका घनत्व पानी से कम होता है, इसलिए तेल तरल की सतह पर एक पतली फिल्म बनाता है। कच्चे माल को चट्टानों, तथाकथित जलाशयों से अलग-अलग पारगम्यता की डिग्री के साथ निकाला जाता है।

पेट्रोलियम उत्पादों का अनुप्रयोग

संरचना के आधार पर कच्चे माल का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जा सकता है। अक्सर, मुख्य तत्वों के अलावा, इसमें शामिल हैं:

• सामान्य प्रकार के पैराफिन।
• साइक्लोपैराफिन्स।
• सुगंधित हाइड्रोकार्बन।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि तेल उन जानवरों और पौधों के अवशेष हैं जो निवास करते हैं धरती. जैविक सिद्धांत कई दशकों से लोकप्रिय रहा है। दरअसल, संरचना में नाइट्रोजन यौगिक पाए जा सकते हैं, जो जीवित जीवों के अपघटन के परिणामस्वरूप प्रकट हुए।

अकार्बनिक सिद्धांत का सार धातु कार्बाइड (कार्बन के साथ यौगिक) पर पानी की क्रिया है। अन्य घटकों ने भी प्रक्रिया की गतिशीलता में भूमिका निभाई:

• गर्मी।
• दबाव परिवर्तन.
• पर्यावरण।
• हाइड्रोजन के संपर्क में.

विशेष पंपों का उपयोग करके कई किलोमीटर की गहराई तक कच्चा माल निकाला जाता है। चट्टानों के गोलों के बीच दबाव के कारण एक गैसीय पदार्थ जमा हो जाता है और इसके नीचे पहले से ही तेल होता है।

कच्चा माल न केवल राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के लिए, बल्कि अर्थव्यवस्था के व्यापक विकास के लिए भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि प्रसंस्करण प्रक्रिया एक ऐसे उत्पाद का उत्पादन करती है जो रबर, अल्कोहल, पॉलीथीन, प्लास्टिक और उनसे बने उत्पादों के निर्माण को प्रभावित कर सकती है। यह जेट ईंधन के रूप में कार्य करता है.

तेल के आसवन के दौरान हमें प्राप्त होता है अलग - अलग प्रकारईंधन जो औद्योगिक क्षेत्रों और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किया जाता है।

हाल ही में, कोयला उद्योग का विकास और उत्पादन पृष्ठभूमि में फीका पड़ गया है, जिससे गैस और तेल को रास्ता मिल गया है। ऊर्जा प्रयोजनों के लिए उत्पाद की खपत कम हो गई है, लेकिन रासायनिक घटकों के निर्माण के लिए कच्चे माल की भूमिका बढ़ गई है।

प्राथमिक प्रसंस्करण

शुद्ध उत्पाद प्राप्त करने के लिए तेल के आसवन की प्रक्रिया की जाती है। प्रारंभिक चरण में, विशेष उपकरणों का उपयोग करके अलवणीकरण और निर्जलीकरण किया जाता है। पहली अवधि के बाद, तेल में प्रति लीटर 2-3 मिलीग्राम नमक होता है।

तापमान परिवर्तन के कारण तरल हाइड्रोकार्बन को हटाना संभव है। जब उत्पाद उबलना शुरू हो जाता है, तो अंशों को अलग करने के लिए प्रतिक्रियाएं शुरू हो जाती हैं। तापमान संरचना में हाइड्रोकार्बन की मात्रा और उत्पादन के स्थान पर निर्भर करता है।

इस सूचक के आधार पर, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया गया है:

• गैसोलीन (इष्टतम तापमान 180 डिग्री)।
• जेट ईंधन (उबलना गैसोलीन की तरह ही होता है, लेकिन केवल 190 से 230 डिग्री तक उबलना शुरू होता है)।
• डीजल ईंधन। यहां का तापमान जेट से भी अधिक है।

तेल आसवन प्रक्रिया पूरी होने के बाद, ईंधन तेल बच जाता है, जिसका उपयोग औद्योगिक क्षेत्रों में तंत्र की मरम्मत और रखरखाव के लिए भी किया जाता है। प्राथमिक प्रसंस्करण के दौरान, विभिन्न घटकों का उत्पादन किया जाता है।

प्रक्रिया के दौरान, भाप निकलना शुरू हो जाती है, जिसे विशेष पंपों की मदद से सतह से हटा दिया जाता है। ज्यादातर मामलों में, प्राथमिक प्रसंस्करण के बाद, अतिरिक्त शुद्धिकरण प्रक्रियाएं करना और परिणामी घटकों को फ़िल्टर करना आवश्यक होता है। उनमें अभी भी कई हाइड्रोकार्बन हैं जिन्हें हटाने की आवश्यकता है।

शुद्ध उत्पाद प्राप्त करने की विधियाँ

आधुनिक उपकरणों और प्रक्रिया के पूर्ण स्वचालन के लिए धन्यवाद, हम इसके बारे में बात कर सकते हैं अलग - अलग तरीकों सेप्राकृतिक कच्चे माल से शुद्ध उत्पाद प्राप्त करना। इस हेतु दोहराया गया निम्नलिखित का उपयोग करके पेट्रोलियम अंशों का आसवन:

• फ्लैश वाष्पीकरण तकनीक (संतुलन आसवन)। विचार यह है कि उत्पाद को धीरे-धीरे तब तक गर्म किया जाए जब तक भाप निकलना शुरू न हो जाए और वह अपने घटकों में विघटित न हो जाए।
• सुधार.
• वाष्पीकरण करने वाला एजेंट. यह विधि महंगी है और इसमें उत्पाद को अन्य तत्वों के साथ मिलाने की आवश्यकता होती है। किसी विशिष्ट रचना के लिए आनुपातिकता और सही ढंग से तैयार किया गया सूत्र महत्वपूर्ण हैं। वाष्पीकरण कारक वही हाइड्रोकार्बन हो सकता है।
• वैक्यूम या दबाव में वृद्धि.

