विषय 9 "तेल और पेट्रोलियम उत्पादों की शोधन प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांत"

1. तेल की उत्पत्ति और संरचना। प्रसंस्करण के लिए तेल निकालना और तैयार करना।

3. बहुलक 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. प्रसंस्करण के लिए तेल निकालना और तैयार करना

सभी ज्ञात प्रकार के ईंधन में से, जीवाश्म ईंधन सबसे महत्वपूर्ण हैं, जिनके दहन से उत्पादन होता है थर्मल ऊर्जा, और प्रसंस्करण - रासायनिक उद्योग के लिए कच्चा माल।

वर्तमान समय में तेल शोधन के उत्पाद (पेट्रोलियम उत्पाद) सबसे अधिक उपयोग किये जाते हैं। इनका उत्पादन हमारे देश में भी होता है, तो आइए तेल शोधन प्रौद्योगिकियों पर करीब से नज़र डालें।

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 के अनुसार, तेल हाइड्रोकार्बन का एक जटिल मिश्रण है, मुख्य रूप से पैराफिनिक और नैफ्थेनिक, 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 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।

उपयोग के आधार पर पेट्रोलियम से प्राप्त तरल ईंधन को निम्न में विभाजित किया गया है:

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

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

डिज़ स्प्रूस(गैस तेल, सौर आसवन) - डीजल इंजन के लिए .

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

तेल उत्पादनकुओं की ड्रिलिंग द्वारा किया गया।

तैयारीतेल की आंतों से निकाले गए तेल का उद्देश्य उसमें से अशुद्धियों को दूर करना है ( संबद्ध गैस, खनिज लवणों, यांत्रिक समावेशन के साथ जलाशय का पानी) और संरचनागत स्थिरीकरण। 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 अलग करना शामिल है, जिनमें से प्रत्येक हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है।

द्वितीयक तेल शोधनप्राथमिक प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप प्राप्त पेट्रोलियम उत्पादों के प्रसंस्करण के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करता है। ये प्रक्रियाएँ तेल 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 प्रत्यक्ष आसवन विभिन्न क्वथनांक वाले पदार्थों के मिश्रण के वाष्पीकरण और संघनन की घटना पर आधारित।

मिश्रण का उबलना औसत क्वथनांक के बराबर तापमान पर शुरू होता है घटक भाग. इस मामले में, मुख्य रूप से हल्के कम-उबलने वाले घटक (कम घनत्व वाले और कम तापमान पर उबलने वाले) वाष्प चरण में चले जाते हैं, जबकि 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 तरल चरण इससे 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 उबलने पर तरल रहता है, में मुख्य रूप से उच्च-उबलने वाले घटक होते हैं; दूसरे, संघनित, की संरचना प्रारंभिक मिश्रण की संरचना के करीब है; तीसरा, वाष्पशील, इसमें मुख्य रूप से कम-उबलने वाले घटक होते हैं।

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

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

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

एकल चरण, वायुमंडलीय दबाव (एटी);

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 के दबाव पर संचालित होता है -

दो-चरणीय आसवन में, तेल को पहले नमक रहित और निर्जलित किया जाता है, फिर पहले चरण की ट्यूब भट्टी में 300 - 350 डिग्री सेल्सियस (क्वथनांक से 25 - 30 डिग्री सेल्सियस अधिक) के तापमान पर गरम किया जाता है। तेल को अंशों में अलग करना एक आसवन स्तंभ में किया जाता है, जो 25-55 मीटर ऊंचा और 5-7 मीटर व्यास वाला एक बेलनाकार उपकरण है। तरल उत्पाद नीचे की ओर बहते हैं और वाष्प स्तंभ के ऊपर चढ़ते हैं। स्तंभ के ऊपरी भाग में सिंचाई करने वाला द्रव (कफ) डाला जाता है। नीचे से उठने वाले वाष्प बार-बार स्तंभ की ऊंचाई पर बहते हुए तरल चरण के साथ संपर्क करते हैं। उभरते गर्म वाष्प के साथ मिलकर, 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 ऊपर उठती है, उनका तापमान कम होता जाता है, जबकि नीचे की ओर बहने वाला कफ अधिक से अधिक भारी अंशों में समृद्ध होता जाता है, और ऊपर उठती हुई वाष्प हल्की होती है। स्तंभ के निचले भाग में, सबसे भारी अंश (ईंधन तेल) युक्त एक तरल एकत्र किया जाता है। ईंधन तेल को स्तंभ के नीचे से निकाला जाता है और हीट एक्सचेंजर्स में ठंडा किया जाता है, जबकि स्तंभ को आपूर्ति किए गए तेल को गर्म किया 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 कंडेनसर में निकाला जाता है और विभाजक में पानी से अलग किया जाता है। गैसोलीन अंश का कुछ भाग रिफ्लक्स कॉलम में वापस आ जाता है।

तथाकथित मध्य अंशों को स्तंभ के मध्यवर्ती क्षेत्रों से छुट्टी दे दी जाती 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 निकाले 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 भट्टी 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 तेल आसवन को ऊंचाई के साथ ले जाया जाता है।

दो चरणीय इकाइयों की क्षमता प्रतिदिन 8-9 हजार टन तेल है। प्रत्यक्ष आसवन के दौरान गैसोलीन की उपज तेल की आंशिक संरचना पर निर्भर करती है और 3 से 15% तक होती है।

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

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

क्रैकिंग प्रक्रिया के पाठ्यक्रम को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक तापमान और धारण समय हैं: तापमान जितना अधिक होगा और लंबी अवधिएक्सपोज़र, प्रक्रिया जितनी अधिक पूर्ण होगी और क्रैकिंग उत्पादों की उपज उतनी ही अधिक होगी। बड़ा प्रभावउत्प्रेरक क्रैकिंग प्रक्रिया की दिशा और दिशा को प्रभावित करते हैं। उत्प्रेरक के उचित विकल्प के साथ, कम तापमान पर प्रतिक्रिया करना संभव है आवश्यक उत्पादऔर उनका उत्पादन बढ़ाएँ।

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

थर्मल क्रैकिंगउच्च दबाव (तापमान 450-500 डिग्री सेल्सियस और दबाव 2-7 एमपीए) के तहत ऊंचे तापमान पर किए जाते हैं। 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 विभाजित होते हैं।

इसके बाद, क्रैकिंग उत्पादों और अप्रयुक्त फीडस्टॉक का मिश्रण एक बाष्पीकरणकर्ता से होकर गुजरता है, जिसमें क्रिएट को अलग किया जाता है, यानी। ऐसे पदार्थ जो टूटने योग्य नहीं हैं। हल्के वाणिज्यिक अंशों के पृथक्करण और उत्पादन के लिए हल्के उत्पाद आसवन कॉलम में प्रवेश करते हैं। थर्मल क्रैकिंग के साथ, उदाहरण के लिए, ईंधन तेल, उत्पादों की अनुमानित संरचना इस प्रकार है: फटा हुआ गैसोलीन - 30-35%, फटा हुआ गैसें - 10-15, फटा हुआ अवशेष - 50-55%। क्रैक किए गए गैसोलीन का उपयोग ऑटोमोबाइल गैसोलीन के घटकों के रूप में किया जाता है, क्रैक किए गए गैसों का उपयोग संश्लेषण के लिए ईंधन या कच्चे माल के रूप में किया जाता है कार्बनिक यौगिक; फटा हुआ अवशेष, जो रालयुक्त, एस्फाल्टेनोन 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।

उत्प्रेरक क्रैकिंग- उत्प्रेरक की उपस्थिति में पेट्रोलियम उत्पादों का प्रसंस्करण। में हाल तकगैसोलीन सहित हल्के पेट्रोलियम उत्पाद प्राप्त करने के लिए इस पद्धति का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। इसके फायदों में शामिल हैं:

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

उच्च ऑक्टेन संख्या और अधिक भंडारण स्थिरता की विशेषता वाले गैसोलीन सहित विपणन योग्य उत्पादों की उपज बढ़ाना;

प्रक्रिया को सही दिशा में संचालित करने और एक निश्चित संरचना के उत्पाद प्राप्त करने की संभावना;

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

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

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

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

प्लेटफ़ॉर्मिंग (प्लैटिनम-आधारित उत्प्रेरक);

सुधार (रेनियम पर आधारित उत्प्रेरक)।

व्यवहार में, प्लेटफ़ॉर्मिंग सबसे व्यापक है, जो हाइड्रोजन की उपस्थिति में सीधे चलने वाले नेफ्था अंशों के प्रसंस्करण के लिए एक उत्प्रेरक प्रक्रिया है। यदि प्लेटफ़ॉर्मिंग 480 - 510 डिग्री सेल्सियस पर की जाती है और दबाव 15-10 5 से 3 10 6 Pa तक होता है, तो परिणामस्वरूप बेंजीन, टोल्यूनि और जाइलीन बनते हैं। 5 10 6 पा के दबाव पर, गैसोलीन प्राप्त होते हैं जो उच्चतम स्थिरता और कम सल्फर सामग्री द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं।

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

सल्फ्यूरिक एसिड उपचारयह है कि उत्पाद को सामान्य तापमान पर 90‑93% H 2 SO 4 की थोड़ी मात्रा के साथ मिलाया जाता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एक 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 और 35 10 5 से 4 10 6 पा के दबाव पर एल्यूमीनियम-कोबाल्ट-मोलिब्डेनम उत्प्रेरक की उपस्थिति में शुद्ध किए जाने वाले उत्पाद के साथ हाइड्रोजन की परस्पर क्रिया और हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया को हटाना शामिल है। और पानी।

पर सोखना सफाई विधि तेल उत्पादों का उपचार ब्लीचिंग क्ले या सिलिका जेल से किया जाता है। इस मामले में, सल्फ्यूरस, ऑक्सीजन युक्त यौगिक, रेजिन और आसानी से खनिजयुक्त हाइड्रोकार्बन सोख लिए जाते हैं।

अवशोषण सफाई के तरीकेतेल उत्पादों के हानिकारक घटकों के चयनात्मक (चयनात्मक) विघटन में शामिल हैं। चयनात्मक सॉल्वैंट्स के रूप में, एक नियम के रूप में, तरल सल्फर डाइऑक्साइड, फ़्यूरफ़्यूरल, नाइट्रोबेंजीन, डाइक्लोरोइथाइल ईथर, आदि का उपयोग 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 तेल 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 को कच्चे माल (परिष्कृत उत्पादों की लागत का 50-75%), विद्युत और तापीय ऊर्जा, साथ ही अचल संपत्तियों के लिए उच्च स्तर की लागत की विशेषता है। तेल शोधन में लागत का स्तर काफी हद तक तेल की संरचना पर निर्भर करता है, जो इसके प्रसंस्करण की गहराई, प्रसंस्करण की तकनीकी योजना, प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल की तैयारी की डिग्री आदि निर्धारित करता है। इस प्रकार, उच्च-सल्फर तेल को संसाधित करते समय, इसके पंपिंग और उपचार के लिए अतिरिक्त पूंजी और परिचालन लागत कम-सल्फर तेल को संसाधित करते समय की तुलना में लगभग 1.5 गुना अधिक होती है। बदले में, अत्यधिक मोमी चिपचिपे तेल को डीवैक्सिंग, पंपिंग और भंडारण के लिए अतिरिक्त लागत की आवश्यकता होती है।

अंशों पर, वाष्प के बार-बार वाष्पीकरण और संघनन द्वारा, सामान्य (वायुमंडलीय) दबाव पर किया जाता है।

दो प्रक्रियाओं में से पहली प्राथमिक तेल शोधन .

