Производство бензина
Производство бензина – общая информация
Бензин получают за счет переработке нефти, природного газа, газового конденсата, торфа, угля, горючих сланцев, и синтезом из водорода и окиси углерода. Сырье, которое используется для производства бензина — нефть: больше 20% нефти, которую добывают во всем мире, перерабатывают в бензин.
В нашей стране все товарные бензины создаются из газоконденсатов и нефти. Газовый бензин получают на специальных газоперерабатывающих заводах благодаря выделению жидких углеводородов из газов. Такой бензин имеет отличные пусковые характеристики и при добавлении в малых количествах в товарные бензины могут улучшать их свойства эксплуатации. Современный бензин получают путем смешения компонентов, которые получаются за счет каталитического риформинга, прямой перегонки и каталитического крекинга, полимеризации, алкилирования, изомеризации и других процессов по переработке газа и нефти.
Качество компонентов, которые используются для создания каких-либо марок товарных бензинов, сильно различается и напрямую зависит от возможностей предприятия с технологической точки зрения.
И даже бензины одинаковых марок, созданные одним заводом в различное время, могут иметь разный компонентный состав из-за проведения регламентных работ на конкретных технологических установках, изменения программы завода по выпуску продукции и состава сырья.
Но во всех случаях должна быть соблюдена технология получения товарных бензинов на конкретном предприятии, это — обязательное требование технических условий и стандартов на бензины.
Основные физические и химические процессы производства бензина
Главные технологические процессы производства бензина — каталитический крекинг и каталитический риформинг. Процесс каталитического риформинга, как и раньше, остается основным процессом производства бензина, несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, потому что он – это главный источник высокооктановых компонентов, и водорода для установок гидроочистки.
Из-за ужесточения норм, которые касаются содержания серы в моторных топливах, нужно увеличивать мощность гидрообессеривания, а это требует дополнительного водорода. Уменьшение роли и доли бензина риформинга в создании экологически чистого реформулированного бензина обусловлено кроме ограничения содержания ароматических углеводородов, ещё и неудовлетворительным распределением октановых свойств по фракциям катализата.
Поэтому процесс бензинового риформинга при производстве бензина, лучше всего сочетать с процессами изомеризации бензина и удаления бензола. Последнее время коммерческая активность и технология по производству на нефтеперерабатывающих заводах мира новых установок каталитического крекинга в псевдоожиженном слое специального микросферического катализатора имеет очень высокий уровень.
Так, если сейчас объем вырабатываемого по всему миру бензина каталитического крекинга почти сравнялся с суммарным объемом выработки бензина изомеризации и риформинга, то в будущем бензин каталитического крекинга и компоненты, которые сопряжены с этим процессом, будут занимать лидирующие позиции в производстве бензина на нефтеперерабатывающих заводах в сравнении с такими процессами риформинга, которые требуют дополнительных ресурсов нефти и прямогонных бензинов.
Этапы производства бензина
За последние годы процесс каталитического крекинга при производстве бензина, стал усовершенствованным, с целью повышения селективности при конверсии исходного вторичного сырья в бензин. Нефтеперерабатывающее производство, в результате которого получают бензин, состоит из трех основных этапов:
- первичная переработка нефти: осуществляется разделение сырой нефти на отдельные фракции, каждая из которых отличаются температурой кипения.
- вторичная переработка: осуществляется обработка фракций, которые были получены после первого этапа. На данной стадии получаются «товарные» нефтепродукты.
- товарное производство: разные фракции должны пройти дополнительную очистку и, если это необходимо, обогащаются присадками, увеличивающими октановое количество топлива.
Хотя в Европе уже давно такая практика запрещена, в будущем планируется запретить её и в России за счет нового технического регламента. Будет ли это так — большой вопрос, так как далеко не каждый завод по переработке нефти может пройти переоснащение.
После того, как нефть прошла переработку, получают не только дизельное топливо и бензин, но и парафины, смазочные масла, битумы. Многие привычные для нас вещи созданы именно благодаря процессу переработки нефти.
Уровень очистки нефти напрямую зависит от заводского оборудования. Не каждый нефтеперерабатывающий завод может создать 95-ю и хотя бы 92-ю марку бензина: оборудование не позволяет. Но, безусловно, стоит этим заниматься, так как применение присадок вредит окружающей природе и даже моторам автомобилей.
Технологический процесс производства бензина
Но это всего лишь поверхностный осмотр технологического процесса производства бензина. Детально этот процесс будет выглядеть так. Вначале на завод поставляется нефть: можно использовать нефтепроводы, водный и железнодорожный транспорт.
