Utilizarea petrolului în economia națională. Produse petroliere și aplicațiile acestora
Rafinarea petrolului este un proces tehnologic complex în mai multe etape, care are ca rezultat producerea unei game variate de produse din prelucrarea petrolului și gazelor.
Toate produsele petroliere diferă unele de altele prin proprietăți și compoziție: structură, proprietăți fizice și chimice, compoziție și domenii de aplicare.
La baza unei rafinării de petrol o constituie instalațiile tehnologice pentru rafinarea petrolului. Pentru obținerea petrolului, expedierea produselor petroliere către consumatori, asigurarea cu energie a instalațiilor tehnologice, asigurarea controlului calității proceselor tehnologice, a materiilor prime și a produselor finite, asigurarea întregii fabrici cu apă, căldură și electricitate, instalațiile generale sunt incluse în uzină.
Produsele petroliere, în funcție de orientarea țintă a procesului lor tehnologic, sunt împărțite în principale (calculate) și asociate.
Principalele sunt acele produse petroliere, a căror producție este scopul principal al procesului tehnologic. Produsele petroliere obținute împreună cu cele principale sunt clasificate drept produse secundare.
Cele mai comune tipuri de produse petroliere care sunt utilizate pe scară largă în Rusia și în întreaga lume sunt benzina și, mai rar, motorina sau, altfel, produsele petroliere ușoare. Există, de asemenea, produse petroliere de culoare închisă care nu sunt folosite pentru combustibilul auto, dar care sunt utilizate pe scară largă în economia națională - păcură, bitum etc.
Datorită faptului că construcția unei rafinării de petrol cu adâncimea maximă posibilă de rafinare a petrolului în timp ce se produce o gamă completă de carburanți de înaltă calitate necesită investiții de capital semnificative, rafinăriile de petrol sunt construite în etape tehnologice. Adică, fiecare etapă tehnologică presupune organizarea unui anumit ciclu complet de producție, rafinarea petrolului și livrarea către consumatori a unui anumit set de produse petroliere de un anumit nivel de calitate. Iată cum arată „cozile tehnologice”:
I stadiu tehnologic:
Instalatii: ELOU-AT-1, parc marfa si materii prime 52.000 mc. Adâncime de procesare: 55%-57%.
Capacitate inițială de materie primă: peste 400 mii tone pe an.
Etapa a II-a tehnologică:
Instalatii: ELOU-AT-2, unitate de stabilizare benzina, parc de marfa si materii prime pentru 120.000 mc (volum total 172.000 mc).
Adâncime de procesare: 55%-57%.
Capacitate materie primă: 2,75 milioane tone. pe an -2010. 3,3 milioane de tone pe an. (capacitatea totală a fabricii este de peste 3,5 milioane de tone pe an, - 4,1 milioane de tone).
Etapa a III-a tehnologică:
Obiectivele celei de-a treia etape tehnologice sunt creșterea capacității uzinei de rafinare primară a petrolului la 7 milioane de tone pe an cu o adâncime maximă de rafinare a petrolului și producția de produse petroliere de calitate Euro-5.
Instalațiile tehnologice pot funcționa în diferite moduri și pot fi utilizate pentru a produce o gamă diferită de produse (nu simultan).În acest caz, programul lor de producție este calculat în funcție de opțiunile de funcționare.
Proprietățile produselor petroliere în funcție de starea lor fizică au următoarele caracteristici: vâscozitate, densitate și compoziție fracționată. Pentru a determina compoziția fracționată, este necesar să se distileze produsele petroliere la o viteză strict definită dintr-un balon de forme și dimensiuni standard.
Compoziția fracționată a produselor petroliere este relația dintre temperatura vaporilor de produse petroliere din balon și cantitatea de condensat (adică abur condensat în frigider și colectat în recipient).
Compoziția fracționată a uleiurilor se determină sub presiune redusă (în vid) pentru a preveni descompunerea fracțiilor cu punct de fierbere ridicat la temperaturile de fierbere ale acestora.
Culoarea lor depinde de calitatea epurării produselor petroliere din rășinoase și alte substanțe colorate, pentru care culoarea produselor petroliere este comparată cu culoarea sticlei special colorate.
Extensibilitatea, sau altfel ductilitatea, a bitumurilor caracterizează capacitatea acestora de a se întinde și de a nu se rupe în fire subțiri, care poate fi determinată într-un dispozitiv special (ductilometru) prin întinderea unei probe de bitum de formă standard la o anumită viteză la 25 ° C.
