Как делают бензин из нефти кратко

Обновлено: 01.07.2024

Существует множество способов получения из нефти вторичных продуктов переработки, таких как бензин, керосин, дизель, мазут. Рассмотрим наиболее интересные из них.

Наиболее простым и древним процессом, является прямая перегонка, которая заключается в нагревании нефти в закрытых сосудах с газоотводной трубкой. В зависимости от температуры, мы получим требуемый продукт ( от 35 до 200 °С – бензин, от 150 до 305 °С – керосин, от150 до 360 °С – дизельное топливо). При всей своей простоте процесс имеет большие недостатки, получается мало продукта (примерно в 7 раз меньше исходного), бензин получается с октановым числом 50-60.

Высокотехнологичным методом извлечения продуктов из нефти являются термические и каталитические крекинги. То есть крупные молекулы нефти разлагаются на более простые молекулы (фракции) продуктов под влиянием химических реакций. При этом выход бензина составляет примерно половину от исходного объема нефти, повышается также октановое число бензина до 70-80. Далее октановое число повышают присадками. Существуют и другие методы (платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг), но они базируются, в основном на совершенствовании повышения в выходном продукте октанового числа и других характеристик.

Бензин — топливная жидкость. Но всем интересно, как делают бензин . Методы изготовления такой смеси требуют строгого следования технологии, научного соблюдения химических законов и немалого труда специалистов. Рассмотрим, как и из чего делают бензин .

Как производят бензин в промышленности

Методы производства бензина включают два основных способа: прямую перегонку и более совершенные технологии. Например:

термический крекинг;
каталитический крекинг;
каталитический риформинг;
гидрориформинг;
платформинг.

Очистка сырой нефти

Для производства бензина из нефти , которая содержит все углеводороды, нужно ее переработать. В результате получают сырье, из которого изготавливают полезные вещества. Очистка сырой нефти — разделение ее компонентов на фракции. Процесс получения бензина начинается с одного из двух способов очистки:

Термическая фракционная перегонка, при которой различные вещества выделяются при разной температуре кипения. Это — старый и распространенный способ выделения из нефти необходимых фракций. При этом нефтяные испарения конденсируются в жидкость для дальнейшей переработки.
Химическая фракционная обработка позволяет из одних компонентов получать другие. Такая очистка называется конверсией. В результате конверсии длинные углеводородные цепи разбиваются на более короткие.

Первичная переработка

Первая стадия технологии производства бензина из нефти — атмосферное фракционирование, при котором нефтяное сырье разделяется на фракции. Атмосферная перегонка проходит в заданном температурном интервале (не более 350°С), т. к. при температурах выше указанного значения углеводородные вещества разрушаются.

Первичная переработка включает 2 технологических процесса:

атмосферную перегонку;
вакуумную дистилляцию.

Нефтеперерабатывающие заводы эти процессы проводят в одной установке, которая называется АВТ, или атмосферно-вакуумной трубчаткой. Часто с аппаратом АВТ используется ЭЛОУ (электро-обессоливающая установка). Вакуумная дистилляция нужна для разделения на фракции остатка атмосферной переработки — мазута. При этом нефть нагревается до 600°С при пониженном давлении. В результате получают гудрон (темное высоковязкое вещество).

Вторичная переработка

Вторичные процессы при производстве бензина из нефти увеличивают количество видов моторного топлива. Во время вторичной переработки происходит химическая модификация углеводородных молекул, при которой они преобразуются в формы, удобные для дальнейшего окисления.

Вторичная переработка имеет 3 основных направления:

Углубляющее — термический и каталитический крекинг, гидрокрекинг, висбрекинг, коксование, производство битума и др.
Облагораживающее — гидроочистка, риформинг, изомеризация и другие процессы.
Производство масел и ароматических веществ, алкилирование, МТБЭ и т. п.

Каталитический риформинг

В процессе каталитического риформинга происходит ароматизация, т. е. образование ароматических веществ, повышение содержания аренов и газов, содержащих водород.

С помощью риформинга получают:

неэтилированный высокооктановый бензин с повышением его октанового числа;
арены (ароматические углеводороды);
водосодержащий газ для последующей гидроочистки (изомеризации, гидрокрекинга и других процессов).

Жидкий риформат является высокооктановым компонентом авиационного и автомобильного топлива, а также из него выделяются ароматические вещества и газы, подвергающиеся разделению. Водород, выделяющийся при этом, дешевле, чем специально получаемый. В риформинге он используется для восполнения потери циркулирующих газов.