आसवन विधि सबसे लोकप्रिय है, क्योंकि परिणाम पारंपरिक वाष्पीकरण की तुलना में अधिक शुद्ध उत्पाद है। आंशिक आसवनप्रारंभिक चरण में तैयार घटकों और ईंधन को प्राप्त करना, अतिरिक्त शुद्धिकरण के बिना कच्चे माल का उपयोग करना संभव बनाता है।

एक बार आवश्यक घटक पहले ही प्राप्त हो जाने के बाद, आप द्वितीयक प्रसंस्करण तकनीक पर आगे बढ़ सकते हैं।

क्रैकिंग प्रक्रिया

पेट्रोलियम आसवन की प्रक्रिया परिणामी तत्वों में अंतर पर आधारित है। यदि प्राथमिक प्रक्रिया कच्चे माल को कई ईंधन विकल्पों में विभाजित करने की अनुमति देती है, तो द्वितीयक प्रक्रियाइसका उद्देश्य ईंधन तेल और एक विशिष्ट प्रकार के ईंधन का उत्पादन बढ़ाना है।

यह तकनीक कम आणविक भार वाले तत्वों को वाष्पित करने के लिए उच्च तापमान के उपयोग पर आधारित है। इसका परिणाम मशीनरी के लिए तेल, प्लास्टिक बनाने के लिए घटक और रासायनिक उद्योग के लिए अन्य कच्चे माल हैं।

प्रक्रिया का मूल कच्चे माल की मूल संरचना की पृष्ठभूमि के खिलाफ मुक्त कणों का निर्माण है। प्रभावशीलता और क्रिया के तरीके के अनुसार, सभी द्वितीयक विधियाँ कई श्रेणियों में विभाजित हैं:

• गहरा करना। इसमें बिटुमेन उत्पादन और मुख्य माध्यमिक प्रसंस्करण प्रक्रिया शामिल है।
• एनोब्लिंग। यह प्रक्रिया अतिरिक्त घटकों के साथ मौजूदा कच्चे माल की संतृप्ति पर आधारित है। सुधार, आइसोमेराइजेशन और हाइड्रोट्रीटिंग भी किया जा सकता है।
• सुगंधित हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए तेलों के विभिन्न समूहों और अतिरिक्त पदार्थों के उत्पादन के लिए अतिरिक्त प्रक्रियाएं।

तकनीक का चुनाव वांछित परिणाम पर निर्भर करता है। काम में अतिरिक्त फिल्टर के उपयोग से उत्पाद को कचरे से साफ करना और उसकी गुणवत्ता बढ़ाना संभव हो जाता है।

प्रकार एवं विशेषताएँ

हाइड्रोकार्बन के थर्मल अपघटन के दौरान, अतिरिक्त तत्वों और फिल्टर का उपयोग किया जाता है। तकनीक के कई उपप्रकार हैं:

एक उत्प्रेरक प्रसंस्करण चरण का भी उपयोग किया जाता है, जिसमें उत्प्रेरक के अलावा, एलुमिनोसिलिकेट्स का उपयोग किया जाता है। परिणाम गैसीय उत्पाद है। तेल आसवन के प्रकार के बावजूद, उच्च गुणवत्ता वाले शुद्धिकरण के लिए अतिरिक्त निस्पंदन प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।

अतिरिक्त तकनीकें

रिफॉर्मिंग का उपयोग पेट्रोलियम उत्पादों को स्वादिष्ट बनाने के लिए किया जाता है। अक्सर, प्रक्रिया के लिए उच्च क्वथनांक वाले गैसोलीन अंशों का उपयोग किया जाता है। परिणामस्वरूप, गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या बढ़ जाती है, और अंश स्वयं सुगंधित यौगिकों से समृद्ध हो जाता है। उत्पाद का उपयोग ऑटोमोटिव ईंधन बनाने या घटकों को सुगंधित घटकों में विघटित करने और टोल्यूनि, बेंजीन और जाइलीन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।

हाइड्रोट्रीटिंग में उच्च तापमान और ऊंचे दबाव पर हाइड्रोजन की क्रिया को वैकल्पिक करना शामिल है। यह तैयार उत्पाद का निस्पंदन है, इसकी संरचना से अनावश्यक सल्फर यौगिकों को हटाना, विभिन्न रेजिन और ऑक्सीजन युक्त यौगिकों की मात्रा को कम करना है। उपकरणों को सबसे लोकप्रिय रीसाइक्लिंग विकल्पों में से एक माना जाता है।

कैटेलिटिक क्रैकिंग एक जटिल प्रक्रिया है और इसके लिए न केवल विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है, बल्कि घटकों की खुराक के लिए सूत्रों के विकास की भी आवश्यकता होती है। प्रक्रिया का उद्देश्य भारी हाइड्रोकार्बन अणुओं के टूटने के माध्यम से गैसोलीन और वसायुक्त गैसों का एक समूह प्राप्त करना है।

अपशिष्ट प्रौद्योगिकी ईंधन तेल का एक घटक है। यह द्वितीयक प्रसंस्करण की सबसे किफायती विधि है, क्योंकि विभिन्न उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले पदार्थों में लगभग सभी तत्व शामिल होते हैं।

हाइड्रोक्रैकिंग प्रक्रिया निम्न पर आधारित है:

• हाइड्रोकार्बन और दबाव से सफाई।
• भारी अणुओं को छोटे अणुओं में तोड़ना।
• हाइड्रोजन संतृप्ति.

प्रभाव के प्रकार के आधार पर, नरम और कठोर प्रक्रिया को प्रतिष्ठित किया जाता है। पहला विकल्प डीजल ईंधन प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, और दूसरा - केरोसिन और गैसोलीन अंशों के लिए। कोकिंग और आइसोमेराइजेशन प्रक्रियाओं को द्वितीयक अतिरिक्त माना जाता है और उत्पादों के लिए अवशेष और घटकों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

मुख्य गुट

तेल शोधन और अतिरिक्त घटकों में इसके अपघटन की प्रक्रिया के दौरान, अंश निकलते हैं। प्रसंस्करण का प्रकार और चरणों की संख्या किसी विशेष घटक के उत्पादन को प्रभावित करती है। अतिरिक्त निस्पंदन और शुद्धिकरण इसे संभव बनाता है एक गुणवत्तापूर्ण उत्पाद प्राप्त करें.

• गैसोलीन अंश. इसे प्राप्त करने के लिए आपको इसका उपयोग करना होगा उच्च तापमान. परिणामस्वरूप, आप गैसोलीन और गैसोलीन प्राप्त कर सकते हैं।
• नेफ्था चरण. आपको ट्रैक्टरों के लिए ईंधन बनाने की अनुमति देता है; प्रसंस्करण के दौरान उत्पाद में शामिल होगा एक बड़ी संख्या कीभारी अणु. प्रसंस्करण के अगले चरणों में, नेफ्था से गैसोलीन प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन अतिरिक्त निस्पंदन के उपयोग के साथ।
• मिट्टी के तेल का अंश. यह चरण जेट ईंधन का उत्पादन करता है।
• गैस तेल चरण. तापमान बढ़ाकर और विशेष उपकरणों का उपयोग करके, डीजल ईंधन का उत्पादन किया जाता है, जिसका उपयोग तुरंत बिना निस्पंदन के कारों को ईंधन देने के लिए किया जा सकता है।