तकनीकी प्रक्रिया

एक विशेष प्रक्रिया के दौरान तैयार किया गया तेल (देखें) प्रसंस्करण के लिए तेल तैयार करना) को एक विशेष ओवन में लगभग 380°C के तापमान पर गर्म किया जाता है। परिणामस्वरूप, तरल और भाप का मिश्रण प्राप्त होता है, जिसे आसवन स्तंभ के निचले हिस्से में डाला जाता है - वायुमंडलीय तेल आसवन की मुख्य इकाई।

आसवन स्तंभ एक प्रभावशाली पाइप है (80 मीटर तक ऊंचा और 8 मीटर व्यास तक) जिसे विशेष छेद वाली तथाकथित प्लेटों द्वारा अंदर लंबवत सीमांकित किया गया है। जब गर्म मिश्रण को स्तंभ में डाला जाता है, तो हल्की वाष्प ऊपर चली जाती है, जबकि भारी और सघन हिस्सा अलग हो जाता है और नीचे डूब जाता है।

उभरते हुए वाष्प संघनित होते हैं और प्रत्येक प्लेट पर लगभग 10 सेमी मोटी तरल की एक परत बनाते हैं। प्लेटों में छेद तथाकथित बुदबुदाती टोपी से सुसज्जित होते हैं, जिसके कारण बढ़ते वाष्प इस तरल के माध्यम से बुलबुले बनाते हैं। इस मामले में, वाष्प गर्मी खो देते हैं, इसे तरल में स्थानांतरित कर देते हैं, और हाइड्रोकार्बन का हिस्सा तरल अवस्था में चला जाता है। "गुरग्लिंग" की यह प्रक्रिया सुधार का सार है। इसके बाद, वाष्प अगली प्लेट तक बढ़ती है, जहां बुदबुदाहट दोहराई जाती है। इसके अलावा, प्रत्येक प्लेट एक तथाकथित ड्रेन कप से सुसज्जित होती है, जो अतिरिक्त तरल को निचली प्लेट पर बहने देती है।

इस प्रकार, वायुमंडलीय आसवन के माध्यम से, तेल को अलग किया जाता है गुटों(या कंधे की पट्टियाँ)। हालाँकि, अधिक कुशल पृथक्करण के लिए, निम्नलिखित तकनीकी विधियों का उपयोग किया जाता है।

भारी उत्पादों को स्तंभ के ऊपरी भाग में प्रवेश करने से रोकने के लिए, वाष्पों को समय-समय पर रेफ्रिजरेटर में भेजा जाता है। रेफ्रिजरेटर में संघनित पदार्थ निचली प्लेटों में से एक में वापस आ जाते हैं। ऐसी प्रक्रिया कहलाती है सिंचाईआसवन स्तंभ।

दूसरी ओर, कुछ हल्के हाइड्रोकार्बन तरल प्रवाह के साथ स्तंभ के निचले भाग में समाप्त हो सकते हैं। कॉलम में एक निश्चित स्थान से तरल पदार्थ का चयन करके उसे हीटर के माध्यम से पुनः प्रवाहित करके इस समस्या का समाधान किया जाता है। इस प्रकार, हल्के हाइड्रोकार्बन फिर से वाष्प के रूप में स्तंभ में प्रवेश करते हैं। वर्णित प्रक्रिया कहलाती है पुनर्वाष्पीकरण.

स्तंभ के किसी भी भाग से लिए गए अंशों पर भाटा और पुनः वाष्पीकरण लागू किया जा सकता है। इन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, कुछ अणु स्तंभ के माध्यम से कई बार गुजरते हैं, वाष्पित होते हैं और फिर से संघनित होते हैं। यह दृष्टिकोण तेल का सबसे कुशल पृथक्करण प्रदान करता है, और आसवन स्तंभ अनिवार्य रूप से एक साथ संयुक्त आसवन इकाइयों का एक जटिल है।

अंशों की क्वथनांक सीमा

भिन्नों का मूलतः महत्वपूर्ण एवं मुख्य गुण है उबलने की सीमावे तापमान हैं जिन पर आसवन के उत्पाद एक दूसरे से अलग हो जाते हैं।

क्वथनांक (टीएनके) वह तापमान है जिस पर अंश उबलना शुरू कर देता है

उबाल बिंदु (टीवी) वह तापमान है जिस पर यह अंश पूरी तरह से वाष्पित हो जाता है।

नाममात्र रूप से, एक अंश का क्वथनांक आसन्न, भारी अंश का प्रारंभिक क्वथनांक होना चाहिए। हालाँकि, व्यवहार में, सुधार प्रक्रिया आदर्श नहीं है और ज्यादातर मामलों में (यदि हमेशा नहीं) पड़ोसी अंशों के टीवी और टीएनके मेल नहीं खाते हैं। इस तरह के ओवरलैप को आमतौर पर "पूंछ" कहा जाता है, और उन्हें त्वरण वक्रों पर सबसे स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है।

सरलीकरण के लिए, धारणा प्रभावी उबलने की सीमा, अर्थात। तापमान जिस पर अंशों को सशर्त रूप से अलग माना जाता है।

	केरोसिन और नेफ्था के लिए ओवरलैपिंग आसवन वक्र

आसवन स्तंभ के विभिन्न स्तरों पर अंशों का चयन पार्श्व शाखाओं के माध्यम से किया जाता है। भारी अंशों को स्तंभ के निचले भाग में लिया जाता है, हल्के अंशों (शीर्ष कट) को शीर्ष पर लिया जाता है। साथ ही, ज़रूरतों के आधार पर, अंशों के उबलने की सीमाएँ निर्धारित और समायोजित की जा सकती हैं।

	वायुमंडलीय आसवन की प्रक्रिया में तेल को अंशों में अलग करने की योजना

वायुमंडलीय आसवन के लगभग सभी हल्के उत्पादों को तुरंत भेज दिया जाता है पुनर्चक्रण, और सीधे चलने वाले अवशेष (ईंधन तेल) - पर

तेल शोधन सिद्धांत

आसवन द्वारा किसी भी मिश्रण (विशेष रूप से, तेल) को अंशों में अलग करना उसके घटकों के क्वथनांक में अंतर पर आधारित होता है। इसलिए, यदि मिश्रण में दो घटक होते हैं, तो वाष्पीकरण के दौरान, कम क्वथनांक (कम क्वथनांक, एलबीसी) वाला घटक वाष्प में चला जाता है, और उच्च क्वथनांक (उच्च क्वथनांक, एचडब्ल्यूसी) वाला घटक बना रहता है। तरल अवस्था में. परिणामस्वरूप वाष्प संघनित होकर आसुत बनता है, अवाष्पीकृत तरल को अवशेष कहा जाता है। इस प्रकार, एनसीसी आसुत में और वीसीसी अवशेष में चला जाता है।

वर्णित प्रक्रिया को सरल आसवन कहा जाता है। घटकों के सबसे पूर्ण पृथक्करण के लिए, अधिक जटिल प्रकार के आसवन का उपयोग किया जाता है - सुधार के साथ आसवन। परिशोधन में इन वाष्पों के संघनन के परिणामस्वरूप उत्पन्न तरल के साथ आसवन के दौरान बनने वाले वाष्पों का प्रतिधारा संपर्क शामिल होता है। स्तंभ में सुधार करने के लिए आरोही वाष्प प्रवाह और अवरोही तरल प्रवाह बनाना आवश्यक है। पहला प्रवाह स्तंभ के निचले (डिस्टिलर) भाग में प्रविष्ट गर्मी के कारण बनता है, दूसरा - स्तंभ के ऊपरी (एकाग्रता) भाग में आपूर्ति की गई ठंडी सिंचाई के कारण (अन्य प्रकार की सिंचाई के लिए नीचे देखें)।

चावल। 4.1 कैप प्लेट की योजना: 1-प्लेट; 2- नाली का गिलास; 3- - टोपी; 4- वाष्प के पारित होने के लिए शाखा पाइप; 5- वाष्प के मार्ग के लिए टोपी में स्लॉट; 6 - प्लेट पर तरल स्तर बनाने के लिए रिटेनिंग दीवार; 7 - स्तंभ की दीवार; 8- वलय

स्तंभ की प्लेटों पर दो चरण होते हैं: भाप; (उच्च तापमान) और तरल (कम तापमान)। इस मामले में, वाष्प को ठंडा किया जाता है, और उच्च-उबलते घटक का हिस्सा संघनित होता है और एक तरल में बदल जाता है। तरल को गर्म किया जाता है और कम-उबलने वाले घटक का कुछ हिस्सा उसमें से वाष्पित हो जाता है, वाष्प चरण में चला जाता है। यह प्रक्रिया प्रत्येक प्लेट पर बार-बार होती है। तेल और तेल उत्पादों के आसवन और सुधार की प्रक्रिया में, संतृप्त वाष्प का दबाव और वाष्प और तरल पदार्थ के बीच संतुलन एक निर्णायक भूमिका निभाता है।

यह प्रक्रिया प्रत्येक प्लेट पर बार-बार होती है। तेल और तेल उत्पादों के आसवन और सुधार की प्रक्रिया में, संतृप्त वाष्प का दबाव और वाष्प और तरल पदार्थ के बीच संतुलन एक निर्णायक भूमिका निभाता है।

तरल वाष्प दबाव.

किसी तरल का संतृप्त वाष्प दबाव, तरल के साथ संतुलन में दिए गए तापमान पर उसके वाष्प द्वारा विकसित दबाव है। यह दबाव तापमान में वृद्धि और तरल के वाष्पीकरण की गर्मी में कमी के साथ बढ़ता है। तापमान के आधार पर, हाइड्रोकार्बन के संतृप्त वाष्प के दबाव वक्र, जो हल्के तेल उत्पादों का हिस्सा हैं, चित्र 4.2 में दिखाए गए हैं।

मिश्रण और तेल अंशों का संतृप्त वाष्प दबाव न केवल तापमान पर निर्भर करता है, बल्कि तरल और वाष्प चरणों की संरचना पर भी निर्भर करता है। ऐसा प्रतीत होता है कि बहुत कम तापमान या पर्याप्त उच्च दबाव पर, सभी गैसों को तरल अवस्था में जाना होगा। हालाँकि, प्रत्येक गैस के लिए एक तापमान होता है जिसके ऊपर दबाव में किसी भी वृद्धि से इसे तरल में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। यह तथाकथित गंभीर तापमान टी करोड़।क्रांतिक तापमान के अनुरूप वाष्प दाब कहलाता है गंभीर दबावपी क्र - क्रांतिक तापमान और दबाव पर गैस की विशिष्ट मात्रा कहलाती है महत्वपूर्ण मात्रा.क्रांतिक बिंदु पर, गैसीय और तरल अवस्थाओं के बीच का असंतोष गायब हो जाता है।

आसवन (आसवन)- यह तेल और गैसों को अंशों (घटकों) में भौतिक रूप से अलग करने की प्रक्रिया है जो उबलने की तापमान सीमा (या तापमान) के संदर्भ में एक दूसरे से और प्रारंभिक मिश्रण से भिन्न होती है। प्रक्रिया को अंजाम देने की विधि के अनुसार, सरल और जटिल आसवन को प्रतिष्ठित किया जाता है।

तेल आसवन की दो मुख्य विधियाँ हैं: क्रमिक, या एकाधिक, वाष्पीकरण (क्यूब्स में) के साथ; एकल वाष्पीकरण के साथ (ट्यूब भट्टियों में)। क्रमिक वाष्पीकरण के साथ, परिणामस्वरूप वाष्प तुरंत सिस्टम से हटा दिए जाते हैं (उदाहरण के लिए, एक मानक उपकरण पर पेट्रोलियम उत्पादों के आसवन के दौरान अंश, साथ ही स्थिर बैटरी के क्यूब्स में से एक पर)। एकल वाष्पीकरण के साथ, उत्पाद को एक ट्यूबलर भट्ठी में एक निश्चित तापमान तक गरम किया जाता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि वांछित आसवन प्राप्त होता है, और पूरे हीटिंग समय के दौरान, वाष्प को तरल से अलग नहीं किया जाता है - सिस्टम की संरचना नहीं होती है परिवर्तन। वांछित तापमान तक पहुंचने पर, सिस्टम में बनने वाले तरल और वाष्प चरण अलग हो जाते हैं। यह पृथक्करण एक स्तंभ या बाष्पीकरणकर्ता (वाष्पीकरणकर्ता) में होता है जहां उत्पाद ट्यूब भट्टी में गर्म होने के बाद प्रवेश करता है। पृथक्करण से पहले, दोनों चरण - वाष्प और तरल - एक दूसरे के साथ संतुलन में होते हैं, इसलिए, फ़्लैश वाष्पीकरण को संतुलन भी कहा जाता है। इस प्रकार, एकल वाष्पीकरण के साथ तेल के आसवन के दौरान, किसी दिए गए तापमान पर बनने वाले वाष्पों के पूरे मिश्रण को तरल अवशेषों से तुरंत अलग किया जाता है, और फिर एक अंश में विभाजित किया जाता है

एकल वाष्पीकरण के साथ तेल का आसवन, स्थिर अवस्था में क्रमिक वाष्पीकरण के विपरीत, जिसमें कई घंटे लगते हैं, कुछ मिनटों में और कम तापमान पर होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि एकल वाष्पीकरण के दौरान कम-उबलते अंश कम तापमान पर उच्च-उबलते घटकों के वाष्पीकरण में योगदान करते हैं।

चित्र 4.3 समदाब रेखीय वक्र

वाष्पीकरण प्रक्रिया को समझाने के लिए, आइए आइसोबैरिक वक्र लें (चित्र 3.6)। मान लें कि कम-उबलने वाले घटक (एलबीसी) वाला एक तरल है एओएक तापमान पर टी0. सिस्टम की यह स्थिति बिंदु द्वारा विशेषता है एओ. आइए तरल को गर्म करना शुरू करें। ग्राफ़िक रूप से, इसे एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया जाता है अ 0 अ 1 y-अक्ष के समानांतर. तापमान पर पहुंचने पर तरल t1उबलना शुरू हो जाता है (यह आइसोबार के निर्माण की विधि से ही पता चलता है)।