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг — важный процесс термической переработки углеводородных фракций, при котором получают высокооктановое топливо, непредельные жирные газы и легкий газойль. При этом происходит глубокая переработка нефти с помощью эффективных катализаторов из алюмосиликатов, имеющих большой срок службы.

Процесс каталитического крекинга отличается эксплуатационной гибкостью и универсальностью. Он дает возможность разделять нефтяные фракции на высокооктановый бензин и газы, богатые пропиленом, бутенами и изобутаном. Крекинг легко совмещается со смежными процессами (гидроочисткой, гидрокрекингом, адсорбционной очисткой, алкилированием, деасфальтизацией и др.).

Основными реакциями при каталитическом крекинге являются:

перераспределение водорода — гидрирование и дегидрирование;
деалкилирование;
полимеризация;
дегидроциклизация;
изомеризация;
циклизация;
реакции с олефинами;
алкилирование;
получение тяжелых веществ, которые в дальнейшем конденсируются до образования кокса.

Процесс прямой перегонки

Распространенный физический метод извлечь бензин из нефти — прямая перегонка, при которой нефть разделяется на фракции при разной температуре кипения. При нагревании нефти образуются пары, которые собирают и частями конденсируют. При перегонке получаются дистилляты топлива и мазутный остаток, используемый для изготовления смазочных масел.

Прямая перегонка нефти — единый технологический процесс в установке непрерывного производства (испарения и фракционирования дистиллятов). Пар подогреваемой нефти поднимается наверх в специальном резервуаре, разделенном металлическими дисками, которые имеют отверстия с колпачками. Смесь поднимающихся паров при охлаждении конденсируется на тарелках резервуара.

Вверху резервуар орошается частью легкокипящих фракций, а пары выводятся, подвергаются охлаждению и, конденсируясь, превращаются в жидкое топливо. При прямой перегонке получается до 15% бензина (от массы перерабатываемого сырья), а также образуются многие полезные продукты, такие как керосин, лигроин, солярка и др.

На дне резервуара остается мазут, используемый при помощи дальнейшего нагревания (свыше 400°С) для производства масляных продуктов. Из остатков производства масел получают полугудрон и гудрон, после обработки которых серной кислотой изготовляют высоковязкое смазочное масло (в т. ч. авиационное).

Изомеризация

Преобразование линейных углеводородов в соединения более разветвленной цепи, имеющих высокое октановое значение, называется изомеризацией. Низкооктановые фракции при помощи катализаторов превращают сырье в высокооктановый бензин. Изомеризация сопровождает процесс переработки нефти (крекинг, пиролиз).

При помощи изомеризации получаются соединения с другим расположением групп атомов, но не изменяется состав и молекулярная масса вещества. Изомеризация извлекает из бензина ароматические углеводороды, легкие фракции с низким октановым числом, олефины и бензол.

Технология изомеризации использует катализаторы с заданными каталитическими и химическими характеристиками, которые устойчивы к действию ядов. Уникальность данного процесса — в сочетании с селективной жидкой адсорбцией на молекулярных ситах. Это увеличивает конверсию парафинов и повышает характеристику легкого бензина прямой перегонки.

Алкилирование

Производство высокооктанового бензина из непредельного углеводородного газа называется алкилированием. При соединении алкана и алкена происходит реакция, в результате которой получается алкан, где число атомов углерода равно сумме атомов в исходных алкене и алкане. Молекулы алканов имеют большее октановое число, чем у алкенов, поэтому получаемое топливо отличается теми же характеристиками.

Сырьем для алкилирования является ББФ (бутан-бутиленовая фракция), получаемая при каталитическом крекинге. Основные составляющие ББФ — бутилен и изобутан. В качестве катализаторов используются фтористоводородная и серная кислоты. Но большая токсичность и высокая летучесть фтора не позволяют широко его использовать в промышленности, поэтому в нефтепереработке применяется сернокислотное алкилирование.

Компаундирование

Управляемое смешение нефти называется компаундированием. С помощью этой технологии несколько потоков смешиваются в один. При неуправляемом смешении показатели качества нефти во времени не стабильны и варьируются в зависимости от разного режима перекачки. Тогда как при компаундировании происходит сглаживание нестабильного потока дозированной подкачкой высокосернистой смеси в поток нефти с запасом качества.

Для регулирования потоков устанавливаются заслонки. Само регулирование проходит в 3 этапа:

по отношению расходов потоков;
по давлению на входе потока;
по количеству серы на выходе.

