ईंधन उत्पादन की मुख्य तकनीकी प्रक्रियाओं का संक्षिप्त विवरण।

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तेल आसवन। वाष्पीकरण एजेंटों का आवेदन

प्राकृतिक ऊर्जा वाहक और कार्बन सामग्री की प्रौद्योगिकी

इरकुत्स्क 2017

परिचय

1. तेल की भिन्नात्मक संरचना

2. मुख्य तेल अंश

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

तेल तरल कार्बनिक पदार्थों का एक जटिल मिश्रण है जिसमें विभिन्न ठोस हाइड्रोकार्बन और रालयुक्त पदार्थ घुल जाते हैं। इसके अलावा, तेल से जुड़े गैसीय हाइड्रोकार्बन अक्सर इसमें घुल जाते हैं। जटिल मिश्रणों को सरल मिश्रणों में या सीमा में अलग-अलग घटकों में अलग करना फ्रैक्शनेशन कहलाता है। पृथक्करण विधियां अलग किए जाने वाले घटकों के भौतिक, सतही और रासायनिक गुणों में अंतर पर आधारित होती हैं। तेल और गैस के अध्ययन और प्रसंस्करण में, निम्नलिखित पृथक्करण विधियों का उपयोग किया जाता है: भौतिक स्थिरीकरण (degassing), आसवन और सुधार, वैक्यूम आसवन, azeotropic आसवन, आणविक आसवन, सोखना, क्रोमैटोग्राफी, आणविक छलनी का उपयोग, निष्कर्षण, क्रिस्टलीकरण से समाधान, रासायनिक अभिकर्मकों के रूप में उपचार, और यूरिया (सामान्य संरचना के पैराफिन को अलग करने के लिए)। इन सभी तरीकों से, विभिन्न अंशों को प्राप्त करना संभव है जो मूल उत्पाद से संरचना और गुणों में तेजी से भिन्न होते हैं। अक्सर ये तरीके संयुक्त होते हैं। उदाहरण के लिए, राल वाले पदार्थों के पृथक्करण में अवशोषण और निष्कर्षण या निकालने वाले आसवन की प्रक्रिया में निष्कर्षण और आसवन। तेल की रासायनिक संरचना के विस्तृत अध्ययन में, व्यावहारिक रूप से ऊपर सूचीबद्ध सभी विधियों का उपयोग किया जाता है।

फ़ैक्टरी तेल शोधन के लिए सबसे आम तरीके आधार हैं। धीरे-धीरे बढ़ते तापमान पर आसवन की प्रक्रिया में, उबलते बिंदुओं को बढ़ाने के क्रम में तेल के घटकों को आसुत किया जाता है।

सभी अलग-अलग पदार्थों के लिए, दिए गए दबाव पर क्वथनांक एक भौतिक स्थिरांक होता है। चूंकि तेल विभिन्न संतृप्त वाष्प दबावों के साथ बड़ी संख्या में कार्बनिक पदार्थों का मिश्रण है, इसलिए तेल के क्वथनांक के बारे में बात करना असंभव है।

धीरे-धीरे बढ़ते तापमान पर तेल या तेल उत्पादों के प्रयोगशाला आसवन की स्थितियों में, अलग-अलग घटकों को उनके संतृप्त वाष्प के दबाव को कम करने के क्रम में उनके क्वथनांक, या एक ही चीज़ को बढ़ाने के क्रम में आसुत किया जाता है। नतीजतन, तेल और उसके उत्पादों को क्वथनांक से नहीं, बल्कि उबलने की शुरुआत और अंत की तापमान सीमा और कुछ तापमान रेंज में डिस्टिल्ड अलग-अलग अंशों की उपज की विशेषता होती है। आसवन के परिणामों के अनुसार, भिन्नात्मक रचना को आंका जाता है।

1. तेल की भिन्नात्मक संरचना

तेल वाष्पीकरण आसवन एजेंट

चूँकि तेल हाइड्रोकार्बन और विषमपरमाण्विक यौगिकों का एक बहुघटक निरंतर मिश्रण है, इसलिए पारंपरिक आसवन विधियाँ उन्हें अलग-अलग यौगिकों में कड़ाई से परिभाषित भौतिक स्थिरांकों के साथ अलग करने में विफल रहती हैं, विशेष रूप से, दिए गए दबाव पर क्वथनांक। यह तेल और तेल उत्पादों को अलग करने के लिए प्रथागत है अलग-अलग घटकों में आसवन, जिनमें से प्रत्येक एक कम जटिल मिश्रण है। ऐसे घटकों को अंश या आसवन कहा जाता है। प्रयोगशाला या औद्योगिक आसवन की स्थितियों में, अलग-अलग तेल अंश लगातार बढ़ते क्वथनांक पर आसुत होते हैं। नतीजतन, तेल और उसके अंशों की विशेषता क्वथनांक से नहीं, बल्कि उबाल की शुरुआत और फोड़े के अंत की तापमान सीमा से होती है।

नए तेलों की गुणवत्ता का अध्ययन करते समय (यानी, तकनीकी पासपोर्ट तैयार करना), आसवन स्तंभों से सुसज्जित मानक आसवन उपकरण पर उनकी भिन्नात्मक संरचना निर्धारित की जाती है (उदाहरण के लिए, GOST 11011-85 के अनुसार ARN-2 पर)। यह आसवन की स्पष्टता में काफी सुधार करना संभव बनाता है और आसवन के परिणामों के आधार पर, निर्देशांक तापमान में वास्तविक क्वथनांक के तथाकथित वक्र -% wt में अंश उपज, (या% वॉल्यूम।) का निर्माण करना संभव बनाता है। .

अलग-अलग क्षेत्रों के तेल आंशिक संरचना में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं और इसके परिणामस्वरूप, मोटर ईंधन डिस्टिलेट और चिकनाई वाले तेलों की संभावित सामग्री में। अधिकांश तेलों में 10-30% गैसोलीन अंश होते हैं, जो 200% तक उबलते हैं, और 40-65% केरोसिन-गैस तेल अंश होते हैं, जो 350 डिग्री सेल्सियस तक आसवन करते हैं। हल्के तेलों की उच्च सामग्री (350 डिग्री सेल्सियस तक) के साथ हल्के तेलों के ज्ञात भंडार हैं। इस प्रकार, समोटलर तेल में 58% हल्का तेल होता है, और अधिकांश क्षेत्रों के गैस घनीभूत लगभग पूरी तरह से (85-90%) हल्के तेल से बने होते हैं। बहुत भारी तेल भी निकाले जाते हैं, जिसमें मुख्य रूप से उच्च-उबलने वाले अंश होते हैं (उदाहरण के लिए, यारेगस्कॉय क्षेत्र से तेल, एक खदान विधि द्वारा उत्पादित)।

तेल की कार्बोहाइड्रेट संरचना सबसे अधिक होती है महत्वपूर्ण संकेतकउनकी गुणवत्ता, जो परिणामी पेट्रोलियम उत्पादों की प्रसंस्करण विधि, सीमा और प्रदर्शन गुणों की पसंद को निर्धारित करती है। मूल तेलों में अलग-अलग अनुपात में कार्बोहाइड्रेट के सभी वर्ग होते हैं, एल्केन्स को छोड़कर: एल्केन्स, साइक्लेन्स, एरेन्स, साथ ही विषमलैंगिक यौगिक। अल्कनेस (CnH2n + 2) - पैराफिनिक कार्बोहाइड्रेट - तेल, गैस संघनन के समूह घटकों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनाते हैं और प्राकृतिक गैसें. तेलों में उनकी कुल सामग्री 25-75% wt है। और केवल कुछ पैराफिनिक तेलों जैसे मंगेशलक प्रकार में यह 40-50% तक पहुंचता है। तेल के दाढ़ अंश में वृद्धि के साथ, उनमें अल्केन्स की मात्रा कम हो जाती है। एसोसिएटेड पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैसें लगभग पूरी तरह से हैं, और सीधे चलने वाले गैसोलीन में अक्सर 60-70% एल्केन्स होते हैं। तेल के अंशों में, उनकी सामग्री 5-20% wt तक कम हो जाती है। गैसोलीन में अल्केन्स में से, 2- और 3-मोनोमेथिल-प्रतिस्थापित वाले प्रबल होते हैं, जबकि क्वाटरनरी कार्बन परमाणु के साथ आइसोल्केन का अनुपात छोटा होता है, और एथिल- और प्रोपाइल-प्रतिस्थापित आइसोल्केन व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित होते हैं। एल्केन अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या में 8 से अधिक की वृद्धि के साथ, मोनोप्रतिस्थापन की सापेक्ष सामग्री घट जाती है। तेल के गैस तेल अंशों (200-350 डिग्री सेल्सियस) में डोडेकेन से ईकोसेन तक अल्केन्स होते हैं। यह स्थापित किया गया है कि मोनोमेथिल-प्रतिस्थापित और आइसोप्रेनॉइड (कार्बन श्रृंखला के आधार पर तीन कार्बन परमाणुओं के माध्यम से बारी-बारी से मिथाइल समूहों के साथ) संरचनाएं उनमें एल्केन्स के बीच प्रबल होती हैं। औसतन, आइसोप्रेनॉइड एल्केन्स की सामग्री लगभग 10-11% है।

Cycloalkanes (c. CnH2n) - नैफ्थेनिक कार्बोहाइड्रेट - गैसों को छोड़कर सभी तेल अंशों का हिस्सा हैं। औसतन, विभिन्न प्रकार के तेलों में 25 से 80% wt होता है। गैसोलीन और मिट्टी के तेल के अंश मुख्य रूप से साइक्लोपेंटेन और साइक्लोहेक्सेन के समरूपों द्वारा दर्शाए जाते हैं, मुख्य रूप से लघु (C1-C3) अल्काइल-प्रतिस्थापित चक्रवातों के साथ। उच्च-उबलते अंशों में मुख्य रूप से व्यक्त या संघनित संरचना प्रकार के 2-4 समान या अलग-अलग चक्रवातों के साथ चक्रवातों के पॉलीसाइक्लिक समरूप होते हैं। तेल अंशों द्वारा चक्रवातों का वितरण सबसे विविध है। उनकी सामग्री बढ़ जाती है क्योंकि अंश भारी हो जाते हैं और केवल उच्चतम उबलते तेल अंशों में घटते हैं। चक्रवात आइसोमर्स के निम्नलिखित वितरण पर ध्यान दिया जा सकता है: C7 - साइक्लोपेंटेन के बीच, 1,2 - और 1,3-डाइमिथाइल-प्रतिस्थापित वाले प्रबल होते हैं; C8 - साइक्लोपेंटेन मुख्य रूप से ट्राइमेथिल-प्रतिस्थापित वाले द्वारा दर्शाए जाते हैं; अल्काइलसाइक्लोहेक्सेन के बीच, di- और ट्राइमेथिल-प्रतिस्थापित वाले का अनुपात, जिसमें चतुर्धातुक कार्बन परमाणु नहीं होता है, प्रबल होता है।

साइक्लेन्स मोटर ईंधन और चिकनाई वाले तेलों का उच्चतम गुणवत्ता वाला घटक है। मोनोसाइक्लिक साइक्लेन्स मोटर ईंधन को उच्च प्रदर्शन गुण प्रदान करते हैं और उत्प्रेरक सुधार प्रक्रियाओं में उच्च गुणवत्ता वाले कच्चे माल हैं। चिकनाई वाले तेलों के हिस्से के रूप में, वे तापमान (यानी, एक उच्च सूचकांक) के साथ चिपचिपाहट में एक छोटा सा परिवर्तन प्रदान करते हैं। कार्बन परमाणुओं की समान संख्या के साथ, चक्रवात, अल्केन्स की तुलना में, एक उच्च घनत्व की विशेषता है और, सबसे महत्वपूर्ण, एक कम डालना बिंदु।

अनुभवजन्य सूत्र CnHn + 2-2Ka (जहाँ Ka, ऐरेन रिंग्स की संख्या है) के साथ एरेन्स (सुगंधित हाइड्रोकार्बन) आमतौर पर अल्केन्स और साइक्लेन्स की तुलना में कम मात्रा (15-50%) में तेलों में पाए जाते हैं, और बेंजीन होमोलॉग्स द्वारा दर्शाए जाते हैं। गैसोलीन अंशों में। अंशों द्वारा उनका वितरण भिन्न होता है और इसके घनत्व में व्यक्त तेल के सुगंधितकरण की डिग्री पर निर्भर करता है। हल्के तेलों में, अंश के क्वथनांक में वृद्धि के साथ एरेन्स की सामग्री, एक नियम के रूप में, घट जाती है। साइक्लेन प्रकार के मध्यम-घनत्व वाले तेलों को अंशों पर एरेन्स के लगभग समान वितरण की विशेषता होती है। भारी तेलों में, अंशों के क्वथनांक में वृद्धि के साथ उनकी सामग्री तेजी से बढ़ती है। गैसोलीन अंशों में एरीन आइसोमर्स के वितरण का निम्नलिखित पैटर्न स्थापित किया गया है: C8 एरेन्स में, एथिलबेनज़ीन की तुलना में 1,3-डाइमिथाइल-प्रतिस्थापित वाले अधिक हैं; C9-arenes में 1,2,4-ट्राइमिथाइल-प्रतिस्थापित लोगों का प्रभुत्व है। एरेन्स मोटर गैसोलीन (उच्च ऑक्टेन) में मूल्यवान घटक हैं, लेकिन जेट ईंधन और डीजल ईंधन में अवांछनीय हैं। लंबे अल्काइल साइड चेन वाले मोनोसाइक्लिक एरेन्स चिकनाई वाले तेलों को अच्छा चिपचिपापन-तापमान गुण देते हैं।