На первой стадии из нефти удаляют соль, содержащуюся в сыром материале в огромном количестве. Для того чтобы это сделать, нужно смешать воду и нефть, а потом поставить в специальную электрообессоливащую установку. Такое воздействие электричества ведет к разрушению смеси нефти и воды, а сама вода удаляется из ёмкости. Потом применяются деэмульгаторы, делающие процесс надёжнее.
И только потом начинается непосредственный процесс переработки нефти в бензин — нефть из обессоливающей установки переходит на другую – атмосферно-вакуумную перегонку. Увы, многие технологии так и не поменялось. Но некоторые нефтеперерабатывающие заводы применяют инновационное оборудование. Но и такое оборудование на первичной стадии переработки проходит вакуумную и атмосферную перегонку. Первая группа процессов осуществляется за счет отделения светлых фракций нефти (керосиновые, дизельные, бензиновые). А уже после атмосферной перегонки образуется мазут, используемый также в промышленности.
Различные фракции отличаются различной температурой кипения. А значит, проходя через аппарат, разные составляющие нефти будут подниматься на различную высоту. Бензин, так как является самым лёгким продуктом, поднимается вверх в виде пара, а оттуда затем выводится. Вакуумная же переработка используется для выведения из мазута разнообразных масляных дистиллятов.
Бензин будет получаться уже на следующей стадии, когда из вещества, полученного благодаря атмосферной переработке, будут выводиться газы. Обычно, это бутан и пропан, и они также могут быть использованы в промышленной сфере, но они не годятся для топлива. Так что без более тонкой очистки никак не обойтись.
Получение газового бензина
Как отмечалось ранее, бензин является легчайшей фракцией сырой нефти. Но получить его можно как из этого вещества, так и из попутного газа. Такой произведенный бензин будет называться газовым. Тем более что в промышленных условиях бензин создают из тяжёлых фракций нефти, такой бензин будет называться крекинг-бензином.
Газовый бензин может быть нестабильным и стабильным, тяжёлым и лёгким. Такой бензин применяется как сырьё в химической промышленности.
До применения технологии крекинга, из одной тонны нефти можно было получить только около 200 литров бензина. Когда её стали применять, то получилось повысить её количество до 700 литров. Суть технологии состоит в высоком разогревании мазута, до 500 градусов Цельсия. А как стала использоваться технология «пиролиза», то из сырой нефти выход бензина повысился до 800 литров с тонны.
В наше время мы знакомы с бензином за счет использования автомобилей. Какие-то авто смогут завестись при А-80 и А-76, а другие – лишь при Аи-95 и Аи-92, а есть и такие автомобили, которые заводятся только при Аи-98. Чем больше октановое число бензина, тем выше будет уровень его очистки. Хотя многие марки данного топлива можно получить за счет смешивания разнообразных компонентов. Но также часто используются и бензогенераторы, перебытывающие топливо в электическую энергию.
Таким образом производство бензина один из важнейших технологических процессов современного мирового производства.
Ян Волховский, promplace.ru
Стал дефицитным бензин — многие автомобилисты задумываются, что бы еще изобрести для его экономии, а то и замены. Выдвигаются идеи, возникают споры. Выясняется, однако, что не все их участники отчетливо представляют себе, что такое нынешний автомобильный бензин. Этой теме мы и решили посвятить нашу сегодняшнюю лекцию, подготовленную по литературным источникам. Бензин, как известно, получают из нефти. Эта природная жидкость в своей основе состоит всего из двух химических элементов — углерода (84—87%) и водорода (12—14%). Но они соединяются между собой в великом множестве сочетаний, образуя вещества, которые мы называем углеводородами. Смесь разнообразных жидких углеводородов — это и есть нефть. Если нагревать нефть при атмосферном давлении, то сначала из нее испаряются самые легкие углеводороды, а по мере повышения температуры — все более и более тяжелые. Однако такой способ (он называется прямой перегонкой) дает очень мало бензина — всего 10—15% от перегоняемой нефти. Огромный парк автомобилей, нуждающихся в этом виде топлива, так не «прокормить». Поэтому основная масса товарного бензина добывается в результате так называемых вторичных процессов переработки нефти, к которым относят термический и каталитический крекинг, платформинг, риформинг, гидрориформинг и еще многие. Процессы эти сложные, но их объединяет общая цель — раздробить большие и сложные молекулы тяжелых углеводородов на более мелкие и легкие, образующие бензин. Не вдаваясь в технологические подробности вторичной переработки, отметим лишь, что она позволяет не только в несколько раз увеличить выход бензина из нефти, но и обеспечивает более высокое качество продукта по сравнению с прямой перегонкой. Итак, легкие нефтяные фракции, которые могут служить топливом для карбюраторных автомобильных двигателей, получены и из них нужно приготовить товарный бензин с определенными свойствами. Об этих свойствах мы и поговорим. Теплота сгорания. Химическая энергия заключенная в любом топливе, при его сгорании выделяется в виде тепла, а его можно превратить в механическую работу. Именно это и происходит в моторах наших машин. Удельная теплота сгорания