В процессе компаундирования контролируются:

плотность в потоке;
температура в потоке;
расход нефти в потоке.

В процессе управляемого смешения сокращаются выбросы серы. Возрастает стабильность качества нефтяных продуктов. Тогда как при неуправляемом смешении отмечается неравномерность качественных характеристик сырья. Компаундирование позволяет сделать поставки потребителям стабильными и качественными.

Лабораторная проверка

Лабораторная проверка изучает параметры горючих и смазочных веществ. Исследованию подлежат:

бензин;
дизельное топливо;
керосин;
моторные масла;
нефть.

Перечень вопросов, стоящих перед экспертами, проводящими исследования:

соответствие технологии изготовления топлива или ГСМ принятым стандартам;
соответствие состава нефтепродуктов стандартам для этой марки;
возможность этого топлива или ГСМ стать причиной для выхода из строя двигателей или механических узлов.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

При переработке барреля нефти (159 л) объем нефти увеличивается на 9 л (до 168 л). Из этого количества сырья производят:

бензина — 102 л;
дизельного топлива — 30 л;
авиационного бензина — 25 л;
газа после перегонки — 11 л;
кокса — 10 л;
мазута — 5,6 л;
сжиженного газа — 4,5 л;
древесного угля — 1,5 кг;
газа пропан — 12 баллонов;
моторного масла — 1 л.

Как производят бензин в домашних условиях

Методом прямой перегонки можно получить бензин в домашних условиях. При нагревании нефтяного сырья происходит испарение топлива, для чего из основной емкости в другую проводится трубка. При разных температурах получают различные нефтепродукты:

бензин — +35…+250°С;
керосин — +150…+305°С;
дизельное топливо — +150…+360°С.

Схема перегонного аппарата такая же, как и у самогонного. Но домашнее производство бензина имеет много недостатков. Это и малый выход топлива (150 мл из 1 л нефти), и низкое октановое число (не выше 60 ед.). Чтобы поднять октановый уровень до 92 или 95 бензина нужны добавки и присадки. Гораздо практичнее делать бензин из различных отходов, соломы, использованных шин, древесного угля и т. п.

Получение газового бензина

При извлечении углеводородов при переработке газов происходит их отбензинивание при помощи твердых сорбентов. Необходимо повысить поглощение активированным углем удельного количества углеводородов. Для этого в уголь добавляют растворитель типа толуола с дималеинимидом (0,1-1%). Затем через слой угля пропускают попутный или природный газ.

На специфически обработанном в течение 2 часов угле происходит удельное поглощение тяжелых углеводородов. Через насыщенный сорбент пропускают пар в таком же направлении, что и газ для отбензинивания. После чего сорбент сушат и используют в следующих циклах. Газоконденсат сепарируют. Это автоматически приводит к получению стабильного газового бензина.

Стоимость производства бензина из газа снижается за счет предварительной обработки сорбента и увеличения его поглотительного свойства больше чем на 50%. Это позволяет отказаться от применения пропускаемого через уголь стабильного вещества или уменьшить его количество. Уменьшаются затраты по использованию колонн и оснащенности аппаратурой.

Нефть является сложной смесью углеводородных соединений. В сыром виде она практически не применяется, и для того, чтобы получить нефтепродукты, пригодные для использования, её необходимо переработать. Суть переработки сырой нефти заключается в разложении её на фракции и в дальнейшей их переработке.

Происходит переработка нефти с целью получения высококачественного топлива на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях, называемых НПЗ. Многим интересно было бы узнать, можно ли воспроизвести процесс получения бензина из нефти в домашних условиях и вообще, каким образом получают это топливо в современных условиях. Об этом мы и расскажем в этой статье.

Стоит сразу отметить, что помимо бензина из нефти получают еще много практически необходимых продуктов. К ним относятся дизельные моторные топлива, керосины, мазуты, смазочные и другие масла и многое, многое другое. Можно сказать, что это полезное ископаемое в современном мире используется со всей максимально возможной эффективностью.

Химически нефть на 80-85 процентов состоит из углерода и на 12-14-ть – из водорода. Остальное – это сернистые и азотистые соединения, немного кислорода и металлических примесей.

Углеводородные нефтяные соединения делятся на легкие и тяжелые, нафтеновые, парафиновые и ароматические, и так далее.