तरल और वाष्प के संतुलन को ध्यान में रखते हुए, परिणामी वाष्प की संरचना क्षैतिज द्वारा निर्धारित की जाती है ए 1 बी 1, एक बिंदु पर वाष्प चरण वक्र के साथ चौराहे तक खींचा गया। दरअसल, यदि संतृप्त वाष्प का तापमान बराबर है t1, तो उनकी रचना बिंदु द्वारा निर्धारित होती है बी 1, जिसका भुज बराबर है t1(यह माना जाता है कि निकलने वाली वाष्प की मात्रा नगण्य है और उबलने से पहले और बाद में तरल की संरचना अपरिवर्तित रहती है और xo के बराबर होती है)।

आइए अब एक और मामले पर विचार करें। आइए मान लें कि xo संरचना के समान मिश्रण को उच्च तापमान t तक गर्म किया जाता है। उसी समय, जो वाष्प पहले से ही तापमान t 1 पर बनना शुरू हो गए थे, वे तरल से अलग नहीं होते हैं, जिसके कारण वाष्प और तरल दोनों सहित पूरे सिस्टम की संरचना स्थिर और x o के बराबर रहती है आइए हम आगे मान लें कि , बिंदु C पर तापमान t तक पहुंचने पर, हमने वाष्प को तरल से अलग कर दिया। इन वाष्पों और तरल पदार्थों की संरचना क्या है? इस समस्या को हल करने के लिए, बिंदु C से होकर तापमान t के अनुरूप एक क्षैतिज रेखा AB खींचना पर्याप्त है। समदाब रेखा वक्रों के साथ इस क्षैतिज रेखा का प्रतिच्छेदन बिंदु A से B क्रमशः तरल x और वाष्प y की संरचना दिखाएगा। जब सिस्टम को उच्च तापमान t 2 पर गर्म किया जाता है, तो इसकी स्थिति को x 2 और y 2 की सांद्रता वाले बिंदु A 2 और B 2 द्वारा दर्शाया जाता है। इस मामले में, y 2 x o के साथ मेल खाता है, अर्थात, y 2 \u003d x o, जो केवल संपूर्ण तरल के पूर्ण वाष्पीकरण के साथ ही संभव है। इस प्रकार, टी 2 एक एकल वाष्पीकरण के दौरान xo संरचना के तरल के पूर्ण वाष्पीकरण का तापमान है, तापमान में और वृद्धि केवल वाष्प के अधिक गर्म होने के साथ होती है। उपरोक्त से यह निष्कर्ष निकलता है कि निचले वक्र से घिरे क्षेत्र में स्थित कोई भी बिंदु केवल तरल चरण की उपस्थिति को दर्शाता है, और आइसोबार्स (लेंस क्षेत्र) से घिरे क्षेत्र में स्थित एक बिंदु वाष्प और तरल दोनों चरणों के एक साथ अस्तित्व को दर्शाता है। , क्षेत्र में स्थित - केवल वाष्प चरण का अस्तित्व। (देखें एसवी वेर्झिचिंस्काया, तेल और गैस की रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी, पृष्ठ 60-65)।

तेल और उसके अंशों के क्वथनांक को कम करने के तरीके

तेल के ताप तापमान में वृद्धि और ताप की अवधि में वृद्धि के साथ, जब उच्च-आणविक हाइड्रोकार्बन का अपघटन शुरू होता है - तथाकथित क्रैकिंग। तेल की संरचना के आधार पर, यह क्षण 320-360°C के तापमान पर होता है। हालाँकि, कुछ मामलों में, विशेष रूप से आसुत तेल और उत्प्रेरक क्रैकिंग के लिए फीडस्टॉक के उत्पादन के लिए उच्च-उबलते अंश प्राप्त करते समय, तेल को निर्दिष्ट सीमा से ऊपर गर्म करना आवश्यक है। उच्च आणविक भार हाइड्रोकार्बन के अपघटन को रोकने के लिए, प्रसंस्करण के दौरान इसके क्वथनांक को कम करना आवश्यक है। यह वैक्यूम आसवन या भाप इंजेक्शन (कभी-कभी दोनों) द्वारा प्राप्त किया जाता है।

वैक्यूम पंपों या उनके संघनन का उपयोग करके स्तंभ से गैसों की निकासी (चूषण) के परिणामस्वरूप वैक्यूम (रेयरफैक्शन) प्राप्त किया जाता है। ऐसे उपकरण में दबाव को अवशिष्ट कहा जाता है।

यह हमेशा वायुमंडलीय (101.3 एमपीए, या 760 एमएमएचजी) से नीचे होता है। वैक्यूम को 101.3 एमपीए (760 एमएमएचजी) और अवशिष्ट दबाव के बीच अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। उदाहरण के लिए, यदि अवशिष्ट दबाव 13.3 एमपीए (100 मिमीएचजी) है, तो निर्वात है: 101.3 - 13.3 = 88 एमपीए (760-100 = 660 मिमीएचजी)। अंजीर पर. चित्र 3.8 350 और 500 डिग्री सेल्सियस के बीच औसत क्वथनांक के साथ उच्च आणविक तेल अंशों के लिए दबाव पर क्वथनांक की अनुमानित निर्भरता दिखाता है। इसलिए, दबाव जितना कम होगा, अंश का क्वथनांक उतनी ही तेजी से घटता है। उदाहरण के लिए, 13.3 एमपीए (100 मिमी एचजी) के अवशिष्ट दबाव पर 450 डिग्री सेल्सियस के औसत क्वथनांक वाले अंश के लिए, क्वथनांक में कमी 110 डिग्री सेल्सियस (बिंदु एल) है, अर्थात, इन परिस्थितियों में अंश 450 - 110 = = 340 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है, और 0.665 एमपीए (5 मिमी एचजी) के अवशिष्ट दबाव पर - 236 डिग्री सेल्सियस (450 -214 = 236 डिग्री सेल्सियस, बिंदु बी) पर उबलता है। 500 डिग्री सेल्सियस के औसत क्वथनांक वाले अंश के लिए, 13.3 एमपीए (100 मिमी एचजी) के अवशिष्ट दबाव पर क्वथनांक में कमी 117 डिग्री सेल्सियस (बिंदु बी) है, और 350 डिग्री सेल्सियस के अंश के लिए - 350 - 94 = 256°C (बिंदु डी)

भाप आसवन द्वारा क्वथनांक को कम करने का उपयोग तेल शोधन उद्योग के अभ्यास में भी व्यापक रूप से किया जाता है, विशेष रूप से ईंधन तेल के आसवन में। तेल के आसवन के दौरान जल वाष्प की क्रिया (भाप को तंत्र के निचले भाग के ऊपर स्थित मातृ शराब के माध्यम से पेश किया जाता है) इस प्रकार है: अनगिनत भाप बुलबुले तेल के अंदर एक विशाल मुक्त सतह बनाते हैं, जिससे तेल इन बुलबुले में वाष्पित हो जाता है। तेल वाष्प दबाव, वायुमंडलीय दबाव से नीचे होने के कारण, इस पर काबू पाने के लिए पर्याप्त नहीं है, यानी उबलने और आसवन का कारण बनता है, लेकिन तेल वाष्प दबाव में जल वाष्प दबाव जोड़ा जाता है, इसलिए कुल मिलाकर (डाल्टन के नियम के अनुसार) एक दबाव प्राप्त होता है यह वायुमंडलीय दबाव से थोड़ा अधिक है और तेल को उबालने और आसवन के लिए पर्याप्त है।

भाप के दबाव को इस तरह से बनाए रखा जाना चाहिए कि यह तरल स्तंभ के दबाव और उपकरण में दबाव, साथ ही पाइपलाइनों के हाइड्रोलिक प्रतिरोध पर काबू पा सके। आमतौर पर भाप का दबाव 0.2 एमपीए (2 केजीएफ/सेमी2) से ऊपर उपयोग किया जाता है; भाप सूखी होनी चाहिए, इसलिए यह अक्सर भट्टी के किसी कुंडल में ज़्यादा गरम हो जाती है।

केवल वैक्यूम का उपयोग करके आसवन तापमान में महत्वपूर्ण कमी के लिए कम अवशिष्ट दबाव के निर्माण की आवश्यकता होती है, जिससे वैक्यूम संयंत्र की लागत बढ़ जाती है और इसका संचालन जटिल हो जाता है, जबकि वैक्यूम के बिना भाप आसवन के उपयोग से भाप की बड़ी खपत होती है, जिसके लिए उच्च दबाव की भी आवश्यकता होती है। भाप के उत्पादन से जुड़ी लागत (उदाहरण के लिए, आसवन के लिए ऑटोलॉगस डिस्टिलेट भाप की खपत 75% तक पहुंच जाती है)। इसलिए, उच्च आणविक तेल उत्पादों के आसवन के लिए सबसे लाभप्रद विकल्प आसुत तेल उत्पाद को जीवित भाप की आपूर्ति के साथ वैक्यूम का संयोजन है। इस संयोजन का उपयोग ईंधन तेल के आसवन में तेल आसवन, उत्प्रेरक क्रैकिंग या हाइड्रोक्रैकिंग के लिए फीडस्टॉक का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

सुधार के साथ तेल आसवन

सामान्य जानकारीप्रक्रिया के बारे में. कारखाने की स्थितियों के तहत, एकल वाष्पीकरण के साथ तेल का आसवन ट्यूबलर प्रतिष्ठानों में किया जाता है। भट्ठी के पाइपों में आवश्यक तापमान तक गर्म किया गया तेल आसवन स्तंभ में प्रवेश करता है। यहां इसे दो चरणों में बांटा गया है. पहला - वाष्प चरण - ऊपर की ओर बढ़ता है, और दूसरा - तरल - स्तंभ के नीचे तक बहता है। आवश्यकता के आधार पर, तेल या अन्य उत्पाद के आसवन के दौरान, निश्चित क्वथनांक वाले अंश प्राप्त होते हैं। जैसा कि ऊपर बताया गया है, हाइड्रोकार्बन के बार-बार वाष्पीकरण और संघनन द्वारा प्राप्त तेल के इस पृथक्करण को सुधार कहा जाता है।

एक दोहरे मिश्रण (दो घटकों से युक्त मिश्रण) के सुधार के दौरान, एक कम-उबलने वाला घटक स्तंभ के शीर्ष के माध्यम से वाष्प के रूप में निकलता है, और एक उच्च-उबलने वाला घटक स्तंभ के नीचे से गुजरता है एक तरल पदार्थ का. अंजीर पर. 4.5 बेंजीन और टोल्यूनि के मिश्रण के आसवन की एक योजना दिखाता है। भट्टी में गर्म करने के बाद यह मिश्रण लाइन के माध्यम से आसवन स्तंभ में प्रवेश करता है। स्तंभ के शीर्ष पर, बेंजीन वाष्प (कम उबलने वाला घटक) लाइन के माध्यम से कंडेनसर 2 में प्रवेश करता है, जहां से संघनित बेंजीन का हिस्सा स्प्रे के रूप में लाइन में प्रवेश करता है, और बाकी को लाइन IV के माध्यम से कूलर 3 के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है। कमोडिटी पार्क. एक हीटर स्तंभ के नीचे स्थित होता है, जहां भाप लाइन VI के माध्यम से प्रवेश करती है। टोल्यूनि (उच्च क्वथनांक वाला घटक) को कॉलम से लाइन वी (कूलर के माध्यम से) के माध्यम से उत्पाद पार्क में हटा दिया जाता है। बेंजीन और टोल्यूनि के मिश्रण को अलग करते समय, स्तंभ के शीर्ष पर तापमान 80.4 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए, यानी, शुद्ध बेंजीन के क्वथनांक के अनुरूप होना चाहिए; कॉलम के निचले भाग में तापमान 110°C से ऊपर होना चाहिए। बेंजीन, टोल्यूनि और जाइलीन जैसे तीन घटकों से बने मिश्रण के सुधार के लिए दो स्तंभों की आवश्यकता होती है। से

चित्र 4.5 दोहरे मिश्रण आसवन की योजना

पहले कॉलम के निचले हिस्से से ज़ाइलीन लिया जाता है, और ऊपरी हिस्से से बेंजीन और टोल्यूनि का मिश्रण लिया जाता है, जिसे दूसरे कॉलम में बेंजीन और टोल्यूनि में उसी तरह अलग किया जाता है, जैसा चित्र 4.5 में दिखाया गया है।

n घटकों या अंशों को प्राप्त करने के लिए एक जटिल मिश्रण (जिसमें तेल शामिल है) को सुधारने के लिए, (n-1) सरल स्तंभों की आवश्यकता होती है। यह बहुत बोझिल है और इसके लिए बहुत अधिक निवेश और परिचालन लागत की आवश्यकता होती है। इसलिए, तेल रिफाइनरियों में एक जटिल स्तंभ बनाया जाता है, जैसे कि आंतरिक या बाहरी (छवि 4.6) स्ट्रिपिंग अनुभागों के साथ कई सरल स्तंभों से मिलकर बनता है, जिसमें जल वाष्प की आपूर्ति की जाती है। उच्च उत्पादकता वाले इंस्टॉलेशन पर, रिमोट स्ट्रिपिंग सेक्शन को एक के ऊपर एक रखा जाता है, और वे एक स्ट्रिपिंग कॉलम बनाते हैं (चित्र 4.7)। यह प्रक्रिया प्रत्येक प्लेट पर होती है। साथ ही, आसवन स्तंभ के सामान्य संचालन के लिए, कफ (प्लेट पर तरल) और आरोही वाष्प प्रवाह के बीच निकटतम संपर्क, साथ ही उचित तापमान शासन आवश्यक है।