लगभग 25% गैसोलीन तेल से निकाला जा सकता है, बाकी उद्योग के लिए उत्पाद है। कार्बनिक यौगिकों की संरचना के सिद्धांत के लिए धन्यवाद, हम तेल के आसवन और प्राप्त करने की प्रक्रिया को बढ़ाने के बारे में बात कर सकते हैं अधिकईंधन।

वर्तमान में से कच्चा तेलआप कच्चे माल के प्रसंस्करण से प्राप्त विभिन्न प्रकार के ईंधन, पेट्रोलियम तेल, पैराफिन, बिटुमेन, केरोसिन, सॉल्वैंट्स, कालिख, स्नेहक और अन्य पेट्रोलियम उत्पाद प्राप्त कर सकते हैं।

निकाले गए हाइड्रोकार्बन कच्चे माल ( तेल, पासिंग पेट्रोलियम गैस और प्राकृतिक गैस)इस मिश्रण से महत्वपूर्ण और मूल्यवान घटकों को अलग करने से पहले क्षेत्र एक लंबे चरण से गुजरता है, जिससे बाद में उपयोगी पेट्रोलियम उत्पाद प्राप्त होंगे।

तेल परिशोधनएक बहुत ही जटिल तकनीकी प्रक्रिया जो पेट्रोलियम उत्पादों को तेल रिफाइनरियों तक परिवहन से शुरू होती है। यहां, उपयोग के लिए तैयार उत्पाद बनने से पहले तेल कई चरणों से गुजरता है:

1. प्राथमिक प्रसंस्करण के लिए तेल तैयार करना
2. प्राथमिक तेल शोधन (प्रत्यक्ष आसवन)
3. तेल पुनर्चक्रण
4. पेट्रोलियम उत्पादों का शुद्धिकरण

प्राथमिक प्रसंस्करण के लिए तेल तैयार करना

निकाले गए लेकिन संसाधित न किए गए तेल में विभिन्न अशुद्धियाँ होती हैं, उदाहरण के लिए, नमक, पानी, रेत, मिट्टी, मिट्टी के कण और संबंधित गैस। क्षेत्र का जीवन तेल भंडार की जल सामग्री को बढ़ाता है और तदनुसार, उत्पादित तेल में पानी और अन्य अशुद्धियों की मात्रा को बढ़ाता है। यांत्रिक अशुद्धियों और पानी की उपस्थिति आगे की प्रक्रिया के लिए तेल उत्पाद पाइपलाइनों के माध्यम से तेल के परिवहन में बाधा डालती है, हीट एक्सचेंजर्स और अन्य में जमा के गठन का कारण बनती है, और तेल शोधन की प्रक्रिया को जटिल बनाती है।

सभी निकाले गए तेल को एक व्यापक शुद्धिकरण प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है, पहले यांत्रिक, फिर बारीक शुद्धिकरण।

इस स्तर पर, निकाले गए कच्चे माल को तेल और गैस में तेल और गैस में अलग करना भी होता है।

ठंडे या गर्म, सीलबंद कंटेनरों में रखने से बड़ी मात्रा में पानी और ठोस पदार्थ निकल जाते हैं। आगे के तेल प्रसंस्करण के लिए प्रतिष्ठानों के उच्च प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए, बाद वाले को विशेष विद्युत विलवणीकरण संयंत्रों में अतिरिक्त निर्जलीकरण और अलवणीकरण के अधीन किया जाता है।

अक्सर, पानी और तेल एक खराब घुलनशील इमल्शन बनाते हैं जिसमें एक तरल की छोटी बूंदें दूसरे में निलंबित हो जाती हैं।

इमल्शन दो प्रकार के होते हैं:

• हाइड्रोफिलिक इमल्शन, यानी पानी में तेल
• हाइड्रोफोबिक इमल्शन, यानी तेल में पानी

इमल्शन को तोड़ने के कई तरीके हैं:

• यांत्रिक
• रासायनिक
• इलेक्ट्रिक

यांत्रिक विधिबदले में विभाजित है:

• कायम रखने
• centrifugation

इमल्शन घटकों के घनत्व में अंतर 2-3 घंटों के लिए 8-15 वायुमंडल के दबाव में तरल को 120-160 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके व्यवस्थित करके पानी और तेल को आसानी से अलग करना संभव बनाता है। इस मामले में, पानी के वाष्पीकरण की अनुमति नहीं है।

3500-50000 आरपीएम तक पहुंचने पर सेंट्रीफ्यूज में केन्द्रापसारक बलों की कार्रवाई के तहत इमल्शन को भी अलग किया जा सकता है।

पर रासायनिक विधि डिमल्सीफायर के उपयोग से इमल्शन टूट जाता है, अर्थात पृष्ठसक्रियकारक. सक्रिय इमल्सीफायर की तुलना में डिमल्सीफायर में अधिक गतिविधि होती है, यह विपरीत प्रकार का इमल्शन बनाता है, और सोखने वाली फिल्म को भंग कर देता है। इस विधि का उपयोग विद्युत के साथ मिलकर किया जाता है।

इलेक्ट्रिक डिहाइड्रेटर प्रतिष्ठानों में विद्युत प्रभावएक तेल इमल्शन पर, पानी के कण जुड़ते हैं, और तेल के साथ तेजी से अलग होते हैं।

प्राथमिक तेल शोधन

निकाला गया तेल नैफ्थेनिक, पैराफिनिक, सुगंधित कार्बोहाइड्रेट का मिश्रण है, जिसमें अलग-अलग आणविक भार और क्वथनांक होते हैं, और सल्फर, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। कार्बनिक यौगिक. प्राथमिक तेल शोधन में तैयार तेल और गैसों को हाइड्रोकार्बन के अंशों और समूहों में अलग करना शामिल है। आसवन के दौरान, पेट्रोलियम उत्पादों और मध्यवर्ती पदार्थों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त होती है।

प्रक्रिया का सार निकाले गए तेल के घटकों के उबलते तापमान में अंतर के सिद्धांत पर आधारित है। परिणामस्वरूप, कच्चा माल अंशों में विघटित हो जाता है - ईंधन तेल (हल्के तेल उत्पाद) और टार (तेल) में।

तेल का प्राथमिक आसवन निम्न के साथ किया जा सकता है:

• एकल वाष्पीकरण
• एकाधिक वाष्पीकरण
• क्रमिक वाष्पीकरण

एकल वाष्पीकरण के दौरान, तेल को हीटर में पूर्व निर्धारित तापमान तक गर्म किया जाता है। जैसे-जैसे यह गर्म होता है, वाष्प बनता है। जब निर्धारित तापमान पहुंच जाता है, तो वाष्प-तरल मिश्रण बाष्पीकरणकर्ता (एक सिलेंडर जिसमें भाप को तरल चरण से अलग किया जाता है) में प्रवेश करता है।