Cele mai importante proprietăți chimice ale produselor petroliere includ și proprietăți precum conținutul de sulf, rășini, parafină și alți indicatori.
Prezența unor astfel de compuși agresivi ai sulfului în produsele petroliere, cum ar fi sulful elementar și mercaptanii, este evaluată prin schimbarea culorii plăcii de cupru după contactul acesteia cu produsul petrolier testat. Uneori se folosește „metoda doctorală” - a cărei esență este observarea modificării culorii sulfului elementar sub influența produselor de interacțiune cu mercaptanii Na2PbO2 și H2S prezenți în produsul petrolier.
Valoarea acidității sau a acidității - masa de KOH (mg) necesară pentru a neutraliza 1 g sau, respectiv, 100 ml de produs petrolier, indică conținutul de acizi organici.
Rezistența la oxidare a benzinei și a altor produse se caracterizează prin valoarea perioadei de inducție - intervalul de timp în care produsul petrolier testat, situat într-o atmosferă de O2 sub o presiune de 0,7 MPa la 100°C, practic nu se oxidează.
Stabilitatea la oxidare a unor carburanți este evaluată prin cantitatea de sedimente care se formează în timpul oxidării în fază lichidă într-un dispozitiv special timp de 4 ore la 150°C; uleiuri de motor - prin modificarea proprietăților mecanice ale unei pelicule subțiri de ulei adica pe o suprafata metalica in contact cu aerul la 260°C.
Activitatea coroziva a uleiurilor este evaluată prin modificarea masei (g/m2) a unei plăci metalice atunci când este expusă la ulei încălzit la 140°C timp de 50 de ore, al cărui strat intră periodic în contact cu oxigenul atmosferic. Prezența sau absența compușilor activi ai sulfului în combustibili se determină folosind o placă de cupru și se apreciază proprietățile corozive ale combustibililor.
Cocsificarea caracterizează capacitatea unui produs petrolier de a forma un reziduu carbonic (cocs) atunci când produsul petrolier se evaporă într-un dispozitiv standard și în condiții de încălzire strict definite. Acest indicator este determinat în principal pentru uleiurile de motor și cilindri, combustibilii reziduali grei, 10% reziduuri din distilarea combustibililor diesel, precum și pentru materiile prime pentru procesele de cracare catalitică și termică, producția de cocs de petrol și bitum etc.
Un indicator precum înălțimea flăcării de nefumători caracterizează capacitatea de iluminare și încălzire a produselor petroliere ușoare (kerosen de iluminat, jet și motorină) atunci când sunt arse în lămpi, dispozitive de încălzire etc. Această proprietate depinde de compoziția chimică de grup a produselor petroliere și, mai ales, de conținutul de hidrocarburi aromatice, atunci când un prototip este ars într-o lampă special concepută și se măsoară înălțimea maximă a flăcării de nefumători.
Există, de asemenea, o serie de indicatori care determină proprietățile de consum ale produselor petroliere, care includ indicatori ai rezistenței la detonare a benzinei (cifra octanică) și inflamabilitatea combustibililor diesel (cifra de cetanie).
Rafinarea petrolului este un proces tehnologic complex în mai multe etape, al cărui rezultat este o gamă largă de produse comerciale care diferă ca structură, proprietăți fizice și chimice, compoziție și domenii de aplicare; la rafinăriile de petrol, după curățarea prealabilă de impuritățile mecanice, desalinizarea și deshidratarea, uleiul este trimis la prelucrare; conform uneia dintre variante:
- 1) în funcție de opțiunea de combustibil, uleiul este alimentat la distilarea în vid atmosferic, unde, după condensări și evaporări repetate pe plăcile unei coloane de distilare, uleiul este separat în fracții, după rectificare, produsele ușoare sunt trimise fracționat pentru hidrotratare. sau reformarea catalitică, iar motorina și gudronul în vid sunt trimise pentru cracare; randamentul produselor petroliere ușoare este de 85% sau mai mare, în funcție de compoziția uleiului prelucrat;
- 2) în funcție de opțiunea ulei, după selectarea produselor petroliere ușoare, păcura rămasă după rectificare este trimisă la distilare în vid profund la temperaturi de 350-500 ° C, unde sunt izolate distilate de ulei, care sunt supuse unei epurări complexe și utilizate pentru obține uleiuri comerciale; conform m.v. De asemenea, ei obțin o serie de produse valoroase pentru sinteza petrolului, construcții și industria chimică.