автомобильных бензинов — величина довольно постоянная, каждый килограмм этого топлива выделяет примерно 10600 килокалорий — серьезный заряд энергии, который достаточен например, чтобы поднять тяжесть в 4,5 тысячи тонн на метровую высоту. Октановое число. В смеси паров бензина с воздухом, которая сжата в камере сгорания двигателя, пламя распространяется со скоростью 1500—2500 м/с. Если же сжатие слишком велико, в горючей смеси образуются перекиси, и сгорание приобретает взрывной характер. Это и есть хорошо знакомая автомобилистам детонация, которая приводит к аварийному выходу двигателя из строя Стойкость бензина против детонации оценивается его октановым числом. Разумеется, моторная установка в этом опыте специальная, исследовательская, а все условия опыта стандартизованы. Если же говорить о езде в обычных эксплуатационных условиях, то приписывать детонацию только свойствам самого бензина было бы неверно. Опасность ее появления возрастает в связи со следующим: большое открытие дроссельной заслонки в карбюраторе, обедненная горючая смесь, увеличенное опережение зажигания, повышение температуры двигателя, уменьшение оборотов коленчатого вала, большое количество нагара в цилиндрах, неблагоприятные атмосферные условия (высокая температура и малая влажность воздуха, повышенное барометрическое давление). Кстати, сочетание именно этих факторов зачастую приводит водителя к ошибочным выводам, дескать, на АЗС залили плохой бензин, или наоборот — вот какой хороший мотор, даже на низкооктановом бензине не детонирует. Здесь надо заметить, что октановое число бензина определяется в первую очередь тем, какие фракции, какие углеводороды в нем преобладают. К высокооктановым компонентам относятся алкилбензин (смесь ароматических углеводородов), толуол, изооктан, алкилат (смесь изопарафиновых углеводородов). Можно, однако, повысить октановое число бензина, добавляя в него специальную присадку — антидетонатор. До последнего времени с этой целью очень широко использовали тетраэтилсвинец (ТЭС) или тетраметилсвинец, приготовляя известные всем этилированные бензины. Но при их использовании на свечах, клапанах и стенках камеры сгорания откладывается окись свинца, а это вредно для двигателя. Главное, однако, в другом ТЭС — сильный яд, его присутствие в выхлопных газах отравляет атмосферу и наносит вред людям и вообще всему живому. Поэтому сейчас повсеместно, в том числе и в нашей стране, отказываются от этиловой жидкости, несмотря на связанное с этим повышение себестоимости бензин Фракционный состав объективно характеризует испаряемость моторного топлива Чем ниже температура, при которой перегоняется 10% бензина, тем лучше его пусковые свойства, но тем больше опасность появления паровых пробок в топливоподающей магистрали, а также обледенения карбюратора. Мы только что упомянули о паровых пробках и обледенении карбюратора. Первое, очевидно, не требует особых пояснений, поскольку это явление знакомо каждому автолюбителю. Следует лишь заметить, что у товарных бензинов, поставляемых на АЗС в холодное время года (с октября по март включительно), температура перегонки 10% общего объема составляет 55°С, а летом — 70°С. Именно поэтому «зимний» бензин, сохраненный до жаркой поры, при езде может изрядно помучить паровыми пробками, особенно в уличных заторах. Что же касается обледенения карбюратора, то о нем стоит сказать несколько слов. Испарение жидкости всегда связано с поглощением тепла и охлаждением зоны испарения. Смолообразование. С течением времени в среде жидких углеводородов могут происходить химические реакции, в результате которых образуются клейкие каучукоподобные вещества, называемые смолами. Гигроскопичность. В принципе вода с чистым бензином не смешивается, она опускается на дно сосуда и остается там в виде отдельного слоя. Но очень малое ее количество (60—100 граммов на тонну бензина) все-таки переходит в раствор. В ароматических углеводородах (бензол, толуол) растворимость воды в 8—10 раз больше, поэтому в тех товарных бензинах, где есть такие компоненты, может содержаться хоть и небольшое, но все же заметное количество воды. Разумеется, мы сегодня упомянули далеко не обо всем, что касается бензина и представляет известный практический интерес для автомобилистов. «За кадром» у нас остались темы, заслуживающие отдельного разговора: об оценке, маркировке, особенностях и ассортименте товарных бензинов. Но несколько слов о составе двух наиболее распространенных сегодня марок здесь все же надо сказать. Бензин А-76. Основой для него служит продукт каталитического риформинга или каталитического крекинга, в который примешивают бензин термического крекинга или прямой перегонки. Для получения нужного октанового числа в эту смесь добавляют либо этиловую жидкость, либо высокооктановые углеводородные компоненты. Бензин АИ-93 в этилированном варианте представляет собой продукт каталитического риформинга мягкого режима (75—80%), в который добавлены толуол (10—15%), алкилбензин (8—10%) и этиловая жидкость. Неэтилированный бензин АИ-93 получают на базе продукта каталитического риформинга жесткого режима (70—75%) с добавлением алкилбензина (25—28%) и бутан-бутиленовой фракции (5—7%). 1990N12P27-28 |
Наука и процесс нефтепереработки
Технология и оборудование нефтепереработки
Наука сырой нефти
Что такое нефть?