प्रक्रिया एकाधिक वाष्पीकरणताप तापमान में क्रमिक वृद्धि के साथ एकल वाष्पीकरण के अनुक्रम का प्रतिनिधित्व करता है।

आसवन क्रमिक वाष्पीकरणप्रत्येक वाष्पीकरण के साथ तेल की स्थिति में एक छोटा सा परिवर्तन दर्शाता है।

मुख्य उपकरण जिनमें तेल आसवन, या आसवन होता है, ट्यूब भट्टियां, आसवन कॉलम और हीट एक्सचेंजर्स हैं।

आसवन के प्रकार के आधार पर, ट्यूब भट्टियों को वायुमंडलीय भट्टियों एटी, वैक्यूम भट्टियों वीटी और वायुमंडलीय-वैक्यूम ट्यूब भट्टियों एवीटी में विभाजित किया जाता है। एटी प्रतिष्ठान उथले प्रसंस्करण करते हैं और गैसोलीन, केरोसिन, डीजल अंश और ईंधन तेल प्राप्त करते हैं। वीटी प्रतिष्ठानों में, कच्चे माल का उन्नत प्रसंस्करण किया जाता है और गैस तेल और तेल अंश, टार प्राप्त किया जाता है, जिसे बाद में चिकनाई वाले तेल, कोक, बिटुमेन आदि के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। एवीटी भट्टियों में, तेल आसवन की दो विधियाँ हैं संयुक्त.

वाष्पीकरण के सिद्धांत द्वारा तेल शोधन की प्रक्रिया होती है आसवन स्तंभ. वहां, स्रोत तेल को एक पंप का उपयोग करके हीट एक्सचेंजर में आपूर्ति की जाती है, गर्म किया जाता है, और फिर एक ट्यूबलर भट्ठी (फायर हीटर) में प्रवेश किया जाता है, जहां इसे एक दिए गए तापमान तक गर्म किया जाता है। इसके बाद, वाष्प-तरल मिश्रण के रूप में तेल आसवन स्तंभ के वाष्पीकरण भाग में प्रवेश करता है। यहां वाष्प चरण और तरल चरण का विभाजन होता है: भाप स्तंभ से ऊपर उठती है, तरल नीचे की ओर बहती है।

तेल शोधन की उपरोक्त विधियों का उपयोग व्यक्तिगत उच्च शुद्धता वाले हाइड्रोकार्बन को तेल के अंशों से अलग करने के लिए नहीं किया जा सकता है, जो बाद में पेट्रोकेमिकल उद्योग के लिए बेंजीन, टोल्यूनि, जाइलीन आदि का उत्पादन करने के लिए कच्चा माल बन जाएगा। उच्च शुद्धता वाले हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के लिए, एक अतिरिक्त पदार्थ अलग किए गए हाइड्रोकार्बन की अस्थिरता में अंतर बढ़ाने के लिए इसे तेल आसवन इकाइयों में पेश किया जाता है।

प्राथमिक तेल शोधन के बाद परिणामी घटकों का उपयोग आमतौर पर तैयार उत्पाद के रूप में नहीं किया जाता है। प्राथमिक आसवन चरण में, तेल के गुण और विशेषताएं निर्धारित की जाती हैं, जिस पर अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए आगे की प्रसंस्करण प्रक्रिया का विकल्प निर्भर करता है।

प्राथमिक तेल प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, निम्नलिखित मुख्य पेट्रोलियम उत्पाद प्राप्त होते हैं:

• हाइड्रोकार्बन गैस (प्रोपेन, ब्यूटेन)
• गैसोलीन अंश (क्वथनांक 200 डिग्री तक)
• मिट्टी का तेल (क्वथनांक 220-275 डिग्री)
• गैस तेल या डीजल ईंधन (क्वथनांक 200-400 डिग्री)
• चिकनाई वाले तेल (क्वथनांक 300 डिग्री से ऊपर) अवशेष (ईंधन तेल)

तेल पुनर्चक्रण

तेल के भौतिक और रासायनिक गुणों और अंतिम उत्पाद की आवश्यकता के आधार पर, कच्चे माल के विनाशकारी प्रसंस्करण की एक और विधि का चयन किया जाता है। पुनर्चक्रणतेल में प्रत्यक्ष आसवन द्वारा प्राप्त पेट्रोलियम उत्पादों पर थर्मल और उत्प्रेरक प्रभाव होता है। कच्चे माल यानी तेल में मौजूद हाइड्रोकार्बन पर प्रभाव से उनकी प्रकृति बदल जाती है।

तेल शोधन के विकल्प हैं:

• ईंधन
• ईंधन और तेल
• पेट्रो

ईंधन विधिप्रसंस्करण का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले मोटर गैसोलीन, सर्दी और गर्मी के डीजल ईंधन, जेट इंजन ईंधन और बॉयलर ईंधन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। यह विधि कम तकनीकी स्थापनाओं का उपयोग करती है। ईंधन विधि एक ऐसी प्रक्रिया है जो भारी पेट्रोलियम अंशों और अवशेषों से मोटर ईंधन का उत्पादन करती है। इस प्रकार के प्रसंस्करण में कैटेलिटिक क्रैकिंग, कैटेलिटिक रिफॉर्मिंग, हाइड्रोक्रैकिंग, हाइड्रोट्रीटिंग और अन्य थर्मल प्रक्रियाएं शामिल हैं।

ईंधन और तेल प्रसंस्करण के दौरानईंधन के साथ-साथ चिकनाई वाले तेल और डामर का भी उत्पादन किया जाता है। इस प्रकार में निष्कर्षण और डेस्फाल्टिंग प्रक्रियाएँ शामिल हैं।

परिणामस्वरूप पेट्रोलियम उत्पादों की सबसे बड़ी विविधता प्राप्त होती है पेट्रोकेमिकल शोधन. इस संबंध में, बड़ी संख्या में तकनीकी स्थापनाओं का उपयोग किया जाता है। कच्चे माल के पेट्रोकेमिकल प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, न केवल ईंधन और तेल का उत्पादन होता है, बल्कि नाइट्रोजन उर्वरक, सिंथेटिक रबर, प्लास्टिक, सिंथेटिक फाइबर, डिटर्जेंट, फैटी एसिड, फिनोल, एसीटोन, अल्कोहल, ईथर और अन्य रसायन भी होते हैं।

कैटेलिटिक क्रैकिंग

कैटेलिटिक क्रैकिंग को गति देने के लिए एक उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है रासायनिक प्रक्रियाएँ, लेकिन साथ ही इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सार को बदले बिना। क्रैकिंग प्रक्रिया का सार, अर्थात्। विभाजन प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक के माध्यम से गर्म किए गए तेल को वाष्प अवस्था में प्रवाहित करना शामिल है।