Produsele produse la rafinăriile de petrol sunt împărțite în următoarele grupe, care diferă în compoziție, proprietăți și domenii de aplicare:
- 1) Asfalt
- 2) Combustibil diesel
- 3) Păcură
- 4) Benzina
- 5) Kerosen
- 6) Gaz petrolier lichefiat (GPL)
- 7) Uleiuri petroliere
- 8) Parafină
- 9) Lubrifianți
Asfaltul (din greaca lyubblfpt - gudron de munte) este un amestec de bitum (60-75% natural si 13-60% artificial) cu materiale minerale (piatra sparta sau pietris, nisip si pulbere minerala). Se folosesc la realizarea acoperirilor pe autostrazi, ca material de acoperis, hidroizolant si electric, la prepararea chiturilor, adezivilor, lacuri etc. Asfaltul poate fi de origine naturala sau artificiala. Adesea, cuvântul asfalt se referă la beton asfaltic - un material de piatră artificială care se obține prin compactarea amestecurilor de beton asfaltic. Betonul asfaltic clasic este format din piatra sparta, nisip, pulbere minerala (umplutura) si liant de bitum (bitum, liant polimer-bitum; gudronul era folosit anterior insa, fiind extrem de neecologic, nu este folosit in prezent).
Asfalt artificial
Asfaltul artificial sau amestecul de beton asfaltic este un material de construcție sub formă de amestec compactat de piatră spartă, nisip, pulbere minerală și bitum. Se face distincție între bitumul fierbinte care conține bitum vâscos, așezat și compactat la o temperatură nu mai mică de 120 °C; cald - cu bitum cu vâscozitate scăzută și temperatură de compactare 40-80 °C; la rece - cu bitum lichid, compactat la temperatura mediului ambiant, dar nu mai mic de 10 °C. Betonul asfaltic este utilizat pentru acoperirea drumurilor, aerodromurilor, locurilor de joacă etc.
Combustibilul diesel (ulei solar, motorină) este un produs lichid utilizat ca combustibil într-un motor diesel cu ardere internă, precum și în motoarele diesel cu gaz. În mod obișnuit, acest termen se referă la combustibilul obținut din fracțiunile de petrol-kerosen din distilarea directă a petrolului.
Aplicație: Principalii consumatori de motorină sunt transportul feroviar, transportul cu camioane, transportul pe apă și mașinile agricole. Pe lângă motoarele diesel și gaz-diesel, motorina reziduală (ulei solar) este adesea folosit ca combustibil pentru cazane, pentru impregnarea pielii, în lubrifianți și agenți de răcire pentru fluidele mecanice și de călire în timpul tratamentului termic al metalelor.
Principalele caracteristici ale combustibilului: Există distilat cu vâscozitate scăzută - pentru motoarele de viteză mare și cu vâscozitate ridicată, reziduale, pentru motoarele de viteză mică (tractor, navă, staționare etc.). Distilatul constă din fracțiuni de petrol hidrotratat de kerosen de distilare directă și până la 1/5 din uleiuri de cracare și cocsificare. Combustibilul vâscos pentru motoarele cu turație mică este un amestec de păcură cu fracțiuni de petrol-kerosen. Căldura de ardere a motorinei este în medie de 42624 kJ/kg (10180 kcal/kg).
Proprietăți fizice: Motorină de vară: Densitate: nu mai mult de 860 kg/m³. Punct de aprindere: 62 °C. Punct de curgere: ≤5 °C. Se obține prin amestecarea fracțiunilor de hidrocarburi în cursă directă, hidrotratate și secundare cu un punct de fierbere de 180-360 de grade Celsius. O creștere a temperaturii de fierbere finală duce la creșterea cocsării injectoarelor și a fumului.
Motorină de iarnă: Densitate: nu mai mult de 840 kg/m³. Punct de aprindere: 40 °C. Punct de curgere: -35 °C. Se obține prin amestecarea fracțiunilor de hidrocarburi în cursă directă, hidrotratate și secundare cu un punct de fierbere de 180-340 °C. Motorina de iarnă se obține și din motorina de vară prin adăugarea unui aditiv deprimant, care reduce punctul de curgere al combustibilului, dar modifică ușor temperatura limită de filtrabilitate. Într-un mod de casă, la motorina de vară se adaugă până la 20% kerosen TS-1 sau KO, în timp ce proprietățile de performanță rămân practic neschimbate.
