Как получить из нефти бензин: Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра + подробное видео

какие продукты делают из нефти кроме бензина

Представьте себе гору компьютерных чипов. Если разделить их по типу, то одни отправятся на завод по производству смартфонов, другие — внутрь умных часов, третьи станут вычислительной мощью ноутбуков. Так и сырая нефть содержит десятки важных и нужных человечеству компонентов: их отделяют друг от друга, превращая в продукты, которыми мы пользуемся каждый день.

Завод вчера и сегодня

Отправимся на Московский нефтеперерабатывающий завод (МНПЗ), куда ежегодно поступает более 12 миллионов тонн нефти. За 40 лет эта цифра подросла в 1,25 раза (на три миллиона тонн), а соотношение получаемых из углеводородного сырья продуктов и их число выросло в 1,5 раза. Это значит, что переработка стала эффективней: из того же объема сырой нефти получается больше полезных продуктов.

Самыми востребованными на рынке нефтепродуктами по сей день остаются светлые: бензин, керосин и дизельное топливо. Спрос на мазут — темный продукт — сегодня сокращается: его используют как топливо для судов и тепловых электростанций, но все реже и в меньших количествах. Поэтому показателем эффективности или глубины нефтепереработки для завода является количество оставшегося мазута — чем его меньше, тем глубже считается переработка сырой нефти.

Ксения Дорохова

технолог Московского НПЗ

Если нефтеперерабатывающий завод не выпускает мазут, то глубина переработки нефти близка к 100%. Если 10% поступающей нефти превращается в мазут, то глубина переработки приближается к 90%.

Отделить рок-группу от оркестра

Нефть состоит из множества органических веществ с примесью неорганических, например серы. Основные нефтепродукты — это тоже смеси, но не такие многокомпонентные.

Самые легкие составляющие нефти — это газы вроде пропана и бутана. Их молекулы в атомном мире были бы рок-группами: в молекуле пропана, например, всего три атома углерода. Самые тяжелые составляющие нефти — вязкие смолистые вещества — целые «оркестры», молекулы которых слеплены из 18–35 атомов углерода. Между рок-группами и оркестрами располагаются углеводороды-«ансамбли», содержащие до 11 атомов углерода — из таких молекул состоит бензин и дизельное топливо.

В сырой нефти компоненты бензина, керосина и других продуктов содержатся в готовом виде, их нужно только выделить. Это делают на первой стадии переработки нефти — перегонке.

Перегонка — это ступенчатое нагревание нефти. В основе этого процесса лежат химические свойства молекул: температура кипения и испарения легких компонентов меньше, чем у тяжелых. Сначала нефть нагревают до 30 градусов, отделяют от нее газы (пропан, бутан, пропилен), которые затем собирают и сжижают. После этого оставшуюся нефть продолжают плавно нагревать до 80 градусов, когда вскипают и испаряются компоненты бензина с наименьшим содержанием углерода. Эти пары тоже собирают и конденсируют. Затем наступает черед компонентов бензина с температурой кипения 80–180 градусов: нефть становится почти вдвое горячее кипятка в вашем чайнике (вода кипит при 100 градусах). При дальнейшем нагревании отделяется керосин, а затем дизельное топливо.

Часть комбинированной установки для первичной переработки (перегонки) нефти

Компоненты бензина после перегонки нужно облагородить: очистить от серы, азота, кислорода, а затем подвергнуть химическим превращениям: изомеризации и риформингу. При изомеризации молекулы меняют структуру: атомы в них выстраиваются по-новому. Это увеличивает октановое число бензина, чтобы топливо не воспламенялось в камере сгорания двигателя раньше времени. Риформинг позволяет снизить количество парафинов и нафтенов и повысить долю ароматических соединений. Благодаря этому двигатель легко заводится в морозы, а автомобиль резво разгоняется.