सुधार

सुधार प्रक्रिया का उपयोग मुख्य रूप से उच्च-ऑक्टेन गैसोलीन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। केवल 95-205°C की सीमा में उबलने वाले पैराफिन अंशों को ही इस प्रसंस्करण के अधीन किया जा सकता है।

सुधार के प्रकार:

• थर्मल सुधार
• उत्प्रेरक सुधार

थर्मल सुधार के दौरानप्राथमिक तेल शोधन के अंश केवल उच्च तापमान के संपर्क में आते हैं।

उत्प्रेरक सुधार के दौरानप्रारंभिक अंशों पर प्रभाव तापमान और उत्प्रेरक दोनों की सहायता से होता है।

हाइड्रोक्रैकिंग और हाइड्रोट्रीटिंग

इस प्रसंस्करण विधि में उत्प्रेरक के प्रभाव में उच्च उबलते तेल अंशों पर हाइड्रोजन की क्रिया के माध्यम से गैसोलीन अंश, जेट और डीजल ईंधन, चिकनाई वाले तेल और तरलीकृत गैसें प्राप्त करना शामिल है। हाइड्रोक्रैकिंग के परिणामस्वरूप, मूल तेल अंश भी हाइड्रोट्रीटिंग से गुजरते हैं।

हाइड्रोट्रीटिंग में कच्चे माल से सल्फर और अन्य अशुद्धियाँ निकालना शामिल है। आमतौर पर, हाइड्रोट्रीटिंग इकाइयों को उत्प्रेरक सुधार इकाइयों के साथ जोड़ा जाता है, क्योंकि उत्तरार्द्ध बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन का उत्पादन करता है। शुद्धिकरण के परिणामस्वरूप, पेट्रोलियम उत्पादों की गुणवत्ता बढ़ जाती है और उपकरणों का क्षरण कम हो जाता है।

निष्कर्षण एवं डीसफाल्टिंग

निष्कर्षण प्रक्रियाइसमें सॉल्वैंट्स का उपयोग करके ठोस या तरल पदार्थों के मिश्रण को अलग करना शामिल है। निकाले गए घटक उपयोग किए गए विलायक में अच्छी तरह से घुल जाते हैं। इसके बाद, तेल के प्रवाह बिंदु को कम करने के लिए डीवैक्सिंग की जाती है। अंतिम उत्पाद हाइड्रोट्रीटिंग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। इस प्रसंस्करण विधि का उपयोग डीजल ईंधन का उत्पादन करने और सुगंधित हाइड्रोकार्बन निकालने के लिए किया जाता है।

डेस्फाल्टिंग के परिणामस्वरूप, अवशिष्ट तेल आसवन उत्पादों से रालयुक्त डामर पदार्थ प्राप्त होते हैं। इसके बाद, डेस्फाल्टेड तेल का उपयोग बिटुमेन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है और उत्प्रेरक क्रैकिंग और हाइड्रोक्रैकिंग के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

कोकिंग

तेल आसवन, डीसफाल्टिंग अवशेष, थर्मल और कैटेलिटिक क्रैकिंग और गैसोलीन के पायरोलिसिस के भारी अंशों से पेट्रोलियम कोक और गैस तेल अंश प्राप्त करने के लिए, कोकिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार के पेट्रोलियम उत्पाद शोधन में क्रैकिंग, डीहाइड्रोजनेशन (कच्चे माल से हाइड्रोजन की रिहाई), चक्रीकरण (चक्रीय संरचना का गठन), सुगंधीकरण (तेल में सुगंधित हाइड्रोकार्बन में वृद्धि), पॉलीकंडेंसेशन (उप-उत्पादों की रिहाई) की अनुक्रमिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जैसे कि पानी, अल्कोहल) और एक सतत "कोक केक" बनाने के लिए संघनन। कोकिंग प्रक्रिया के दौरान निकलने वाले वाष्पशील उत्पादों को लक्ष्य अंश प्राप्त करने और उन्हें स्थिर करने के लिए एक सुधार प्रक्रिया के अधीन किया जाता है।

आइसोमराइज़ेशन

आइसोमेराइजेशन प्रक्रिया में फीडस्टॉक से इसके आइसोमर्स को परिवर्तित करना शामिल है। इस तरह के परिवर्तनों से उच्च ऑक्टेन संख्या वाले गैसोलीन का उत्पादन होता है।

alkylation

एल्काइन समूहों को यौगिकों में शामिल करके, हाइड्रोकार्बन गैसों से उच्च-ऑक्टेन गैसोलीन प्राप्त किया जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तेल शोधन की प्रक्रिया में और अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए, तेल, गैस और पेट्रोकेमिकल प्रौद्योगिकियों के पूरे परिसर का उपयोग किया जाता है। निकाले गए कच्चे माल से प्राप्त किए जा सकने वाले तैयार उत्पादों की जटिलता और विविधता भी तेल शोधन प्रक्रियाओं की विविधता को निर्धारित करती है।

यदि सवेरा हो गया तो हम क्यों उठें?

जॉन डोने "डॉन"

एक साधारण व्यक्ति जो किसी तेल रिफाइनरी के पास से गुजरता है और कई ऊंचे स्तंभ देखता है, वह शायद मान लेगा कि ये टूट रहे स्तंभ हैं। यह एक सामान्य गलती है. इनमें से अधिकांश लम्बे स्तंभ वास्तव में किसी न किसी प्रकार के आसवन स्तंभ हैं। क्रैकिंग कॉलम, जो आम तौर पर छोटे और स्क्वाट होते हैं, पर बाद के अध्याय में चर्चा की जाएगी।

तेल आसवन पेट्रोलियम प्रौद्योगिकीविदों का एक उल्लेखनीय आविष्कार है, जो पिछले अध्याय में वर्णित तेल की एक महत्वपूर्ण विशेषता, अर्थात् त्वरण वक्र पर आधारित है। प्रयुक्त तंत्र बहुत जटिल नहीं है और इसलिए विशेष रूप से दिलचस्प नहीं है। हालाँकि, पूर्णता के लिए हम यहाँ इन प्राथमिक बातों पर विचार करेंगे।

आरंभ करने के लिए, एक सादृश्य बनाना उपयोगी है। केंटुकी मूनशाइनर प्रकाश उत्पाद को खराब अवशेषों से अलग करने के लिए एक सरल स्टिल का उपयोग करता है (चित्र 3.1 देखें)। खट्टे पौधे के किण्वन के बाद, यानी, जब अल्कोहल बनाने के लिए धीमी जैव रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, तो मिश्रण को तब तक गर्म किया जाता है जब तक कि अल्कोहल उबलना शुरू न हो जाए। हल्का उत्पाद वाष्पित हो जाता है। वाष्प के रूप में यह तरल से हल्का होता है। इसलिए, यह ऊपर की ओर बढ़ता है, तरल से अलग हो जाता है और रेफ्रिजरेटर में चला जाता है, जहां यह ठंडा हो जाता है और वापस तरल (संघनित) में बदल जाता है। क्यूब में जो बचता है उसे फेंक दिया जाता है, अन्यथा

जो ऊपर जाता है वह बोतलबंद होता है। वर्णित प्रक्रिया सरल आसवन है.