Motorină Arctic: Densitate: nu mai mult de 830 kg/m³. Punct de aprindere: 35 °C. Punct de curgere: ≤50 °C. Se obține prin amestecarea fracțiunilor de hidrocarburi în cursă directă, hidrotratate și secundare cu un punct de fierbere de 180-330 grade Celsius. Limitele de fierbere ale combustibilului arctic corespund aproximativ cu limitele de fierbere ale fracțiilor de kerosen, astfel încât acest combustibil este în esență kerosen ponderat. Totuși, kerosenul pur are un număr de cetanic scăzut de 35-40 și proprietăți de lubrifiere slabe (uzură severă a pompei de injecție). Pentru a elimina aceste probleme, la combustibilul Arctic se adaugă aditivi care cresc cetanul și ulei mineral de motor (de preferință locomotivă diesel sau KAMAZ) pentru a îmbunătăți proprietățile de lubrifiere. O modalitate mai costisitoare de a obține motorină Arctic este deparafinarea motorinei de vară.
Mazumt (posibil din arabă mazhulat - deșeuri), un produs lichid maro închis, reziduul după separarea fracțiilor de benzină, kerosen și motorină din petrol sau din produsele sale de prelucrare secundară, fierbinte la 350--360 ° C. Păcură este un amestec de hidrocarburi (cu o greutate moleculară de 400 până la 1000 g/mol), rășini de petrol (cu o greutate moleculară de 500-3000 g/mol sau mai mult), asfaltene, carbene, carboizi și compuși organici care conțin metale ( V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Proprietățile fizico-chimice ale păcurii depind de compoziția chimică a uleiului sursă și de gradul de distilare a fracției distilate și se caracterizează prin următoarele date: vâscozitate 8-80 mm/s (la 100 °C), densitate 0,89-1 g/ cm3 (la 20 °C), punct de turnare 10--40°C, conținut de sulf 0,5--3,5%, cenușă până la 0,3%, putere calorică mai mică 39,4--40,7 MJ/mol
Păcurele sunt folosite ca combustibil pentru cazane de abur, centrale de cazane și cuptoare industriale (vezi Combustibili pentru cazane), pentru producerea de păcură navală, combustibil greu pentru motoare diesel cu cruce. Randamentul de păcură este de aproximativ 50% în greutate, raportat la uleiul original. Datorită necesității de a-și aprofunda procesarea ulterioară, păcura este supusă unei prelucrări ulterioare la scară din ce în ce mai mare, distilând distilate care fierb în intervalul 350-420, 350-460, 350-500 și 420-500°C sub vid. . Distilatele în vid sunt folosite ca materii prime pentru producerea combustibililor pentru motoare, în procesele de cracare catalitică, hidrocracare și uleiuri lubrifiante distilate. Reziduul de la distilarea în vid a păcurului este utilizat pentru prelucrare în instalațiile de cracare termică și cocsificare, la producerea uleiurilor lubrifiante reziduale și a gudronului, care este apoi prelucrat în bitum. Principalii consumatori de păcură sunt industria și locuințele și serviciile comunale.
Benzina este un amestec de hidrocarburi ușoare cu un punct de fierbere de la 30 la 200 °C. Densitatea este de aproximativ 0,75 g/cm³. Puterea calorică aproximativ 10.500 kcal/kg (46 MJ/kg, 34,5 MJ/litru). Lichid inflamabil. Destinat pentru utilizare ca combustibil. Se obține prin distilarea uleiului, hidrocracare și, dacă este necesară o aromatizare suplimentară, cracare catalitică și reformare. Benzinele speciale se caracterizează prin purificarea suplimentară a componentelor nedorite și amestecarea cu aditivi utili.
Aplicație: La sfârșitul secolului al XIX-lea, benzina nu avea o utilizare mai bună decât ca antiseptic (benzina se vinde în farmacii) și combustibil pentru sobele primus. Adesea, numai kerosenul era distilat din ulei și orice altceva, inclusiv benzina, era fie ars, fie pur și simplu aruncat. Cu toate acestea, odată cu apariția motorului cu ardere internă care funcționează conform ciclului Otto, benzina a devenit unul dintre principalele produse ale rafinării petrolului. Deși, pe măsură ce motoarele diesel devin mai răspândite, motorina iese în prim-plan datorită eficienței mai mari a motoarelor diesel. Benzina este folosită ca combustibil pentru motoarele cu carburator și injecție, combustibil pentru rachete de mare impuls (Sintin), în producția de parafină, ca solvent, ca material inflamabil, ca materie primă pentru petrochimie: benzină directă sau benzină stabilă. (GSG).