После перегонки в нефти остается достаточно компонентов, которые можно превратить в светлые продукты. Но если нагревать дальше, начнутся нежелательные химические реакции. Поэтому вторая остановка на пути превращения нефти в светлые продукты — вакуумная перегонка.

Сила пустоты

На уроках физики детям показывают любопытный опыт. Под стеклянным колпаком стоит стакан с водой, из-под колпака откачивают воздух, и вода вскипает при комнатной температуре. Дело в том, что при падении давления температура кипения жидкости снижается. Этим и пользуются при вакуумной перегонке нефти. В вакууме можно испарить и отделить вещества, которые не кипят при атмосферном давлении. Из современных установок можно откачать больше газообразных углеводородов, чем 40 лет назад, то есть создать в них более высокий вакуум и повысить эффективность переработки.

Установка для первичной переработки нефти с блоком для вакуумной перегонки

В ходе вакуумной перегонки нефть разделяется на легкий вакуумный газойль, тяжелый вакуумный газойль и гудрон. И легкий, и тяжелый газойль — желтые жидкости легче воды, но молекулы тяжелого газойля длиннее, чем у легкого. Гудрон — черная смолистая масса, на грани между очень вязкой жидкостью и твердым веществом. Из него делают битум, который используется при строительстве дорог, создании кровельных и других строительных материалов.

Легкий газойль после очистки в основном идет на производство дизельного топлива. Тяжелый газойль в чистом виде не используется: его превращают в бензин с помощью крекинга.

Обрывки молекул

В процессе крекинга (от английского cracking — расщепление) длинные молекулы тяжелого газойля рвутся на несколько более коротких — составляющих бензина. Чтобы молекулы разорвались, оставшуюся после перегонки нефть нагревают в присутствии цеолитного катализатора. Это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само при этом в ней не участвует.

«Цеолитный катализатор — это материал с пористой структурой, его можно сравнить с губкой. Такая конфигурация нужна для увеличения поверхностной площади катализатора. Чем она больше, тем на большее число реакций может повлиять катализатор», — рассказывает технолог Ксения Дорохова.

Примерно 54% смеси, попавшей на каталитический крекинг, превращается в бензин. Малая доля приходится на газы и дизельное топливо. Все остальное — мазут, состоящий из тяжелых многоатомных молекул.

Для превращения тяжелого газойля в бензин используют особые катализаторы

Можно ли сделать крекинг таким, чтобы мазута не оставалось совсем? Да, если увеличить температуру. Но тогда начнут разваливаться молекулы бензина, а основным продуктом станут газы. Температура крекинга подобрана так, чтобы выход востребованного нефтепродукта — бензина — был максимальным.

В 1980 году на Московском НПЗ выпускали сухой лед и изделия из полипропилена: от садового инвентаря до приборных панелей для автомобилей. Сейчас эти производства остановлены ради выпуска более востребованных продуктов.

До чего дошел прогресс

40 лет назад из тонны нефти получали только 173 килограмма бензина, сегодня почти в полтора раза больше — 241 килограмм. Все благодаря более глубокому вакууму при вакуумной перегонке: в 1980-м эту технологию еще не применяли, как и установку для крекинга с использованием катализаторов, — ее построили в 1983-м.

Изменение процесса облагораживания бензина привело к появлению премиального бензина с октановым числом 100: его стали выпускать в 2020 году.

Выход дизельного топлива увеличился с 205 до 327 килограммов. В основном это продукт перегонки нефти, но свой вклад вносят и вакуумная перегонка, и крекинг. Технологии производства дизельного топлива зависят от времени года. Зимой на МНПЗ выпускают зимнее дизельное топливо с низкой температурой замерзания, меняя структуру парафиновых углеводородов, — благодаря этому они не кристаллизуются и не твердеют на холоде.

Количество продуктов из нефти 40 лет назад и сейчас

Еще один полезный продукт нефтепереработки — смесь пропана и пропилена, изготавливаемая с помощью крекинга. После перехода на каталитический крекинг производство этой смеси выросло с двух килограммов на тонну нефти до 12.