Нефть перегоняют в бензин с помощью целой серии химических температурных процессов. Так называемый прямогонный бензин получают путем прямой перегонки нефтяного сырья, и в дальнейшем полученные в результате этого технологического процесса фракции поступают на вторичную переработку, видов которой – достаточно много (каталитический риформинг, гидрокрекинг, каталитический и термический крекинг и так далее). Но – обо всем по порядку.

Прямая перегонка (ректификация) нефти

С помощью такой методики бензин начали получать на заре развития автомобилестроения. Сам процесс происходит в так называемых ректификационных колоннах, однако прямую перегонку можно осуществить и в домашних условиях, о чем мы поговорим несколько позднее.

Читать также: Как утилизовать отходы нефтепереработки?

Суть этого процесса заключается в том, что сырую нефти нагревают, и с постепенным повышением температуры она разделяется на фракции, имеющие различную температуру кипения.

Процесс может происходить как при атмосферном значении давления, так и в вакууме различной глубины.

В процессе ректификации из нефти при разных температурах испаряются летучие фракции, такие, как:

бензиновая фракция (испаряется первым при температурах до 180-ти градусов);
керосин (испарение происходит в температурном диапазоне от 150-ти до 305-ти градусов);
дизельное топливо (температуры выкипания – от 180-ти до 360-ти градусов и выше).

Полученные бензиновые и другие пары охлаждаются и конденсируются обратно в жидкое состояние.

Сразу оговоримся, что такой способ обладаем массой существенных недостатков. К ним относятся:

мало количество получаемого топлива (из одного литра сырья бензина таким образом выходит всего порядка 150-ти миллилитров);
качество прямогонного бензина – очень низкое, с октановым числом в пределах от 50-ти до 60-ти единиц;
чтобы довести прямогонный бензин до приемлемых качественных характеристик (до октанового числа выше 90-та единиц), необходимо большое количество разного рода присадок.

В настоящее время для получения бензина высокого качества используются другие, более совершенные методики. Наиболее популярными из них являются каталитический и термический крекинги.

Каталитический и термический крекинг

Сразу оговоримся – в домашних условиях эти процессы воспроизвести нельзя, поскольку они достаточно сложны и требуют специального технологического оборудования. Чтобы не загружать вас сложной физико-химической терминологией, постараемся описать эти процессы, с помощью которых нефть перерабатывают в нефтепродукты, как можно более простым и понятным языком.

Суть любого крекингового процесса заключается в разложении нефтяных компонентов на составляющие под действием высоких температур и с применением катализаторов. Другими словами, сложные углеводородные соединения разлагаются на более простые, с меньшей молекулярной массой (например, бензины).

Несомненными достоинствами таких технологий являются:

Читать также: Каково содержание серы в нефти?

Нередко крекинговые процессы в технологических линиях используют с другими современными технологиями – каталитическим риформингом, гидрокрекингом, изомеризацией и так далее. Все эти технологии преследуют одну цель – получение наиболее качественного топлива и увеличение глубины переработки нефтяного сырья.

Основные качественные характеристики бензинов

Основным показателем, характеризующим качеством бензинового топлива, является его октановое число, показывающее детонационную устойчивость бензина.

Другими словами детонационные процессы можно описать таким образом: в камере сгорания двигателя образуется топливно-воздушная смесь, пламя в которой распространяется с огромной скоростью – от полутора до двух с половиной тысяч метров в секунду; если значение давления в процессе этого воспламенения слишком большое, то образуются дополнительные перекиси, увеличивающие взрывную силу (детонацию), что крайне негативно сказывается на состоянии поршневой группы.

В настоящее время наибольшее распространение получили бензины, чье октановое число – 92, 95 и 98 единиц.

В свою очередь нефть можно разложить на два основных составляющих, это – углерод (примерно 85%) и водород (примерно 15%). Они соединяются между собой сотнями связей, которые мы потом называем углеводороды – в свою очередь их также можно разделить на сложные и легкие составы — но все эти соединения, по сути, и есть нефть.

Процесс прямой перегонки

Это очень древний способ, его изобрели еще на заре бензиновых двигателей. Он если хотите не отличается супер технологиями, и его запросто можно повторить у каждого дома, про это чуть позже.

Сам физический процесс заключается в нагреве нефти и испарению из нее по очереди нужных составов. Процесс происходит при атмосферном давлении и закрытой емкости, в которую установлена газоотводящая трубка. При нагреве из нефти начинают испаряться летучие составы:

Температура от 35 до 200 °С – получаем бензин
Температура от 150 до 305 °С – керосин
От 150 до 360 °С – дизельное топливо.