Нефть, называемая в промышленности сырой нефтью, представляет собой ископаемое топливо, находящееся в подземных резервуарах.
Оно классифицируется по плотности, содержанию серы и кислотности, и эти факторы определяют способ очистки масла. Из каждого барреля сырой нефти можно получить несколько продуктов:
- 8% нефтеперерабатывающие газы и легкие продукты, такие как пропан или бутан
- 49% бензин
- 32% керосин, топливо для реактивных двигателей, дизельное топливо и печное топливо)
- 11% специальные продукты, такие как мазут или асфальт
Насколько велик баррель нефти?
Баррель нефти — это единица измерения, равная 42 галлонам. Сырая нефть больше не транспортируется в реальных баррелях, но измерение остается преобладающим способом измерения сырой нефти.
Сколько баррелей сырой нефти можно переработать за один день?
На наших 15 нефтеперерабатывающих заводах пропускная способность по сырой нефти и другому сырью составляет 3,2 миллиона баррелей в сутки.
В зависимости от размера нефтеперерабатывающего завода от 80 000 до 300 000+ баррелей сырой нефти в день на одном нефтеперерабатывающем заводе перерабатывается для производства чистого транспортного топлива.
Какие инструменты или оборудование используются на нефтеперерабатывающих заводах?
Нефтеперерабатывающие заводы — это сложные объекты, которые перерабатывают сырую нефть и превращают ее в различные продукты, включая топливо для наших автомобилей, асфальт и строительные блоки для многих пластмасс, используемых в повседневной жизни. Для производства этих продуктов на заводе есть различные агрегаты, резервуары для хранения, трубопроводы, градирни и многое другое. НПЗ работают круглосуточно.
Что трескается?
Метод преобразования тяжелой сырой нефти в более легкие желательные продукты, такие как бензин и дизельное топливо, путем разложения больших молекул углеводородов на более мелкие молекулы с использованием тепла, давления и катализатора.
Уточнение 101 серии видео
Представляем серию «Переработка 101», состоящую из трех частей и посвященную основам нефтепереработки. Эта серия разбита на три эпизода, чтобы проиллюстрировать на высоком уровне типы сырой нефти, как работают нефтеперерабатывающие заводы, а также различные уровни сложности конфигураций нефтеперерабатывающих заводов.
Основы сырой нефти
Основы дистилляции
Конфигурации НПЗ
Характеристики сырой нефти
Сырая нефть классифицируется, прежде всего, по ее плотности, измеряемой в единицах плотности в градусах API, и содержанию серы, измеряемому в весовых процентах.

Тяжелая высокосернистая нефть
Как правило, сырая нефть с плотностью в градусах API 24 или ниже и содержанием серы более 0,5 массовых процентов считается тяжелой высокосернистой нефтью.
Средняя сырая нефть
Как правило, сырая нефть с плотностью в градусах API от 24 до 34 и содержанием серы менее 0,5 весовых процентов считается средней сырой нефтью.
Легкая малосернистая нефть
Как правило, сырая нефть с плотностью более 34 в градусах API и содержанием серы менее 0,5 массовых процентов считается легкой малосернистой нефтью.
Безопасность — это основа
нашего успеха
Мы стремимся быть самым безопасным оператором в отрасли. Безопасность обеспечивает надежную и стабильную работу, что приводит к снижению выбросов и защите окружающей среды и наших соседей.
Наука и процесс Поставка качественного топлива посредством безопасных, надежных и экологически ответственных операций.

Возобновляемые источники энергии
Этанол Наука и процесс
Узнайте, как мы производим этанол и превращаем его в продукцию.