Несколько иначе производится авиационный керосин. Это продукт прямой перегонки нефти: ни вакуумная перегонка, ни крекинг в его производстве не участвуют. Тем не менее, выход продукта по сравнению с 1980 годом увеличился с 45 до 71 килограммов на тонну нефти.

Из тяжелого остатка крекинга на МНПЗ производят 15 марок битума, от кровельных до дорожных. В битум превращается 129 килограммов из каждой тонны нефти, а в 1980 году было 28 килограммов — больше из мазута извлечь не получалось. Сорок два года назад при переработке тонны нефти на Московском НПЗ получалось 440 килограммов мазута, сегодня гораздо меньше — 173 килограмма. Все остальное превращается в более ценные продукты.

К 2025 году на заводе планируют построить комплекс глубокой переработки нефти, который поможет расщеплять ее тяжелые компоненты. Из самых неуступчивых веществ будут делать кокс, который применяется в металлургии, а глубина переработки нефти достигнет почти 100%.

Как получить нефть из угля. Жми!

В современном мире цены на бензин уверенно поднимаются вверх, несмотря на то, что стоимость нефти постоянно падает.

В связи с этим многие начинают задумываться над тем, возможно ли в домашних условиях изготовить бензин и как это сделать.

Ведь принято считать, что бензин можно изготавливать только на огромных промышленных заводах. В данной статье постараемся разобраться с вопросом поподробнее.

Получение из угля

Существует два эффективных и проверенных способа. Оба этих способа были разработаны германскими ученными в начале прошлого века.

В годы великой отечественной войны практически вся немецкая техника передвигалась при помощи угольного топлива.

Ведь, как известно, в Германии нет месторождений нефти, зато налажена добыча угля. Из бурого угля немцы изготавливали дизельное и бензиновое синтетическое топливо.

Как это ни удивительно, с точки зрения химии уголь не так сильно отличается от нефти, как многие полагают. Основа у них одна — это водород и горючие соединения углерода. Правда, водорода в угле поменьше. Горючую смесь можно получить, уровняв показатели водорода.

Сделать это можно следующими способами:

  • гидрогенизация или по-другому ожижение;
  • газификация.

Что собой представляет гидрогенизация

Приблизительно 80 кг бензина можно будет получить из одной тонны угля. При этом в угле обязательно должно содержаться 35% летучих веществ.

Для начала переработки, уголь мелко перемалывают до пылевидного состояния. Затем угольную пыль тщательно просушивают. После этого ее смешивают с мазутом или маслом до получения пастообразной массы.

Гидрогенизация — это добавление в угольную смесь недостающего водорода. Помещаем сырье в специализированный автоклав и нагреваем его. Температура в нем должна находиться на отметке 500 градусов, а давление 200 Бар.

Для того чтобы образовался бензин требуется пройти две фазы:

  • жидкую фазу;
  • паровую фазу.

В автоклаве протекает несколько достаточно сложных химических реакций.  Уголь насыщается необходимым водородом, а входящие в его состав сложные частицы распадаются на простые.

В итоге мы получаем дизельное топливо или бензин. Это будет зависеть от самого процесса.

Еще раз весь процесс гидрогенизации по пунктам:

  1. измельчение угля до состояния пыли;
  2. добавление в него масла;
  3. нагрев в автоклаве при большой температуре.

Очень важно сделать подходящее оборудование. Дома самостоятельно изготовить его достаточно сложно, ведь давление в автоклавах выше, чем в кислородных баллонах.

[warning]Это важно: помните о технике безопасности. Сам процесс достаточно взрывоопасный. Ни в коем случае не курите возле установки и не разводите огня.[/warning]

Не рекомендуется делать бензин своими руками в квартире. Лучше всего для изготовления бензина подходит дача или на крайний случай гараж.