पहला कैप और ट्रे के डिज़ाइन द्वारा प्रदान किया जाता है, दूसरा - सिंचाई की आपूर्ति द्वारा, जो स्तंभ के ऊपरी हिस्से में उच्च-उबलते घटकों (गर्मी को हटाकर) का संघनन सुनिश्चित करता है। आरोही वाष्प प्रवाह का निर्माण, जैसा कि ऊपर बताया गया है, भट्टी में या क्यूब में गर्म करने के साथ-साथ बॉयलर या जल वाष्प का उपयोग करके स्तंभ के नीचे तरल चरण के आंशिक वाष्पीकरण द्वारा प्रदान किया जाता है।

भाटा की आपूर्ति स्तंभ के शीर्ष पर तापमान को नियंत्रित करती है, तरल का नीचे की ओर प्रवाह बनाती है और वाष्प के तापमान में आवश्यक कमी प्रदान करती है क्योंकि वे नीचे से ऊपर की ओर स्तंभ से गुजरते हैं।

विधि के आधार पर, सिंचाई ठंडी (तीव्र), गर्म (बधिर) और परिसंचरण (चित्र 3.12) हो सकती है।

गरम सिंचाई

आंशिक कंडेनसर एक शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर है (चित्र 4.8ए) जो स्तंभ के शीर्ष पर क्षैतिज या लंबवत रूप से लगा होता है। शीतलन एजेंट पानी है, कभी-कभी फीडस्टॉक। कुंडलाकार स्थान में प्रवेश करने वाले वाष्प आंशिक रूप से संघनित होते हैं और सिंचाई के रूप में ऊपरी प्लेट में लौट आते हैं, और सुधारित वाष्प को कंडेनसर से हटा दिया जाता है। स्थापना और रखरखाव की कठिनाई और संधारित्र के महत्वपूर्ण क्षरण के कारण, इस पद्धति को सीमित अनुप्रयोग प्राप्त हुआ है।

शीत (तीव्र) सिंचाई(चित्र 4.8बी)। स्तंभ के शीर्ष पर गर्मी हटाने की यह विधि तेल शोधन अभ्यास में सबसे अधिक उपयोग की जाती है। स्तंभ के शीर्ष से निकलने वाला भाप प्रवाह पूरी तरह से कंडेनसर-रेफ्रिजरेटर (पानी या हवा) में संघनित होता है और एक टैंक या विभाजक में प्रवेश करता है, जहां से सुधारित उत्पाद का एक हिस्सा ठंडे वाष्पीकरण भाटा के रूप में आसवन स्तंभ में वापस पंप किया जाता है, और इसकी शेष राशि को लक्ष्य उत्पाद के रूप में छुट्टी दे दी जाती है।

गैर-वाष्पीकरणीय सिंचाई का प्रसार (चित्र 4.8c)तेल शोधन तकनीक में स्तंभ के सांद्रण खंड में गर्मी हटाने के इस प्रकार का उपयोग न केवल शीर्ष पर तापमान को नियंत्रित करने के लिए, बल्कि जटिल स्तंभों के मध्य खंडों में भी किया जाता है। परिसंचारी सिंचाई बनाने के लिए, कफ (या साइड डिस्टिलेट) का एक हिस्सा स्तंभ की एक निश्चित प्लेट से हटा दिया जाता है, एक हीट एक्सचेंजर में ठंडा किया जाता है, जिसमें यह फीडस्टॉक को गर्मी देता है, जिसके बाद इसे ऊपरी प्लेट में वापस कर दिया जाता है। एक पंप द्वारा.

आधुनिक तेल आसवन संयंत्रों में, संयुक्त सिंचाई योजनाओं का अधिक बार उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, तेल के वायुमंडलीय आसवन के एक जटिल स्तंभ में आमतौर पर शीर्ष पर एक तीव्र भाटा होता है और फिर ऊंचाई के साथ कई मध्यवर्ती परिसंचारी भाटा होता है। मध्यवर्ती रिफ्लक्स में से, परिसंचारी रिफ्लक्स का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, आमतौर पर साइड ड्रॉ ऑफ के नीचे स्थित होता है या साइड ड्रॉ ऑफ का उपयोग करके एक परिसंचारी रिफ्लक्स बनाया जाता है, जिसे बाद में स्ट्रिपर अनुभाग से वाष्प के रिटर्न बिंदु के ऊपर कॉलम में आपूर्ति की जाती है। ईंधन तेल के वैक्यूम आसवन के जटिल स्तंभों के एकाग्रता खंड में, गर्मी हटाने का काम मुख्य रूप से परिसंचारी सिंचाई के माध्यम से किया जाता है।

जब बॉयलर द्वारा कॉलम के निचले हिस्से में गर्मी की आपूर्ति की जाती है (चित्र 4.8 डी)स्टीम स्पेस (रीबॉयलर) के साथ बाहरी बॉयलर में निचले उत्पाद का अतिरिक्त तापन करें, जहां यह आंशिक रूप से वाष्पित हो जाता है। परिणामी जोड़े कॉलम की निचली प्लेट के नीचे लौटा दिए जाते हैं। अभिलक्षणिक विशेषतायह विधि बॉयलर में इस तरल के ऊपर तरल और वाष्प स्थान के निरंतर स्तर की उपस्थिति है। अपनी पृथक्करण क्रिया में, बॉयलर एक सैद्धांतिक प्लेट के बराबर है। स्तंभ के निचले हिस्से में गर्मी की आपूर्ति की यह विधि सबसे व्यापक रूप से संबंधित पेट्रोलियम और रिफाइनरी गैस अंशांकन इकाइयों में, तेलों के स्थिरीकरण और टॉपिंग, सीधे चलने वाले गैसोलीन के स्थिरीकरण और माध्यमिक तेल शोधन प्रक्रियाओं में उपयोग की जाती है।

जब एक ट्यूब भट्ठी द्वारा स्तंभ के निचले हिस्से में गर्मी की आपूर्ति की जाती है(चित्र 4.8e) निचले उत्पाद का हिस्सा ट्यूब भट्टी के माध्यम से पंप किया जाता है, और गर्म वाष्प-तरल मिश्रण (गर्म जेट) फिर से स्तंभ के निचले भाग में प्रवेश करता है। इस विधि का उपयोग तब किया जाता है जब स्तंभ के निचले हिस्से में अपेक्षाकृत उच्च तापमान प्रदान करना आवश्यक होता है, जब पारंपरिक ताप वाहक (भाप, आदि) का उपयोग असंभव या अव्यावहारिक होता है (उदाहरण के लिए, तेल टॉपिंग कॉलम में)।

गर्म आसुत कच्चे माल के आसवन स्तंभ में प्रवेश के स्थान को कहा जाता है पोषण अनुभाग (क्षेत्र)जहां एकल वाष्पीकरण होता है। फ़ीड अनुभाग के ऊपर स्थित स्तंभ का भाग भाप प्रवाह के आसवन के लिए उपयोग किया जाता है और कहा जाता है एकाग्रता (मजबूती), और दूसरा निचला भाग है, जिसमें द्रव प्रवाह का सुधार किया जाता है - सुदूर, या विस्तृत खंड.

विभाजन की स्पष्टता- आसवन स्तंभों की दक्षता का मुख्य संकेतक, उनकी पृथक्करण क्षमता की विशेषता है। इसे बाइनरी मिश्रण के मामले में उत्पाद में लक्ष्य घटक की सांद्रता द्वारा व्यक्त किया जा सकता है।

व्यवहार में पृथक्करण की स्पष्टता (शुद्धता) के एक अप्रत्यक्ष संकेतक के रूप में, उत्पाद में पड़ोसी अंशों के क्वथनांक के ओवरलैपिंग जैसी विशेषता का अक्सर उपयोग किया जाता है। औद्योगिक अभ्यास में, आसवन की स्पष्टता के संबंध में आमतौर पर अति-उच्च आवश्यकताएं नहीं लगाई जाती हैं, क्योंकि, अति-शुद्ध घटकों या अति-संकीर्ण अंशों को प्राप्त करने के लिए, तदनुसार बहुत अधिक पूंजी और परिचालन लागत की आवश्यकता होगी। उदाहरण के लिए, तेल शोधन में, ईंधन अंशों पर तेल आसवन स्तंभों की पर्याप्त उच्च पृथक्करण क्षमता के मानदंड के रूप में, 10-30 डिग्री सेल्सियस के भीतर पड़ोसी अंशों के क्वथनांक के ओवरलैपिंग पर विचार किया जाता है।

यह स्थापित किया गया है कि आसवन स्तंभों की पृथक्करण क्षमता संपर्क चरणों की संख्या और तरल और वाष्प चरण प्रवाह के अनुपात से काफी प्रभावित होती है। निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उत्पादों को प्राप्त करने के लिए, आसवन स्तंभ (दबाव, तापमान, कच्चे माल के इनपुट का स्थान, आदि) के अन्य मापदंडों के साथ, पर्याप्त संख्या में प्लेट (या पैकिंग ऊंचाई) होना आवश्यक है और एक उपयुक्त भाटा और भाप संख्या।

भाटा संख्या (आर) स्तंभ के सांद्रण भाग में तरल और वाष्प प्रवाह के अनुपात को दर्शाता है और इसकी गणना आर = एल/डी के रूप में की जाती है, जहां एल और डी क्रमशः भाटा और सुधारा की मात्रा हैं।

स्टीम नंबर (पी)स्तंभ के स्ट्रिपिंग अनुभाग में संपर्क वाष्प और तरल प्रवाह के अनुपात को दर्शाता है, जिसकी गणना पी = जी/डब्ल्यू के रूप में की जाती है, जहां जी और डब्ल्यू क्रमशः वाष्प और निचले उत्पाद की मात्रा हैं।

प्लेटों की संख्या (एन) कॉलम (या पैकिंग ऊंचाई) सैद्धांतिक प्लेटों (एन टी) की संख्या द्वारा निर्धारित की जाती है, जो स्वीकृत रिफ्लक्स (और भाप) संख्या पर दी गई पृथक्करण सटीकता प्रदान करती है, साथ ही संपर्क उपकरणों की दक्षता (आमतौर पर वास्तविक प्लेटों या विशिष्ट प्लेटों की दक्षता) प्रदान करती है। 1 सैद्धांतिक प्लेट के अनुरूप पैकिंग ऊंचाई)। प्लेटों की वास्तविक संख्या एन एफ प्रयोगात्मक डेटा से निर्धारित की जाती है, प्लेट एन टी की प्रभावी दक्षता को ध्यान में रखते हुए

तकनीकी और आर्थिक संकेतक और आसवन स्तंभ के आसवन पृथक्करण की स्पष्टता, इसकी पृथक्करण क्षमता के अलावा, काफी हद तक भौतिक गुणों (आणविक भार, घनत्व, क्वथनांक, अस्थिरता, आदि), घटक संरचना, संख्या से प्रभावित होती है। द्वि- या बहु-घटक) और आसुत कच्चे माल के वितरण (निरंतर, असतत) घटकों की प्रकृति। सबसे सामान्यीकृत रूप में, आसुत कच्चे माल के पृथक्करण गुण आमतौर पर सापेक्ष अस्थिरता गुणांक द्वारा व्यक्त किए जाते हैं।

स्तंभ में जितनी अधिक प्लेटें होंगी और उनका डिज़ाइन जितना अधिक उत्तम होगा और जितनी अधिक सिंचाई की आपूर्ति की जाएगी, सुधार उतना ही स्पष्ट होगा। हालाँकि, प्लेटों की एक बड़ी संख्या स्तंभ की लागत को बढ़ाती है और इसके संचालन को जटिल बनाती है, और सिंचाई का अत्यधिक बड़ा प्रवाह इसके बाद के वाष्पीकरण के लिए ईंधन की खपत को बढ़ाता है। इसके अलावा, वाष्प संघनन और सिंचाई के लिए पानी और ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है। ट्रे की दक्षता, उनके डिज़ाइन के आधार पर, 0.4-0.8 है।