Kerosen (kerosen în engleză din greacă kzsit - ceară) - amestecuri de hidrocarburi (de la C12 la C15), care fierb în intervalul de temperatură 150-250 ° C, transparent, ușor uleios la atingere, lichid inflamabil obținut prin distilare sau rectificarea uleiului .
Proprietăți și compoziție: Densitate 0,78--0,85 g/cm (la 20 °C), vâscozitate 1,2 -- 4,5 mm2/s (la 20 °C), punct de aprindere 28-72 °C, putere termică aprox. 43 MJ/kg.
În funcție de compoziția chimică și metoda de rafinare a uleiului din care se obține kerosenul, compoziția sa include:
hidrocarburi alifatice saturate -- 20-60%
naftenic 20-50%
aromatic biciclic 5-25%
nesaturat - până la 2%
impurități ale compușilor cu sulf, azot sau oxigen.
Aplicație: Kerosenul este utilizat ca combustibil pentru reacție, o componentă inflamabilă a combustibilului lichid pentru rachete, combustibil pentru arderea produselor din sticlă și porțelan, pentru dispozitivele de încălzire și iluminat de uz casnic, în mașini pentru tăierea metalelor, ca solvent (de exemplu, pentru aplicarea pesticidelor), și ca materie primă pentru industria de rafinare a petrolului. Kerosenul poate fi folosit ca înlocuitor pentru motorina de iarnă și Arctic pentru motoarele diesel, cu toate acestea, este necesar să se adauge aditivi anti-uzură și de creștere a cetanului, numărul cetanic al kerosenului este de aproximativ 40, GOST necesită cel puțin 45. Pentru mai multe -motoare cu combustibil (pe motorină), este posibil să se folosească kerosen pur și chiar benzină AI-80. Este permisă adăugarea de până la 20% kerosen la motorina de vară pentru a reduce punctul de curgere fără a compromite caracteristicile de performanță. De asemenea, este folosit în medicina populară pentru durerile de gât. De asemenea, kerosenul este principalul combustibil pentru spectacolele de foc (performanțe la foc), datorită absorbției sale bune și temperaturii de ardere relativ scăzute. De asemenea, este folosit pentru spălarea mecanismelor și îndepărtarea ruginii.
Gazul petrolier lichefiat (GPL) este un amestec de hidrocarburi ușoare comprimate sub presiune, cu un punct de fierbere de la 50 la 0 ° C. Destinat pentru utilizare ca combustibil. Compoziția poate varia semnificativ, componentele principale sunt: propan, propilenă, izobutan, izobutilenă, n-butan și butilenă.
Produs în principal din gaz petrolier asociat. Transportat și depozitat în butelii și suporturi de gaz. Este folosit pentru gătit, fierberea apei, încălzire, folosit la brichete și ca combustibil în vehicule.
Uleiurile petroliere (minerale) sunt amestecuri lichide de hidrocarburi cu punct de fierbere ridicat (punct de fierbere 300-600 °C), în principal alchilnaftenice și alchilaromatice, obținute prin rafinarea petrolului. După metoda de producție, acestea se împart în distilat, rezidual și compus, obținut, respectiv, prin distilarea uleiului, îndepărtarea componentelor nedorite din gudron, deparafinarea, hidrocurățarea sau amestecarea distilatului și reziduurilor. Recent, metoda de transformare a materiei prime petroliere inițiale în produse mai valoroase prin hidrocracare a devenit larg răspândită - uleiurile obținute în astfel de producție, la un cost semnificativ mai mic, sunt apropiate ca proprietăți de cele sintetice.
În funcție de domeniile de aplicare, acestea sunt împărțite în uleiuri lubrifiante, uleiuri electroizolante și uleiuri de conservare. Folosit și în industria cosmetică.
Pentru a conferi proprietățile necesare, aditivii sunt adesea adăugați în uleiurile de petrol. Pe baza de uleiuri petroliere, unsoare si lubrifianti tehnologici se obtin fluide speciale, precum fluide de taiere, fluide hidraulice etc.