Газификация

Газификация это разложение твердого топлива на газы.

Позже к полученным газам добавляют недостающие вещества и трансформируют в жидкое состояние для получения бензина.

Существует несколько способов переработки угля в бензин методом газификации.

Первый способ теоретически можно использовать дома. Называется он метод Фишера-Тропша. Но данный способ достаточно трудоёмок в исполнении, требует слишком сложного оборудования, а в итоге оказывается нерентабельным, поскольку тратится много угля и готовый бензин получается дешевле.

Кроме этого, выделяется большое количество углекислого газа, процесс переработки становится очень опасным в домашних условиях. Поэтому данный способ мы не станем разбирать подробней.

Также существует термический способ газификации. Он осуществляется при помощи нагрева сырья при полном отсутствии кислорода. Естественно для этого также требуется соответствующее оборудование. Ведь температура разложения угля на газ составляет 1200 градусов.

Основной плюс данного метода заключается в том, что часть газов отправляется на синтез бензинового топлива, а часть на подогрев сырья. Это помогает снизить затраты. Таким образом, уголь сам себя подогревает.

Изготовление бензина из старых покрышек

Изготовить бензин своими руками можно с помощью старых резиновых покрышек.

Для этого потребуются:

  • резиновые отходы;
  • печь;
  • дистиллятор;
  • емкости из огнеупорных материалов.

[advice]Совет специалиста: не стоит изготавливать бензин в городской квартире. Процесс сопровождается задымлением с едким запахом резины.[/advice]

Пошаговая инструкция по изготовлению бензина из резиновых покрышек выглядит следующим образом:

  1. Необходимо приготовить металлическую бочку с плотно закрывающейся крышкой. Кроме этого потребуется жароустойчивая трубка. Ее необходимо подсоединить сверху к крышке. Таким образом получится самодельный реторт. Затем необходима емкость для конденсата и еще одна небольшая ёмкость с двумя трубками для создания водяного затвора. Одну трубку опускают в воду, а вторую держат над ней.
  2. Далее надо собрать устройство для выработки углеродов в жидком виде. Для этого к конденсату подсоединяем трубку от нашего реторта. Затем конденсат и водяной затвор также соединяем шлангом. Вторую трубку подсоединяем к печке, на которую устанавливаем реторт. В итоге получается система замкнутого типа для крегинга при высоких температурах.
  3. Резину закладываем в реторт и плотно закрываем крышкой, затем необходимо нагреть ее на сильном огне. При высокой температуре молекулы резины разрушаются. Происходит возгонка, т. е. переход из твердого состояния в газообразное минуя жидкую стадию. Затем данный газ поступает в наш конденсатор, в котором температура намного ниже. Пары конденсируются, и как итог, мы получаем нефть в жидком виде.
  4. Полученное вещество необходимо очистить, для того потребуется дистиллятор, который часто применяют при использовании самогонных аппаратов. Взвесь доводится до кипения при температуре 200 градусов, и получается бензин.

[warning]Примите к сведению: избегайте открытого огня при процессе дистилляции. Лучше всего воспользоваться электрической плиткой.[/warning]

Альтернативные способы

Бензин делают не только из угля и резиновых покрышек.

Его можно получить из мусора, дров, пеллетов, листьев, скорлупы орехов, шелухи от семечек, кукурузных стержней, торфа, соломы, камыша, сорняков, тростника, старых шпал, сухого навоза птиц и животных, пластиковых бутылок, медицинский отходов и др.

Процесс производства бензина в домашних условиях, рассмотренный выше, не так сложен, как кажется на первый взгляд. Такие термины, как гидрогенизация, газификация и пр. могут вводить в заблуждение. Но на самом деле наладить производство и изготовить бензин своими руками не так трудно, как кажется.

Предлагаем Вашему вниманию интересный репортаж о том, как сделать бензин в домашних условиях:

  • Автор: DmitriiG