ما هي طرق معالجة الهيدروكربونات: الفصل والتحويل والمعالجة

ما هي طرق معالجة الهيدروكربون: الفصل والتحويل والمعالجة

عنوان الميتا المستهدف:أساليب معالجة الهيدروكربون: الفصل والتحويل والمعالجة

وصف الميتاهدف:تستخدم معالجة الهيدروكربون أربع عائلات من الطرق: الفصل الفيزيائي، التحويل الحراري والحراري، المعالجة الكيميائية، والمزج. قارن العمليات والظروف والمنتجات.

الكلمات الرئيسية المستهدفةطرق معالجة الهيدروكربون, طرق معالجة الهيدروكربون, عمليات تكرير البترول, عمليات التحويل مصفاة, عمليات الفصل الهيدروكربون, عمليات معالجة مصفاة

الإجابة على السؤال الأساسي:ما هي طرق معالجة الهيدروكربونات؟يتم تنظيم معالجة الهيدروكربون في أربع عائلات من الطرق. الفصل يفرق الخليط بوسائل فيزيائية دون تغيير الجزيئات.بشكل رئيسي عن طريق التقطير عند 1-3 بار في عمود جوي يصل إلى 350-400 درجة مئوية، و تحت الفراغ عند 25-100 mbar بالنسبة للجزيئات الثقيلة. التحول يغير الجزيئات نفسها ، إما حراريًا عند 450-540 درجة مئوية في الكوكز ، والتكسير والكراك البخار ،أو تحفيزياً عند 350-540 درجة مئوية في التكسير التحفيزي السائلالهيدروكراكينغ، الإصلاح، الألكيلات والإيزومرة، أو مع الهيدروجين في 300-450 درجة مئوية و 30-200 بار في معالجة الهيدروكراكينغ والهيدروكراكينغ.استرداد الكبريت والكاستيك. يجمع الخلط والتشطيب بين التدفقات في منتجات قابلة للبيع ضد المواصفات. تستخدم مصفاة نموذجية أكثر من عشرين من هذه الطرق،والمزيج المختار يحدد ما إذا كان النفط الخام يعطي بقايا 20-45% يصبح في الغالب زيت الوقود أو في الغالب وقود النقل.

1أساليب الفصل

الفصل يستغل الاختلافات في التقلب، والذوبان، والامتصاص أو الحجم الجزيئي، ويأتي دائما أولا:

• تقطير:العمود الفقري لكل مصفاة ومحطة غاز. يتم تسخين الخام إلى 350-400 درجة مئوية في سخان محترق ويتم تسليطه في عمود جوي مع 30-60 علبة ، حيث يتم سحب الكسور حسب نطاق الغليان:الغاز المسال، النفط الخفيف والثقيل ، الكيروسين ، الديزل الخفيف والثقيل ، والبقايا الجوية.لذلك يتم إعادة تسخين البقايا وتضخيمها مرة أخرى في عمود فراغ عند 25-100 mbar، والذي يخفض نقاط الغليان بنسبة 150-200 درجة مئوية ويسمح بفصل زيت الغاز الفراغ والبقايا الفراغية دون تحلل.يتم تسخين الخام مسبقًا بواسطة تدفقات الارتداد الدائرة وتدفقات المنتجات، و القطار الحراري الحديث يستعيد 60-75% من الحرارة التي ستضيع.
• الامتصاص والإزالة والإستخراج:عندما تكون نقاط الغلي قريبة جدًا من التقطير ، أو عندما يتعين إزالة مكون معين ، يتم استخدام طرق التوازن الأخرى. يذوب المكون في محلول سائل عن طريق الامتصاص ،كما هو الحال في ملامس الأمين حيث يتم امتصاص كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون من الغاز عند درجة الحرارة 35-50 درجة مئوية وتجدد عند درجة الحرارة 105-125 درجة مئويةالقطع هو العكس ، باستخدام البخار لإزالة المكونات المتطايرة ، كما هو الحال في محرك إزالة المياه الحمضية أو محرك إزالة جانبي على عمود خام.استخراج السائل السائل يذوب بشكل انتقائي فئة واحدة من الجزيئات من أخرى، ويستخدم لفصل المواد العطرية من البرافينات بمذيبات مثل السولفولان أو الفورفورال ، لإنتاج البنزين والتلولين والزيلين عالي النقاء ،واستخراج مخزونات زيت التشحيم الأساسية مع N-methylpyrrolidone أو furfural لتحسين مؤشر اللزوجة واستقرار الأكسدة.
• الامتصاص والفصل الغشاء:يستخدم الامتصاص سطحًا صلبًا ذو صلة انتقائية ، وهو الطريقة المفضلة للخطوات النهائية للتلميع.الاختبارات الجزيئية الغازات والسوائل الجافة إلى أقل من 1 جزء في المليون من الماء قبل المعالجة الباردة، لأن أي مياه متبقية عند -100 درجة مئوية تتجمد وتغلق المبادلات. كما أنها تفصل بين البارافينات العادية والبارافينات العادية في وحدة UOP Molex أو Isosiv باستخدام حجم المسام الانتقائي ،وتفريق الباراكسيلين في سرير متحرك محاكيأغشية منفصلة عن طريق مزيج من الذوبان والانتشار من خلال فيلم بوليمر وتستخدم لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغاز الطبيعيللاسترداد الهيدروجيني من غاز المصفاة والتيارات التطهير هيدروكراكر، واسترداد البخار من محطات التحميل.الغشاء ليس له أجزاء متحركة و بصمة صغيرة ولكن يتطلب المعالجة المسبقة لتجنب التلوث وأفضل مناسبة لحجم بدلا من الفصل العميق.
• فصل المراحل ومراقبة نقطة الندى:قبل أي معالجة ، يجب تقسيم تيار البئر أو الغذاء إلى غاز ، سائل هيدروكربون والماء. يقوم منفصلون ثلاثي المراحل بذلك عن طريق الجاذبية ، والتي يتم تحديدها بمعادلة سودرز براون ،ويتبعها الجهاز الكهرومغناطيسي لتحقيق الارتباط والمعزول الذي يقلل من محتوى الملح في النفط الخام إلى أقل من 1-3 PTB قبل أن يدخل العمود الجوي، لأن الملح هيدروليز إلى حمض الهيدروكلوريك وتآكل النظام العلوي.والتي تتطلب عادةً نقطة شبح الهيدروكربون تحت حوالي -5 إلى 0 درجة مئوية عند ضغط التسليم، نقطة شبح الماء أقل من -10 درجة مئوية ، كبريتيد الهيدروجين أقل من 4 جزء في المئة ، ثاني أكسيد الكربون أقل من 2-3٪ ، ولا يوجد سوائل حرة ، يتم تحقيقها عن طريق التبريد ،جفاف الجليكول ومراقبة نقطة الندى الهيدروكربونية عن طريق التبريد أو من خلال توسيع جول تومسون مع فاصل درجة حرارة منخفضة.

2أساليب التحويل والمعالجة والانتهاء

بمجرد الفصل ، يتم تحويل التدفقات إلى جزيئات ذات قيمة أعلى ، وتنظيفها من الشوائب ، ويتم مزجها حسب المواصفات:

