Оборудование для нефтеперерабатывающих заводов: Что нужно знать  

Нефтеперерабатывающий завод - это промышленное предприятие, состоящее из нескольких единиц оборудования, необходимых для преобразования нефти (сырой нефти) в несколько пригодных для использования побочных продуктов нефтепереработки. Прежде чем приступить к этому процессу, нефть/природные газы в сыром виде должны быть извлечены из земной коры с помощью сложного оборудования.

Процессы переработки нефти и газа можно разделить на химические и физико-химические. Доступное оборудование, качество сырой нефти и область применения очищенной нефти определяют, какой из процессов подходит. Некоторые побочные продукты, получаемые из сырой нефти, включают бензин (бензин), асфальтовую основу, дизельное топливо, печное топливо, сжиженный нефтяной газ (СУГ), сырье для нефтехимии и многое другое.

В этой статье рассказывается об истории нефтепереработки, влиянии нефтеперерабатывающие машиныи все основные процессы, необходимые для переработки сырой нефти.

История нефтеперерабатывающего завода

С тех пор как был изобретен оборудование для переработки нефти, Открытие сырой нефти стало глобальным явлением. Согласно одной из известных работ китайского географа, политика и писателя Ли Даоюаня, историю нефтепереработки можно проследить до династии Северная Вэй, в первом веке, примерно с 512 по 518 год нашей эры.

В течение многих лет было много примечательных периодов, когда сырая нефть перерабатывалась в пригодные для использования продукты. Один из них был зафиксирован в 865-925 годах нашей эры, когда в некоторых арабских справочниках содержались описания того, как арабские химики перегоняли сырую нефть для получения смолы, используемой на улицах. 

Считается, что современная история нефти началась в 1846 году, когда канадец Абрахам Гесснер придумал способ производства керосина с помощью угля. Несколько лет спустя Иги Лукасевич перенял этот способ и начал производство керосина из вырытых вручную нефтяных колодцев. Тем временем в Румынии появился первый в мире промышленный нефтеперерабатывающий завод благодаря обилию сырой нефти на ее территории.

Изначально керосин был первым побочным продуктом, полученным при переработке сырой нефти. Это открытие открыло дорогу в нефтедобывающую отрасль, поскольку керосин пользовался большим спросом для заправки масляных ламп. Постепенно, с появлением двигателя внутреннего сгорания и его востребованностью в автомобильной промышленности, для бензина был создан огромный рынок.

С тех пор в разных уголках мира появилось несколько частных и государственных нефтеперерабатывающих заводов. Со временем крупные игроки стали вкладывать огромные средства в производство сложного оборудования для бурения и переработки нефти, чтобы обеспечить максимальную отдачу. 

По состоянию на 2017 год рынок нефтепереработки оценивался более чем в $6 триллионов, и его потребление, по оценкам, будет расти в связи с быстрым ростом населения и внедрением технологий. Это делает его одним из крупнейших и растущих секторов мировой экономики на сегодняшний день. 

Почему необходимо оборудование для переработки нефти

Единственной целью любого технологического развития является либо решение проблемы, либо повышение производительности. Установка правильного оборудования и машин не только повысит производительность нефтеперерабатывающего завода, но и поможет решить все проблемы, которые могут возникнуть из-за использования устаревшего оборудования.

Ниже перечислены некоторые причины, по которым необходимо использовать оборудование для переработки нефти.

• Для правильного хранения масличных продуктов

Нефтеперерабатывающий завод должен быть оснащен соответствующими резервуарами. Резервуары используются для хранения сырья и уже переработанных продуктов. Когда на заводе достаточно резервуаров, работа идет непрерывно, поскольку сырая нефть легко собирается из нефтяной скважины и одновременно переливается в нужный резервуар, необходимый для переработки.

Для промежуточной обработки и готовой продукции требуется больше резервуаров, чем для самой сырой нефти. Это связано с тем, что они, как правило, более летучи и содержат большое количество давления. Кроме того, необходимо предусмотреть дополнительные резервуары для переработанной и готовой продукции, чтобы избежать сбоев в цепочке поставок во время технического обслуживания.