После чего их просто конденсируют в другую емкость.

Но при таком методе есть очень много минусов:

Мы получаем очень мало топлива — так из одного литра получается всего 150 мл. бензина.
Полученный бензин очень низкого октанового числа, примерно около 50 – 60 единиц. Как вы понимаете чтобы его догнать до 92 – 95, нужно много присадок.

В общем, этот процесс безнадежно устарел, в современных условиях он просто коммерчески не выгоден. Поэтому многие перерабатывающие предприятия сейчас перешли на более выгодный, совершенный способ изготовления.

Термический и каталитический крекинг

Суть крекинга проста. Нефть химически и физически разлагают на составляющие – то есть из больших, сложных молекул углеводорода, делают более мелкие и простые, которые образуют бензин.

Что нам это дает, какие есть плюсы:

Выход бензина увеличивается в несколько раз, до 40 – 50%. ТО есть по сравнению с перегонкой мы имеем уже почти пол-литра топлива.
Октановое число намного, увеличено — обычно оно около 70 – 80 единиц. Ездить конечно на нем тоже нельзя, однако присадок до получения готового продукта нужно минимум.

В общем, за этим процессом однозначно будущее. Вот почему их так сегодня много — платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг. Каждый процесс старается увеличить число получаемого топлива + улучшить октановое число, в идеале, чтобы вообще обойтись без присадок.

Октановое число и разбавление

Немного все же хочется поговорить про разбавление первоначального бензина. То есть как мы получаем октановое число равное 92, 95 и 98, применяемые сейчас.

Октановое число характеризует устойчивость бензинового топлива к детонации, простыми словами можно описать это так – в топливной смеси (бензин + воздух), которая сжимается в камере сгорания, пламя распространяется со скоростью 1500 – 2500 м/с. Если показатель давления при воспламенении смеси слишком велик, то начинают образовываться дополнительные перекиси, сила взрыва увеличивается – это простой процесс детонации, который никак неполезен для поршней двигателя.

Затем на стенде сравнивают два топлива один полученный из нефти (бензиновая смесь), второй из изооктана. Их сравнивают, если двигатели работают одинаково, смотрят на вторую смесь и на число изооктана в ней – таким образом, получают октановое число. Конечно это все в идеале, лабораторные испытания.

НА практике детонация может быть вызвана многими другими неисправностями двигателя, так например неправильное положение дроссельной заслонки, обедненная горючая смесь, неправильное зажигание, перегрев двигателя, нагары в топливной системе и т.д.

Если подвести итог — то сейчас в качестве присадок для повышения октанового числа применяют спирты, эфиры, алкилы, они очень экологичные, а также присадки дляустойчивости к замерзанию. Соотношение в составе примерно такое – состав католического крекинга (73 — 75%), алкилы (25 – 30%), бутиленовые фракции (5 – 7%). Для сравнения раньше для повышения октанового числа применяли тетраэтилсвинец, он прекрасно улучшает топливо, однако он наносит сильный вред экологии (всему живому), а также оседает в легких, может быть причиной рака. Поэтому сейчас от него отказались.

Как произвести бензин дома – инструкция

Знаете, мой дед бы легко и просто сделал бы бензиновое топливо у себя дома! Все потому что самогонный аппарат как нельзя кстати, подходит для этого мероприятия. Остается найти где-то сырую нефть!

ИТАК, процесс по пунктам:

Ищем герметичную емкость, обязательно должна быть сверху газоотводящая трубка, которая будет идти в другую емкость. Также должен быть установлен высокотемпературный термометр, который будет контролировать температуру внутри.
Теперь наливаем нефть в первую емкость, ставим на нагрев (можно даже на газ, но это взрывоопасно, ведь получаем бензин), лучше использовать электрический вариант. Вторую емкость ставим в холодное помещение, около + 5 градусов, если это не возможно тогда трубку, которая идет до емкости помещаем в холод, да хоть льдом от холодильника обкладываем.
В первой емкости у нас начинается нагрев, а как мы уже разобрали сверху нам достаточно температуры в 35 – 200 градусов, чтобы легкие фракции (бензин), начали испаряться. Обычно достаточно уже 100 – 120 градусов. Нагреваем и так как у нас через трубку пары поступают в холодную емкость или трубку, они конденсируются — выпадают в жидкое состояние, во вторую емкость.

Кстати если нагревать оставшиеся фракции при большей температуре (+ 300, + 350 градусов), то мы уже получаем керосин и дизель.

Читайте также: