Номер 3, страница 28 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.3. Назовите основные этапы переработки нефти.

Переработка нефти — это сложный многостадийный технологический процесс, который можно разделить на три основных этапа. Целью переработки является получение из сырой нефти широкого ассортимента товарных нефтепродуктов (топлив, масел, сырья для нефтехимии) путем ее разделения на фракции и последующей химической модификации этих фракций.

1. Первичная переработка нефти

На этом этапе происходит физическое разделение нефти на фракции (дистилляты) без химического изменения структуры входящих в ее состав углеводородов. Этот этап основан на разнице в температурах кипения компонентов нефти. Он включает в себя:

• Подготовка нефти к переработке. Сырая нефть, поступающая с промыслов, содержит примеси: пластовую воду, растворенные в ней соли и механические частицы (песок, глину). На электрообессоливающих установках (ЭЛОУ) нефть обезвоживается и обессоливается. Это необходимо для предотвращения коррозии оборудования и отравления катализаторов на последующих стадиях.
• Атмосферная перегонка. Подготовленная нефть нагревается в трубчатых печах до температуры 350–370°C и подается в ректификационную колонну атмосферного давления. Внутри колонны происходит разделение: легкие фракции с низкой температурой кипения (углеводородные газы, бензиновые, керосиновые, дизельные фракции) испаряются, поднимаются вверх и отбираются на разных уровнях. В нижней, кубовой части колонны остается тяжелый несветлый остаток — мазут.
• Вакуумная перегонка. Мазут является ценным сырьем, но его компоненты кипят при очень высоких температурах (свыше 360°C), при которых начинается их термическое разложение (крекинг). Чтобы избежать этого, мазут перегоняют в вакуумной колонне при пониженном давлении. Это позволяет снизить температуру кипения углеводородов. В результате получают вакуумные дистилляты (газойли) — сырье для вторичных процессов, и тяжелый остаток — гудрон, который используется для производства битумов, кокса или как сырье для дальнейшей переработки.

2. Вторичная переработка нефти

Цель этого этапа — углубление переработки, то есть увеличение выхода более ценных светлых нефтепродуктов (в первую очередь, автомобильного бензина) и улучшение их качества. Это достигается путем химической модификации молекул углеводородов, полученных на первом этапе. Вторичные процессы делятся на углубляющие (деструктивные) и облагораживающие.

• Термические процессы (протекают под действием высоких температур):
  • Крекинг: Расщепление тяжелых углеводородов на более легкие.
  • Коксование: Глубокая переработка тяжелых остатков (гудрона) с получением дистиллятов и нефтяного кокса.
  • Висбрекинг: Мягкий термический крекинг мазута для снижения его вязкости.
• Каталитические процессы (протекают в присутствии катализаторов, что позволяет проводить реакции в более мягких условиях и с большей селективностью):
  • Каталитический крекинг: Ключевой процесс получения высокооктанового компонента бензина из вакуумного газойля.
  • Каталитический риформинг: Процесс облагораживания бензиновых фракций для повышения их октанового числа путем превращения парафиновых и нафтеновых углеводородов в ароматические.
  • Гидрокрекинг: Расщепление тяжелого сырья под давлением водорода для получения высококачественных моторных топлив.
  • Гидроочистка: Удаление из нефтепродуктов вредных примесей (серы, азота, кислорода) обработкой водородом.
  • Алкилирование и изомеризация: Процессы синтеза высокооктановых компонентов бензина.

3. Товарное производство (облагораживание и смешение)

На заключительном этапе происходит смешение (компаундирование) различных компонентов, полученных на установках первичной и вторичной переработки, для получения готовой товарной продукции с заданными эксплуатационными свойствами. Например, для получения товарного бензина смешивают бензин каталитического крекинга, риформат, алкилат, изомеризат и прямогонную бензиновую фракцию. В полученные топлива и масла также вводят различные присадки (антидетонационные, моющие, антиокислительные и др.) для улучшения их характеристик в соответствии с требованиями стандартов.

Ответ:

Основными этапами переработки нефти являются:

1. Первичная переработка: физическое разделение сырой нефти на фракции (бензин, керосин, дизель, мазут) после ее подготовки (обезвоживания и обессоливания) с помощью атмосферной и вакуумной перегонки.
2. Вторичная переработка: химическая модификация фракций, полученных на первом этапе, для увеличения выхода и улучшения качества ценных нефтепродуктов. Ключевые процессы этого этапа — каталитический крекинг, риформинг, гидрокрекинг, гидроочистка, алкилирование, изомеризация и коксование.
3. Облагораживание и смешение (компаундирование): финальная очистка полученных компонентов и их смешение в определенных пропорциях с добавлением присадок для производства готовых товарных нефтепродуктов (автомобильного бензина, дизельного топлива, масел и т.д.), соответствующих стандартам качества.