• التحويل الحراري:الحرارة وحدها تكسر الروابط الكربونية الكربونية عن طريق آلية الجذور الحرة.زيت الغاز وكوكس البترول؛ إنها الطريقة القياسية للأغذية الأثقل والأكثر تلوثًا لأنه لا يوجد محفز للتسمم.تقليل لزجة البقايا بمقدار 5 إلى 20 مرة بحيث يمكن مزجها في زيت الوقود مع مخفف أقلالخرسانة البخارية هي الأكثر سخونة من بين جميعها، عند 750-870 درجة مئوية مع وقت الإقامة أقل من ثانية واحدة، وهي ليست عملية تكرير ولكن عملية البتروكيماوية، وتنتج الإيثيلين والبروبيلين والبوتادين.مشكلة التصميم المشتركة في كل ثلاثة هي ترسب الكوكس في أنابيب التدفئة، يتم إدارتها بواسطة السرعة العالية، حقن البخار والتحكم الدقيق في درجة حرارة الأنبوب المعدني.
• تحويل تحفيزي:تسمح المحفزات بالتحويل في درجة حرارة أقل مع انتقائية أفضل بكثير. يكسّر التكسّك المحفّز السائل الزيت الغازي عند 500-540 درجة مئوية على محفّز زيوليت مع وقت اتصال 2-5 ثانية،و هو المنتج الرئيسي للبنزين في مصفاةيجمع الهيدروكراكينج بين الكراكينج والهيدروجين عند 350-450 درجة مئوية و 100-200 بار، مما يحول 30-90٪ من زيت الغاز إلى وقود الديزل والطائرات عالي الجودة مع عدم وجود أوليفين أو كبريت.يرفع الإصلاح التحليلي أوكتان النفتا الثقيلة من حوالي 40-60 إلى 95-105 عند 480-525 درجة مئوية فوق البلاتين - الرينيوم، مما ينتج الهيدروجين كمنتج ثانوي قيم. يجمع التأكييل بين الأولفين الخفيف والإيزوبوتان عند 5-20 درجة مئوية باستخدام حمض الكبريت أو الهيدروفلوريك لصنع الألكيلات ،أعلى أوكتان وأكثر مكونات خليط البنزين نظافةتحويل الـ isomerisation paraffins العادي إلى paraffins المتفرع عند 120-250 درجة مئوية على الكلور الالوميني أو المحفز الزيوليوالإيثرية والبوليمرة تحويل أوليفينات خفيفة إلى أكسجينات عالية الأوكتان والبنزين.
• معالجة واستعادة الكبريت:تقريباً كل تيار يتطلب معالجة. معالجة الهيدرو تزيل الكبريت والنيتروجين والأكسجين والمعادن والولفينات عند 300-400 درجة مئوية و 30-100 بار فوق محفز الكوبالت الموليبدينوم أو النيكل الموليبدينوم،تحويلها إلى كبريتيد الهيدروجين، والامونيا والماء؛ وهو ما يجعل الديزل منخفض الكبريت تحت 10 ppm. معالجة الأمين إزالة كبريتات الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون من التدفقات الغازية باستخدام المونوإيثانولامين،ديثانولامين أو ميثيل ديثانولامينالمعالجة الكاوستية و Merox إزالة mercaptans من LPG و النفتا ، وتحويلها إلى disulphides أو استخراجها.يتم تحويل كبريتيد الهيدروجين المسترد إلى الكبريت العضوي في مصنع كلاوس، مع مرحلة حرارية عند 1000-1300 درجة مئوية ومرحلة تحفيزية عند 200-320 درجة مئوية ، لتحقيق استرداد 95-99.5٪ ، ووحدة معالجة غاز الذيل للوصول إلى أعلى.أجهزة إزالة المياه الحمضية تزيل الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين من مياه العملية قبل إعادة استخدامها أو تفريغها.
• مزج، التشطيب ومراقبة جودة المنتج:الطريقة النهائية هي الخلط، وهي حيث يتم تحقيق الكثير من أرباح مصفاة أو فقدتها. البنزين يتم خلطه من إعادة التشغيل، الالكيلات،النفتا الخفيفة والأكسجينات لتلبية الأوكتانضغط بخار ريد، الكبريت، البنزين، المواد العطرية والأولفين الحدود في وقت واحد، وذلك باستخدام محسن على الانترنت ومحللات في الخط.نقطة غلق المرشح البارد والكبريتيتم مزج زيت الوقود من أجل اللزوجة والكبريت. يتم الانتهاء من الزيوت الأساسية والشمع عن طريق التشطيب بالماء ، وإزالة الدهون عن طريق المذيب أو الطرق التحفيزية ، والطين أو المعالجة المائية للحصول على اللون والاستقرار.يتم إنتاج الأسفلت عن طريق نفخ الهواء أو عن طريق خلط بقايا الفراغ مع تدفقيجب أن يستوفي كل منتج مواصفات متعددة في وقت واحد، وهذا هو السبب في أن الخلط هو مشكلة تحسين بدلا من عملية خلط بسيطة.

طرق معالجة الهيدروكربونات أسرة مقارنة مصفوفة

الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو الفرق بين الفصل والتحويل في معالجة الهيدروكربونات؟

الجواب: الفصل يغير تكوين الخليط دون تغيير أي جزيءعمليات الامتصاص والغشاء جميع أنواع الجزيئات الموجودة في مجموعات من خلال خاصية فيزيائيةيغير التحويل الجزيئات نفسها عن طريق كسر وإعادة تشكيل روابط الكربون الكربون والكربون الهيدروجين، مما ينتج جزيئات لم تكن موجودة في العلف.هذا هو السبب في التحويل هو حيث يتم إضافة القيمة: برميل من بقايا الفراغ بقيمة أقل بكثير من الديزل يصبح جزيئات الديزل فقط من خلال التحويل.ولماذا الفصل يسبق دائما التحول، لأنه لا معنى لإخضاع الخام بأكمله لظروف التكسير عندما يحتاجه الجزء الثقيل فقط.