यदि कोई चन्द्रमा औसत से अधिक गुणवत्ता वाला उत्पाद बेचना चाहता है, तो वह परिणामी तरल को दूसरे बैच के माध्यम से पारित कर सकता है, जो पहले के समान ही संचालित होता है। दूसरे क्यूब में, तरल का हल्का हिस्सा एक निश्चित मात्रा में गैर-अल्कोहल अशुद्धियों से अलग हो जाएगा, जो पहले क्यूब में लाइटर चेज़र के साथ ऊपर की ओर ले जाया गया था। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि चन्द्रमा खट्टे पौधे के क्वथनांक को सटीक रूप से बनाए नहीं रख सका। हालाँकि, संभवतः जितना संभव हो उतना उत्पाद प्राप्त करने के लिए उसने जानबूझकर पहले क्यूब में तापमान को आवश्यकता से थोड़ा अधिक बढ़ा दिया था।

इस दो-चरणीय प्रक्रिया को एक सतत प्रक्रिया में परिवर्तित किया जा सकता है, जैसा चित्र 3.2 में दिखाया गया है। वास्तव में, पहले कई औद्योगिक प्रतिष्ठानआसवन के लिए वे बिल्कुल इस तरह दिखते थे।

यह स्पष्ट है कि ऊपर वर्णित बैच आसवन प्रति दिन 100-200 हजार बैरल (~16-32 हजार एम3) कच्चे तेल के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त नहीं है, खासकर जब से तेल को 5-6 घटकों में विभाजित किया जाना चाहिए। एक आसवन स्तंभ ईंधन और गर्मी के रूप में बहुत कम श्रम, उपकरण और ऊर्जा का उपयोग करके इस ऑपरेशन को लगातार करने की अनुमति देता है।

आसवन स्तंभ में होने वाली प्रक्रिया को चित्र 3.3 में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। कच्चा तेल अंदर जाता है और हाइड्रोकार्बन गैसें (ब्यूटेन और हल्की गैसें), गैसोलीन, नेफ्था (नेफ्था), मिट्टी का तेल, हल्का गैस तेल, भारी गैस तेल और बॉटम बाहर आते हैं।

यह समझने के लिए कि कॉलम के अंदर सब कुछ कैसे होता है, आपको कुछ सूक्ष्मताओं पर विचार करने की आवश्यकता है। कॉलम को संचालित करने के लिए आवश्यक पहला तत्व एक फीड पंप है, जो भंडारण टैंक से कच्चे तेल को सिस्टम में पंप करता है (चित्र 3.4 देखें)। सबसे पहले, तेल एक भट्टी से होकर गुजरता है, जिसमें इसे एक तापमान तक गर्म किया जाता है

चावल। 3.3. तेल आसवन

भ्रमण का तापमान लगभग 385°C (750°F) है। पिछले अध्याय से आप जानते हैं कि इस तापमान पर, एक नियम के रूप में, आधे से अधिक तेल वाष्पित हो जाता है।

इस प्रकार प्राप्त तरल और वाष्प का मिश्रण नीचे से आसवन स्तंभ में डाला जाता है।

आसवन स्तंभ के अंदर प्लेटों का एक सेट होता है जिसमें छेद बने होते हैं। इन छिद्रों की बदौलत तेल ऊपर उठ सकता है। जब वाष्प और तरल का मिश्रण स्तंभ के माध्यम से ऊपर उठता है, तो सघन और भारी हिस्सा अलग हो जाता है और नीचे डूब जाता है, और हल्के वाष्प प्लेटों से गुजरते हुए ऊपर उठते हैं (चित्र 3.5)।

ट्रे में छेद बबल कैप नामक उपकरणों से सुसज्जित हैं (चित्र 3.6)। उनकी जरूरत है ताकि जोड़े, उसके माध्यम से

रीलों को प्लेट पर स्थित लगभग 10 सेमी मोटी तरल की परत के माध्यम से बुलबुला किया गया था। तरल की एक परत के माध्यम से गैस का बुदबुदाना सुधार का सार है: गर्म वाष्प (400 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान पर नहीं)

चावल। 3.5. आसवन स्तंभ में तेल का प्रवाह.

चावल। 3.6. आसवन स्तंभ की प्लेट पर बब्बलर कैप

(750°F) तरल से गुजरें। इस स्थिति में, ऊष्मा को वाष्प से तरल में स्थानांतरित किया जाता है। तदनुसार, भाप के बुलबुले कुछ हद तक ठंडे हो जाते हैं और उनमें से कुछ हाइड्रोकार्बन तरल अवस्था में बदल जाते हैं। जैसे ही ऊष्मा वाष्प से तरल में स्थानांतरित होती है, वाष्प का तापमान कम हो जाता है। क्योंकि तरल का तापमान कम होता है, वाष्प में कुछ यौगिक संघनित (द्रवीकृत) हो जाते हैं।

वाष्पों के तरल परत से गुज़रने और कुछ भारी हाइड्रोकार्बन खो जाने के बाद, वे अगली ट्रे में चले जाते हैं जहाँ वही प्रक्रिया दोहराई जाती है।

इस बीच, वाष्प से संघनित होने वाले हाइड्रोकार्बन के कारण प्रत्येक प्लेट पर तरल की मात्रा बढ़ जाती है। इसलिए, डाउनकमर नामक एक उपकरण कॉलम में स्थापित किया जाता है और अतिरिक्त तरल को अगली ट्रे में प्रवाहित करने की अनुमति देता है। ट्रे की संख्या ऐसी होनी चाहिए कि आसवन कॉलम से निकलने वाले उत्पाद की कुल मात्रा प्रवेश करने वाले कच्चे तेल की मात्रा के बराबर हो। वास्तव में, कुछ अणु कई बार आगे-पीछे यात्रा करते हैं - वे वाष्प के रूप में कई प्लेटों से ऊपर उठते हैं, फिर संघनित होते हैं और तरल के रूप में कई प्लेटों से नीचे की ओर प्रवाहित होते हैं। यह प्रक्रिया है

चावल। 3.7. डाउनकमर और साइड आउटलेट।

काउंटरफ्लो के कारण भाप को तरल से धोने से अंशों का स्पष्ट पृथक्करण सुनिश्चित होता है। यह एक बार में संभव नहीं होगा.