2. मुख्य तेल अंश

बड़े व्यावहारिक महत्व के विभिन्न प्रकार के उत्पादों को तेल से अलग किया जाता है। सबसे पहले, घुले हुए गैसीय हाइड्रोकार्बन (मुख्य रूप से मीथेन) को इसमें से निकाला जाता है। वाष्पशील हाइड्रोकार्बन के आसवन के बाद तेल को गर्म किया जाता है। अणु में कार्बन परमाणुओं की एक छोटी संख्या के साथ हाइड्रोकार्बन, जिनमें अपेक्षाकृत कम क्वथनांक होता है, वाष्प अवस्था में जाने वाले पहले होते हैं और आसुत होते हैं। जैसे ही मिश्रण का तापमान बढ़ता है, उच्च क्वथनांक वाले हाइड्रोकार्बन आसुत हो जाते हैं। इस तरह, तेल के अलग-अलग मिश्रण (अंश) एकत्र किए जा सकते हैं। अधिकतर, इस आसवन के साथ, चार वाष्पशील अंश प्राप्त होते हैं, जिन्हें बाद में और अलग किया जाता है।

मुख्य तेल अंश इस प्रकार हैं:

* 40 से 200 डिग्री सेल्सियस तक एकत्रित गैसोलीन अंश में C5H12 से C11H24 तक हाइड्रोकार्बन होते हैं। अलग किए गए अंश के आगे आसवन के साथ, गैसोलीन प्राप्त होता है (tboil = 40-70 ° C), गैसोलीन

(tboil = 70-120 ° С) - विमानन, ऑटोमोबाइल, आदि।

* नाफ्था अंश, 150 से 250 डिग्री सेल्सियस की सीमा में एकत्रित, C8H18 से C14H30 तक हाइड्रोकार्बन होता है। नेफ्था का उपयोग ट्रैक्टरों के ईंधन के रूप में किया जाता है। बड़ी मात्रा में नेफ्था को गैसोलीन में संसाधित किया जाता है।

* मिट्टी के तेल के अंश में 180 से 300 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक के साथ C12H26 से C18H38 तक के हाइड्रोकार्बन शामिल हैं। परिष्कृत होने के बाद मिट्टी के तेल का उपयोग ट्रैक्टरों, जेट विमानों और रॉकेटों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है।

* गैस तेल अंश (tboil > 275 °C), अन्यथा डीजल ईंधन कहा जाता है।

* तेल के आसवन के बाद अवशेष - ईंधन तेल - अणु में बड़ी संख्या में कार्बन परमाणुओं (कई दसियों तक) के साथ हाइड्रोकार्बन होते हैं। अपघटन से बचने के लिए कम दाब आसवन द्वारा ईंधन तेल का भी प्रभाजन किया जाता है। नतीजतन, सौर तेल (डीजल ईंधन), चिकनाई वाले तेल (मोटर वाहन, विमानन, औद्योगिक, आदि), पेट्रोलियम जेली (तकनीकी पेट्रोलियम जेली का उपयोग धातु उत्पादों को जंग से बचाने के लिए लुब्रिकेट करने के लिए किया जाता है), परिष्कृत पेट्रोलियम जेली का उपयोग किया जाता है। सौंदर्य प्रसाधन और दवा के आधार के रूप में।) पैराफिन कुछ प्रकार के तेल (माचिस, मोमबत्तियाँ, आदि के उत्पादन के लिए) से प्राप्त किया जाता है। ईंधन तेल से वाष्पशील घटकों के आसवन के बाद, टार रहता है। यह सड़क निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। चिकनाई वाले तेलों में प्रसंस्करण के अलावा, ईंधन तेल का उपयोग बॉयलर संयंत्रों में तरल ईंधन के रूप में भी किया जाता है।

3. एकल और क्रमिक वाष्पीकरण की विधि

विपणन योग्य पेट्रोलियम उत्पादों या उनके घटकों को प्राप्त करने के लिए उनके क्वथनांक के अनुसार तेल को उसके घटक भागों (अंशों) में अलग करना। तेल शोधन रिफाइनरियों में तेल शोधन की प्रारंभिक प्रक्रिया है, इस तथ्य पर आधारित है कि जब तेल गर्म होता है, तो एक वाष्प चरण बनता है जो तरल से संरचना में भिन्न होता है। पेट्रोलियम के आसवन से उत्पन्न होने वाले अंश आमतौर पर हाइड्रोकार्बन के मिश्रण होते हैं। पेट्रोलियम अंशों के एकाधिक आसवन के तरीकों की सहायता से, कुछ व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन को अलग करना संभव है। तेल आसवन एकल वाष्पीकरण (संतुलन आसवन) या क्रमिक वाष्पीकरण (साधारण आसवन, या भिन्नात्मक आसवन) के तरीकों द्वारा किया जाता है; सुधार के साथ और इसके बिना; अतितापित जल वाष्प की उपस्थिति में, एक वाष्पीकरण एजेंट; पर वायु - दाबऔर वैक्यूम के तहत। संतुलन आसवन के साथ, साधारण आसवन की तुलना में तेल को अंशों में अलग करना कम स्पष्ट है। हालांकि, पहले मामले में, एक ही ताप तापमान पर, के सबसेतेल। प्रयोगशाला अभ्यास में, बैच इकाइयों में वाष्प चरण सुधार के साथ सरल तेल आसवन मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। उद्योग में, वाष्प और तरल चरणों के सुधार के संयोजन में एकल वाष्पीकरण के साथ तेल आसवन का उपयोग किया जाता है। यह संयोजन निरंतर इकाइयों में तेल के आसवन को पूरा करना और तेल को अंशों में अलग करने में उच्च परिशुद्धता प्राप्त करना, इसके ताप के लिए ईंधन की किफायती खपत को संभव बनाता है। भाप के उपयोग से तापमान शासन में कमी आती है, तेल के अंशों के चयन में वृद्धि होती है और अवशेषों में उच्च-उबलने वाले घटकों की एकाग्रता में वृद्धि होती है। औद्योगिक संयंत्रों में, तेल का आसवन पहले वायुमंडलीय दबाव पर और फिर निर्वात के तहत किया जाता है। वायुमंडलीय आसवन के दौरान, तेल को 370 ° C से अधिक गर्म नहीं किया जाता है, क्योंकि उच्च तापमान पर हाइड्रोकार्बन का विभाजन शुरू हो जाता है - टूटना, और यह इस तथ्य के कारण अवांछनीय है कि असंतृप्त हाइड्रोकार्बन लक्ष्य उत्पादों की गुणवत्ता और उपज को काफी कम कर देते हैं। .

तेल के वायुमंडलीय आसवन के परिणामस्वरूप, अंश आसवित हो जाते हैं, लगभग 30 से 350--360 ° C तक उबल जाते हैं, और अवशेषों में ईंधन तेल रहता है। 360 ° C तक उबलने वाले तेल अंशों से, विभिन्न प्रकार के ईंधन प्राप्त होते हैं (गैसोलीन, जेट और डीजल इंजनों के लिए ईंधन), पेट्रोकेमिकल संश्लेषण के लिए कच्चा माल (बेंजीन, एथिलबेनज़ीन, ज़ाइलीन, एथिलीन, प्रोपलीन, ब्यूटाडाइन), सॉल्वैंट्स, आदि। हाइड्रोकार्बन की दरार को कम करने के लिए वैक्यूम (अवशिष्ट दबाव 5.3-8 kN/m2, या 40-60 mmHg) के तहत ईंधन तेल का और आसवन किया जाता है। यूएसएसआर में, कई तेल रिफाइनरियों में, वायुमंडलीय-वैक्यूम तेल शोधन इकाइयों की क्षमता प्रति वर्ष 8 मिलियन टन तेल तक बढ़ा दी गई थी।

फ्लैश डिस्टिलेशन में, तेल को हीटर कॉइल में पूर्व निर्धारित तापमान पर गर्म किया जाता है। जैसे ही तापमान बढ़ता है, सब कुछ बनता है अधिक वाष्प, जो तरल चरण के साथ संतुलन में हैं, और एक दिए गए तापमान पर, वाष्प-तरल मिश्रण हीटर छोड़ देता है और रुद्धोष्म बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है। उत्तरार्द्ध एक खोखला सिलेंडर है जिसमें वाष्प चरण को तरल से अलग किया जाता है। इस मामले में वाष्प और तरल चरणों का तापमान समान है। एकल वाष्पीकरण के साथ आसवन के दौरान अंशों में तेल के पृथक्करण की स्पष्टता सबसे खराब है।

फ्लैश आसवन में दो या दो से अधिक एकल फ्लैश आसवन प्रक्रियाएं होती हैं। परिचालन तापमानहर चरण में।

यदि, तेल के प्रत्येक एकल वाष्पीकरण के साथ, इसकी चरण अवस्था में एक अतिसूक्ष्म परिवर्तन होता है, और एकल वाष्पीकरण की संख्या असीम रूप से बड़ी होती है, तो ऐसा आसवन क्रमिक वाष्पीकरण के साथ एक आसवन है।

एकाधिक और क्रमिक वाष्पीकरण के साथ आसवन की तुलना में एकल वाष्पीकरण के साथ आसवन के दौरान तेल को अंशों में अलग करने की स्पष्टता सबसे खराब है।

यदि तेल अंश के लिए आसवन वक्र एकल और एकाधिक वाष्पीकरण के साथ प्लॉट किए जाते हैं, तो यह पता चलता है कि एकल वाष्पीकरण के दौरान जिस तापमान पर अंश उबलने लगते हैं, वह अधिक होता है, और उबलने का अंतिम बिंदु कई वाष्पीकरण की तुलना में कम होता है। यदि अंशों के उच्च परिभाषा पृथक्करण की आवश्यकता नहीं है, तो फ्लैश विधि अधिक किफायती है। इसके अलावा, अधिकतम स्वीकार्य तापमानताप तेल 350 - 370 ° C (हाइड्रोकार्बन का अपघटन उच्च तापमान पर शुरू होता है) बार-बार या क्रमिक वाष्पीकरण की तुलना में अधिक उत्पाद वाष्प चरण में गुजरते हैं। 350-370 डिग्री सेल्सियस से ऊपर उबलने वाले तेल से अंश निकालने के लिए वैक्यूम या भाप का उपयोग किया जाता है। वाष्प और तरल चरणों के सुधार के संयोजन में उद्योग में एकल वाष्पीकरण के साथ आसवन के सिद्धांत का उपयोग तेल को अंशों में अलग करने, प्रक्रिया की निरंतरता और हीटिंग के लिए ईंधन की किफायती खपत में उच्च स्पष्टता प्राप्त करना संभव बनाता है। कच्चा माल। प्रारंभिक तेल को हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से पंप किया जाता है, जहां यह अपशिष्ट तेल अंशों की गर्मी से गर्म होता है और फायर हीटर (ट्यूब भट्टी) में प्रवेश करता है। एक ट्यूबलर भट्टी में, तेल को एक पूर्व निर्धारित तापमान तक गर्म किया जाता है और आसवन स्तंभ के वाष्पीकरण भाग (फ़ीड सेक्शन) में प्रवेश करता है। हीटिंग की प्रक्रिया में, तेल का हिस्सा वाष्प चरण में गुजरता है, जो ट्यूब भट्टी से गुजरते समय हमेशा तरल के साथ संतुलन की स्थिति में होता है। जैसे ही वाष्प-तरल मिश्रण के रूप में तेल भट्ठी को छोड़ देता है और स्तंभ में प्रवेश करता है (जहां, दबाव में कमी के परिणामस्वरूप, कच्चे माल का हिस्सा अतिरिक्त रूप से वाष्पित हो जाता है), वाष्प चरण तरल से अलग हो जाता है और स्तंभ ऊपर उठता है, जबकि तरल नीचे बहता है। वाष्प चरण को स्तंभ के ऊपरी भाग में सुधार के अधीन किया जाता है, कच्चे माल के इनपुट के स्थान से गिना जाता है। आसवन स्तंभ में, आसवन प्लेटें रखी जाती हैं, जिस पर बहते तरल (कफ) के साथ स्तंभ के साथ उठने वाले वाष्प का संपर्क होता है। कफ इस तथ्य के परिणामस्वरूप बनाया गया है कि ऊपरी उत्पाद का हिस्सा, कंडेनसर-रेफ्रिजरेटर से गुजरने के बाद, ऊपरी प्लेट में एक राज्य में लौटता है और नीचे की ओर बहता है, कम उबलते घटकों के साथ बढ़ते वाष्प को समृद्ध करता है।

4. वाष्पशील एजेंट का उपयोग करके तेल आसवन

स्तंभ के आसवन भाग के निचले भाग में कच्चे माल के तरल भाग को ठीक करने के लिए, निचली प्लेट के नीचे ऊष्मा या कुछ वाष्पीकरण करने वाले एजेंट को पेश किया जाना चाहिए। में परिणाम हल्का हैनीचे के उत्पाद का हिस्सा वाष्प चरण में जाता है और जिससे भाप सिंचाई होती है। यह सिंचाई, सबसे निचली प्लेट से उठती है और बहने वाले तरल चरण के संपर्क में आती है, बाद वाले को उच्च-उबलने वाले घटकों से समृद्ध करती है।

नतीजतन, कम उबलते अंश को स्तंभ के शीर्ष से लगातार लिया जाता है, और उच्च उबलते अवशेषों को नीचे से लिया जाता है।

तेल आसवन अवशेषों में उच्च उबलते घटकों की एकाग्रता को बढ़ाने के लिए वाष्पीकरण एजेंट को आसवन स्तंभ में पेश किया जाता है। गैसोलीन, नेफ्था, मिट्टी के तेल, एक अक्रिय गैस के वाष्प, अक्सर जल वाष्प का उपयोग वाष्पीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है।

आसवन स्तंभ में जल वाष्प की उपस्थिति में, हाइड्रोकार्बन का आंशिक दबाव कम हो जाता है, और इसलिए उनका क्वथनांक कम हो जाता है। नतीजतन, सबसे कम उबलते हाइड्रोकार्बन जो एक वाष्पीकरण के बाद तरल चरण में होते हैं, वाष्प अवस्था में गुजरते हैं और जल वाष्प के साथ मिलकर स्तंभ ऊपर उठते हैं। जल वाष्प पूरे आसवन स्तंभ से होकर गुजरता है और शीर्ष उत्पाद के साथ निकल जाता है, जिससे इसमें तापमान 10-20 डिग्री सेल्सियस कम हो जाता है। व्यवहार में, सुपरहीट जल वाष्प का उपयोग किया जाता है और फीडस्टॉक के तापमान के बराबर या थोड़ा अधिक तापमान पर कॉलम में इंजेक्ट किया जाता है (आमतौर पर 2-3at के दबाव में 350-450 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर असंतृप्त भाप)।

जल वाष्प का प्रभाव इस प्रकार है:

उबलता हुआ तरल तीव्रता से मिश्रित होता है, जो कम उबलते हाइड्रोकार्बन के वाष्पीकरण में योगदान देता है;

एक बड़ी वाष्पीकरण सतह इस तथ्य से बनाई गई है कि हाइड्रोकार्बन का वाष्पीकरण जल वाष्प बुलबुले की बहुलता के अंदर होता है।

भाप की प्रवाह दर स्ट्रिपिंग घटकों की मात्रा, उनकी प्रकृति और स्तंभ के तल पर स्थितियों पर निर्भर करती है। स्तंभ के तल पर तरल चरण के अच्छे सुधार के लिए, यह आवश्यक है कि इसका लगभग 25% वाष्प अवस्था में चला जाए।

वाष्पीकरण एजेंट के रूप में एक अक्रिय गैस का उपयोग करने के मामले में, सुपरहीट भाप के उत्पादन पर खर्च होने वाली गर्मी में बड़ी बचत होती है, और इसके संघनन के लिए उपयोग किए जाने वाले पानी की खपत में कमी आती है। सल्फ्यूरस कच्चे माल के आसवन में एक अक्रिय गैस का उपयोग करना बहुत तर्कसंगत है, क्योंकि। नमी की उपस्थिति में सल्फर यौगिक तंत्र के तीव्र क्षरण का कारण बनते हैं। हालांकि, गैस हीटर और गैस-वाष्प मिश्रण कंडेनसर (कम गर्मी हस्तांतरण गुणांक) की भारी मात्रा और आसुत तेल उत्पाद को गैस धारा से अलग करने में कठिनाई के कारण तेल शोधन में अक्रिय गैस का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है।

हल्के तेल अंशों का उपयोग करना सुविधाजनक है - नेफ्था-केरोसिन-गैस तेल अंश वाष्पीकरण एजेंट के रूप में, क्योंकि यह सल्फ्यूरस कच्चे माल, वैक्यूम और वैक्यूम बनाने वाले उपकरणों के आसवन के दौरान खुली भाप के उपयोग को समाप्त करता है, और साथ ही, एक अक्रिय गैस के साथ काम करने की संकेतित कठिनाइयों को समाप्त करता है।

वाष्पीकरण एजेंट का क्वथनांक जितना कम होगा और उसकी सापेक्ष मात्रा जितनी अधिक होगी, आसवन तापमान उतना ही कम होगा। हालांकि, वाष्पीकरण एजेंट जितना हल्का होता है, आसवन प्रक्रिया के दौरान उतना ही अधिक खो जाता है। इसलिए, वाष्पीकरण एजेंट के रूप में नेफ्था-केरोसिन-गैस तेल अंश का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

तो, जल वाष्प हाइड्रोकार्बन वाष्प के आंशिक दबाव को कम करता है, उनके वाष्पीकरण की सुविधा देता है और स्तंभ में तापमान को कम करता है, लेकिन, इसके अलावा, यह सुधार (हाइड्रोकार्बन वाष्प दबाव ढाल) के लिए आवश्यक स्थिति बनाता है और एक इंजन के रूप में कार्य करता है।

वाष्पीकरण एजेंट के रूप में भाप का उपयोग करने के निम्नलिखित नुकसानों को इंगित करना आवश्यक है:

आसवन और संघनन के लिए ऊर्जा लागत (गर्मी और ठंड) में वृद्धि;

जोड़े में स्तंभों का भार बढ़ाना, जिससे स्तंभ के व्यास में वृद्धि होती है;

प्रतिरोध में वृद्धि और स्तंभ और अन्य उपकरणों में दबाव में वृद्धि;

तेल उत्पादों को पानी देना और उनके बाद के सुखाने की आवश्यकता;

हाइड्रोजन सल्फाइड और हाइड्रोजन क्लोराइड और गठन की उपस्थिति में उपकरणों की जंग में वृद्धि बड़ी मात्राअपशिष्ट जल;

इसके संघनन की ऊष्मा का उपयोग नहीं किया जाता है।

इस संबंध में, हाल के वर्षों में, विश्व तेल शोधन ने भाप के उपयोग को महत्वपूर्ण रूप से सीमित करने और स्थापनाओं को शुष्क आसवन प्रौद्योगिकी में स्थानांतरित करने या वाष्पीकरण एजेंट के रूप में हल्के तेल के अंशों का उपयोग करने की प्रवृत्ति दिखाई है। हालांकि, वाष्पीकरण एजेंट का क्वथनांक जितना कम होगा और उसकी सापेक्ष मात्रा जितनी अधिक होगी, आसवन तापमान उतना ही कम होगा; लेकिन यह जितना हल्का होता है, उतना ही यह आसवन प्रक्रिया के दौरान खो जाता है, इसलिए, वाष्पीकरण एजेंट के रूप में केरोसिन-गैस तेल अंश का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।

निष्कर्ष

तेल, तेल के अंश और तेल उत्पाद, एक नियम के रूप में, बहुत बड़ी संख्या में बारीकी से उबलने वाले घटकों का मिश्रण हैं। गैसोलीन अंशों में घटकों की संख्या 500 तक पहुँच सकती है, और तेल अंशों में और भी अधिक। एक नियम के रूप में, उन्हें आसवन द्वारा अलग-अलग भागों में अलग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक एक कम जटिल मिश्रण होता है। तेल के अंश, व्यक्तिगत यौगिकों के विपरीत, नहीं होते हैं स्थिर तापमानउबलना। वे कुछ तापमान सीमाओं में उबालते हैं, अर्थात, उनके पास उबलने की शुरुआत और अंत का तापमान होता है (टंक और टक)। Тnk और Ткк अंश की रासायनिक संरचना पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार, तेल और तेल उत्पादों की भिन्नात्मक संरचना विभिन्न अंशों की सामग्री (मात्रा या वजन प्रतिशत में) को दर्शाती है जो निश्चित तापमान सीमा के भीतर उबल जाती है। यह संकेतक तेल मिश्रण की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है और इसका बड़ा व्यावहारिक महत्व है।

तेल और तेल उत्पादों की संरचना की विशेषताओं पर पूरा डेटा शोधन के मुख्य मुद्दों को हल करना संभव बनाता है: तेल और तेल उत्पादों को मिक्सिंग बेस पर सॉर्ट करना, तेल शोधन (ईंधन, ईंधन-तेल या पेट्रोकेमिकल) के विकल्पों का निर्धारण करना। , शोधन योजनाओं का चयन करने के लिए, क्षमता से तेल अंशों के निष्कर्षण की गहराई का निर्धारण करने के लिए (स्थापना पर अलग-अलग अंशों के द्रव्यमान का अनुपात तेल में निहित उनके द्रव्यमान का अनुपात), अलग-अलग अंशों की उपज। तेल उत्पाद की भिन्नात्मक संरचना को जानने से आप उनकी सबसे महत्वपूर्ण प्रदर्शन विशेषताओं की गणना कर सकते हैं। विभिन्न क्षेत्रों के तेलों की रासायनिक संरचना की ख़ासियत के कारण, भिन्नों की भौतिक-रासायनिक विशेषताएँ जो क्वथनांक के संदर्भ में समान हैं, भिन्न होंगी। सामग्री और उबलते बिंदु दोनों के संदर्भ में व्यक्तिगत घटकों (हाइड्रोकार्बन और गैर-हाइड्रोकार्बन यौगिकों) के विशिष्ट वितरण के कारण प्रत्येक तेल की अपनी विशेषता आसवन वक्र होती है।

भौतिक रासायनिक विशेषताओं में परिवर्तन परस्पर सहसंबद्ध हैं। तेल और तेल उत्पादों की विशेषताओं और संरचना का निर्धारण करने के लिए कई तरीके इस पर आधारित हैं, और सहसंबंध संबंधों पर महत्वपूर्ण मात्रा में जानकारी अब जमा हो गई है। हालांकि, उनमें से अधिकांश ने सूचना प्रौद्योगिकी में उपयोग के लिए अपने भारीपन और अनुपयुक्तता के कारण सीमित उपयोग पाया है।

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जो लोग रसायन विज्ञान से दूर हैं, उनके लिए "हाइड्रोकार्बन" शब्द सबसे अधिक संभावना तेल और गैस से जुड़ा है। इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि 21 वीं सदी की शुरुआत में तेल और प्राकृतिक गैस दुनिया के मुख्य ऊर्जा वाहक और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल बने रहे। यदि आप टीवी स्क्रीन से "प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन" वाक्यांश सुनते हैं, तो 99% की संभावना के साथ आप कह सकते हैं कि हम बात कर रहे हैंतेल या गैस के बारे में।

ऐसा हुआ कि उसके लिए भूवैज्ञानिक इतिहास, जो लगभग 4.5 बिलियन वर्ष है, हमारे ग्रह ने तेल की भारी मात्रा में अपनी आंत में जमा किया है, जिसे लोग "काला सोना" कहते हैं, क्योंकि तेल उत्पादों की एक विशाल संख्या के लिए कच्चा माल है, जिसके बिना आधुनिक जीवन बस अकल्पनीय है - ये विभिन्न सिंथेटिक अल्कोहल, डिटर्जेंट, रबड़ और प्लास्टिक, सॉल्वैंट्स, रासायनिक फाइबर इत्यादि हैं। (सूची को अनिश्चित काल तक जारी रखा जा सकता है)। इस सूची में, हमने गैसोलीन का उल्लेख नहीं किया, जो कारों, विमानों, जहाजों और अन्य तंत्रों में स्थापित अरबों आंतरिक दहन इंजनों को शक्ति प्रदान करता है।

यह बड़े तेल क्षेत्रों के लिए धन्यवाद है कि कुछ मध्य एशियाई राज्य छोटी अवधि"तीसरी दुनिया" के देशों से आधुनिक सभ्यता के वास्तविक उत्कर्ष में बदल गया।

इसके मूल में, तेल एक जानवर की तलछटी सामग्री है और पौधे की उत्पत्ति, जो पृथ्वी की पपड़ी में करोड़ों साल था। रासायनिक दृष्टिकोण से, तेल विभिन्न आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन का एक जटिल मिश्रण है - तरल मिश्रण में हल्के और भारी हाइड्रोकार्बन घुल जाते हैं।

तेल को "काला सोना" बनने के लिए, इसके मूल्यवान घटकों को काले घोल से अलग करना या वैज्ञानिक शब्दों में उत्पादन करना आवश्यक है परिष्कृत (सफाई) कच्चा तेल। यह प्रक्रिया विशेष तेल रिफाइनरियों या तेल रिफाइनरियों (रिफाइनरियों) में की जाती है, जहां तेल मिश्रण और इसके अलग-अलग यौगिकों का औद्योगिक शुद्धिकरण किया जाता है, जिससे रासायनिक उद्योग के लिए ईंधन और कच्चा माल प्राप्त किया जाता है। इस तरह की सफाई में कई प्रक्रियाएँ होती हैं, जिनमें से पहली है आंशिक आसवनकच्चा तेल।

तेल का भिन्नात्मक आसवन ठंडी सतहों पर गर्म भाप के संघनन की प्रक्रिया पर आधारित है। उदाहरण के लिए, आसवन का सबसे सरल उदाहरण चन्द्रमा प्रक्रिया है।

आसवन प्रक्रिया का उपयोग मिश्रण को अलग करने और शुद्ध करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि तरल मिश्रण का वह घटक जिसमें सबसे कम क्वथनांक होता है, पहले उबलता है - इस घटक के वाष्प एक तरल में संघनित होंगे, जिसे तब एकत्र किया जा सकता है, जो पहले से ही प्राप्त कर रहा है। शुद्ध घटक। फिर, अधिक के साथ घटक उच्च बिंदुउबालना, आदि

तेल के शोधन (आंशिक आसवन) में इसी तरह की विधि का उपयोग किया जाता है, जब तेल मिश्रण को गर्म किया जाता है, जिसके बाद विभिन्न पदार्थों को अलग और एकत्र किया जाता है। गुटोंकच्चा तेल। एक अंश हाइड्रोकार्बन का एक समूह है जिसका क्वथनांक समान होता है।

कच्चे तेल के भिन्नात्मक आसवन की योजना नीचे चित्र में दिखाई गई है।

कच्चे तेल को एक विशेष भट्टी में पहले से गरम किया जाता है, जिससे इसका वाष्पीकरण होता है - गर्म तेल के वाष्प को एक विशाल भिन्नात्मक आसवन स्तंभ में भेजा जाता है, जहाँ, वास्तव में, इसे अंशों में अलग किया जाता है। सबसे हल्का हाइड्रोकार्बन (कम आणविक भार वाला) क्रमशः स्तंभ के शीर्ष पर चढ़ता है, सबसे भारी हाइड्रोकार्बन (उच्च आणविक भार वाला) स्तंभ के तल पर एकत्र किया जाता है। जैसे ही प्रत्येक अंश अपने क्वथनांक तक पहुँचता है, इसे एकत्र किया जाता है और भिन्नात्मक आसवन स्तंभ से हटा दिया जाता है।

एक अंश में शामिल सभी हाइड्रोकार्बन आकार और जटिलता में समान हैं, इसलिए उनका उपयोग रासायनिक उद्योग में समान उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

यह 6 अंशों को अलग करने की प्रथा है:

1. पहला गुट ( गैसों) का क्वथनांक 40°C तक होता है। पहले अंश का मुख्य घटक गैस है मीथेनसीएच4. साथ ही, पहले अंश के उत्पाद गैस हैं प्रोपेनसी 3 एच 8 और बुटानसी 4 एच 10। इन गैसों का व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, इसके अलावा, पहले अंश के तेल उत्पादों का उपयोग विभिन्न प्लास्टिक के उत्पादन में किया जाता है।
2. दूसरा गुट ( गैसोलीन) का क्वथनांक 40-180°C होता है। दूसरा गुट शुरू पेंटेनसी 5 एच 12 और समाप्त होता है डीनसी 10 एच 22। पेट्रोलियम ईथर (40-70 डिग्री सेल्सियस), एविएशन गैसोलीन (70-100 डिग्री सेल्सियस), मोटर गैसोलीन (100-120 डिग्री सेल्सियस) दूसरे अंश के तेल उत्पादों से पुन: आसवन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
3. तीसरा गुट ( मिट्टी का तेल) का क्वथनांक 180-270°C होता है। तीसरे अंश में C 10 H 22 से C 16 H 34 तक के हाइड्रोकार्बन शामिल हैं। तीसरे अंश के तेल उत्पादों का उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में किया जाता है।
4. चौथा गुट ( सौर तेल) का क्वथनांक 270-360°C होता है। सी 12 एच 26 -सी 20 एच 42। स्नेहक तेल और डीजल ईंधन के उत्पादन के लिए चौथे अंश के पेट्रोलियम उत्पादों को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।
5. पांचवां गुट ( ईंधन तेल) का क्वथनांक 360-550°C होता है। पांचवें अंश में सी 20 से सी 36 तक के हाइड्रोकार्बन शामिल हैं, जो भारी चिकनाई वाले तेल और खनिज तेल, पेट्रोलियम जेली और पैराफिन के उत्पादन के लिए कच्चे माल हैं।
6. छठा गुट ( डामर) का क्वथनांक 550°C से ऊपर होता है। इस अंश में अवशिष्ट अर्ध-ठोस और ठोस पदार्थ शामिल हैं।

तेल और उसके उत्पादों की संरचना आसवन और सुधार द्वारा क्वथनांक के अनुसार पृथक्करण द्वारा निर्धारित की जाती है।

तेल अंशों का उत्पादन

तेल, गैस घनीभूत और उनके अंश हाइड्रोकार्बन यौगिकों का एक बहुघटक मिश्रण है। में । इसलिए, इस मिश्रण की संरचना का निर्धारण उनकी संरचना में शामिल सभी यौगिकों की समग्रता के रूप में करना सबसे कठिन और हमेशा हल करने योग्य कार्य नहीं है।

कच्चे तेल की खरीद की लागत, जो रिफाइनरी की लागत का लगभग 80% है, सबसे अधिक है महत्वपूर्ण कारक, जो एक तेल कंपनी की लाभप्रदता निर्धारित करता है। कच्चे तेल की गुणवत्ता और मूल्य उसके ITC वक्र पर निर्भर करता है, जो 360°C तक उबलने वाले हल्के तेल उत्पादों के अंश की मात्रा, 360-540°C के अंश और निचले उत्पाद (>540°C) पर निर्भर करता है, और सल्फर, नाइट्रोजन, धातु आदि जैसी अशुद्धियों की सामग्री।

हालांकि, ITC वक्र तेल अंशों की रासायनिक संरचना को प्रतिबिंबित नहीं करता है, जो बदले में, रिफाइनरियों में पेट्रोलियम उत्पादों के रूपांतरण और उन्नयन के लिए इकाइयों की उपज और उत्पाद गुणों को प्रभावित करता है। इस प्रकार, ITC वक्र और कच्चे तेल के अंशों की रासायनिक प्रकृति का ज्ञान अत्यंत है महत्त्वसुधार के लिए आर्थिक संकेतकरिफाइनरी। दुर्भाग्य से, इस जानकारी को प्राप्त करने के लिए, प्रयोगशाला विश्लेषण की आवश्यकता होती है, जिसके लिए बड़ी वित्तीय और समय लागत की आवश्यकता होती है।

मुख्य गुट

हाइड्रोकार्बन गैस

जो गैस इस तेल का हिस्सा है उसमें मुख्य रूप से ब्यूटेन (73.9% wt.) होते हैं; तेल में गैसों की प्राप्ति 1.5% wt है। प्रोपेन-ब्यूटेन अंश का उपयोग व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन, ईंधन और मोटर गैसोलीन के एक घटक का उत्पादन करने के लिए गैस अंशांकन संयंत्रों के लिए फीडस्टॉक के रूप में किया जाएगा।

अंश एनके -62 डिग्री सेल्सियस

ऑक्टेन संख्या को बढ़ाने के लिए NK-62°C अंश का उपयोग उत्प्रेरक आइसोमेराइजेशन प्रक्रिया के लिए फीडस्टॉक के रूप में किया जाएगा।

अंश 62-85 डिग्री सेल्सियस

62-85 डिग्री सेल्सियस अंश को "बेंजीन" कहा जाता है, इसका उपयोग वाणिज्यिक गैसोलीन के एक घटक के रूप में और बेंजीन के उत्पादन के लिए किया जाएगा।

अंश 85-120 डिग्री सेल्सियस

120-180 डिग्री सेल्सियस अंश के साथ मिश्रित 85-120 डिग्री सेल्सियस अंश ऑक्टेन संख्या बढ़ाने के लिए उत्प्रेरक सुधारक के लिए फीडस्टॉक के रूप में उपयोग किया जाएगा। हाइड्रोट्रीटमेंट के लिए पूर्व-भेजा गया।

अंश 120-180 डिग्री सेल्सियस और 180-230 डिग्री सेल्सियस

जेट ईंधन घटक के रूप में 180-230 डिग्री सेल्सियस अंश के साथ मिश्रण में 120-180 डिग्री सेल्सियस अंश का उपयोग किया जाएगा। जेट ईंधन फ्लैश प्वाइंट के लिए उपयुक्त नहीं है, इसलिए आपको कुछ हल्के घटकों को हटाने की जरूरत है।

तेल निकालने के तरीके

पेट्रोलियम उत्पादों की व्यक्तिगत संरचना

वर्तमान में, पेट्रोलियम उत्पादों की व्यक्तिगत संरचना गैस-तरल क्रोमैटोग्राफी विधियों द्वारा केवल एकल गैसोलीन अंशों के लिए काफी मज़बूती से निर्धारित की जा सकती है। इसलिए, व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन संरचना का उपयोग भविष्यवाणिय गणना विधियों के आधार के रूप में नहीं किया जा सकता है। थर्मोफिजिकल गुण(TFS) उपभोक्ताओं के लिए इसकी दुर्गमता के कारण।

साथ ही, तेल के थर्मल गुणों की गणना के तरीकों के विकास में आंशिक संरचना और संरचनात्मक-समूह हाइड्रोकार्बन संरचना का अधिक उपयोगी उपयोग किया जा सकता है।

इसलिए, डिस्टिलेशन कर्व्स की पुनर्गणना और एक्सट्रपलेशन के तरीके और भिन्नों के संरचनात्मक समूह हाइड्रोकार्बन संरचना की गणना के तरीके नीचे दिए गए हैं।

तेल और तेल उत्पादों की आंशिक संरचना

तेल और उसके उत्पादों की इस प्रकार की संरचना क्वथनांक के अनुसार आसवन और सुधार द्वारा पृथक्करण द्वारा निर्धारित की जाती है।

अलग-अलग अंशों की कुल उपज (द्रव्यमान या आयतन के प्रतिशत में) जो कुछ तापमान सीमाओं में उबलती है, कहलाती है आंशिक रचनातेल, तेल उत्पाद या मिश्रण। अधिक पूर्ण लक्षण वर्णन के लिए, प्रत्येक कंधे के पट्टा के सापेक्ष घनत्व और औसत दाढ़ द्रव्यमान और समग्र रूप से मिश्रण निर्धारित किया जाता है। वाष्पीकरण के परिणामों के अनुसार, एक ITC वक्र का निर्माण होता है, जिसमें पर्याप्त समाहित होता है पूरी जानकारीमिश्रण की संरचना पर।

अवशेषों के संभावित थर्मल अपघटन के कारण ARN-2 तंत्र में GOST 11011-85 के अनुसार सुधार 450-460 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक सीमित है। 560-580 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक तक मानोव्यान फ्लास्क में ग्रोज़एनआईआई विधि के अनुसार एआरएन -2 आसवन उपकरण में तेलों के इस प्रकार के अध्ययन को करने की सिफारिश की जाती है। इस स्थिति में, ITC वक्र का कोई विरूपण नहीं होता है।

आंशिक संरचना, विशेष रूप से हल्के वाणिज्यिक पेट्रोलियम उत्पादों और व्यापक अंशों की, अक्सर GOST 2177-82 के अनुसार एक एंगलर उपकरण में आसवन द्वारा निर्धारित की जाती है, जो सुधार की तुलना में बहुत सरल है। एंगलर आसवन वक्र भिन्नों के विशिष्ट क्वथनांकों को मज़बूती से निर्धारित करना संभव बनाता है। हालांकि, चरण संतुलन की गणना करते समय, आईटीसी वक्र होना बेहतर होता है। ऐसा वक्र प्राप्त करने के लिए कई अनुभवजन्य प्रक्रियाओं का प्रस्ताव किया गया है।

उदाहरण के लिए, हल्के तेल उत्पादों के लिए BashNIINP विधि ज्ञात है। इस तथ्य के आधार पर कि ITC के अनुसार एक वाणिज्यिक तेल उत्पाद के आसवन के दौरान प्राप्त तापमान अंतर और तेल उत्पाद के क्वथनांक के एक निश्चित बिंदु पर एंगलर के अनुसार लगभग स्थिर है, हम लिख सकते हैं

संकीर्ण तेल अंशों (स्यूडोकोम्पोनेंट्स) के भौतिक और रासायनिक गुणों (पीसीएस) की विशेषता

मल्टीकंपोनेंट मिश्रण (एमसीएम) के आसवन की प्रक्रियाओं की गणना करते समय, अलग-अलग एमसीएम बनाने वाले सभी घटकों के भौतिक-रासायनिक और थर्मोडायनामिक गुणों का उपयोग करना आवश्यक है। चूंकि, विचाराधीन मामले में, छद्मघटकों में प्रारंभिक निरंतर मिश्रण का अपघटन मनमाना है, गणना प्रक्रिया भौतिक और रासायनिक गुणव्यक्तिगत छद्म-घटक विशेष महत्व रखते हैं।

ज्ञात हो कि कोई रासायनिक पदार्थविशेषता स्थिरांक का एक सेट है, और विशेषता स्थिरांक का मान पदार्थ के अणुओं की रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है। इस प्रावधान को स्यूडोकोम्पोनेंट्स तक भी बढ़ाया जा सकता है, खासकर अगर विशेषता स्थिरांक के मूल्यों को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है।

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अंकगणित माध्य (शुरुआत और अंश के उबलने के अंत के बीच) क्वथनांक को स्यूडोकोम्पोनेंट की मुख्य और न्यूनतम आवश्यक विशेषता के रूप में लिया जाता है।

हालांकि, यह तापमान पूरी तरह से छद्म घटक की विशेषता नहीं है, क्योंकि यह तेलों की संरचना संबंधी विशेषताओं को ध्यान में नहीं रखता है। विभिन्न प्रकार के(विभिन्न जमा)। छद्मघटकों के एफसीएस के अधिक सटीक मूल्यांकन के लिए, अंशों के हाइड्रोकार्बन संरचना की जानकारी आवश्यक है।

यह जानकारी अप्रत्यक्ष रूप से RI और ITC वक्रों में निहित है। इसके अलावा, बड़े पैमाने पर संरक्षण कानून के अनुसार, छद्म-विशेषता वाले स्थिरांक के औसत (औसत अभिन्न) मान और एक ही खपत उबलते रेंज में तुलना किए गए घटता से अलग किए गए अंशों के लिए संभावित हाइड्रोकार्बन संरचना का मिलान होना चाहिए (अपवाद के साथ) उनके उबलते तापमान की सीमा)।

इसलिए, मोटर ईंधन की हाइड्रोकार्बन संरचना का आकलन करने के लिए, आरआई वक्र का उपयोग करना काफी स्वीकार्य है, क्योंकि यह प्रायोगिक निर्धारण के लिए सरल और अधिक सुविधाजनक है। हालांकि, पृथक्करण प्रक्रियाओं (मुख्य रूप से सुधार) की गणना करते समय, केवल ITC वक्र का उपयोग करना आवश्यक है।

गणना के लिए, एमसीएस के सभी घटकों (छद्मघटकों) के स्यूडोचैरेक्टिस्टिक स्थिरांक के रूप में, मानक गुणों का उपयोग किया जाता है (क्वथनांक, चरण संक्रमण तापमान, संतृप्त वाष्प दबाव, मानक स्थितियों के तहत गैस और तरल चरणों की घनत्व, अपवर्तक सूचकांक, चिपचिपापन, तापीय धारिता, आदि) ।), साथ ही महत्वपूर्ण गुण। ये स्थिरांक घटक की रासायनिक पहचान की विशेषता बताते हैं, अर्थात पदार्थ के "रासायनिक पासपोर्ट" का प्रतिनिधित्व करते हैं। विशेषता गुण किसी पदार्थ के विशिष्ट रासायनिक मापदंडों के कार्य हैं: दाढ़ द्रव्यमान और पदार्थ के अणु की संरचना:

यह (1.1) से अनुसरण करता है कि सभी मानक गुण आपस में जुड़े हुए हैं और एक दूसरे के माध्यम से व्यक्त किए जा सकते हैं। तो किसी भी हाइड्रोकार्बन (छद्मघटक) के दाढ़ द्रव्यमान को उसके मानक गुणों के एक कार्य के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: क्वथनांक, घनत्व, अपवर्तक सूचकांक और अन्य गुण, साथ ही इन गुणों का एक संयोजन। एक उदाहरण के रूप में, हम हाइड्रोकार्बन के आणविक भार की गणना के लिए बीपी वोइनोव, क्रेग और मामेदोव के सूत्रों का हवाला दे सकते हैं:

इसलिए, स्यूडोकोम्पोनेंट्स के टीएफएस की गणना के लिए विकल्पों की संख्या काफी बड़ी हो जाती है, जो कुछ हद तक उनके व्यावहारिक उपयोग को जटिल बनाती है।

व्यापक तेल अंशों के FCS की गणना करने के लिए, जिसमें कई छद्म-घटक शामिल हैं, एडिटिविटी नियम का उपयोग किया जाता है, अर्थात। व्यापक अंश के गुणों में प्रत्येक संकीर्ण अंश का योगदान व्यापक अंश में संकीर्ण अंश की सापेक्षिक सांद्रता द्वारा निर्धारित किया जाता है।

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UMP में, निरंतर मिश्रणों के लिए FCS की गणना करने की प्रक्रियाएँ स्वचालित हैं: उपयोगकर्ता, छद्म घटकों में ITC वक्र के स्वीकृत तापमान के टूटने के अनुसार, व्यक्तिगत छद्म-घटकों (व्यक्तिगत संकीर्ण अंशों) की उबलने की सीमा निर्धारित करता है, जिसके बाद वह प्रत्येक चयनित छद्म-घटक के लिए विनिर्देश भरता है, उपयोगकर्ता को ज्ञात इसकी विशेषता गुणों को सेट करता है।

एक न्यूनतम के रूप में आवश्यक जानकारी, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, छद्म-घटक का औसत क्वथनांक निर्धारित किया जाना चाहिए, और एक अतिरिक्त के रूप में, उपयोगकर्ता को ज्ञात गुण (घनत्व, अपवर्तक सूचकांक, आदि) निर्धारित किए जाते हैं। जितनी अधिक पूरी तरह से यह जानकारी परिभाषित की जाती है, उतनी ही सटीक रूप से प्रत्येक छद्म-घटक की विशेषता होगी, और इसलिए, बाद के मॉडलिंग के परिणाम अधिक सटीक होंगे। अंजीर में एक उदाहरण के लिए। 1.7 विशेषता गुणों के वितरण घटता दिखाता है ( टीबुध,पी,एन) सीधे चलने वाले हाइड्रोट्रीटेड गैसोलीन के लिए।

चावल। 1.7। क्वथनांक वितरण वक्र ( टीबुध), घनत्व ( पी) और अपवर्तक सूचकांक ( एन) स्ट्रेट-रन हाइड्रोट्रीटेड गैसोलीन के अंश

के अनुसार स्वीकृत शर्तव्यक्तिगत घटकों (व्यक्तिगत घटकों की संख्या बहुत बड़ी है) के क्वथनांक में परिवर्तन के साथ विशेषता गुणों में काफी सहज परिवर्तन, पदार्थ के आसवन के अंश (या आसवन तापमान पर) पर सभी गुणों की निर्भरता होनी चाहिए भी निरंतर हो।

इस जानकारी के आधार पर, सभी बुनियादी गुणों की गणना की जा सकती है ( टीक्र, पीक्र, जेडक्र, एन्थैल्पी विशेषताएँ) दोनों अलग-अलग छद्म-घटकों की, और एक पूरे के रूप में अंश के लिए इन गुणों का औसत अभिन्न मूल्य, और काल्पनिक छद्म-घटकों के संभावित सकल सूत्र भी निर्धारित किए जाते हैं। वास्तव में, एक ही दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है RI और ITC वक्रों की पारस्परिक पुनर्गणना में।

इसी समय, अधूरी जानकारी की उपस्थिति (व्यक्तिगत अंशों के लिए केवल अलग-अलग गुण, यहां तक ​​​​कि डिस्टिलेट के अंश में परिवर्तन की सीमित सीमा में) सामान्य जानकारी की पर्याप्तता में काफी वृद्धि कर सकती है। तो, चित्र में दिखाए गए उदाहरण के लिए। 1.4, संपूर्ण (ईंधन तेल घनत्व) के रूप में अंश के लिए केवल एक संपत्ति को ध्यान में रखते हुए अंतिम विशेषता (आईटीसी वक्र) के रूप को स्पष्ट रूप से परिष्कृत करता है।

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तेल शोधन सिद्धांत

आसवन द्वारा किसी भी मिश्रण (विशेष रूप से, तेल) को अंशों में अलग करना उसके घटकों के क्वथनांक में अंतर पर आधारित होता है। इसलिए, यदि मिश्रण में दो घटक होते हैं, तो वाष्पीकरण के दौरान, कम क्वथनांक (कम क्वथनांक, LBC) वाला घटक वाष्प में चला जाता है, और उच्च क्वथनांक (उच्च क्वथनांक, HWC) वाला घटक बना रहता है। तरल अवस्था में। परिणामी वाष्प एक डिस्टिलेट बनाने के लिए संघनित होती है, बिना वाष्पित तरल को अवशेष कहा जाता है। इस प्रकार, NCC डिस्टिलेट में और VCC अवशेषों में जाता है।

वर्णित प्रक्रिया को सरल आसवन कहा जाता है। घटकों के सबसे पूर्ण पृथक्करण के लिए, अधिक जटिल दृश्यआसवन - सुधार के साथ आसवन। इन वाष्पों के संघनन से उत्पन्न तरल के साथ आसवन के दौरान बनने वाले वाष्पों के विपरीत संपर्क में सुधार होता है। स्तंभ में सुधार करने के लिए, आरोही वाष्प प्रवाह और अवरोही तरल प्रवाह बनाना आवश्यक है। पहला प्रवाह स्तंभ के निचले (डिस्टिलर) भाग में पेश की गई गर्मी के कारण बनता है, दूसरा - स्तंभ के ऊपरी (एकाग्रता) भाग को आपूर्ति की जाने वाली ठंडी सिंचाई के कारण (अन्य प्रकार की सिंचाई के लिए नीचे देखें)।

चावल। 4.1 कैप प्लेट की योजना: 1-प्लेट; 2- नाली का गिलास; 3 - टोपी; 4-वाष्प के मार्ग के लिए शाखा पाइप; 5- वाष्प के पारित होने के लिए टोपी में स्लॉट; 6 - प्लेट पर तरल स्तर बनाने के लिए रिटेनिंग वॉल; 7 - स्तंभ की दीवार; 8- वलय

स्तंभ की प्लेटों पर दो चरण होते हैं: भाप; (उच्च तापमान) और तरल (कम तापमान)। इस मामले में, वाष्प को ठंडा किया जाता है, और उच्च उबलते घटक का हिस्सा संघनित होता है और एक तरल में गुजरता है। तरल गर्म होता है और कम उबलते घटक का हिस्सा वाष्प चरण में गुजरता है, इससे वाष्पित हो जाता है। यह प्रक्रिया प्रत्येक प्लेट पर बार-बार होती है। तेल और तेल उत्पादों के आसवन और सुधार की प्रक्रिया में, संतृप्त वाष्प का दबाव और वाष्प और तरल पदार्थ के बीच संतुलन एक निर्णायक भूमिका निभाता है।

यह प्रक्रिया प्रत्येक प्लेट पर बार-बार होती है। तेल और तेल उत्पादों के आसवन और सुधार की प्रक्रिया में, संतृप्त वाष्प का दबाव और वाष्प और तरल पदार्थ के बीच संतुलन एक निर्णायक भूमिका निभाता है।

तरल वाष्प का दबाव.

एक तरल का संतृप्त वाष्प दबाव तरल के साथ संतुलन में दिए गए तापमान पर इसके वाष्पों द्वारा विकसित दबाव होता है। यह दबाव तापमान में वृद्धि और तरल के वाष्पीकरण की गर्मी में कमी के साथ बढ़ता है। हाइड्रोकार्बन के संतृप्त वाष्प के दबाव वक्र, जो तापमान के आधार पर हल्के तेल उत्पादों का हिस्सा हैं, चित्र 4.2 में दिखाए गए हैं।

मिश्रण और तेल के अंशों का संतृप्त वाष्प दबाव न केवल तापमान पर निर्भर करता है, बल्कि तरल और वाष्प चरणों की संरचना पर भी निर्भर करता है। ऐसा लगता है कि बहुत कम तापमान या पर्याप्त उच्च दबाव पर, सभी गैसों को तरल अवस्था में जाना चाहिए। हालाँकि, प्रत्येक गैस के लिए एक तापमान होता है जिसके ऊपर दबाव में किसी भी वृद्धि से इसे तरल में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। यह तथाकथित महत्वपूर्ण तापमान टी करोड़।क्रांतिक ताप के संगत वाष्प दाब कहलाता है महत्वपूर्ण दबावपी क्र - गैस की विशिष्ट मात्रा क्रांतिक तापमानऔर दबाव कहा जाता है महत्वपूर्ण मात्रा।महत्वपूर्ण बिंदु पर, गैसीय और तरल अवस्थाओं के बीच का अंतर गायब हो जाता है।

आसवन (आसवन)- यह तेल और गैसों के अंशों (घटकों) में भौतिक पृथक्करण की प्रक्रिया है जो उबलने की तापमान सीमा (या तापमान) के संदर्भ में एक दूसरे से और प्रारंभिक मिश्रण से भिन्न होती है। प्रक्रिया को पूरा करने की विधि के अनुसार, एक सरल और जटिल आसवन को प्रतिष्ठित किया जाता है।

तेल आसवन की दो मुख्य विधियाँ हैं: क्रमिक, या एकाधिक, वाष्पीकरण (क्यूब्स में); एकल वाष्पीकरण (ट्यूब भट्टियों में) के साथ। धीरे-धीरे वाष्पीकरण के साथ, परिणामी वाष्प को तुरंत सिस्टम से हटा दिया जाता है (उदाहरण के लिए, एक मानक उपकरण पर पेट्रोलियम उत्पादों के आसवन के दौरान अंश, साथ ही स्थिर बैटरी के क्यूब्स में से एक पर)। एकल वाष्पीकरण के साथ, उत्पाद को एक ट्यूबलर भट्टी में एक निश्चित तापमान तक गर्म किया जाता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि वांछित आसवन प्राप्त किया जाता है, और पूरे ताप समय के दौरान, वाष्प को तरल से अलग नहीं किया जाता है - सिस्टम की संरचना नहीं होती है परिवर्तन। वांछित तापमान तक पहुँचने पर, सिस्टम में बनने वाले तरल और वाष्प चरण अलग हो जाते हैं। यह पृथक्करण एक स्तंभ या बाष्पीकरणकर्ता (इवेपोरेटर) में होता है जहां ट्यूब भट्टी में गर्म होने के बाद उत्पाद प्रवेश करता है। अलग होने से पहले, दोनों चरण - वाष्प और तरल - एक दूसरे के साथ संतुलन में होते हैं, इसलिए फ्लैश वाष्पीकरण को संतुलन भी कहा जाता है। इस प्रकार, एकल वाष्पीकरण के साथ तेल के आसवन के दौरान, किसी दिए गए तापमान पर बनने वाले वाष्प के पूरे मिश्रण को तुरंत तरल अवशेषों से अलग किया जाता है, और फिर एक अंश में विभाजित किया जाता है।

स्टिल्स में क्रमिक वाष्पीकरण के विपरीत, जिसमें कई घंटे लगते हैं, एक एकल वाष्पीकरण के साथ तेल का आसवन कुछ मिनटों में और कम तापमान पर होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि एकल वाष्पीकरण के दौरान कम उबलते अंश कम तापमान पर उच्च उबलते घटकों के वाष्पीकरण में योगदान करते हैं।

चित्र 4.3 समदाब रेखीय वक्र

वाष्पीकरण प्रक्रिया की व्याख्या करने के लिए आइए आइसोबैरिक वक्र लें (चित्र 3.6)। मान लें कि कम उबलते घटक (एलबीसी) के साथ एक तरल है एओएक तापमान पर टी0. प्रणाली की यह स्थिति बिंदु द्वारा विशेषता है एओ. चलिए तरल को गर्म करना शुरू करते हैं। रेखांकन के रूप में, यह एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया गया है ए 0 ए 1 y-अक्ष के समानांतर। तापमान तक पहुँचने पर तरल टी 1उबलना शुरू हो जाता है (यह आइसोबार के निर्माण की विधि से होता है)।

तरल और वाष्प के संतुलन को ध्यान में रखते हुए, परिणामी वाष्प की संरचना क्षैतिज द्वारा निर्धारित की जाती है ए 1 बी 1, एक बिंदु पर वाष्प चरण वक्र के साथ चौराहे तक खींचा गया। दरअसल, अगर संतृप्त वाष्प का तापमान बराबर है टी 1, तो उनकी रचना बिंदु द्वारा निर्धारित की जाती है बी 1, जिसका भुज बराबर है टी 1(यह माना जाता है कि निकलने वाली वाष्प की मात्रा नगण्य है और उबलने से पहले और बाद में तरल की संरचना अपरिवर्तित रहती है और xo के बराबर होती है)।

आइए अब एक और मामले पर विचार करें। आइए मान लें कि रचना x o के समान मिश्रण को अधिक गर्म किया जाता है उच्च तापमानटी। उसी समय, वाष्प जो पहले से ही एक तापमान टी 1 पर बनना शुरू हो गया था, तरल से अलग नहीं होता है, जिसके कारण वाष्प और तरल दोनों सहित पूरे सिस्टम की संरचना स्थिर और बराबर बनी रहती है। बिंदु C पर तापमान t तक पहुँचने के बाद, हमने वाष्प को तरल से अलग कर दिया। इन वाष्पों और द्रवों का संघटन क्या है? इस समस्या को हल करने के लिए, बिंदु C के माध्यम से तापमान t के अनुरूप एक क्षैतिज रेखा AB खींचना पर्याप्त है। समदाब रेखा वक्रों के साथ इस क्षैतिज रेखा के प्रतिच्छेदन बिंदु A से B क्रमशः, तरल x और वाष्प y की संरचना को दर्शाएगा। जब सिस्टम को उच्च तापमान टी 2 तक गर्म किया जाता है, तो इसकी स्थिति बिंदु ए 2 और बी 2 की सांद्रता x 2 और y 2 के साथ होती है। इस स्थिति में, y 2 x o के साथ मेल खाता है, अर्थात, y 2 \u003d x o, जो पूरे तरल के पूर्ण वाष्पीकरण के साथ ही संभव है। इस प्रकार, टी 2 एक एकल वाष्पीकरण के दौरान रचना एक्स ओ के तरल के पूर्ण वाष्पीकरण का तापमान है, तापमान में और वृद्धि केवल वाष्पों के अधिक गरम होने के साथ होती है। यह ऊपर से अनुसरण करता है कि निचले वक्र से घिरे क्षेत्र में स्थित कोई भी बिंदु केवल तरल चरण की उपस्थिति को दर्शाता है, और आइसोबार (लेंस क्षेत्र) से घिरे क्षेत्र में स्थित एक बिंदु वाष्प और तरल दोनों चरणों के एक साथ अस्तित्व की विशेषता है। , क्षेत्र में स्थित - केवल वाष्प चरण का अस्तित्व। (एसवी वर्झिचिंस्काया, केमिस्ट्री एंड टेक्नोलॉजी ऑफ ऑयल एंड गैस, पीपी। 60-65 देखें)।