हल्के तेल उत्पादों (उदाहरण के लिए, केरोसिन और डीजल ईंधन) को अलग करने के लिए, 6 से 9 प्लेटों को स्तंभों के सांद्रण भाग में रखा जाता है, और 3 से 6 प्लेटों को स्ट्रिपिंग भाग में रखा जाता है। तेल डिस्टिलेट को अलग करने के लिए, सुधार की कम स्पष्टता की अनुमति है, हालांकि, अंशों के आउटलेट के बीच और कच्चे माल के इनपुट और निचले डिस्टिलेट के आउटपुट के बीच प्लेटों की संख्या कम से कम 6 होनी चाहिए। एक छलनी बाधक है नीचे से पहली प्लेट के नीचे लगाया गया।

प्लेटों की संख्या और सिंचाई के प्रवाह के अलावा, स्तंभ में वाष्प की गति की गति और प्लेटों के बीच की दूरी से सुधार की स्पष्टता प्रभावित होती है। वायुमंडलीय दबाव पर चलने वाले स्तंभों में सामान्य वाष्प वेग 0.6-0.8 m/s, निर्वात में 1-3 m/s, और दबाव में संचालित होने वाले स्तंभों में - 0.2 से 0.7 m/s तक होता है। समान संरचना के कच्चे माल के साथ पौधों की उत्पादकता में वृद्धि और इस प्रकार वाष्प की गति की गति में वृद्धि से सुधार बिगड़ जाता है, क्योंकि वाष्प अपने साथ कफ की बूंदें ले जाती है, जो ऊपर की प्लेटों पर बिखर जाती हैं और प्राप्त उत्पादों की गुणवत्ता को खराब कर देती हैं। प्लेटों के बीच की दूरी इसलिए चुनी जाती है ताकि प्लेटों से वाष्प द्वारा उठाए गए कफ की बूंदें निम्नलिखित प्लेटों पर न गिरें, और ताकि उनकी मरम्मत और सफाई की जा सके। आमतौर पर प्लेटों के बीच की दूरी 0.6-0.7 मीटर होती है, कुछ नए डिज़ाइन की प्लेटों के लिए यह 2-3 गुना कम होती है

जो लोग रसायन विज्ञान से दूर हैं, उनके लिए "हाइड्रोकार्बन" शब्द संभवतः तेल और गैस से जुड़ा है। इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि 21वीं सदी की शुरुआत में तेल और प्राकृतिक गैस दुनिया के मुख्य ऊर्जा वाहक और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल बने हुए हैं। यदि आप टीवी स्क्रीन से वाक्यांश चुराते हैं " प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन", 99% संभावना के साथ हम ऐसा कह सकते हैं हम बात कर रहे हैंतेल या गैस के बारे में.

ऐसा हुआ कि अपने भूवैज्ञानिक इतिहास के दौरान, जो लगभग 4.5 बिलियन वर्ष का है, हमारे ग्रह ने अपने पेट में भारी मात्रा में तेल जमा कर लिया है, जिसे लोग "काला सोना" कहते हैं, क्योंकि तेल बड़ी संख्या में उत्पादों के लिए कच्चा माल है, बिना कौन आधुनिक जीवनयह बिल्कुल अकल्पनीय है - ये विभिन्न सिंथेटिक अल्कोहल हैं, डिटर्जेंट, रबर और प्लास्टिक, सॉल्वैंट्स, रासायनिक फाइबर, आदि। (सूची अनिश्चित काल तक जारी रखी जा सकती है)। इस सूची में, हमने गैसोलीन का उल्लेख नहीं किया, जो कारों, विमानों, जहाजों और अन्य तंत्रों में स्थापित अरबों आंतरिक दहन इंजनों को शक्ति प्रदान करता है।

यह बड़े तेल क्षेत्रों के लिए धन्यवाद है कि कुछ मध्य एशियाई राज्य छोटी अवधि"तीसरी दुनिया" के देशों से आधुनिक सभ्यता के वास्तविक समृद्ध मरुस्थलों में बदल गया।

इसके मूल में, तेल पशु और वनस्पति मूल का तलछटी पदार्थ है, जो सैकड़ों लाखों वर्षों से पृथ्वी की पपड़ी में है। रासायनिक दृष्टिकोण से, तेल हाइड्रोकार्बन का एक जटिल मिश्रण है विभिन्न अर्थआणविक भार - हल्के और भारी हाइड्रोकार्बन एक तरल मिश्रण में घुल जाते हैं।

तेल को "काला सोना" बनाने के लिए, इसके मूल्यवान घटकों को काले घोल से अलग करना या, वैज्ञानिक शब्दों में, उत्पादन करना आवश्यक है परिष्कृत (सफाई) कच्चा तेल. यह प्रक्रिया विशेष तेल रिफाइनरियों या तेल रिफाइनरियों (रिफाइनरियों) में की जाती है, जहां तेल मिश्रण और उसके व्यक्तिगत यौगिकों का औद्योगिक शुद्धिकरण किया जाता है, जिससे रासायनिक उद्योग के लिए ईंधन और कच्चा माल प्राप्त होता है। ऐसी सफाई में कई प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं, जिनमें से पहली है आंशिक आसवनकच्चा तेल।

महत्वपूर्ण या मुख्य स्थान पर आंशिक आसवनतेल ठंडी सतहों पर गर्म भाप के संघनन की प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, आसवन का सबसे सरल उदाहरण चन्द्रमा प्रक्रिया है।

आसवन प्रक्रिया का उपयोग मिश्रण को अलग करने और शुद्ध करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि तरल मिश्रण का वह घटक जिसका क्वथनांक सबसे कम है, पहले उबलेगा - इस घटक के वाष्प एक तरल में संघनित हो जाएंगे, जिसे बाद में एकत्र किया जा सकता है, पहले से ही प्राप्त किया जा सकता है शुद्ध घटक. फिर, अधिक के साथ घटक उच्च बिंदुउबालना, आदि

इसी तरह की विधि का उपयोग तेल शोधन (आंशिक आसवन) में किया जाता है, जब तेल मिश्रण को गर्म किया जाता है, जिसके बाद विभिन्न पदार्थों का पृथक्करण और संग्रह किया जाता है। गुटोंकच्चा तेल। अंश हाइड्रोकार्बन का एक समूह है जिसका क्वथनांक समान होता है।

कच्चे तेल के आंशिक आसवन की योजना नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है।

कच्चे तेल को एक विशेष भट्ठी में पहले से गर्म किया जाता है, जिससे इसका वाष्पीकरण होता है - गर्म तेल के वाष्प को एक विशाल भिन्नात्मक आसवन स्तंभ में भेजा जाता है, जहां, वास्तव में, इसे अंशों में अलग किया जाता है। सबसे हल्के हाइड्रोकार्बन (कम आणविक भार वाले) क्रमशः स्तंभ के शीर्ष पर एकत्रित होते हैं, सबसे भारी हाइड्रोकार्बन (उच्च आणविक भार वाले) स्तंभ के नीचे एकत्र होते हैं। जैसे ही प्रत्येक अंश अपने क्वथनांक तक पहुंचता है, इसे एकत्र किया जाता है और आंशिक आसवन स्तंभ से हटा दिया जाता है।

एक अंश में शामिल सभी हाइड्रोकार्बन आकार और जटिलता में समान होते हैं, इसलिए उनका उपयोग रासायनिक उद्योग में समान उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

यह 6 भिन्नों को अलग करने की प्रथा है:

1. पहला गुट ( गैसों) का क्वथनांक 40°C तक होता है। पहले अंश का मुख्य घटक गैस है मीथेनसीएच4. साथ ही, पहले अंश के उत्पाद गैसें हैं प्रोपेनसी 3 एच 8 और बुटानसी 4 एच 10 . इन गैसों का व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, इसके अलावा, पहले अंश के तेल उत्पादों का उपयोग विभिन्न प्लास्टिक के उत्पादन में किया जाता है।
2. दूसरा गुट ( गैसोलीन) का क्वथनांक 40-180°C होता है। दूसरा गुट शुरू होता है पेंटेनसी 5 एच 12 और समाप्त डीनसी 10 एच 22 . पेट्रोलियम ईथर (40-70 डिग्री सेल्सियस), विमानन गैसोलीन (70-100 डिग्री सेल्सियस), मोटर गैसोलीन (100-120 डिग्री सेल्सियस) दूसरे अंश के तेल उत्पादों से पुन: आसवन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
3. तीसरा गुट ( मिट्टी का तेल) का क्वथनांक 180-270°C होता है। तीसरे अंश में C 10 H 22 से C 16 H 34 तक की रेंज के हाइड्रोकार्बन शामिल हैं। तीसरे अंश के तेल उत्पादों का उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में किया जाता है।
4. चौथा गुट ( सौर तेल) का क्वथनांक 270-360°C होता है। सी 12 एच 26 -सी 20 एच 42। चौथे अंश के पेट्रोलियम उत्पादों का उपयोग चिकनाई वाले तेल और डीजल ईंधन के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है।
5. पाँचवाँ गुट ( ईंधन तेल) का क्वथनांक 360-550°C होता है। पांचवें अंश में सी 20 से सी 36 तक हाइड्रोकार्बन शामिल हैं, जो भारी चिकनाई वाले तेल और खनिज तेल, पेट्रोलियम जेली और पैराफिन के उत्पादन के लिए कच्चे माल हैं।
6. छठा गुट ( डामर) का क्वथनांक 550°C से ऊपर होता है। इस अंश में अवशिष्ट अर्ध-ठोस और ठोस सामग्री शामिल हैं।

नॉलेज बेस में अपना अच्छा काम भेजना आसान है। नीचे दिए गए फॉर्म का उपयोग करें

छात्र, स्नातक छात्र, युवा वैज्ञानिक जो अपने अध्ययन और कार्य में ज्ञान आधार का उपयोग करते हैं, आपके बहुत आभारी होंगे।

प्रकाशित किया गया http://www.allbest.ru/

रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय

संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थान

उच्च शिक्षा

अनुशासन से

तेल आसवन. वाष्पीकरण एजेंटों का अनुप्रयोग

प्राकृतिक ऊर्जा वाहक और कार्बन सामग्री की प्रौद्योगिकी

इरकुत्स्क 2017

परिचय

1. तेल की आंशिक संरचना

2. मुख्य तेल अंश

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

तेल तरल कार्बनिक पदार्थों का एक जटिल मिश्रण है जिसमें विभिन्न ठोस हाइड्रोकार्बन और रालयुक्त पदार्थ घुले होते हैं। इसके अलावा, तेल से जुड़े गैसीय हाइड्रोकार्बन अक्सर इसमें घुल जाते हैं। जटिल मिश्रणों को सरल मिश्रणों में या, सीमा में, अलग-अलग घटकों में अलग करना अंशीकरण कहलाता है। पृथक्करण विधियाँ भौतिक, सतह और के बीच अंतर पर आधारित हैं रासायनिक गुणसाझा घटक. तेल और गैस के अध्ययन और प्रसंस्करण में, निम्नलिखित पृथक्करण विधियों का उपयोग किया जाता है: भौतिक स्थिरीकरण (डीगैसिंग), आसवन और सुधार, वैक्यूम आसवन, एज़ोट्रोपिक आसवन, आणविक आसवन, सोखना, क्रोमैटोग्राफी, आणविक छलनी का उपयोग, निष्कर्षण, क्रिस्टलीकरण समाधान, रासायनिक अभिकर्मकों के रूप में उपचार, और यूरिया (सामान्य संरचना के पैराफिन को अलग करने के लिए)। इन सभी तरीकों से, विभिन्न अंश प्राप्त करना संभव है जो मूल उत्पाद से संरचना और गुणों में बिल्कुल भिन्न होते हैं। अक्सर ये विधियां संयुक्त होती हैं। उदाहरण के लिए, रालयुक्त पदार्थों के पृथक्करण में अवशोषण और निष्कर्षण या निष्कर्षण आसवन की प्रक्रिया में निष्कर्षण और आसवन। तेल की रासायनिक संरचना के विस्तृत अध्ययन में व्यावहारिक रूप से ऊपर सूचीबद्ध सभी विधियों का उपयोग किया जाता है।

सबसे आम तरीके फ़ैक्टरी तेल शोधन का आधार हैं। धीरे-धीरे बढ़ते तापमान पर आसवन की प्रक्रिया में, तेल के घटकों को बढ़ते क्वथनांक के क्रम में आसुत किया जाता है।

सभी व्यक्तिगत पदार्थों के लिए, किसी दिए गए दबाव पर क्वथनांक एक भौतिक स्थिरांक है। चूंकि तेल बड़ी संख्या में कार्बनिक पदार्थों का मिश्रण है अलग दबावसंतृप्त वाष्प, तो तेल के क्वथनांक के बारे में बात करना असंभव है।

धीरे-धीरे बढ़ते तापमान पर तेल या तेल उत्पादों के प्रयोगशाला आसवन की स्थितियों में, अलग-अलग घटकों को उनके क्वथनांक को बढ़ाने के क्रम में, या उसी चीज़ से, उनके संतृप्त वाष्प दबाव को कम करने के क्रम में आसुत किया जाता है। नतीजतन, तेल और उसके उत्पादों की विशेषता क्वथनांक से नहीं, बल्कि उबलने की शुरुआत और अंत की तापमान सीमा और कुछ तापमान सीमाओं में आसुत व्यक्तिगत अंशों की उपज से होती है। आसवन के परिणामों के अनुसार, भिन्नात्मक संरचना का आकलन किया जाता है।

1. तेल की आंशिक संरचना

तेल वाष्पीकरण आसवन एजेंट

चूंकि तेल हाइड्रोकार्बन और हेटरोएटोमिक यौगिकों का एक बहुघटक निरंतर मिश्रण है, पारंपरिक आसवन विधियां उन्हें कड़ाई से परिभाषित भौतिक स्थिरांक के साथ व्यक्तिगत यौगिकों में अलग करने में विफल रहती हैं, विशेष रूप से, किसी दिए गए दबाव पर क्वथनांक। तेल और तेल उत्पादों को अलग करने की प्रथा है अलग-अलग घटकों में आसवन, जिनमें से प्रत्येक एक कम जटिल मिश्रण है। ऐसे घटकों को अंश या डिस्टिलेट कहा जाता है। प्रयोगशाला या औद्योगिक आसवन की स्थितियों में, व्यक्तिगत तेल अंशों को लगातार बढ़ते क्वथनांक पर आसुत किया जाता है। नतीजतन, तेल और उसके अंशों की विशेषता क्वथनांक से नहीं, बल्कि उबाल की शुरुआत और उबाल के अंत की तापमान सीमा से होती है।

नए तेलों की गुणवत्ता का अध्ययन करते समय (यानी, एक तकनीकी पासपोर्ट तैयार करते हुए), उनकी आंशिक संरचना आसवन स्तंभों से सुसज्जित मानक आसवन उपकरण पर निर्धारित की जाती है (उदाहरण के लिए, GOST 11011-85 के अनुसार ARN-2 पर)। इससे आसवन की स्पष्टता में उल्लेखनीय रूप से सुधार करना और आसवन के परिणामों के आधार पर, निर्देशांक तापमान में वास्तविक क्वथनांक के तथाकथित वक्र का निर्माण करना संभव हो जाता है -% भार में अंश उपज, (या% वॉल्यूम।) .

विभिन्न क्षेत्रों के तेल भिन्नात्मक संरचना में और परिणामस्वरूप, मोटर ईंधन डिस्टिलेट और चिकनाई वाले तेलों की संभावित सामग्री में काफी भिन्न होते हैं। अधिकांश तेलों में 10-30% गैसोलीन अंश होते हैं, जो 200% तक उबलते हैं, और 40-65% केरोसिन-गैस तेल अंश होते हैं, जो 350 डिग्री सेल्सियस तक आसुत होते हैं। हल्के तेलों की उच्च सामग्री (350 डिग्री सेल्सियस तक) के साथ हल्के तेलों के भंडार ज्ञात हैं। इस प्रकार, समोटलर तेल में 58% हल्का तेल होता है, और अधिकांश क्षेत्रों के गैस संघनन में लगभग पूरी तरह से (85-90%) हल्का तेल होता है। बहुत भारी तेल भी निकाला जाता है, जिसमें मुख्य रूप से उच्च-उबलने वाले अंश होते हैं (उदाहरण के लिए, यारेगस्कॉय क्षेत्र से तेल, एक खदान विधि द्वारा उत्पादित)।

तेल की कार्बोहाइड्रेट संरचना उनकी गुणवत्ता का सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है, जो प्रसंस्करण विधि की पसंद, परिणामी तेल उत्पादों की सीमा और प्रदर्शन गुणों को निर्धारित करती है। मूल तेलों में एल्केन्स को छोड़कर सभी वर्गों के कार्बोहाइड्रेट अलग-अलग अनुपात में होते हैं: अल्केन्स, साइक्लेन, एरेन्स, साथ ही हेटेरोएटोमिक यौगिक। अल्केन्स (CnH2n + 2) - पैराफिनिक कार्बोहाइड्रेट - तेल, गैस संघनन और प्राकृतिक गैसों के समूह घटकों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनाते हैं। तेलों में उनकी कुल सामग्री 25-75% wt है। और केवल मैंगीशलक प्रकार के कुछ पैराफिनिक तेलों में यह 40-50% तक पहुंचता है। तेल के दाढ़ अंश में वृद्धि के साथ, उनमें अल्केन्स की सामग्री कम हो जाती है। संबद्ध तेल और प्राकृतिक गैसेंलगभग पूरी तरह से, और सीधे चलने वाले गैसोलीन में अक्सर 60-70% अल्केन्स होते हैं। तेल अंशों में, उनकी सामग्री 5-20% wt तक कम हो जाती है। गैसोलीन में अल्केन्स में से, 2- और 3-मोनोमेथाइल-प्रतिस्थापित आइसोअल्केन्स प्रबल होते हैं, जबकि चतुर्धातुक कार्बन परमाणु के साथ आइसोअल्केन्स का अनुपात छोटा होता है, और एथिल- और प्रोपाइल-प्रतिस्थापित आइसोअल्केन्स व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित होते हैं। एक अल्केन अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या 8 से अधिक बढ़ने पर, मोनोप्रतिस्थापित की सापेक्ष सामग्री कम हो जाती है। तेलों के गैस तेल अंशों (200-350 डिग्री सेल्सियस) में डोडेकेन से ईकोसेन तक अल्केन्स होते हैं। यह स्थापित किया गया है कि मोनोमिथाइल-प्रतिस्थापित और आइसोप्रेनॉइड (कार्बन श्रृंखला के आधार पर तीन कार्बन परमाणुओं के माध्यम से वैकल्पिक मिथाइल समूहों के साथ) संरचनाएं अल्केन्स के बीच प्रबल होती हैं। औसतन, आइसोप्रेनॉइड अल्केन्स की सामग्री लगभग 10-11% है।

साइक्लोअल्केन्स (c. CnH2n) - नैफ्थेनिक कार्बोहाइड्रेट - गैसों को छोड़कर, सभी तेल अंशों का हिस्सा हैं। तेलों में औसत विभिन्न प्रकार केउनमें 25 से 80% तक वजन होता है। गैसोलीन और केरोसिन अंश मुख्य रूप से साइक्लोपेंटेन और साइक्लोहेक्सेन के समरूपों द्वारा दर्शाए जाते हैं, मुख्य रूप से छोटे (सी1-सी3) एल्काइल-प्रतिस्थापित साइक्लेन के साथ। उच्च-उबलते अंशों में मुख्य रूप से व्यक्त या संघनित संरचना प्रकार के 2-4 समान या अलग-अलग चक्रवातों के साथ चक्रवातों के पॉलीसाइक्लिक होमोलॉग होते हैं। तेल अंशों द्वारा चक्रवातों का वितरण सबसे विविध है। जैसे-जैसे अंश भारी होते जाते हैं, उनकी सामग्री बढ़ती जाती है और केवल सबसे अधिक उबलते तेल के अंशों में घटती जाती है। साइक्लेन आइसोमर्स के निम्नलिखित वितरण पर ध्यान दिया जा सकता है: C7 के बीच - साइक्लोपेंटेन, 1,2 - और 1,3-डाइमिथाइल-प्रतिस्थापित वाले प्रबल होते हैं; सी8 - साइक्लोपेंटेन को मुख्य रूप से ट्राइमिथाइल-प्रतिस्थापित लोगों द्वारा दर्शाया जाता है; एल्काइलसाइक्लोहेक्सेन के बीच, डी- और ट्राइमेथाइल-प्रतिस्थापित लोगों का अनुपात प्रबल होता है, जिसमें चतुर्धातुक कार्बन परमाणु नहीं होता है।

साइक्लेन मोटर ईंधन और चिकनाई वाले तेलों का उच्चतम गुणवत्ता वाला घटक है। मोनोसाइक्लिक चक्रवात देते हैं मोटर ईंधनउच्च प्रदर्शन गुण, उत्प्रेरक सुधार प्रक्रियाओं में उच्च गुणवत्ता वाले कच्चे माल हैं। चिकनाई वाले तेलों के हिस्से के रूप में, वे तापमान के साथ चिपचिपाहट में एक छोटा बदलाव (यानी, एक उच्च सूचकांक) प्रदान करते हैं। कार्बन परमाणुओं की समान संख्या के साथ, अल्केन्स की तुलना में साइक्लेन को उच्च घनत्व और, सबसे महत्वपूर्ण बात, कम प्रवाह बिंदु की विशेषता होती है।

अनुभवजन्य सूत्र CnHn + 2-2Ka (जहां Ka एरीन रिंगों की संख्या है) के साथ एरेन्स (सुगंधित हाइड्रोकार्बन) आमतौर पर अल्केन्स और साइक्लेन की तुलना में कम मात्रा (15-50%) में तेल में पाए जाते हैं, और बेंजीन होमोलॉग्स द्वारा दर्शाए जाते हैं। गैसोलीन अंशों में. अंशों द्वारा उनका वितरण भिन्न होता है और तेल के सुगंधीकरण की डिग्री पर निर्भर करता है, जो उसके घनत्व में व्यक्त होता है। हल्के तेलों में, अंश के क्वथनांक में वृद्धि के साथ एरेन्स की सामग्री, एक नियम के रूप में, कम हो जाती है। साइक्लेन प्रकार के मध्यम-घनत्व वाले तेलों को अंशों पर एरेन्स के लगभग समान वितरण की विशेषता होती है। भारी तेलों में, अंशों के क्वथनांक में वृद्धि के साथ उनकी सामग्री तेजी से बढ़ जाती है। गैसोलीन अंशों में एरीन आइसोमर्स के वितरण का निम्नलिखित पैटर्न स्थापित किया गया है: C8 एरेन्स के बीच, एथिलबेन्जेन की तुलना में 1,3-डाइमिथाइल-प्रतिस्थापित अधिक हैं; C9-एरेन्स पर 1,2,4-ट्राइमेथाइल-प्रतिस्थापित लोगों का प्रभुत्व है। एरेन्स मोटर गैसोलीन (उच्च ऑक्टेन) में मूल्यवान घटक हैं, लेकिन जेट ईंधन और डीजल ईंधन में अवांछनीय हैं। लंबी एल्काइल साइड चेन वाले मोनोसाइक्लिक एरेन्स चिकनाई वाले तेलों को अच्छी चिपचिपाहट-तापमान गुण देते हैं।

2. मुख्य तेल अंश

बड़े व्यावहारिक महत्व के विभिन्न प्रकार के उत्पादों को तेल से अलग किया जाता है। सबसे पहले, इसमें घुले हुए गैसीय हाइड्रोकार्बन (मुख्य रूप से मीथेन) को हटा दिया जाता है। वाष्पशील हाइड्रोकार्बन के आसवन के बाद तेल को गर्म किया जाता है। अणु में कम संख्या में कार्बन परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन, जिनका क्वथनांक अपेक्षाकृत कम होता है, सबसे पहले वाष्प अवस्था में जाते हैं और आसवित होते हैं। जैसे ही मिश्रण का तापमान बढ़ता है, उच्च क्वथनांक वाले हाइड्रोकार्बन आसुत हो जाते हैं। इस तरह, तेल के अलग-अलग मिश्रण (अंश) एकत्र किए जा सकते हैं। अक्सर, इस आसवन के साथ, चार अस्थिर अंश प्राप्त होते हैं, जिन्हें फिर आगे पृथक्करण के अधीन किया जाता है।

मुख्य तेल अंश इस प्रकार हैं:

* 40 से 200 डिग्री सेल्सियस तक एकत्रित गैसोलीन अंश में C5H12 से C11H24 तक हाइड्रोकार्बन होते हैं। अलग किए गए अंश के आगे आसवन के साथ, गैसोलीन प्राप्त होता है (टीउबाल = 40-70 डिग्री सेल्सियस), गैसोलीन

(tboil = 70-120 ° С) - विमानन, ऑटोमोबाइल, आदि।

* 150 से 250 डिग्री सेल्सियस की सीमा में एकत्र किए गए नेफ्था अंश में C8H18 से C14H30 तक हाइड्रोकार्बन होते हैं। नेफ्था का उपयोग ट्रैक्टरों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है। बड़ी मात्रा में नेफ्था को गैसोलीन में संसाधित किया जाता है।

* केरोसिन अंश में 180 से 300 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक के साथ C12H26 से C18H38 तक हाइड्रोकार्बन शामिल हैं। परिष्कृत होने के बाद मिट्टी के तेल का उपयोग ट्रैक्टर, जेट विमानों और रॉकेटों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है।