Parafina este o substanță asemănătoare cerii, un amestec de hidrocarburi saturate (alcani) cu o compoziție de la C18H38 la C35H72. Numele provine din lat. parum -- "putin" și athnis -- "similar" datorită sensibilității sale scăzute la majoritatea reactivilor. punct de topire 40-65 °C; densitate 0,880-0,915 g/cm³ (15 °C). Obținut în principal din petrol.
Proprietăți: Folosit pentru prepararea hârtiei de parafină, impregnarea lemnului în producția de chibrituri și creion, ca parte a lacului de grădină, pentru finisarea țesăturilor, ca material izolator, materii prime chimice etc. În medicină este utilizat pentru tratarea cu parafinei. Parafinele sunt un amestec de hidrocarburi solide din seria metanului, predominant cu structură normală, cu 18-35 atomi de carbon pe moleculă și un punct de topire de 45-65°C. Parafinele conțin de obicei unele hidrocarburi izoparafină, precum și hidrocarburi cu un miez aromatic sau naftenic în moleculă.
Parafina este o substanță albă cu o structură cristalină cu o greutate moleculară de 300-450; în stare topită are vâscozitate scăzută. Mărimea și forma cristalelor de parafină depind de condițiile izolării sale: parafina este eliberată din ulei sub formă de cristale subțiri mici și din distilate de petrol și rafinate de distilare de purificare selectivă - sub formă de cristale mari. La răcirea rapidă, cristalele eliberate sunt mai mici decât la răcirea lentă. Parafinele sunt inerte față de majoritatea substanțelor chimice. Sunt oxidați de acidul azotic, oxigenul atmosferic (la 140 °C) și alți agenți oxidanți pentru a forma diferiți acizi grași, similari acizilor grași conținuti în grăsimile de origine vegetală și animală. Acizii grași sintetici obținuți prin oxidarea parafinei sunt utilizați în locul grăsimilor de origine vegetală și animală în industria parfumurilor, în producția de lubrifianți, detergenți și alte produse.
Parafinele pot fi izolate și din alte produse, de exemplu, din ozocherită. În funcție de compoziția fracțională, punctul de topire și structura cristalină, parafinele sunt împărțite în lichide (temperatură de topitură? 27 °C), solide (topitură = 28 - 70 °C) și microcristaline (topitură >60--80 °C) - ceresine . La aceeasi temperatura, sus. Cerezinele diferă de parafine prin faptul că au o greutate moleculară, densitate și vâscozitate mai mari. Cerezinele reacţionează energic cu acidul sulfuric fumos şi acidul clorhidric, în timp ce parafinele reacţionează slab cu ele. La distilarea uleiului, ceresinele sunt concentrate în sediment, iar parafina este distilată împreună cu distilatul. Cerezinele, care sunt concentrate în reziduu după distilarea păcurului, sunt un amestec de cicloalcani și, în cantități mai mici, arene și alcani solide. Există relativ puțini izoalcani în cerezină. În funcție de gradul de purificare, parafinele sunt împărțite în slacks (petrolatum), care conțin până la 30% (greutate) uleiuri; parafine brute (ceresine) cu un conținut de ulei de până la 6% (greutate); parafine purificate și înalt purificate (ceresine). În funcție de adâncimea epurării, acestea sunt albe (mărci foarte purificate și rafinate) sau ușor gălbui și de la galben deschis la maro deschis (parafine nerafinate). Parafina este caracterizată printr-o structură lamelară sau panglică de cristale. Parafina purificată are o densitate de 881-905 kg/m³. Cerezinele sunt un amestec de hidrocarburi cu un număr de atomi de carbon din moleculă de la 36 la 55 (de la C36 la C55). Sunt extrase din materii prime naturale (ozocherit natural și reziduuri de uleiuri foarte parafinice obținute în timpul prelucrării acestuia) și sunt produse sintetic din monoxid de carbon și hidrogen. Spre deosebire de parafine, cerezinele au o structură fin-cristalină. Punct de topire 65--88 °C, greutate moleculară 500--700. Parafinele sunt utilizate pe scară largă în inginerie electrică, alimentație (parafine de purificare profundă; t_melt = 50--54 °C; conținut de ulei 0,5--2,3% în greutate), parfumerie și alte industrii. Pe baza de ceresină, în industria chimică de uz casnic se fac diverse compoziții, vaselina; De asemenea, sunt utilizați ca agenți de îngroșare în producția de grăsimi, materiale izolatoare în inginerie electrică și radio și amestecuri de ceară.