तेल और उसके अंशों के क्वथनांक को कम करने के तरीके

तेल के ताप तापमान में वृद्धि और ताप की अवधि में वृद्धि के साथ, जब उच्च आणविक हाइड्रोकार्बन का अपघटन शुरू होता है - तथाकथित दरार। तेल की संरचना के आधार पर, यह क्षण 320-360 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है। हालांकि, कुछ मामलों में, विशेष रूप से डिस्टिलेट ऑयल और कैटेलिटिक क्रैकिंग के लिए फीडस्टॉक के उत्पादन के लिए उच्च उबलते अंश प्राप्त करते समय, तेल को निर्दिष्ट सीमा से ऊपर गर्म करना आवश्यक होता है। उच्च आणविक भार हाइड्रोकार्बन के अपघटन को रोकने के लिए, प्रसंस्करण के दौरान इसके क्वथनांक को कम करना आवश्यक है। यह वैक्यूम डिस्टिलेशन या स्टीम इंजेक्शन (कभी-कभी दोनों) द्वारा प्राप्त किया जाता है।

वैक्यूम पंप, या उनके संघनन का उपयोग करके स्तंभ से गैसों की निकासी (चूषण) के परिणामस्वरूप वैक्यूम (दुर्लभता) प्राप्त किया जाता है। ऐसे उपकरण में दबाव को अवशिष्ट कहा जाता है।

यह हमेशा वायुमंडलीय (101.3 MPa, या 760 mmHg) से नीचे होता है। वैक्यूम को 101.3 एमपीए (760 एमएमएचजी) और अवशिष्ट दबाव के बीच अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। उदाहरण के लिए, यदि अवशिष्ट दबाव 13.3 MPa (100 mmHg) है, तो निर्वात है: 101.3 - 13.3 = 88 MPa (760-100 = 660 mmHg)। अंजीर पर। 3.8 तेल के उच्च आणविक भार अंशों के लिए दबाव पर क्वथनांक की अनुमानित निर्भरता को दर्शाता है औसत तापमान 350 और 500 ° C के बीच उबलना। तो, दबाव जितना कम होगा, अंश का क्वथनांक उतना ही कम होगा। उदाहरण के लिए, 13.3 MPa (100 mm Hg) के अवशिष्ट दबाव पर 450 ° C के औसत क्वथनांक वाले अंश के लिए, क्वथनांक में कमी 110 ° C (बिंदु L) है, अर्थात, इन शर्तों के तहत अंश 450 - 110 = = 340 ° C पर और 0.665 MPa (5 mm Hg) के अवशिष्ट दबाव पर - 236 ° C (450 -214 = 236 ° C, बिंदु B) पर उबलता है। 500 डिग्री सेल्सियस के औसत क्वथनांक वाले अंश के लिए, 13.3 एमपीए (100 मिमी एचजी) के अवशिष्ट दबाव पर क्वथनांक में कमी 117 डिग्री सेल्सियस (बिंदु बी) है, और 350 डिग्री सेल्सियस - 350 के अंश के लिए - 94 = 256 डिग्री सेल्सियस (बिंदु डी)

भाप आसवन द्वारा क्वथनांक को कम करना भी तेल शोधन उद्योग के अभ्यास में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से ईंधन तेल के आसवन में। तेल के आसवन के दौरान जल वाष्प की क्रिया (उपकरण के नीचे स्थित एक माँ शराब के माध्यम से भाप पेश की जाती है) इस प्रकार है: अनगिनत भाप के बुलबुले तेल के अंदर एक विशाल मुक्त सतह बनाते हैं, जिससे तेल इन बुलबुले में वाष्पित हो जाता है। तेल वाष्प का दबाव, वायुमंडलीय दबाव से नीचे होने के कारण, इसे दूर करने के लिए पर्याप्त नहीं है, अर्थात उबलने और आसवन का कारण बनता है, लेकिन जल वाष्प दबाव को तेल वाष्प के दबाव में जोड़ा जाता है, इसलिए कुल मिलाकर (डाल्टन के नियम के अनुसार) एक दबाव प्राप्त होता है यह वायुमंडलीय दबाव से थोड़ा अधिक होता है और तेल को उबालने और आसवन के लिए पर्याप्त होता है।

भाप के दबाव को इस तरह से बनाए रखा जाना चाहिए कि यह तरल स्तंभ के दबाव और उपकरण में दबाव के साथ-साथ पाइपलाइनों के हाइड्रोलिक प्रतिरोध को दूर कर सके। आमतौर पर भाप का दबाव 0.2 MPa (2 kgf/cm2) से ऊपर उपयोग किया जाता है; भाप सूखी होनी चाहिए, इसलिए यह अक्सर भट्टी के किसी एक कॉइल में गर्म हो जाती है।

केवल निर्वात का उपयोग करके आसवन तापमान में एक महत्वपूर्ण कमी के लिए कम अवशिष्ट दबाव के निर्माण की आवश्यकता होती है, जो निर्वात इकाई की लागत को बढ़ाता है और इसके संचालन को जटिल बनाता है, जबकि बिना निर्वात के भाप के साथ आसवन के उपयोग से भाप की बड़ी खपत होती है, जो भी आवश्यक है ऊंची कीमतेंभाप के उत्पादन से जुड़ा हुआ है (उदाहरण के लिए, ऑटोलेस डिस्टिलेट के आसवन के लिए, भाप की खपत 75% तक पहुंच जाती है)। इसलिए, उच्च आणविक तेल उत्पादों के आसवन के लिए सबसे लाभप्रद विकल्प आसुत तेल उत्पाद को जीवित भाप की आपूर्ति के साथ वैक्यूम का एक संयोजन है। इस संयोजन का उपयोग ईंधन तेल के आसवन में तेल डिस्टिलेट, कैटेलिटिक क्रैकिंग या हाइड्रोक्रैकिंग के लिए फीडस्टॉक का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

सुधार के साथ तेल आसवन

प्रक्रिया के बारे में सामान्य जानकारी। कारखाने की स्थितियों के तहत, ट्यूबलर प्रतिष्ठानों में एकल वाष्पीकरण के साथ तेल का आसवन किया जाता है। भट्ठी के पाइपों में आवश्यक तापमान पर गरम किया गया तेल, आसवन स्तंभ में प्रवेश करता है। यहां इसे दो चरणों में बांटा गया है। पहला - वाष्प चरण - ऊपर की ओर बढ़ता है, और दूसरा - तरल - स्तंभ के नीचे तक बहता है। आवश्यकता के आधार पर, तेल या अन्य उत्पाद के आसवन के दौरान, कुछ क्वथनांक वाले अंश प्राप्त होते हैं। जैसा कि ऊपर बताया गया है, बार-बार वाष्पीकरण और हाइड्रोकार्बन के संघनन द्वारा प्राप्त तेल के इस तरह के पृथक्करण को सुधार कहा जाता है।

एक दोहरे मिश्रण (दो घटकों से युक्त मिश्रण) के सुधार के दौरान, एक कम उबलता हुआ घटक स्तंभ के शीर्ष के माध्यम से वाष्प के रूप में निकल जाता है, और एक उच्च उबलते घटक स्तंभ के नीचे के रूप में गुजरता है एक तरल पदार्थ का। अंजीर पर। चित्र 4.5 में बेंजीन और टोल्यूनि के मिश्रण के आसवन की योजना दिखाई गई है। यह मिश्रण, भट्टी में गर्म करने के बाद, लाइन के माध्यम से आसवन स्तंभ में प्रवेश करता है। स्तंभ के शीर्ष पर, बेंजीन वाष्प (कम उबलने वाला घटक) लाइन के माध्यम से कंडेनसर 2 में प्रवेश करता है, जहां से संघनित बेंजीन का हिस्सा स्प्रे के रूप में लाइन में प्रवेश करता है, और बाकी को कूलर 3 से लाइन IV के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है। कमोडिटी पार्क। स्तंभ के तल पर एक हीटर स्थित है, जहां भाप लाइन VI के माध्यम से प्रवेश करती है। टोल्यूनि (उच्च क्वथनांक घटक) लाइन वी (कूलर के माध्यम से) के माध्यम से उत्पाद पार्क में स्तंभ से हटा दिया जाता है। बेंजीन और टोल्यूनि के मिश्रण को अलग करते समय, स्तंभ के शीर्ष पर तापमान 80.4 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए, यानी शुद्ध बेंजीन के क्वथनांक के अनुरूप; स्तंभ के तल पर, तापमान 110 डिग्री सेल्सियस से ऊपर होना चाहिए । बेंजीन, टोल्यूनि और ज़ाइलीन जैसे तीन घटकों वाले मिश्रण के सुधार के लिए दो स्तंभों की आवश्यकता होती है। से

चित्र 4.5 दोहरे मिश्रण आसवन की योजना

पहले कॉलम के निचले हिस्से से ज़ाइलीन लिया जाता है, और ऊपरी हिस्से से बेंजीन और टोल्यूनि का मिश्रण लिया जाता है, जिसे दूसरे कॉलम में बेंजीन और टोल्यूनि में उसी तरह अलग किया जाता है, जैसा कि चित्र 4.5 में दिखाया गया है।

n घटकों या अंशों को प्राप्त करने के लिए एक जटिल मिश्रण (जिसमें तेल शामिल है) को सुधारने के लिए, (n-1) सरल स्तंभों की आवश्यकता होती है। यह बहुत बोझिल है और इसके लिए बहुत अधिक निवेश और परिचालन लागत की आवश्यकता होती है। इसलिए, एक जटिल स्तंभ तेल रिफाइनरियों में बनाया गया है, जैसे कि आंतरिक या बाहरी (चित्र। 4.6) स्ट्रिपिंग अनुभागों के साथ कई सरल स्तंभों से मिलकर, जिसमें जल वाष्प की आपूर्ति की जाती है। उच्च उत्पादकता की स्थापनाओं पर, रिमोट स्ट्रिपिंग सेक्शन को एक के ऊपर एक रखा जाता है, और वे एक स्ट्रिपिंग कॉलम (चित्र। 4.7) बनाते हैं। प्रक्रिया प्रत्येक प्लेट पर होती है। इसी समय, आसवन स्तंभ के सामान्य संचालन के लिए, कफ (प्लेट पर तरल) और आरोही वाष्प प्रवाह के साथ-साथ उपयुक्त तापमान शासन के बीच निकटतम संपर्क आवश्यक है।

पहला कैप और ट्रे के डिजाइन द्वारा प्रदान किया जाता है, दूसरा - सिंचाई की आपूर्ति द्वारा, जो स्तंभ के ऊपरी भाग में उच्च-उबलते घटकों (गर्मी को हटाकर) के संघनन को सुनिश्चित करता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, आरोही वाष्प प्रवाह का निर्माण एक भट्टी या क्यूब में गर्म करने के साथ-साथ बॉयलर या जल वाष्प का उपयोग करके स्तंभ के तल पर तरल चरण के आंशिक वाष्पीकरण द्वारा प्रदान किया जाता है।

भाटा की आपूर्ति स्तंभ के शीर्ष पर तापमान को नियंत्रित करती है, तरल का नीचे की ओर प्रवाह बनाती है और वाष्प के तापमान में आवश्यक कमी प्रदान करती है क्योंकि वे नीचे से ऊपर स्तंभ से गुजरते हैं।

विधि के आधार पर सिंचाई ठंडी (तीव्र), गर्म (बहरी) और परिसंचरण (चित्र 3.12) हो सकती है।

गर्म सिंचाई

आंशिक कंडेनसर एक शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर (चित्र। 4.8a) है जो कॉलम के शीर्ष पर क्षैतिज या लंबवत रूप से लगा होता है। शीतलन एजेंट पानी है, कभी-कभी फीडस्टॉक। कुंडलाकार स्थान में प्रवेश करने वाले वाष्प आंशिक रूप से संघनित होते हैं और सिंचाई के रूप में ऊपरी प्लेट में वापस आ जाते हैं, और सुधारित वाष्प संघनित्र से हटा दिए जाते हैं। स्थापना और रखरखाव की कठिनाई और संधारित्र के महत्वपूर्ण क्षरण के कारण, इस पद्धति को सीमित आवेदन प्राप्त हुआ है।

शीत (तीव्र) सिंचाई(चित्र 4.8बी)। स्तंभ के शीर्ष पर गर्मी हटाने की यह विधि तेल शोधन अभ्यास में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। कॉलम के शीर्ष को छोड़ने वाला भाप प्रवाह पूरी तरह से एक कंडेनसर-रेफ्रिजरेटर (पानी या हवा) में संघनित होता है और एक टैंक या विभाजक में प्रवेश करता है, जहां से संशोधित उत्पाद का एक हिस्सा आसवन स्तंभ में ठंडे वाष्पीकरण भाटा के रूप में वापस पंप किया जाता है, और इसकी शेष राशि लक्ष्य उत्पाद के रूप में दी जाती है।