س: لماذا تحتاج مصفاة إلى العديد من العمليات المختلفة؟

الجواب: لأن النفط الخام هو خليط من آلاف المركبات التي تغطي نطاقاً واسعاً جداً من درجات الغليان، والسوق يطلب مجموعة ضيقة من المنتجات بنسب لا تتطابق أبداً مع النفط الخام.النفط الخام النموذجي قد يعطي 20-45% من بقايا الغلاف الجوي والفراغفي حين أن السوق يحتاج في الغالب إلى وقود النقل ، لذلك يجب تحويل حوالي ثلث البرميل كيميائياً.التكسير التحفيزي السائل يتعامل مع زيت الغاز بشكل جيد ولكن لا يمكن أن يأخذ المعادن والأسفلتيناتفي حين أن الكوكس المتأخر يمكن أن يأخذ بقايا ولكن ينتج الكوكس والنفثا منخفضة القيمة التي تحتاج إلى مزيد من المعالجة.أوكتان وضغط البخار للبنزين، الزيتان وتدفق الباردة للديزل، الحدود الكبريتية لكليهما، لذلك مضاعفة مراحل المعالجة والمزج.كل واحد ضروري لأن لا يوجد واحد يغطي المدى بأكمله.

س: ما دور الهيدروجين في معالجة الهيدروكربونات؟

الجواب: الهيدروجين هو المُستجيب المُساعد في التكرير الحديث. إنه يزيل الكبريت والنيتروجين والأكسجين والمعادن في معالجة الهيدروجين، ويحولها إلى كبريتات الهيدروجين والأمونيا والماء التي يمكن فصلها.يُشبّع الـ (أولفينز) و المواد العطرية، و يُحسّن من (ديزل سيتان) ، و نقطة دخان وقود الطائرات و اللون و الاستقرار.ولهذا السبب يمكن للكراكينغ معالجة المغذيات التي من شأنها أن تعطل بسرعة محفز FCCو هو منتج ثانوي من إصلاح التحفيزي، لذا مصفاة مع إصلاح لديها إمدادات داخلية.من بضع مئات من القدم المكعبة القياسية للبرميل قبل جيل إلى 1500-3000 اليوم لمصفاة تحويل عميق، ومعظم المصافي الآن تشغيل محطة هيدروجين مخصصة، عادة البخار الميثان إصلاح في 800-900 درجة مئوية،بالإضافة إلى امتصاص التأرجح تحت الضغط للتطهير فوق 99.9٪

س: كيف يتم اختيار طريقة التجهيز للغذاء المعطى؟

ج: أربع خصائص تغذية تحكم القرار. نطاق الغليان يحدد ما إذا كان يمكن تقطير التيار على الإطلاق أو يحتاج إلى خدمة فراغ. محتوى الملوثات، وخاصة الكبريت والنيتروجين،المعادن مثل النيكل والفاناديوم، و asphaltenes، يحدد ما إذا كان المحفز يمكن أن يبقى على قيد الحياة: يتم تسميم محفز المعالجة المائية بالمعادن ويتم سدها بواسطة asphaltenes،لذا فإن البقايا تذهب إلى صانع الكوكس أو صانع هيدروكراك في السرير المغلي بدلاً من السرير الثابتيحدد الهيكل الكيميائي الطريق: الغذاء البارافيني هو إصلاح جيد أو غذاء كراكر البخار ، والذي يصلح بشكل أفضل لهيدروكراك أو استخراج المواد العطرية.وتحدد توافر الهيدروجين والتكلفة ما إذا كان إضافة الهيدروجين أو طريق رفض الكربون؛ رفض الكربون، كما هو الحال في عملية الكوكز، ينتج الكوكز ذو القيمة المنخفضة، في حين أن إضافة الهيدروجين، كما هو الحال في هيدروكراك، ينتج تقطير ذو القيمة العالية ولكن يستهلك الهيدروجين عند 150-350 نم 3 لكل متر مكعب من العلف.التكوين الذي تم اختياره هو الذي يعطي أقصى قدر من الهامش على طول السجاد الخام بأكمله، ليس الأفضل لمجرى واحد.