Возобновляемые источники энергии
Возобновляемые дизельные науки и технологии
Узнайте, как мы производим возобновляемое дизельное топливо.
Переработка
Специальные продукты
Узнайте о специальных продуктах, включая асфальт, пропан, растворители и сжиженный природный газ.
Процесс переработки сырой нефти в бензин, дизельное топливо и другие виды топлива
Переработка топлива — сложный процесс. Посмотрите это видео Into the Outdoors, в котором рассказывается о нефтеперерабатывающем заводе в Пайн-Бенд и описывается процесс переработки нефти в доступной для всех возрастов форме.
Перегонка
Сырая нефть доставляется в Пайн-Бенд по ряду трубопроводов, протянувшихся через Соединенные Штаты и Канаду. Сырая нефть содержит смесь молекул, которые выкачиваются или добываются из подземных резервуаров. В своем естественном состоянии он имеет очень небольшую ценность, поэтому Pine Bend отделяет молекулы друг от друга путем перегонки смеси на бензин, пропан и асфальт. Каждая молекула сырой нефти кипит при разной температуре, что является основой дистилляции.
Удаление примесей
После процесса дистилляции Pine Bend очищает разделенные смеси для удаления примесей, которые могут вызывать выбросы при сгорании топливных продуктов.
В процессе гидроочистки используется водород и катализатор для удаления серы из нефти путем ее преобразования в сероводород. Удаление серы необходимо для защиты процессов нефтепереработки и минимизации выбросов от транспортных средств. Каждый день около 1000 тонн серы удаляются из нашей нефти и перерабатываются на наших серных заводах. Сера продается для использования в производстве удобрений, серной кислоты и различных фармацевтических продуктов, таких как антибиотики.
Крекинг
Следующий шаг в процессе очистки – крекинг – разбивает большие молекулы на множество маленьких. Это помогает преобразовать материалы в дистиллированном продукте в очень желательные. Существует два типа механизмов взлома:
- Термический : Нагрев дистиллированного продукта до 900°F для разрушения молекул, в основном для производства бензина и дизельного топлива. Термический крекинг неселективен и не поддается регулировке.
- Каталитический : Использование катализатора для ускорения расщепления больших молекул атомов углерода на более мелкие молекулы при температуре 960°F-1000°F. Каталитический крекинг является селективным и при необходимости может быть скорректирован.
После процесса крекинга катализаторы улавливаются электростатическим фильтром — самым большим отдельным оборудованием в Пайн-Бенд — для сокращения выбросов. На металлические пластины, которые притягивают частицы катализатора, подается ток высокого напряжения. Молоток стучит по пластинам, и катализатор падает в мусорное ведро для утилизации. В Pine Bend 100 % катализаторной мелочи повторно используется в производстве портландцемента.
Полимеризация
После разделения молекулы объединяются в более крупные молекулы. Например, пропан и бутан превращаются в молекулы с восемью атомами углерода, которые затем смешиваются с бензином.
Бензиновая смесь
Каждый отдельный продукт нефтепереработки отправляется в большой резервуар для хранения. На данный момент ни один из отдельных бензиновых продуктов не соответствует спецификациям для потребительского использования. Бензиновые продукты комбинируются таким образом, чтобы удовлетворять спецификациям, подлежащим сертификации для продажи. Pine Bend производит более 100 марок бензина.
Вода
Вода, подаваемая на нефтеперерабатывающий завод Pine Bend по системе из семи скважин, является неотъемлемой частью процесса нефтепереработки. Он используется для получения пара, охлаждения процесса и уменьшения коррозии.
Охлаждающая вода циркулирует в теплообменниках по всему нефтеперерабатывающему заводу, где она охлаждает технологические потоки. Нагретая охлаждающая вода возвращается в градирню, где повторно охлаждается большими вентиляторами в процессе испарения. Приблизительно 2000 галлонов воды в минуту испаряется на пяти градирнях Pine Bend. Вся вода, которая не уходит с завода путем испарения, очищается на очистных сооружениях. Примерно через два-три дня очистки чистая вода сбрасывается в реку Миссисипи.
Тестирование
Лабораторный анализ является важным способом контроля наших процессов и обеспечения соблюдения нормативных требований. Лаборатория Pine Bend работает круглосуточно и ежемесячно обрабатывает около 35 000 тестов.
Распределение
Трубопроводы доставляют подавляющее большинство бензина и дизельного топлива на терминалы, где продукт затем загружается на грузовики и доставляется на розничные АЗС. Другие распространяемые продукты включают серу, асфальт, нефтяной кокс, пропан, бутан и авиационный бензин.