परिसंचारी गैर-वाष्पीकरणीय सिंचाई (चित्र 4.8c)तेल शोधन तकनीक में स्तंभ के सांद्रण खंड में गर्मी हटाने का यह संस्करण न केवल शीर्ष पर तापमान को नियंत्रित करने के लिए, बल्कि जटिल स्तंभों के मध्य खंडों में भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। परिसंचारी सिंचाई बनाने के लिए, कफ (या साइड डिस्टिलेट) का एक हिस्सा स्तंभ की एक निश्चित प्लेट से हटा दिया जाता है, जिसे हीट एक्सचेंजर में ठंडा किया जाता है, जिसमें यह फीडस्टॉक को गर्मी देता है, जिसके बाद इसे ऊपरी प्लेट में लौटा दिया जाता है। एक पंप द्वारा।

आधुनिक तेल आसवन संयंत्रों में, संयुक्त सिंचाई योजनाओं का अधिक बार उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, तेल के वायुमंडलीय आसवन के एक जटिल स्तंभ में आमतौर पर शीर्ष पर एक तेज भाटा होता है और फिर ऊंचाई के साथ कई मध्यवर्ती परिसंचारी भाटा होता है। मध्यवर्ती भाटाओं में से, परिसंचारी भाटा का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, आमतौर पर साइड ड्रा ऑफ के नीचे स्थित होता है या स्ट्रिपर सेक्शन से वाष्प के रिटर्न पॉइंट के ऊपर कॉलम को आपूर्ति किए गए बाद वाले रिफ्लक्स के साथ एक सर्कुलेटिंग रिफ्लक्स बनाने के लिए साइड ड्रॉ ऑफ का उपयोग किया जाता है। ईंधन तेल के निर्वात आसवन के जटिल स्तंभों के सांद्रण खंड में, मुख्य रूप से परिसंचारी सिंचाई के माध्यम से गर्मी को दूर किया जाता है।

जब बॉयलर द्वारा कॉलम के निचले हिस्से में गर्मी की आपूर्ति की जाती है (चित्र 4.8 d)स्टीम स्पेस (रीबॉयलर) के साथ बाहरी बॉयलर में निचले उत्पाद को अतिरिक्त गर्म करना, जहां यह आंशिक रूप से वाष्पित हो जाता है। परिणामी जोड़े स्तंभ की निचली प्लेट के नीचे वापस आ जाते हैं। अभिलक्षणिक विशेषतायह विधि इस तरल के ऊपर एक निरंतर स्तर के तरल और वाष्प स्थान के बॉयलर में उपस्थिति है। इसकी पृथक्करण क्रिया में, बॉयलर एक सैद्धांतिक प्लेट के बराबर होता है। कॉलम के निचले हिस्से में गर्मी की आपूर्ति की इस पद्धति का व्यापक रूप से संबद्ध पेट्रोलियम और रिफाइनरी गैस अंशांकन इकाइयों में, तेलों के स्थिरीकरण और टॉपिंग में, सीधे चलने वाले गैसोलीन के स्थिरीकरण और माध्यमिक तेल शोधन प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।

जब एक ट्यूब भट्टी द्वारा कॉलम के निचले हिस्से में गर्मी की आपूर्ति की जाती है(चित्र। 4.8e) निचले उत्पाद का हिस्सा ट्यूब भट्टी के माध्यम से पंप किया जाता है, और गर्म वाष्प-तरल मिश्रण (गर्म जेट) फिर से स्तंभ के नीचे प्रवेश करता है। इस पद्धति का उपयोग तब किया जाता है जब स्तंभ के तल पर अपेक्षाकृत उच्च तापमान प्रदान करना आवश्यक होता है, जब पारंपरिक ताप वाहक (भाप, आदि) का उपयोग असंभव या अव्यवहारिक होता है (उदाहरण के लिए, तेल टॉपिंग कॉलम में)।

गर्म आसुत कच्चे माल के आसवन स्तंभ में प्रवेश के स्थान को कहा जाता है पोषण अनुभाग (क्षेत्र)जहां एकल वाष्पीकरण होता है। फीड सेक्शन के ऊपर स्थित कॉलम का हिस्सा भाप प्रवाह के आसवन के लिए उपयोग किया जाता है और इसे कहा जाता है एकाग्रता (मजबूती), और दूसरा निचला भाग है, जिसमें तरल प्रवाह का सुधार किया जाता है - दूर, या संपूर्ण खंड.

विभाजन की स्पष्टता- आसवन स्तंभों की दक्षता का मुख्य संकेतक, उनकी अलग करने की क्षमता को दर्शाता है। यह उत्पाद में लक्ष्य घटक की एकाग्रता द्वारा द्विआधारी मिश्रण के मामले में व्यक्त किया जा सकता है।

व्यवहार में पृथक्करण की स्पष्टता (शुद्धता) के एक अप्रत्यक्ष संकेतक के रूप में, उत्पाद में पड़ोसी अंशों के क्वथनांक के अतिव्यापीकरण जैसी विशेषता का अक्सर उपयोग किया जाता है। में औद्योगिक अभ्यासआमतौर पर आसवन की स्पष्टता के संबंध में अति-उच्च आवश्यकताओं को लागू नहीं करते हैं, क्योंकि अति-शुद्ध घटकों या अति-संकीर्ण अंशों के उत्पादन के लिए बहुत अधिक पूंजी और परिचालन लागत की आवश्यकता होगी। तेल शोधन में, उदाहरण के लिए, ईंधन अंशों पर तेल आसवन स्तंभों की पर्याप्त उच्च पृथक्करण क्षमता के मानदंड के रूप में, 10-30 डिग्री सेल्सियस के भीतर पड़ोसी अंशों के क्वथनांक के अतिव्यापीकरण पर विचार किया जाता है।

यह स्थापित किया गया है कि आसवन स्तंभों की पृथक्करण क्षमता संपर्क चरणों की संख्या और तरल और वाष्प चरण प्रवाह के अनुपात से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होती है। निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उत्पादों को प्राप्त करने के लिए, आसवन स्तंभ के अन्य मापदंडों (दबाव, तापमान, कच्चे माल के इनपुट का स्थान, आदि) के साथ, पर्याप्त संख्या में प्लेटें (या पैकिंग ऊंचाई) और होना आवश्यक है। एक उपयुक्त भाटा और भाप संख्या।

भाटा संख्या (आर) स्तंभ के सांद्रण वाले हिस्से में तरल और वाष्प के प्रवाह के अनुपात की विशेषता बताता है और इसकी गणना R=L/D के रूप में की जाती है, जहां L और D क्रमशः रिफ्लक्स और संशोधित की मात्रा हैं।

भाप संख्या (पी)कॉलम के स्ट्रिपिंग सेक्शन में संपर्क वाष्प और तरल प्रवाह के अनुपात की विशेषता है, जिसकी गणना P = G/W के रूप में की जाती है, जहाँ G और W क्रमशः वाष्प और नीचे के उत्पाद की मात्रा हैं।

प्लेटों की संख्या (एन) स्तंभ (या पैकिंग ऊंचाई) सैद्धांतिक प्लेटों की संख्या (एन टी) द्वारा निर्धारित किया जाता है, स्वीकृत भाटा (और भाप) संख्या पर दी गई पृथक्करण सटीकता प्रदान करता है, साथ ही साथ संपर्क उपकरणों की दक्षता (आमतौर पर वास्तविक प्लेटों या विशिष्ट की दक्षता) पैकिंग ऊंचाई 1 सैद्धांतिक प्लेट के अनुरूप)। प्लेट एन एफ की वास्तविक संख्या प्लेट एन टी की प्रभावी दक्षता को ध्यान में रखते हुए प्रयोगात्मक डेटा से निर्धारित की जाती है

तकनीकी और आर्थिक संकेतक और आसवन स्तंभ के आसवन पृथक्करण की स्पष्टता, इसकी पृथक्करण क्षमता के अलावा, काफी हद तक प्रभावित होती है भौतिक गुण(आणविक भार, घनत्व, क्वथनांक, अस्थिरता, आदि), घटक संरचना, संख्या (द्वि- या बहु-घटक) और आसुत कच्चे माल के घटकों के वितरण की प्रकृति (निरंतर, असतत)। सबसे सामान्यीकृत रूप में, आसुत कच्चे माल के अलग-अलग गुणों को आमतौर पर सापेक्ष अस्थिरता गुणांक द्वारा व्यक्त किया जाता है।

स्तंभ में जितनी अधिक प्लेटें होंगी और उनका डिज़ाइन उतना ही सही होगा और जितनी अधिक सिंचाई की जाएगी, सुधार उतना ही स्पष्ट होगा। हालांकि, बड़ी संख्या में प्लेटें स्तंभ की लागत को बढ़ाती हैं और इसके संचालन को जटिल बनाती हैं, और सिंचाई के अत्यधिक बड़े प्रवाह से इसके बाद के वाष्पीकरण के लिए ईंधन की खपत बढ़ जाती है। इसके अलावा, वाष्प संघनन और सिंचाई के लिए पानी और ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है। गुणक उपयोगी क्रियाप्लेटें, उनके डिजाइन के आधार पर, 0.4-0.8 है।

हल्के तेल उत्पादों (उदाहरण के लिए, मिट्टी के तेल और डीजल ईंधन) को अलग करने के लिए, 6 से 9 तक कॉलम के सघनता वाले हिस्से में और 3 से 6 प्लेटों को अलग करने वाले हिस्से में रखा जाता है। तेल आसवन के पृथक्करण के लिए, सुधार की कम स्पष्टता की अनुमति है, हालांकि, अंशों के आउटलेट के बीच और कच्चे माल के इनपुट और निचले डिस्टिलेट के आउटपुट के बीच प्लेटों की संख्या कम से कम 6 होनी चाहिए। एक छलनी बाधक है नीचे से पहली प्लेट के नीचे चढ़ा हुआ।

प्लेटों की संख्या और सिंचाई के प्रवाह के अलावा, स्तंभ में वाष्प की गति की गति और प्लेटों के बीच की दूरी से सुधार की स्पष्टता प्रभावित होती है। वायुमंडलीय दबाव में चलने वाले स्तंभों में सामान्य वाष्प वेग 0.6-0.8 m/s, निर्वात में 1-3 m/s, और दबाव में चलने वाले स्तंभों में - 0.2 से 0.7 m/s तक होता है। एक ही संरचना के कच्चे माल के साथ पौधों की उत्पादकता में वृद्धि और इस तरह वाष्प गति की गति में वृद्धि से सुधार बिगड़ जाता है, क्योंकि वाष्प अपने साथ कफ की बूंदों को ले जाते हैं, जो ऊपर की प्लेटों पर छप जाती हैं और प्राप्त उत्पादों की गुणवत्ता को कम कर देती हैं। प्लेटों के बीच की दूरी इसलिए चुनी जाती है ताकि प्लेटों से वाष्प द्वारा ली गई कफ की बूंदें निम्नलिखित प्लेटों पर न गिरें, और ताकि उनकी मरम्मत और सफाई की जा सके। आमतौर पर प्लेटों के बीच की दूरी 0.6-0.7 मीटर होती है, कुछ नए डिजाइन की प्लेटों के लिए यह 2-3 गुना कम होती है

तेल शोधन ही काफी है कठिन प्रक्रियाजिसमें शामिल होना आवश्यक है। निकाले गए प्राकृतिक कच्चे माल से कई उत्पाद प्राप्त होते हैं - विभिन्न प्रकार के ईंधन, कोलतार, मिट्टी के तेल, सॉल्वैंट्स, स्नेहक, पेट्रोलियम तेल और अन्य। तेल शोधन संयंत्र में हाइड्रोकार्बन के परिवहन के साथ शुरू होता है। उत्पादन प्रक्रिया कई चरणों में होती है, जिनमें से प्रत्येक तकनीकी दृष्टि से बहुत महत्वपूर्ण है।

पुनर्चक्रण प्रक्रिया

तेल शोधन की प्रक्रिया इसकी विशेष तैयारी से शुरू होती है। यह प्राकृतिक कच्चे माल में कई अशुद्धियों की उपस्थिति के कारण है। एक तेल जमा में रेत, लवण, पानी, मिट्टी और गैसीय कण होते हैं। बड़ी संख्या में उत्पादों को निकालने और ऊर्जा जमा को बचाने के लिए पानी का उपयोग किया जाता है। इसके अपने फायदे हैं, लेकिन परिणामी सामग्री की गुणवत्ता में काफी कमी आती है।

पेट्रोलियम उत्पादों की संरचना में अशुद्धियों की उपस्थिति से उन्हें संयंत्र तक पहुंचाना असंभव हो जाता है। वे हीट एक्सचेंजर्स और अन्य कंटेनरों पर पट्टिका के गठन को भड़काते हैं, जो उनके सेवा जीवन को काफी कम कर देता है।

इसलिए, निकाली गई सामग्री को जटिल सफाई - यांत्रिक और ठीक के अधीन किया जाता है। उत्पादन प्रक्रिया के इस चरण में, परिणामी कच्चे माल को तेल में अलग किया जाता है और। यह विशेष तेल विभाजकों की मदद से होता है।

कच्चे माल को शुद्ध करने के लिए, यह मुख्य रूप से हर्मेटिक टैंकों में बसा हुआ है। पृथक्करण प्रक्रिया को सक्रिय करने के लिए, सामग्री को ठंडे या उच्च तापमान के अधीन किया जाता है। विद्युत अलवणीकरण संयंत्रों का उपयोग कच्चे माल में निहित लवणों को हटाने के लिए किया जाता है।

तेल और पानी को अलग करने की प्रक्रिया कैसे होती है?