* गैस तेल अंश (टीउबाल > 275 डिग्री सेल्सियस), जिसे अन्यथा डीजल ईंधन कहा जाता है।

* तेल के आसवन के बाद के अवशेष - ईंधन तेल - के अणु में बड़ी संख्या में कार्बन परमाणुओं (कई दसियों तक) के साथ हाइड्रोकार्बन होते हैं। अपघटन से बचने के लिए ईंधन तेल को कम दबाव वाले आसवन द्वारा भी विभाजित किया जाता है। परिणामस्वरूप, सौर तेल (डीजल ईंधन), चिकनाई वाले तेल (ऑटोमोटिव, विमानन, औद्योगिक, आदि), पेट्रोलियम जेली (तकनीकी पेट्रोलियम जेली का उपयोग धातु उत्पादों को जंग से बचाने के लिए चिकनाई करने के लिए किया जाता है), परिष्कृत पेट्रोलियम जेली का उपयोग किया जाता है। सौंदर्य प्रसाधनों और चिकित्सा में आधार के रूप में।) पैराफिन कुछ प्रकार के तेल (माचिस, मोमबत्तियाँ आदि के उत्पादन के लिए) से प्राप्त किया जाता है। ईंधन तेल से वाष्पशील घटकों के आसवन के बाद टार बच जाता है। सड़क निर्माण में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चिकनाई वाले तेलों में प्रसंस्करण के अलावा, ईंधन तेल का उपयोग बॉयलर संयंत्रों में तरल ईंधन के रूप में भी किया जाता है।

3. एकल एवं क्रमिक वाष्पीकरण की विधि

विपणन योग्य पेट्रोलियम उत्पादों या उनके घटकों को प्राप्त करने के लिए तेल को उसके क्वथनांक के अनुसार उसके घटक भागों (अंशों) में अलग करना। तेल शोधन रिफाइनरियों में तेल शोधन की प्रारंभिक प्रक्रिया है, इस तथ्य पर आधारित है कि जब तेल को गर्म किया जाता है, तो एक वाष्प चरण बनता है जो तरल से संरचना में भिन्न होता है। पेट्रोलियम के आसवन से उत्पन्न अंश आमतौर पर हाइड्रोकार्बन का मिश्रण होते हैं। पेट्रोलियम अंशों के एकाधिक आसवन की विधियों की सहायता से, कुछ व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन को अलग करना संभव है। तेल आसवन एकल वाष्पीकरण (संतुलन आसवन) या क्रमिक वाष्पीकरण (सरल आसवन, या आंशिक आसवन) के तरीकों से किया जाता है; सुधार के साथ और इसके बिना; अत्यधिक गर्म जल वाष्प की उपस्थिति में, एक वाष्पीकरण एजेंट; वायुमंडलीय दबाव पर और निर्वात के तहत। संतुलन आसवन के साथ, साधारण आसवन की तुलना में तेल को अंशों में अलग करना कम स्पष्ट होता है। हालाँकि, पहले मामले में, समान ताप तापमान पर, अधिकांश तेल वाष्प अवस्था में चला जाता है। प्रयोगशाला अभ्यास में, बैच इकाइयों में वाष्प चरण सुधार के साथ सरल तेल आसवन का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। उद्योग में, एकल वाष्पीकरण के साथ तेल आसवन का उपयोग वाष्प और तरल चरणों के सुधार के साथ संयोजन में किया जाता है। यह संयोजन निरंतर इकाइयों में तेल के आसवन को पूरा करना और तेल को अंशों में अलग करने में उच्च परिशुद्धता प्राप्त करना, इसके हीटिंग के लिए ईंधन की किफायती खपत को संभव बनाता है। भाप के उपयोग से तापमान शासन में कमी आती है, तेल अंशों के चयन में वृद्धि होती है और अवशेषों में उच्च-उबलते घटकों की सांद्रता में वृद्धि होती है। पर औध्योगिक संयंत्रतेल आसवन पहले वायुमंडलीय दबाव पर और फिर निर्वात में किया जाता है। वायुमंडलीय आसवन के दौरान, तेल को 370 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म नहीं किया जाता है, क्योंकि इससे अधिक पर उच्च तापमानहाइड्रोकार्बन का विभाजन शुरू हो जाता है - टूटना, और यह इस तथ्य के कारण अवांछनीय है कि परिणामी असंतृप्त हाइड्रोकार्बन लक्ष्य उत्पादों की गुणवत्ता और उपज को काफी कम कर देते हैं।

तेल के वायुमंडलीय आसवन के परिणामस्वरूप, अंश आसुत हो जाते हैं, लगभग 30 से 350-360 डिग्री सेल्सियस तक उबल जाते हैं, और ईंधन तेल अवशेषों में रहता है। 360 डिग्री सेल्सियस तक उबलने वाले तेल के अंशों से, विभिन्न प्रकारईंधन (गैसोलीन, जेट और डीजल इंजन के लिए ईंधन), पेट्रोकेमिकल संश्लेषण के लिए कच्चा माल (बेंजीन, एथिलबेन्जीन, ज़ाइलीन, एथिलीन, प्रोपलीन, ब्यूटाडीन), सॉल्वैंट्स, आदि। ईंधन तेल का आगे आसवन वैक्यूम (अवशिष्ट दबाव 5.3-) के तहत किया जाता है। -8 kN/m2, या 40--60 mmHg) हाइड्रोकार्बन के टूटने को कम करने के लिए। यूएसएसआर में, कई तेल रिफाइनरियों में, वायुमंडलीय-वैक्यूम तेल शोधन इकाइयों की क्षमता प्रति वर्ष 8 मिलियन टन तेल तक बढ़ा दी गई थी।

फ्लैश आसवन में, तेल को हीटर कॉइल में पूर्व निर्धारित तापमान तक गर्म किया जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अधिक से अधिक वाष्प बनते हैं, जो तरल चरण के साथ संतुलन में होते हैं, और एक निश्चित तापमान पर, वाष्प-तरल मिश्रण हीटर छोड़ देता है और रुद्धोष्म बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है। उत्तरार्द्ध एक खोखला सिलेंडर है जिसमें वाष्प चरण को तरल से अलग किया जाता है। इस मामले में वाष्प और तरल चरणों का तापमान समान है। एकल वाष्पीकरण के साथ आसवन के दौरान तेल को अंशों में अलग करने की स्पष्टता सबसे खराब है।

फ्लैश आसवन में प्रत्येक चरण में ऑपरेटिंग तापमान में वृद्धि के साथ दो या दो से अधिक एकल आसवन प्रक्रियाएं शामिल होती हैं।

यदि, तेल के प्रत्येक वाष्पीकरण के साथ, इसकी चरण अवस्था में एक छोटा सा परिवर्तन होता है, और एकल वाष्पीकरण की संख्या असीम रूप से बड़ी होती है, तो ऐसा आसवन क्रमिक वाष्पीकरण वाला आसवन होता है।

एकल वाष्पीकरण के साथ आसवन के दौरान तेल को अंशों में अलग करने की स्पष्टता एकाधिक और क्रमिक वाष्पीकरण के साथ आसवन की तुलना में सबसे खराब है।

यदि तेल अंश के लिए आसवन वक्र एकल और एकाधिक वाष्पीकरण के साथ प्लॉट किए जाते हैं, तो यह पता चलता है कि एकल वाष्पीकरण के दौरान जिस तापमान पर अंश उबलना शुरू करते हैं वह अधिक होता है, और उबलने का अंतिम बिंदु एकाधिक वाष्पीकरण के दौरान कम होता है। यदि भिन्नों के उच्च परिभाषा पृथक्करण की आवश्यकता नहीं है, तो फ़्लैश विधि अधिक किफायती है। इसके अलावा, अधिकतम पर स्वीकार्य तापमानतेल को 350 - 370 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करना (हाइड्रोकार्बन का अपघटन उच्च तापमान पर शुरू होता है) बार-बार या क्रमिक वाष्पीकरण की तुलना में अधिक उत्पाद वाष्प चरण में गुजरते हैं। 350-370 डिग्री सेल्सियस से ऊपर उबलने वाले तेल से अंश निकालने के लिए वैक्यूम या भाप का उपयोग किया जाता है। उद्योग में वाष्प और तरल चरणों के सुधार के साथ एकल वाष्पीकरण के साथ आसवन के सिद्धांत का उपयोग तेल को अंशों में अलग करने, प्रक्रिया की निरंतरता और हीटिंग के लिए ईंधन की किफायती खपत में उच्च स्पष्टता प्राप्त करना संभव बनाता है। कच्चा माल। प्रारंभिक तेल को हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से पंप किया जाता है, जहां यह अपशिष्ट तेल अंशों की गर्मी से गर्म होता है और फायर हीटर (ट्यूब भट्टी) में प्रवेश करता है। एक ट्यूबलर भट्टी में, तेल को एक पूर्व निर्धारित तापमान तक गर्म किया जाता है और आसवन स्तंभ के वाष्पीकरण भाग (फ़ीड अनुभाग) में प्रवेश करता है। गर्म करने की प्रक्रिया में, तेल का कुछ भाग वाष्प चरण में चला जाता है, जो ट्यूब भट्टी से गुजरते समय हमेशा तरल के साथ संतुलन की स्थिति में रहता है। जैसे ही वाष्प-तरल मिश्रण के रूप में तेल भट्ठी को छोड़ता है और स्तंभ में प्रवेश करता है (जहां, दबाव में कमी के परिणामस्वरूप, कच्चे माल का हिस्सा अतिरिक्त रूप से वाष्पित हो जाता है), वाष्प चरण तरल से अलग हो जाता है और स्तंभ ऊपर उठता है, जबकि द्रव नीचे की ओर बहता है। वाष्प चरण को कच्चे माल के इनपुट के स्थान से गिनती करते हुए, स्तंभ के ऊपरी भाग में सुधार के अधीन किया जाता है। आसवन स्तंभ में आसवन प्लेटें लगाई जाती हैं, जिन पर स्तंभ के साथ उठने वाले वाष्प का संपर्क बहते हुए तरल पदार्थ (कफ) से होता है। कफ का निर्माण इस तथ्य के परिणामस्वरूप होता है कि ऊपरी उत्पाद का हिस्सा, कंडेनसर-रेफ्रिजरेटर से गुजरने के बाद, एक अवस्था में ऊपरी प्लेट में लौट आता है और नीचे की ओर प्रवाहित होता है, जो कम-उबलते घटकों के साथ बढ़ते वाष्प को समृद्ध करता है।

4. एक वाष्पशील एजेंट का उपयोग करके तेल आसवन

स्तंभ के आसवन भाग के निचले हिस्से में कच्चे माल के तरल भाग को ठीक करने के लिए निचली प्लेट के नीचे गर्मी या कुछ वाष्पीकरण एजेंट डालना होगा। परिणामस्वरूप, निचले उत्पाद का हल्का हिस्सा वाष्प चरण में चला जाता है और इस तरह भाप भाटा बनाता है। यह सिंचाई, सबसे निचली प्लेट से उठती है और बहते तरल चरण के संपर्क में आती है, बाद वाले को उच्च-उबलते घटकों से समृद्ध करती है।

परिणामस्वरूप, कम-उबलते अंश को लगातार स्तंभ के शीर्ष से लिया जाता है, और उच्च-उबलते अवशेषों को नीचे से।

तेल आसवन अवशेषों में उच्च-उबलते घटकों की सांद्रता बढ़ाने के लिए वाष्पीकरण एजेंट को आसवन स्तंभ में पेश किया जाता है। गैसोलीन, नेफ्था, केरोसीन, एक अक्रिय गैस के वाष्प, अक्सर जल वाष्प का उपयोग वाष्पीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है।

आसवन स्तंभ में जल वाष्प की उपस्थिति में, हाइड्रोकार्बन का आंशिक दबाव कम हो जाता है, और इसलिए उनका क्वथनांक कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, सबसे कम उबलने वाले हाइड्रोकार्बन जो तरल चरण में होते हैं, एक वाष्पीकरण के बाद वाष्प अवस्था में चले जाते हैं और जल वाष्प के साथ मिलकर स्तंभ में ऊपर उठते हैं। जल वाष्प पूरे आसवन स्तंभ से होकर गुजरता है और शीर्ष उत्पाद के साथ निकल जाता है, जिससे इसमें तापमान 10-20 डिग्री सेल्सियस कम हो जाता है। व्यवहार में, सुपरहीटेड जल ​​वाष्प का उपयोग किया जाता है और फीडस्टॉक के तापमान के बराबर या उससे थोड़ा अधिक तापमान पर स्तंभ में इंजेक्ट किया जाता है (आमतौर पर 2-3at के दबाव में 350-450 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर असंतृप्त भाप)।

जलवाष्प का प्रभाव इस प्रकार है:

उबलते तरल को तीव्रता से मिश्रित किया जाता है, जो कम उबलते हाइड्रोकार्बन के वाष्पीकरण में योगदान देता है;

एक बड़ी वाष्पीकरण सतह इस तथ्य से बनती है कि हाइड्रोकार्बन का वाष्पीकरण कई जल वाष्प बुलबुले के अंदर होता है।

भाप के प्रवाह की दर अलग करने वाले घटकों की मात्रा, उनकी प्रकृति और स्तंभ के नीचे की स्थितियों पर निर्भर करती है। स्तंभ के निचले भाग में तरल चरण के अच्छे सुधार के लिए यह आवश्यक है कि इसका लगभग 25% वाष्प अवस्था में चला जाए।