Большинство резервуаров способны хранить сырую нефть/продукты с циклом переработки около 50 дней. Нелетучие продукты, такие как мазут и дизельное топливо, хранятся в цилиндрических резервуарах с низко расположенной конической крышей. В то время как летучие продукты нуждаются в резервуарах с плавающей крышей для уменьшения испарения. Типы резервуаров для нефтепереработки включают горизонтальные резервуары, резервуары под давлением, резервуары с переменным паровым пространством, внутренние/внешние резервуары с плавающей крышей, резервуары с фиксированной крышей и т.д.

• Для выведения токсичных углеводородов 

Выброс углеводородов - важный процесс на нефтеперерабатывающих заводах, который осуществляется с помощью факелов. Факел построен в виде высокой трубы с пламенем, горящим в верхней части. Это оборудование очень важно для безопасности предприятия, поскольку летучие углеводороды могут быть взрывоопасны при контакте с воздухом.

В случае поломки или остановки оборудования все токсичные элементы должны быть вымыты из всего оборудования, прежде чем его можно будет обслуживать. Факел состоит из закрытой системы трубопроводов, которая помогает доставить все токсичные углеводороды на факельную площадку, где они сжигаются под тщательным контролем.

• Для облегчения транспортировки сыпучих грузов 

Чтобы обеспечить удобство транспортировки сыпучих материалов, были построены танкеры, идущие через океан, и сеть трубопроводов. Благодаря танкерам, идущим через океан, нефтеперерабатывающие заводы стали располагаться ближе к рынкам, а не к нефтяным месторождениям. С тех пор в некоторых городах были построены глубоководные порты, соединяющие крупные нефтеперерабатывающие заводы трубопроводами.

Трубопроводы сегодня можно встретить по всему миру, поскольку они остаются наиболее эффективным средством транспортировки сыпучих нефтепродуктов через нефтеперерабатывающие заводы и морские порты налива. Благодаря использованию сложных рафинировочные машины Благодаря центробежным насосам и бустерным станциям, построенным вдоль трассы трубопровода, транспортируемый материал получит достаточно мощности для перекачки, чтобы достичь места назначения.

• Для проведения тепловой энергии между двумя средами

На каждом нефтеперерабатывающем заводе, особенно на растрескивание В установках, где происходит разделение нефти и воды, тепловая энергия является необходимым условием для обработки продукта. Однако при неправильном регулировании она может нанести большой ущерб системам управления и чувствительному оборудованию. Именно поэтому требуется установка теплообменника. 

Теплообменник - это терморегулирующее оборудование, используемое главным образом для рассеивания избыточного тепла и регулирования температуры в процессе обработки. Первая среда - это обрабатываемая жидкость или газ, а вторая - теплопоглощающий коллант, состоящий из охлажденного газа или жидкости.

Рабочий процесс нефтеперерабатывающего завода непрерывного действия

Когда сырая нефть уже добыта из нефтяной скважины, процесс ее переработки проходит четыре этапа, прежде чем она попадает на рынок. Это разделение, преобразование, обработка и смешивание.

Об этих процессах читайте в следующих параграфах.

• Разделение

Этот процесс осуществляется главным образом для разделения нефтяного содержимого (также известного как фракция) посредством дистилляции. Разделение происходит путем пропускания сырой нефти через горячую печь с образованием жидких и парообразных компонентов. Затем эти компоненты передаются в установку для атмосферной или вакуумной дистилляции.

Дистилляционные установки обеспечивают разделение жидкости и пара на фракции. После достижения определенной температуры кипения тяжелые фракции остаются в нижней части, а легкие - в верхней. Нефть и бензин, являющиеся самыми легкими фракциями, поднимаются в верхнюю часть перегонного аппарата и конденсируются обратно в жидкость.

Средние фракции, такие как дистилляты и керосин, остаются в середине перегонного аппарата, а самые тяжелые фракции, такие как тяжелое топливо и мазут, - внизу. По количеству сепараторы являются самыми перерабатывающими машинами, присутствующими на любом нефтеперерабатывающем заводе. Это оборудование также может называться скруббером, центрифугой, шлакоуловителем и многими другими названиями.

• Конверсия

Это вторая стадия переработки, на которой фракции преобразуются по размеру и структуре с помощью нескольких процессов, таких как гидро-, термо- и каталитический крекинг или варка. Этот процесс обеспечивает дальнейшую переработку тяжелых фракций с низкой стоимостью в более легкие фракции с высокой стоимостью, такие как бензин.

Крекинг - наиболее распространенная форма преобразования, поскольку для его осуществления используются катализатор, давление, тепло и, возможно, водород. В этом процессе тяжелые молекулы углеводородов расщепляются на более легкие. Установка крекинга состоит из толстостенных реакторов, теплообменников, цепочки печей и многих других типов сосудов.

• Лечение

В сырой нефти часто присутствуют такие загрязняющие вещества, как тяжелые металлы, сера и азот. Эти загрязняющие вещества нежелательны для бензиновых двигателей, поэтому перед распределением нефти ее необходимо должным образом обработать. 

Основной процесс очистки - гидроочистка, которая предполагает удаление химических веществ путем связывания их водородом, добавления кислоты для их удаления или поглощения в другой колонне. На этом этапе происходит доочистка путем объединения нескольких потоков на перерабатывающей установке.

• Смешивание

Смешивание - это заключительный этап процесса переработки нефти. Он включает в себя смешивание различных фракций в пригодные для использования нефтепродукты. Существуют различные марки бензинового топлива, и эти марки зависят от фракций, с которыми они смешиваются, например, алкилат, риформат, крекинг-бензин и т. д.

На нефтеперерабатывающих заводах обычно производится около 8-15 фракций углеводородов, которые необходимо смешивать с моторным топливом. Для правильного смешивания используются такие присадки, как октаноповыситель, антиокислитель, ингибиторы ржавчины, деактиватор металлов и другие. Смеси бензинов определяются по показателям давления паров, октанового числа и некоторым другим уникальным параметрам.

Процесс работы нефтеперерабатывающего завода 

Переработка нефти - это последующий этап в секторе добычи и переработки нефти, состоящий из семи основных операций. В зависимости от выбора операторов эти операции могут выполняться физическим или химическим способом. Однако в последнее время преобладает химический процесс.

Процесс работы можно разделить на семь этапов, на каждом из которых используются различные средства обработки. Процессы и необходимые средства перечислены ниже.

Процесс эксплуатации	Необходимые средства
Разделение	Рафинирование растворителей. Дистилляция.
Конверсия	Добавление водорода. Удаление углерода.
Реформирование	Каталитический риформинг. риформинг углеводородов.
Перестройка	Изомеризация.
Комбинация	Каталитическая полимеризация Алкилирование.
Обработка, отделка и смешивание	Бензин, керосин и дизельное топливо. смазки и воски. асфальт.
Защита окружающей среды	Очистка сточных вод. Утилизация твердых веществ. Регенерация серы.

Химические процессы в нефтеперерабатывающей промышленности

Химическая обработка в нефтепереработке проводится для разделения крупных углеводородов на более мелкие части (крекинг), объединения мелких частей в более крупные (унификация) или перегруппировки различных частей для получения желаемых углеводородов (альтерация). Этот химический процесс можно разделить на термический и каталитический, которые будут описаны ниже.

Тепловой процесс

• Висбрекинг

В этом процессе нефтяные фракции из перегонной колонны нагреваются до уровня 900⁰F/482⁰C. Затем они охлаждаются с помощью газойля и быстро вспыхнул в дистилляционной колонне. Этот процесс необходим для снижения вязкости масел с большим весом.

• Замедленное коксование

В процессе замедленной варки фракции из ректификационной колонны нагреваются до температуры выше 900⁰ F/482⁰ C, пока не начнут расщепляться на бензин, непет и тяжелую нефть. После завершения всего процесса в коксе остаются остатки в виде тяжелого чистого углерода (кокса).

• Флексикокинг

Этот вид процесса термического крекинга связан с газификацией кокса с помощью пара и воздуха. Флексикокинг помогает превратить большое количество углеродистого кокса в монооксид углерода перед смешиванием с легкими углеводородами для получения низкокачественного нефтяного газа. Часть кокса сжигается только для того, чтобы обеспечить необходимое тепло в процессе преобразования вакуумного остатка в дистиллят, газы, кокс и жидкость.

Каталитический процесс

• Гидрокрекинг 

Этот процесс используется для преобразования тяжелого газойля в бензин и в основном применяется для нефти, керосина, нафты и газа. Эти материалы нагреваются при высокой температуре с водородом в присутствии катализатора до достижения температуры 300-400⁰ по Цельсию. Кроме того, гидрокрекинг помогает избавиться от таких примесей, как азот, сера и следовые металлы.

• Каталитический крекинг

Этот процесс подходит для превращения мазута или газойля в бензин или дизельное топливо. И мазут, и газойль подвергаются сильному нагреву и давлению, чтобы быть расщепленными в присутствии катализатора. Когда углеводороды вступают в контакт с катализатором, они начинают распадаться на более мелкие углеводороды. Иногда в качестве углеводородов в процесс могут быть добавлены продукты с небольшим содержанием водорода, например битум.

• Полимеризация 

В процессе полимеризации легкие олефиновые газы - этилен, бутилен и пропилен - превращаются в углеводороды с более высокой молекулярной массой и более высоким октановым числом, достаточным для использования в качестве сырья для смешивания бензина. Этот процесс часто проводится в присутствии кислотного катализатора. Температура процесса составляет около 300-450⁰ F и может регулироваться путем подачи в реактор холодного сырья и охлаждающей воды.

• Каталитическая депарафинизация

Каталитическая депарафинизация обеспечивает сохранение жидкого состояния масла, например дизельного, в том температурном диапазоне, в котором оно должно быть использовано. Для того чтобы эти продукты отвечали коммерческим требованиям, температурный диапазон должен соответствовать требованиям холодного потока. На самом деле, каталитическая депарафинизация - это буквально процесс конверсии с низкой степенью интенсивности, который включает в себя разновидность селективного каталитического крекинга н-парафинов.

• Алкилирование 

Алкилирование - это химический процесс, в ходе которого происходит соединение легких газообразных углеводородов для получения высокооктановых компонентов бензина. Эти углеводороды содержат олефины, такие как бутилен, и изопарафины, такие как изобутан. Все эти компоненты переносятся в реактор для получения смеси тяжелых углеводородов, причем процесс осуществляется в присутствии соляно-кислотного катализатора. 

Что необходимо учитывать при использовании оборудования для нефтепереработки

Ниже перечислены факторы, которые необходимо учитывать при использовании нефтеперерабатывающего оборудования:

• Сильно подвержены коррозии 

Коррозия - одна из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается большинство нефтеперерабатывающих заводов. Это связано с тем, что большинство нефтеперерабатывающее оборудование изготовлены из стали и металла. Коррозия - это форма разрушения материала, возникающая в результате его взаимодействия с окружающей средой. Коррозия не только влияет на химические свойства материала, но и вызывает негативные изменения в его физической структуре.

В сырой нефти присутствуют определенные анаэробные микроорганизмы, которые вызывают коррозию. Она также может возникать, когда воде дают осесть на дне резервуара. Катодная защита, металлические покрытия и выбор материалов также могут помочь в борьбе с коррозией. 

• Требуют частого обслуживания

Оборудование на нефтеперерабатывающем заводе может эффективно работать только в том случае, если оно содержится в чистоте и постоянно проверяется. Многие из этих устройств установлены на открытых площадках, что подвергает их воздействию плохой погоды и соленого воздуха. Кроме того, повреждения могут быть вызваны износом, человеческими и машинными ошибками. По этим причинам необходимо проводить надлежащее техническое обслуживание.

Методы технического обслуживания включают: очистку, смазку, замену, тестирование, ремонт и т. д. Работа инженера по техническому обслуживанию заключается в обеспечении частого или периодического проведения профилактических и прогнозных видов технического обслуживания. Затраты на техническое обслуживание трубопроводной арматуры можно сократить, если поручить его профессионалам, таким как производитель поворотных затворов.

• Оборудование должно обслуживаться квалифицированным персоналом 

Большинство оборудования на нефтеперерабатывающем заводе требует соответствующих технических знаний. Во избежание повреждений нельзя допускать к работе с оборудованием неквалифицированных или необученных людей. В случае если оборудование полностью автоматизировано, перепрограммирование должен выполнять только квалифицированный персонал, назначенный для этой работы. Кроме того, переключатели управления должны быть крупно обозначены на случай чрезвычайных ситуаций. Для ограждения ответственного и опасного оборудования необходимо использовать стационарные ограждения. 

• Смазочные материалы должны быть обеззаражены

Все вращающиеся части материала на нефтеперерабатывающем заводе нуждаются в смазке. Загрязнение смазки может привести к выходу из строя подшипников некоторых видов нефтеперерабатывающего оборудования. Поэтому промывка, удаление лака и замена жидкости должны проводиться регулярно. Поэтому для достижения наилучшего результата нефтеперерабатывающим заводам лучше всего сотрудничать с фирмами, специализирующимися на обслуживании смазочных систем.

• Давление

Для того чтобы нефтепродукты легко контролировались и быстрее перемещались в системе трубопроводов, им необходимо высокое давление и использование нефтепромысловая арматура. Нефтепродукты могут быть от легких до тяжелых. Для того чтобы тяжелые вещества легко проходили по длинным трубопроводам, требуется более мощный тип насоса. Различные типы насосов включают: центробежный насос, плунжерный насос с возвратно-поступательным движением, полостной насос, насос с прогрессивной полостью, шестеренчатый насос и т.д.

Часто задаваемые вопросы

• Что такое баррель нефти

Баррель нефти - единица измерения объема нефти, один баррель примерно равен 42 американским галлонам.

• Что такое оффшорная буровая установка

Морская буровая установка - это сооружение, специально построенное на воде для бурения, добычи и переработки сырой нефти и природных газов, находящихся под морским дном. Это достаточно большое сооружение, чтобы разместить в нем рабочих, а также хранить продукцию до тех пор, пока не появится судно для ее транспортировки.

•  Какой тип сырой нефти хранится в заповеднике

Запасы существуют уже довольно давно. Сырая нефть подразделяется на "сладкую" и "кислую". Сладкая содержит не более 0,5 % серы, а кислая - более 0,5 %, но не более 2,0 %. Большинство резервуаров принимают только ту нефть, которая соответствует установленным спецификациям.

• Как используется сырая нефть

Нефть используется для транспортировки, бытовых нужд, производства электроэнергии, промышленных и коммерческих целей. 

• В чем разница между переработкой нефти в верхнем и нижнем течении 

Этап разведки и добычи включает в себя этап разведки, бурения и добычи, а этап переработки и сбыта - этап переработки и сбыта.

• Что такое обсадная головка

Обсадная головка - это оборудование, предназначенное для добычи нефти и газа. Она используется для соединения обсадных труб с устьем скважины. Обсадная головка оснащена колонной и расточной чашей с посадочным буртиком 45 C для предотвращения повреждений, вызванных избыточным давлением.

• Применение промышленных шаровых кранов

An промышленный шаровой кранИспользуется для регулирования расхода нефти/газа и давления в трубопроводах путем вращения шара, встроенного в клапан.

Заключение 

Единственная цель всех нефтеперерабатывающих заводов - превратить сырую нефть в нефтепродукты, которые могут служить топливом для отопления, транспорта, химического сырья, покрытия дорог и многого другого. Этот процесс преобразования относится к стадии переработки, а также к транспортировке сырой нефти. 

Чтобы обеспечить полную утилизацию сырой нефти, инвесторы должны выделить достаточно средств на закупку и монтаж оборудования, которое обеспечит все потребности переработки. Существует множество оборудования, необходимого для нефтеперерабатывающего завода, но когда речь заходит о клапанах, компания Dombor выделяется как одна из лучших. производители промышленных клапанов и поставщиком. Наши клапаны созданы для правильного управления дробным потоком и выдерживают высокие температуры.