प्राथमिक शुद्धिकरण के बाद, एक विरल घुलनशील पायस प्राप्त होता है। यह एक ऐसा मिश्रण है जिसमें एक तरल के कण दूसरे में समान रूप से वितरित होते हैं। इस आधार पर, 2 प्रकार के इमल्शन प्रतिष्ठित हैं:

• हाइड्रोफिलिक। यह एक मिश्रण है जहाँ तेल के कण पानी में होते हैं;
• हाइड्रोफोबिक। इमल्शन में मुख्य रूप से तेल होता है, जहां पानी के कण होते हैं।

पायस को तोड़ने की प्रक्रिया यंत्रवत्, विद्युत या रासायनिक रूप से हो सकती है। पहली विधि में तरल को व्यवस्थित करना शामिल है। यह कुछ शर्तों के तहत होता है - 120-160 डिग्री के तापमान तक गर्म करना, दबाव को 8-15 वायुमंडल तक बढ़ाना। मिश्रण का स्तरीकरण आमतौर पर 2-3 घंटों के भीतर होता है।

पायस को अलग करने की प्रक्रिया सफल होने के लिए पानी के वाष्पीकरण को रोकना आवश्यक है। साथ ही, शक्तिशाली सेंट्रीफ्यूज का उपयोग करके शुद्ध तेल का निष्कर्षण किया जाता है। प्रति मिनट 3.5-50 हजार क्रांतियों तक पहुंचने पर पायस को अंशों में विभाजित किया जाता है।

एक रासायनिक विधि के उपयोग में विशेष सर्फेक्टेंट का उपयोग होता है जिसे डिमल्सीफायर कहा जाता है। वे सोखने वाली फिल्म को भंग करने में मदद करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पानी के कणों से तेल साफ हो जाता है। रासायनिक विधि का उपयोग अक्सर विद्युत विधि के संयोजन में किया जाता है। अंतिम सफाई विधि में इमल्शन को विद्युत प्रवाह के संपर्क में लाना शामिल है। यह पानी के कणों के जुड़ाव को भड़काता है। नतीजतन, यह अधिक आसानी से मिश्रण से निकाल दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्चतम गुणवत्ता वाला तेल होता है।

प्राथमिक प्रसंस्करण

तेल का निष्कर्षण और प्रसंस्करण कई चरणों में होता है। प्राकृतिक कच्चे माल से विभिन्न उत्पादों के उत्पादन की ख़ासियत यह है कि उच्च गुणवत्ता वाले शुद्धिकरण के बाद भी, परिणामी उत्पाद का उपयोग अपने इच्छित उद्देश्य के लिए नहीं किया जा सकता है।

प्रारंभिक सामग्री को विभिन्न हाइड्रोकार्बन की सामग्री की विशेषता है, जो आणविक भार और क्वथनांक में काफी भिन्न होती है। इसमें नैफ्थेनिक, सुगंधित, पैराफिनिक प्रकृति के पदार्थ होते हैं। साथ ही, फीडस्टॉक में कार्बनिक प्रकार के सल्फर, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन यौगिक होते हैं, जिन्हें भी हटाया जाना चाहिए।

सभी मौजूदा तरीकेतेल शोधन का उद्देश्य इसे समूहों में विभाजित करना है। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, विभिन्न विशेषताओं वाले उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त की जाती है।

प्राकृतिक कच्चे माल का प्राथमिक प्रसंस्करण उसके घटक भागों के विभिन्न क्वथनांक के आधार पर किया जाता है। इस प्रक्रिया के कार्यान्वयन के लिए, विशेष प्रतिष्ठान शामिल हैं, जो ईंधन तेल से टार तक - विभिन्न तेल उत्पादों को प्राप्त करना संभव बनाता है।

यदि प्राकृतिक कच्चे माल को इस तरह संसाधित किया जाता है, तो आगे उपयोग के लिए तैयार सामग्री प्राप्त करना संभव नहीं होगा। प्राथमिक आसवन का उद्देश्य केवल तेल के भौतिक और रासायनिक गुणों का निर्धारण करना है। इसे किए जाने के बाद, आगे की प्रक्रिया की आवश्यकता निर्धारित करना संभव है। वे उस प्रकार के उपकरण भी निर्धारित करते हैं जिन्हें आवश्यक प्रक्रियाओं को करने के लिए शामिल करने की आवश्यकता होती है।

प्राथमिक तेल शोधन

तेल आसवन के तरीके

तेल शोधन (आसवन) के निम्नलिखित तरीके हैं:

• एकल वाष्पीकरण;
• बार-बार वाष्पीकरण;
• क्रमिक वाष्पीकरण के साथ आसवन।

फ्लैश विधि में दिए गए मान के साथ उच्च तापमान के प्रभाव में तेल का प्रसंस्करण शामिल है। नतीजतन, वाष्प बनते हैं जो एक विशेष उपकरण में प्रवेश करते हैं। इसे बाष्पीकरणकर्ता कहा जाता है। इस बेलनाकार यंत्र में वाष्प को द्रव अंश से अलग किया जाता है।

बार-बार वाष्पीकरण के साथ, कच्चे माल को प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है, जिसमें दिए गए एल्गोरिथम के अनुसार तापमान कई गुना बढ़ जाता है। अंतिम आसवन विधि अधिक जटिल है। धीरे-धीरे वाष्पीकरण के साथ तेल के प्रसंस्करण से मुख्य परिचालन मापदंडों में एक सहज परिवर्तन होता है।

आसवन उपकरण

कई उपकरणों का उपयोग करके औद्योगिक तेल शोधन किया जाता है।

ट्यूब भट्टियां। बदले में, उन्हें भी कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है। ये वायुमंडलीय, निर्वात, वायुमंडलीय-निर्वात भट्टियां हैं। पहले प्रकार के उपकरणों की मदद से पेट्रोलियम उत्पादों का उथला प्रसंस्करण किया जाता है, जिससे ईंधन तेल, गैसोलीन, मिट्टी के तेल और डीजल के अंश प्राप्त करना संभव हो जाता है। अधिक के परिणामस्वरूप वैक्यूम भट्टियों में प्रभावी कार्यकच्चे माल में विभाजित हैं:

• टार;
• तेल कण;
• गैस तेल के कण।

परिणामी उत्पाद कोक, कोलतार, स्नेहक के उत्पादन के लिए पूरी तरह उपयुक्त हैं।

आसवन स्तंभ। इस उपकरण का उपयोग करके कच्चे तेल के प्रसंस्करण की प्रक्रिया में इसे कॉइल में 320 डिग्री के तापमान पर गर्म करना शामिल है। उसके बाद, मिश्रण आसवन स्तंभ के मध्यवर्ती स्तरों में प्रवेश करता है। औसतन, इसमें 30-60 च्यूट हैं, प्रत्येक एक निश्चित अंतराल पर है और एक तरल स्नान से सुसज्जित है। इसके कारण, वाष्प बूंदों के रूप में संघनन के रूप में नीचे की ओर बहते हैं।

हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग करके प्रसंस्करण भी होता है।

पुनर्चक्रण

तेल के गुणों का निर्धारण करने के बाद, किसी विशेष अंतिम उत्पाद की आवश्यकता के आधार पर, द्वितीयक आसवन के प्रकार का चयन किया जाता है। मूल रूप से, इसमें फीडस्टॉक पर थर्मल-कैटेलिटिक प्रभाव होता है। कई तरीकों का उपयोग करके तेल का गहरा प्रसंस्करण हो सकता है।

ईंधन। आवेदन यह विधिमाध्यमिक आसवन से कई उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद - मोटर गैसोलीन, डीजल, जेट, बॉयलर ईंधन प्राप्त करना संभव हो जाता है। पुनर्चक्रण के लिए बहुत अधिक उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है। आवेदन के परिणामस्वरूप यह विधितैयार उत्पाद कच्चे माल और तलछट के भारी अंशों से प्राप्त होता है। ईंधन आसवन विधि में शामिल हैं:

• खुर;
• सुधार;
• हाइड्रोट्रीटिंग;
• हाइड्रोकार्बन।

ईंधन तेल। इस आसवन विधि के परिणामस्वरूप, न केवल विभिन्न ईंधनलेकिन डामर, चिकनाई वाले तेल भी। यह निष्कर्षण विधि, डीसफाल्टिंग का उपयोग करके किया जाता है।

पेट्रोकेमिकल। उच्च तकनीकी उपकरणों की भागीदारी के साथ इस पद्धति को लागू करने के परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में उत्पाद प्राप्त होते हैं। यह न केवल ईंधन, तेल, बल्कि प्लास्टिक, रबर, उर्वरक, एसीटोन, शराब और भी बहुत कुछ है।

हमारे आसपास की वस्तुएं तेल और गैस से कैसे प्राप्त होती हैं - सुलभ और समझने योग्य

यह तरीका सबसे आम माना जाता है। इसकी मदद से खट्टा या खट्टा तेल का प्रसंस्करण किया जाता है। हाइड्रोट्रीटिंग परिणामी ईंधन की गुणवत्ता में काफी सुधार कर सकता है। उनसे विभिन्न योजक निकाले जाते हैं - सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन यौगिक। सामग्री को हाइड्रोजन वातावरण में विशेष उत्प्रेरक पर संसाधित किया जाता है। इसी समय, उपकरण में तापमान 300-400 डिग्री और दबाव - 2-4 एमपीए तक पहुंच जाता है।

आसवन के परिणामस्वरूप, कच्चे माल में निहित कार्बनिक यौगिक उपकरण के अंदर परिचालित हाइड्रोजन के साथ बातचीत करते समय विघटित हो जाते हैं। नतीजतन, अमोनिया और हाइड्रोजन सल्फाइड बनते हैं, जो उत्प्रेरक से हटा दिए जाते हैं। हाइड्रोट्रीटिंग से 95-99% कच्चे माल को रीसायकल करना संभव हो जाता है।

उत्प्रेरक क्रैकिंग

550 डिग्री के तापमान पर जिओलाइट युक्त उत्प्रेरक का उपयोग करके आसवन किया जाता है। क्रैकिंग को तैयार कच्चे माल को संसाधित करने का एक बहुत ही कुशल तरीका माना जाता है। इसकी मदद से, ईंधन तेल अंशों से उच्च-ऑक्टेन मोटर गैसोलीन प्राप्त किया जा सकता है। इस मामले में शुद्ध उत्पाद की उपज 40-60% है। तरल गैस भी प्राप्त होती है (मूल मात्रा का 10-15%)।

उत्प्रेरक सुधार

500 डिग्री के तापमान और 1-4 एमपीए के दबाव पर एल्यूमीनियम-प्लैटिनम उत्प्रेरक का उपयोग करके सुधार किया जाता है। इसी समय, उपकरण के अंदर एक हाइड्रोजन वातावरण मौजूद होता है। इस पद्धति का उपयोग नैफ्थेनिक और पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन को एरोमेटिक्स में बदलने के लिए किया जाता है। यह आपको उत्पादों की ऑक्टेन संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि करने की अनुमति देता है। उत्प्रेरक सुधार का उपयोग करते समय, शुद्ध सामग्री की उपज फीडस्टॉक का 73-90% है।

हाइड्रोक्रैकिंग

उच्च दबाव (280 वायुमंडल) और तापमान (450 डिग्री) के संपर्क में आने पर आपको तरल ईंधन प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, यह प्रक्रिया मजबूत उत्प्रेरक - मोलिब्डेनम ऑक्साइड के उपयोग के साथ होती है।

यदि हाइड्रोकार्बन को प्राकृतिक कच्चे माल के प्रसंस्करण के अन्य तरीकों के साथ जोड़ा जाता है, तो गैसोलीन और जेट ईंधन के रूप में शुद्ध उत्पादों की उपज 75-80% होती है। उच्च-गुणवत्ता वाले उत्प्रेरकों का उपयोग करते समय, उनका पुनर्जनन 2-3 वर्षों तक नहीं किया जा सकता है।

निष्कर्षण और डीसफाल्टिंग

निष्कर्षण में सॉल्वैंट्स का उपयोग करके तैयार कच्चे माल को वांछित अंशों में अलग करना शामिल है। इसके बाद, deparaffinization किया जाता है। यह आपको तेल के डालने के बिंदु को काफी कम करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों को प्राप्त करने के लिए, यह हाइड्रोट्रीटमेंट के अधीन है। निष्कर्षण के परिणामस्वरूप, आसुत डीजल ईंधन प्राप्त किया जा सकता है। साथ ही, इस तकनीक का उपयोग करके तैयार कच्चे माल से सुगंधित हाइड्रोकार्बन निकाले जाते हैं।

पेट्रोलियम फीडस्टॉक के आसवन के अंतिम उत्पादों से राल-एस्फाल्टीन यौगिकों को प्राप्त करने के लिए डीस्फाल्टिंग आवश्यक है। परिणामी पदार्थ अन्य प्रसंस्करण विधियों के लिए उत्प्रेरक के रूप में बिटुमेन के उत्पादन के लिए सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं।

अन्य प्रसंस्करण के तरीके

प्राथमिक आसवन के बाद प्राकृतिक कच्चे माल का प्रसंस्करण अन्य तरीकों से किया जा सकता है।

क्षारीकरण।तैयार सामग्री को संसाधित करने के बाद, गैसोलीन के लिए उच्च गुणवत्ता वाले घटक प्राप्त होते हैं। विधि ओलेफिनिक और पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन के रासायनिक संपर्क पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च उबलते पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन होते हैं।

आइसोमराइज़ेशन. इस पद्धति का उपयोग निम्न-ऑक्टेन पैराफिनिक हाइड्रोकार्बन से उच्च ऑक्टेन संख्या वाले पदार्थ को प्राप्त करना संभव बनाता है।

बहुलकीकरण. ब्यूटाइलीन और प्रोपलीन को ओलिगोमेरिक यौगिकों में बदलने की अनुमति देता है। नतीजतन, गैसोलीन के उत्पादन और विभिन्न पेट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के लिए सामग्री प्राप्त की जाती है।

कोकिंग. इसका उपयोग तेल के आसवन के बाद प्राप्त भारी अंशों से पेट्रोलियम कोक के उत्पादन के लिए किया जाता है।

तेल शोधन उद्योग एक आशाजनक और विकासशील उद्योग है। नए उपकरणों और तकनीकों की शुरूआत के माध्यम से उत्पादन प्रक्रिया में लगातार सुधार किया जा रहा है।

वीडियो: तेल शोधन