वाष्पीकरण एजेंट के रूप में अक्रिय गैस का उपयोग करने के मामले में, अत्यधिक गर्म भाप के उत्पादन पर खर्च होने वाली गर्मी में बड़ी बचत होती है, और इसके संघनन के लिए उपयोग किए जाने वाले पानी की खपत में कमी आती है। सल्फ्यूरस कच्चे माल के आसवन में अक्रिय गैस का उपयोग करना बहुत तर्कसंगत है, क्योंकि। नमी की उपस्थिति में सल्फर यौगिक उपकरण के तीव्र क्षरण का कारण बनते हैं। हालाँकि, अक्रिय गैस प्राप्त नहीं हुई व्यापक अनुप्रयोगगैस हीटर और गैस-वाष्प मिश्रण कंडेनसर (कम गर्मी हस्तांतरण गुणांक) की भारीता और आसुत तेल उत्पाद को गैस धारा से अलग करने की कठिनाई के कारण तेल आसवन के दौरान।

वाष्पीकरण एजेंट के रूप में हल्के तेल अंश - नेफ्था-केरोसीन-गैस तेल अंश का उपयोग करना सुविधाजनक है, क्योंकि यह सल्फ्यूरस कच्चे माल, वैक्यूम और वैक्यूम बनाने वाले उपकरणों के आसवन के दौरान खुली भाप के उपयोग को समाप्त करता है, और साथ ही, अक्रिय गैस के साथ काम करने की संकेतित कठिनाइयों को भी समाप्त करता है।

वाष्पीकरण करने वाले एजेंट का क्वथनांक जितना कम होगा और उसकी सापेक्ष मात्रा जितनी अधिक होगी, आसवन तापमान उतना ही कम होगा। हालाँकि, वाष्पीकरण करने वाला एजेंट जितना हल्का होगा, आसवन प्रक्रिया के दौरान उतना ही अधिक नष्ट हो जाएगा। इसलिए, वाष्पीकरण एजेंट के रूप में नेफ्था-केरोसीन-गैस तेल अंश का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

तो, जल वाष्प हाइड्रोकार्बन वाष्प के आंशिक दबाव को कम करता है, उनके वाष्पीकरण की सुविधा देता है और स्तंभ में तापमान को कम करता है, लेकिन, इसके अलावा, यह सुधार (हाइड्रोकार्बन वाष्प दबाव ढाल) के लिए आवश्यक स्थितियां बनाता है और एक इंजन के रूप में कार्य करता है।

वाष्पीकरण एजेंट के रूप में भाप का उपयोग करने के निम्नलिखित नुकसानों को इंगित करना आवश्यक है:

आसवन और संघनन के लिए ऊर्जा लागत (गर्मी और ठंड) में वृद्धि;

जोड़े में स्तंभों का भार बढ़ाना, जिससे स्तंभ के व्यास में वृद्धि होती है;

स्तंभ और अन्य उपकरणों में प्रतिरोध में वृद्धि और दबाव में वृद्धि;

तेल उत्पादों को पानी देना और उनके बाद सुखाने की आवश्यकता;

हाइड्रोजन सल्फाइड और हाइड्रोजन क्लोराइड की उपस्थिति में उपकरणों का बढ़ा हुआ क्षरण और बड़ी मात्रा में अपशिष्ट जल का निर्माण;

इसके संघनन की ऊष्मा का उपयोग नहीं किया जाता है।

इस संबंध में, हाल के वर्षों में, विश्व तेल शोधन ने भाप के उपयोग को महत्वपूर्ण रूप से सीमित करने और प्रतिष्ठानों को शुष्क आसवन तकनीक में स्थानांतरित करने या वाष्पीकरण एजेंट के रूप में हल्के तेल अंशों का उपयोग करने की प्रवृत्ति दिखाई है। हालाँकि, वाष्पीकरण करने वाले एजेंट का क्वथनांक जितना कम होगा और उसकी सापेक्ष मात्रा जितनी अधिक होगी, आसवन तापमान उतना ही कम होगा; लेकिन यह जितना हल्का होता है, आसवन प्रक्रिया के दौरान उतना ही अधिक नष्ट हो जाता है, इसलिए, वाष्पीकरण एजेंट के रूप में केरोसिन-गैस तेल अंश का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

निष्कर्ष

तेल, तेल अंश और तेल उत्पाद, एक नियम के रूप में, बहुत बड़ी संख्या में बारीकी से उबलते घटकों के मिश्रण होते हैं। गैसोलीन अंशों में घटकों की संख्या 500 तक पहुँच सकती है, और तेल अंशों में इससे भी अधिक। एक नियम के रूप में, उन्हें आसवन द्वारा अलग-अलग भागों में अलग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक एक कम जटिल मिश्रण होता है। व्यक्तिगत यौगिकों के विपरीत, तेल अंशों में स्थिर क्वथनांक नहीं होता है। वे निश्चित तापमान सीमाओं में उबल जाते हैं, यानी, उनके पास उबलने की शुरुआत और अंत का तापमान (Тnk और Ткк) होता है। Тnk और Ткк अंश की रासायनिक संरचना पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार, तेल और तेल उत्पादों की आंशिक संरचना उनमें विभिन्न अंशों की सामग्री (मात्रा या वजन प्रतिशत में) दिखाती है जो कुछ तापमान सीमाओं के भीतर उबल जाते हैं। यह सूचक तेल मिश्रण की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है और इसका अत्यधिक व्यावहारिक महत्व है।

तेल और तेल उत्पादों की संरचना की विशेषताओं पर पूरा डेटा रिफाइनिंग के मुख्य मुद्दों को हल करना संभव बनाता है: तेल और तेल उत्पादों को मिश्रण के आधार पर क्रमबद्ध करना, तेल रिफाइनिंग (ईंधन, ईंधन-तेल, या पेट्रोकेमिकल) के विकल्प निर्धारित करना। , शोधन योजनाओं को चुनने के लिए, क्षमता से तेल अंशों के निष्कर्षण की गहराई निर्धारित करने के लिए (स्थापना में पृथक अंशों के द्रव्यमान का तेल में निहित उनके द्रव्यमान का अनुपात), व्यक्तिगत अंशों की उपज। तेल उत्पाद की भिन्नात्मक संरचना को जानने से आप उनकी सबसे महत्वपूर्ण प्रदर्शन विशेषताओं की गणना कर सकते हैं। विभिन्न क्षेत्रों के तेलों की रासायनिक संरचना की ख़ासियत के कारण, क्वथनांक के संदर्भ में समान अंशों की भौतिक-रासायनिक विशेषताएं भिन्न होंगी। प्रत्येक तेल का अपना विशिष्ट आसवन वक्र होता है, जो सामग्री और क्वथनांक दोनों के संदर्भ में, इसमें व्यक्तिगत घटकों (हाइड्रोकार्बन और गैर-हाइड्रोकार्बन यौगिकों) के विशिष्ट वितरण के कारण होता है।

भौतिक-रासायनिक विशेषताओं में परिवर्तन परस्पर सहसंबद्ध होते हैं। तेल और तेल उत्पादों की विशेषताओं और संरचना को निर्धारित करने की कई विधियाँ इस पर आधारित हैं, और सहसंबंध संबंधों पर महत्वपूर्ण मात्रा में जानकारी अब जमा हो गई है। हालाँकि, उनमें से अधिकांश को उनके भारीपन और सूचना प्रौद्योगिकी में उपयोग के लिए अनुपयुक्तता के कारण सीमित उपयोग मिला है।

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

1. मनोव्यान ए.के. तेल और प्राकृतिक गैस के प्राथमिक प्रसंस्करण की तकनीक।- एम.: रसायन विज्ञान, 2001

2. गुरेविच आई.एल. - तेल और गैस प्रसंस्करण की तकनीक भाग 1। - एम.: रसायन विज्ञान, 1972.-111 पी।

3. एम.वी. स्ट्रोडुब, यू.पी. यास्यान, पी.ए. पुरतोव, यू.वी. अरिस्टोविच - तेल की प्रौद्योगिकी। प्रसंस्करण के लिए तेल की तैयारी, क्रास्नोडार: Izd.dom YUG, 2011।

4. पोडविंटसेव आई.बी. तेल परिशोधन। व्यावहारिक परिचयात्मक पाठ्यक्रम: ट्यूटोरियल/ आई.बी. पोडविंटसेव - डोलगोप्रुडनी: इंटेलेक्ट पब्लिशिंग हाउस, 2011.-31 पी।

Allbest.ru पर होस्ट किया गया

समान दस्तावेज़

तेल का प्राथमिक और द्वितीयक आसवन। क्रमिक और बार-बार वाष्पीकरण के साथ आसवन की विशेषताएं। रिफ्लक्स कंडेनसर के संचालन का सिद्धांत। एक वाष्पशील एजेंट की उपस्थिति में आसवन, जिसे अंशों के आवश्यक वाष्प भाटा बनाने के लिए स्तंभ के नीचे पेश किया जाता है।

प्रस्तुति, 06/26/2014 को जोड़ा गया


प्राचीन इतिहासकारों और भूगोलवेत्ताओं के लेखन में तेल का उल्लेख मिलता है। 20वीं सदी में ईंधन और कई कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए तेल मुख्य कच्चा माल था। तेल आसवन की तकनीकी प्रक्रियाएं: थर्मल, उत्प्रेरक क्रैकिंग, सुधार।

सार, 10/15/2009 जोड़ा गया


विशेषता आधुनिकतमरूस में तेल और गैस उद्योग। प्राथमिक तेल शोधन और गैसोलीन और डीजल अंशों के द्वितीयक आसवन की प्रक्रिया चरण। तेल शोधन प्रौद्योगिकी और गैस प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी की थर्मल प्रक्रियाएं।

परीक्षण, 05/02/2011 को जोड़ा गया


तेल मिश्रण का सुधार. तेल के प्राथमिक आसवन और हाइड्रोकार्बन गैसों के सुधार की स्थापना के लिए हीट एक्सचेंज सिस्टम। ताप विनिमय प्रणाली की दक्षता बढ़ाने की संभावना का मूल्यांकन। हाइड्रोलिक्स के दृष्टिकोण से अनुकूलित योजना पर विचार।

थीसिस, 10/20/2012 को जोड़ा गया


अच्छे उत्पादों की संरचना. क्षेत्र में तेल के संग्रहण और तैयारी का योजनाबद्ध आरेख। स्थिरीकरण से पहले और बाद में तेल में हल्के अंशों की सामग्री। योजनाबद्ध आरेखएकल-चरण और दो-स्तंभ तेल स्थिरीकरण इकाइयाँ, उनके संचालन की विशेषताएं।

प्रस्तुति, 06/26/2014 को जोड़ा गया


तेल शोधन प्रक्रिया का विवरण: वायुमंडलीय आसवन, वैक्यूम आसवन, उत्प्रेरक सुधार, आइसोमेराइजेशन। समय का कुशल कोष और उपकरण की वार्षिक उत्पादकता। तकनीकी स्थापनाओं द्वारा उत्पाद की उपज का निर्धारण।

टर्म पेपर, 01/22/2015 जोड़ा गया


तेल के प्राथमिक आसवन की प्रक्रिया, इसकी योजना, मुख्य चरण, विशिष्ट विशेषताएं। तेल के प्राथमिक आसवन के उत्पादों की उपज और गुणवत्ता का निर्धारण करने वाले मुख्य कारक। तेल के दोहरे वाष्पीकरण के साथ स्थापना, प्राथमिक आसवन उत्पादों का उत्पादन।

टर्म पेपर, 06/14/2011 को जोड़ा गया


तेल के वास्तविक क्वथनांक का वक्र और भौतिक संतुलनप्राथमिक तेल शोधन की स्थापना। वासिलिव्स्काया तेल में अंशों की संभावित सामग्री। प्राथमिक तेल शोधन, थर्मल और उत्प्रेरक क्रैकिंग के गैसोलीन की विशेषताएं।

प्रयोगशाला कार्य, 11/14/2010 को जोड़ा गया


प्रसंस्करण के लिए तेल तैयार करने की प्रक्रिया से परिचित होना। तेल के आसवन और सुधार के बारे में सामान्य जानकारी। आसवन इकाई की तकनीकी योजना का डिज़ाइन। मुख्य तेल आसवन स्तंभ K-2 की गणना; इसके ज्यामितीय आयामों का निर्धारण।

टर्म पेपर, 05/20/2015 को जोड़ा गया


तेल वर्गीकरण और प्रसंस्करण विकल्प। टेंगिंस्काया तेल और उसके अंशों के भौतिक और रासायनिक गुण, आसवन, सुधार की प्रक्रियाओं पर मुख्य मापदंडों का प्रभाव। तेल शोधन का ईंधन संस्करण, प्रक्रिया और उपकरण की तकनीकी गणना।