स्तंभ के विभिन्न स्तरों पर अंशों के चयन के लिए साइड आउटलेट (चित्र 3.7) हैं - स्तंभ के शीर्ष पर हल्के उत्पादों का चयन किया जाता है, और नीचे भारी तरल निकास होता है।

सिंचाई एवं पुनर्वाष्पीकरण

आसवन स्तंभ के बाहर होने वाले कई अतिरिक्त ऑपरेशन अधिक सफल आसवन प्रक्रिया में योगदान करते हैं। हल्के अंशों के साथ भारी उत्पादों को गलती से स्तंभ के ऊपरी भाग में प्रवेश करने से रोकने के लिए, वाष्पों को समय-समय पर रेफ्रिजरेटर में भेजा जाता है। रेफ्रिजरेटर में संघनित होने वाले पदार्थ नीचे स्थित प्लेटों में से एक में लौट आते हैं। यह आसवन स्तंभ की एक प्रकार की सिंचाई है (चित्र 3.8)।

चावल। 3.8. सिंचाई एवं पुनर्वाष्पीकरण।

इसके विपरीत, कुछ हल्के हाइड्रोकार्बन भारी उत्पादों के साथ तरल प्रवाह में स्तंभ के नीचे तक प्रवेश कर सकते हैं। इससे बचने के लिए, साइड आउटलेट से निकलने वाले तरल को फिर से हीटर के माध्यम से पारित किया जाता है। परिणामस्वरूप, बचे हुए हल्के हाइड्रोकार्बन अलग हो जाते हैं और भाप के रूप में आसवन स्तंभ में पुनः प्रवेश कर जाते हैं। इस प्रक्रिया को पुनर्वाष्पीकरण कहा जाता है। इस व्यवस्था का लाभ यह है कि अतिरिक्त उत्पाद पुनर्प्राप्ति के लिए कुल कच्चे तेल प्रवाह के केवल एक छोटे हिस्से को पुन: संसाधित करने की आवश्यकता होती है। सारे तेल को दोबारा गर्म करने की आवश्यकता नहीं है, जिससे ऊर्जा की बचत होती है।

स्तंभ के मध्य भाग में सिंचाई और पुनर्वाष्पीकरण का भी उपयोग किया जा सकता है, जो कुशल पृथक्करण में भी योगदान देता है। स्तंभ में प्रवेश करने वाला पुनः वाष्पित अंश अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करता है, जो प्रकाश अणुओं को स्तंभ के शीर्ष तक जाने में मदद करता है। इसी तरह, सिंचाई से भारी अणु मिलते हैं जो तरल में संघनित होने का आखिरी मौका होता है।

कुछ कच्चे तेलों की संरचना ऐसी हो सकती है कि स्तंभ की कुछ ट्रे में पर्याप्त मात्रा में वाष्प-तरल मिश्रण न हो। इन मामलों में, सिंचाई और पुनर्वाष्पीकरण प्रवाह को समायोजित करने की अनुमति देता है ताकि सुधार (पृथक्करण) प्रक्रिया जारी रह सके।

तेल आसवन प्रक्रिया का विश्लेषण करते समय, एक मौलिक रूप से महत्वपूर्ण विशेषता अंशों की उबलने की सीमा होती है। यह उस तापमान को दिया गया नाम है जिस पर आसवन उत्पाद एक दूसरे से अलग होते हैं। विशेष रूप से, जिस तापमान पर उत्पाद (अंश, कंधे का पट्टा) उबलना शुरू होता है उसे प्रारंभिक क्वथनांक (ओबीपी) कहा जाता है। वह तापमान जिस पर किसी दिए गए अंश का 100% वाष्पित हो जाता है, इस अंश का क्वथनांक (बीपी) कहलाता है। इस प्रकार, प्रत्येक गुट की दो सीमाएँ हैं - टीएनके और टीवी।

यदि हम चित्र 3.3 में दिखाए गए चित्र को फिर से देखें, तो हम आसानी से देख सकते हैं कि नेफ्था (नेफ्था) का क्वथनांक केरोसिन अंश के लिए प्रारंभिक क्वथनांक है। यानी, दो पड़ोसी गुटों के टीएनके और टीवी कम से कम नाममात्र के लिए मेल खाते हैं।

हालाँकि, टीएनसी और टीवी मेल नहीं खा सकते हैं - यह इस बात पर निर्भर करता है कि सुधार प्रक्रिया द्वारा पृथक्करण कितना अच्छा प्रदान किया गया है। शायद, प्लेट और बबल कैप की इस पूरी प्रणाली को देखते समय, आपने खुद से यह सवाल पूछा होगा कि परिणाम कितना अच्छा है। स्वाभाविक रूप से, आसवन प्रक्रिया अपूर्ण है और तथाकथित पूंछों की अभिव्यक्ति, क्षमा करें, की उपस्थिति की ओर ले जाती है।

आइए मान लें कि हम प्रयोगशाला में नेफ्था (नेफ्था) और मिट्टी के तेल का विश्लेषण कर रहे हैं और इनमें से प्रत्येक अंश के लिए हमें त्वरण वक्र प्राप्त हुए हैं जैसे कि चित्र 3.9 में दिखाया गया है। उन्हें ध्यान से देखें और आप देखेंगे कि नेफ्था का क्वथनांक लगभग है

मिट्टी के तेल का क्वथनांक लगभग 150°C (305°F) होता है।

चित्र 3.10 अधिक स्पष्ट रूप से दिखाता है कि पूँछ क्या हैं। यह आंकड़ा तापमान की निर्भरता को दर्शाता है, लेकिन इस बार वाष्पित तेल के कुल आयतन अंश पर नहीं, बल्कि इस विशेष तापमान पर वाष्पित हुए तेल के आयतन अंश पर (गणितीय विश्लेषण से परिचित लोगों के लिए, हम कह सकते हैं कि यह पहला व्युत्पन्न है) चित्र 3.9 में दिखाए गए व्युत्क्रम फलन का)।

आसवन के दौरान अवशेष लगभग हमेशा दिखाई देते हैं। यह तो है सामान्य घटना, जिसे मान लिया गया है। हालाँकि, अपने जीवन को जटिल न बनाने के लिए, उन्होंने समझौता कर लिया। तथाकथित प्रभावी सीमाओं को पहले आसवन के दौरान अंशों की सीमाओं के रूप में लिया जाता है | उबलना, यानी वह तापमान जिस पर पारंपरिक रूप से अंशों को अलग माना जाता है। भविष्य में, उबलने की सीमा शब्द का उपयोग करते समय हमारा तात्पर्य प्रभावी सीमाओं से होगा।

