×
История
0

Благодаря кому и чему нефтепереработка стала отдельной отраслью промышленности

Русские ученые выявили факт: первое в мире предприятие по переработке нефти построили в 1745 году на реке Ухта братья Чумеловы. В XVIII веке на этом предприятии производили осветительный керосин и смазочные масла. Западные исследователи придерживаются другой версии: первым в мире перегонкой нефти на промышленной основе занялся Игнасий Лукашевич, который работал в 1854-56 годах близ городка Ясло на территории нынешней Польши.

В наше время нефтепереработка является одним из столпов современной химической промышленности. В прошлом она позволяла получать горюче-смазочные вещества для небольшого числа производств и использования в быту. Чтобы пройти все эволюционные этапы, нефтепереработке понадобилось три века.

Ради керосина

В XIX веке переработку нефти стимулировал возросший спрос на керосин, который использовался для осветительных ламп. Переработка бакинской нефти в керосин началась в 1860 году. К 1873-му в Баку эксплуатировалось уже 80 мини-заводов общей мощностью свыше 16 тысяч тонн керосина в год.

Сегодня на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) используются разные технологии, в том числе и те, что были изобретены два столетия тому назад.

Великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев неоднократно отмечал, что необходимо изменить отношение к нефти, рассматривать ее как ценное химическое сырье, а не только лишь как горючее. Большое внимание ученый уделял проблеме переработки нефти, считая, что будущее за глубокой переработкой. Менделеев обратил внимание на тяжелые фракции, в частности мазут, который ранее сжигался в топках печей, и предложил перерабатывать его в смазочные масла.

Для решения поставленных задач была необходима революция в оснащении заводов, внедрение способа непрерывной перегонки нефти. Эту идею Д.И. Менделеев озвучил еще в 1863 году во время посещения НПЗ в Сураханах.

Первая конструкция аппарата для непрерывной перегонки нефти появилась в 1873 году. Она была создана нефтепромышленником А.А. Тавризовым на заводе в Кушлэ близ Баку. В основе изобретения, запатентованного в 1874 году, был принцип многократной ректификации (от лат. rectus - прямой и facio - делаю). Технологию позаимствовали из спиртовой промышленности. Там использовались прототипы современных ректификационных колонн, которые на современных НПЗ измеряются десятками метров в высоту и несколькими метрами в диаметре. 

В ректификационных колоннах нефть разделяется на различные виды фракций: бензин, керосин, дизель, мазут. Именно перегонное устройство А.А. Тавризова стало прототипом современных тарельчатых ректификационных колонн в нефтяной промышленности.

В 1881 году Менделеев впервые сконструировал нефтеперегонный куб непрерывного действия емкостью 100 пудов, который прошел успешные испытания на Константиновском заводе В.И. Рагозина (близ Ярославля). Агрегат обеспечивал непрерывную подачу нефти и отвод нефтяных остатков.

Русский инженер и ученый В.Г. Шухов внес большой вклад в развитие технологии переработки нефти. Многие москвичи связывали его имя лишь со знаменитой Шуховской башней для радиовещания. Но основные заслуги этого выдающегося ученого достигнуты в области химии. В 1880-х годах  вместе с инженером И.И. Елиным он сконструировал кубовую батарею для непрерывного процесса перегонки нефти. Она была смонтирована на заводе Нобеля в Баку. В газетах появилось сообщение о том, что фирме братьев Нобелей удалось установить на своем предприятии «неизвестную дотоле ни Америке, ни Европе систему непрерывной перегонки нефти в последовательно сообщающихся кубах». Перегонный аппарат Шухова-Елина стали называть «Нобелевской батареей». Он получил распространение на НПЗ тех лет по всему миру и использовался вплоть до 1930-х годов.

Кубы были эффективны, но имели и минусы: недостаточно глубокую переработку нефти, невысокую производительность, которые удалось преодолеть в результате совместной деятельности инженеров В.Г. Шухова и Ф.А. Инчика. В 1886 году они разработали и впоследствии запатентовали установку для дробной перегонки нефти, которая обладала экономичным расходом топлива, высокой производительностью и возможностью получать большое количество погонов с заданной разницей в плотностях.

Первый нефтеперегонный завод с аппаратами Шухова-Инчика был запущен в эксплуатацию в 1889 году в Баку нефтезаводчиком Шибаевым. Через некоторое время эту технологию взяли на вооружение и ведущие НПЗ Европы.

Время пиролиза и крекинга

С течением времени повысился спрос на бензин, прежде считавшийся отходом производства. Перед инженерами и технологами встала задача усовершенствования процесса переработки нефти с целью увеличения выхода бензина.

Технологию крекинга (это высокотемпературная переработка нефти, ее фракций в целях получения моторных топлив, смазочных масел, а также сырья для химической и нефтехимической промышленности) параллельно разрабатывали в разных странах. Одними из первых ее предложили англичанин Джон Юнг и русский инженер А.А. Летний.

Огромное значение в развитии крекинга нефти сыграли работы В.Г. Шухова. В период с 1886 по 1891 годы он запатентовал три важных изобретения, описал технологию и используемое оборудование. Его Шухов совместно с инженером Гавриловым разработали в 1890 году.

Инженерные решения Шухова и Гаврилова были воплощены в жизнь и за океаном. В 1913 году в США инженер Бартон сумел построить первую промышленную установку для крекинга нефти. Такого рода переработка быстро развивалась в период между двумя мировыми войнами.

Первые отечественные промышленные установки крекинга построены в 1934 году на заводе «Советский крекинг» в Баку. В начале XX века такая переработка осуществлялась путем нагревания нефтяного сырья или одновременным воздействием на него высокой температуры и катализаторов. Крекинг был необходим для выработки бензинов, дизельного и печного топлива, мазутов, сажи, нефтяного кокса или получения нефтехимического сырья: этилена, пропилена, ароматических углеводородов, углеводородных газов, бензинов. Кроме того, процесс осуществляли для получения базовых компонентов высокооктановых бензинов, газойлей, углеводородных газов.

Новые преимущества

Каталитический крекинг - это новая ступень развития нефтепереработки, увеличения ее глубины. Одну из самых удачных конструкций реактора для каталитического крекинга предложил американский инженер Гудри в 1936 году. Основное достоинство каталитического крекинга – его большая эксплуатационная гибкость. Он дал возможность производить высокооктановый бензин и газ, богатый пропиленом, изобутаном и бутенами.

Вслед за каталитическим крекингом в нефтепереработке стал применяться процесс каталитического риформинга. При температуре 320-520 градусов по Цельсию и давлении водородсодержащего газа в 7-40 атмосфер благодаря платиносодержащим катализаторам получают бензин с высоким октановым числом и ароматические углеводороды – толуол, бензол, ксилол и другие. В дальнейшем они используются в качестве сырья для нефтехимии. Также в процессе риформинга выделяется водород.

В настоящее время на НПЗ распространен гидрокрекинг (ГК -  каталитический крекинг в присутствии водорода). Его продуктами являются компоненты автомобильных бензинов, реактивное и дизельное топливо, сырье для нефтехимии и производства смазочных масел. Гидрокрекинг позволяет увеличить выход компонентов моторных топлив из нефти, при этом их качество недостижимо для других процессов переработки нефти.  В процессе гидрокрекинга не образуется твердого остатка - кокса, пека. Эксплуатация установок гидрокрекинга увеличивает выход светлых нефтепродуктов на нефть, что является одним из важнейших показателей эффективности нефтепереработки. В мире сегодня широко используется около десятка различных типов таких установок, правда, схожих по конструкции.

Комментарии (0)
Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь, чтобы оставлять комментарии