चावल। 3.10. त्वरण वक्र पर भिन्नों की पूँछें।

गुट की सीमाएँ स्थापित करना

जब हमने पिछले अध्याय में गुटों की सीमाओं को देखा, और ऊपर भी उनकी चर्चा की, तो ऐसा लग सकता है कि प्रत्येक गुट के लिए ये मूल्य सटीक रूप से स्थापित हैं। वास्तव में, जब एक विशिष्ट आसवन स्तंभ पर लागू किया जाता है, तो इन सीमाओं को कुछ हद तक स्थानांतरित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नेफ्था (नेफ्था) और केरोसीन के बीच की सीमा को बदलने से निम्नलिखित परिणाम हो सकते हैं। आइए मान लें कि तापमान सीमा 157 (315) से 162°C (325°F) पर स्थानांतरित हो गई है। सबसे पहले, कॉलम से निकलने वाले सुधार उत्पादों की मात्रा बदल जाएगी - आपको अधिक नेफ्था और कम केरोसिन मिलेगा। तथ्य यह है कि 157 और 162 डिग्री सेल्सियस के बीच उबलने वाला अंश अब नेफ्था छेद के माध्यम से बाहर निकलेगा, न कि मिट्टी के तेल के छेद के माध्यम से।

साथ ही नेफ्था (नेफ्था) और केरोसिन दोनों का घनत्व बढ़ जाएगा। यह कैसे हो सकता है? ओवरहेड, जो अब नेफ्था (नेफ्था) अंश में चला गया है, औसत नेफ्था से भारी है। साथ ही यह औसत केरोसीन से हल्का होता है। इस तरह दोनों गुट हुए भारी!

कुछ अन्य गुण भी बदलेंगे, लेकिन घनत्व ही एकमात्र ऐसी चीज़ है जो अलग है। मैं हमें खोदता हूं

अब तक इस पर विचार किया है. अगले अध्यायों में आसवन उत्पादों के आगे के भाग्य पर चर्चा करते समय, हम अन्य का उल्लेख करेंगे संभावित परिणामभिन्नों की क्वथनांक सीमाओं में परिवर्तन।

यदि अब आप जानते हैं कि आसवन के दौरान प्राप्त उत्पाद कहाँ भेजे जाते हैं, तो आपके लिए निम्नलिखित अध्यायों का सार समझना आसान हो जाएगा। स्तंभ के शीर्ष (ओवरहेड) से निकलने वाले प्रकाश अंशों को गैस अंशांकन इकाई को आपूर्ति की जाती है। मोटर गैसोलीन का उत्पादन करने के लिए सीधे चलने वाले गैसोलीन को कंपाउंडिंग के लिए भेजा जाता है। सुधार इकाई को नेफ्था (नेफ्था) की आपूर्ति की जाती है, हाइड्रोट्रीटिंग इकाई को केरोसिन की आपूर्ति की जाती है, डिस्टिलेट (डीजल) ईंधन का उत्पादन करने के लिए हल्के गैस तेल को मिश्रण के लिए भेजा जाता है, भारी गैस तेल उत्प्रेरक क्रैकिंग के लिए फीडस्टॉक के रूप में कार्य करता है, और अंत में, सीधा रन अवशेष को वैक्यूम आसवन के लिए भेजा जाता है।

अभ्यास

1. निम्नलिखित सूची से शब्द चुनकर रिक्त स्थान भरें:

सीधी चलने वाली गैसोलीन भट्टी

कच्चे तेल का अंशांकन

आवधिक निरंतर

बढ़ता है घटता है

शीर्ष कंधे का पट्टा रेफ्रिजरेटर बबल कैप

उ. जब चाँदनी स्थिर के शीर्ष से निकलती है

क्यूबा, ​​इसे पहले पार करना होगा

बोतल में क्या डालना है.

बी. विधा आधुनिक समय में अधिक प्रभावी नहीं है

तेल शोधन शिफ्ट करें. वर्तमान में, कच्चे तेल का सुधार केवल मोड में किया जाता है।

B. वह उपकरण जो आसवन स्तंभ में मिश्रण की दक्षता को बढ़ाता है, कहलाता है

TOC \o "1-3" \h \z d. आसवन स्तंभ की ट्रे में छेद या तो सुसज्जित हैं।

D. पूँछें एक के कारण उत्पन्न होती हैं

गुट एक दूसरे के साथ ओवरलैप होते हैं

ई. जैसे-जैसे वाष्प स्तंभ में ऊपर की ओर बढ़ती है, उसका तापमान बढ़ता जाता है।

जी. जब आसवन स्तंभ में किसी अंश का क्वथनांक कम हो जाता है, तो इस अंश का आयतन एपीआई घनत्व के बराबर होता है।

2. एक तेल रिफाइनरी के प्रबंधक को सर्दियों में प्रति दिन 33 हजार बैरल बॉयलर ईंधन का उत्पादन करने का काम सौंपा गया था। वह जानता है कि उसे प्रति दिन 200 हजार बैरल कच्चा तेल मिलेगा - 30 हजार बार। लुइसियाना से और 170 हजार बार. पश्चिम टेक्सास से. इन तेलों के लिए त्वरण वक्र नीचे दिए गए हैं। एक और शर्त "यह है कि आपको जितना संभव हो उतना जेट ईंधन प्राप्त करने की आवश्यकता है। यानी, आपको जितना संभव हो उतना तेल निचोड़ने की आवश्यकता है। जेट ईंधन की उबलने की सीमा 300-525 ° F (150-275 ° C) है ), ये आसवन कॉलम में संबंधित अंशों की सीमाएं होंगी।

अंत में, 33 हजार बार/दिन बॉयलर ईंधन के उत्पादन को सुनिश्चित करने के लिए, कच्चे तेल के आसवन के दौरान 20 हजार बार/दिन हल्के सीधे चलने वाले गैस तेल को प्राप्त करना आवश्यक है।

और इसे बॉयलर ईंधन प्राप्त करने के लिए निर्देशित करें।

कार्य: 20 हजार बार/दिन प्राप्त करने के लिए एलपीजी अंश के लिए कौन सी तापमान सीमा निर्धारित की जानी चाहिए?

ओवरक्लॉकिंग डेटा:

संकेत: मिश्रित तेल के लिए रैंप-अप वक्र की गणना करें। टीवी जेट ईंधन एलपीजी का एक टीएनपी अंश है। एलपीजी अंश के लिए टीवी की गणना करना बाकी है ताकि यह 20 हजार बार/दिन हो जाए।