Parafinele solide nerafinate se obțin prin următoarele metode: 1) dezagrearea slack și petrolatum - produse secundare ale producerii (deparafinarea) uleiurilor folosind solvenți (amestecuri de cetonă, benzen și toluen, dicloroetan), obținându-se astfel parafine brute (din slack) și ceresine (din vaselină); 2) separarea și dezularea parafinei din distilate de uleiuri foarte parafinice folosind un amestec de cetonă, benzen și toluen; 3) cristalizarea parafinelor solide fără utilizarea solvenților (prin răcire în cristalizatoare și filtru presare). Parafinele brute sunt apoi rafinate (rafinate) folosind purificare acido-bazică, adsorbție (contact sau percolare) sau hidrogenare (pentru a îndepărta substanțele instabile care colorează și au miros). Parafinele lichide sunt izolate din fracțiunile de motorină prin deparafinare folosind solvenți selectivi (un amestec de acetonă, benzen și toluen), deparafinarea cu uree (la producerea de motorină cu solidificare scăzută) și adsorbție pe site moleculare (separarea parafinelor lichide C10-C18 folosind parafine poroase). zeolit sintetic).
Aplicație: lumânări pentru iluminat, lubrifiant pentru frecarea pieselor din lemn (ghidaj de sertare, cutii de creioane etc.), amestecat cu benzină - acoperire anticoroziune (inflamabil!), în cosmetică pentru producerea vaselinei, parafinele sunt înregistrate ca aditivi alimentari E905x.
Lubrifianții sunt substanțe solide, plastice, lichide și gazoase utilizate în unitățile de frecare ale automobilelor, mașinilor și mecanismelor industriale, precum și în viața de zi cu zi pentru a reduce uzura cauzată de frecare.
Scopul și rolul lubrifianților (unsori și uleiuri) în tehnologie: Lubrifianții sunt utilizați pe scară largă în tehnologia modernă pentru a reduce frecarea în mecanismele de mișcare (motoare, rulmenți, cutii de viteze etc.) și pentru a reduce frecarea în timpul prelucrării componentelor structurale și a altor materiale pe mașini (strunjire, frezare, șlefuire etc.). În funcție de scopul și condițiile de funcționare ale lubrifianților (lubrifianților), aceștia pot fi solizi (grafit, bisulfură de molibden, iodură de cadmiu, diselenură de wolfram, nitrură de bor hexagonală etc.), semisolide, semi-lichide (metale topite, ulei solid). , constalin, etc. ), lichid (uleiuri de automobile și alte mașini), gazos (dioxid de carbon, azot, gaze inerte).
Tipuri și tipuri de lubrifianți: În funcție de caracteristicile materialelor perechii de frecare, pentru lubrifiere pot fi utilizate substanțe lichide (de exemplu, uleiuri minerale, parțial sintetice și sintetice) și solide (fluoroplastice, grafit, disulfură de molibden).
În funcție de material, bazele lubrifiante se împart în: 1) minerale - au la bază hidrocarburi, produse petroliere 2) sintetice - obținute prin sinteză din materii prime organice și anorganice (de exemplu, lubrifianți siliconici)
Clasificare: Toți lubrifianții lichizi sunt împărțiți în clase în funcție de vâscozitate (clasificarea SAE pentru uleiurile de motor și de transmisie, clasificarea ISO VG (grad de vâscozitate) pentru uleiurile industriale) și în grupuri după nivelul proprietăților de performanță (clasificări API, ACEA pentru uleiurile de motor și de transmisie). , clasificare ISO pentru uleiuri industriale.
După starea lor de agregare se împart în: 1) solide, 2) semisolide, 3) semi-lichide, 4) lichide, 5) gazoase.
După scop: 1) Uleiuri de motor – utilizate în motoarele cu ardere internă. 2) Uleiuri de transmisie și angrenaje - utilizate în diferite angrenaje și cutii de viteze. 3) Uleiuri hidraulice - utilizate ca fluid de lucru în sistemele hidraulice. 4) Uleiuri și lichide comestibile - utilizate în echipamentele de procesare și ambalare a alimentelor unde există riscul contaminării produsului cu lubrifiant. 5) Uleiuri industriale (textile, pentru laminoare, întărire, izolare electrică, fluide de transfer de căldură și multe altele) - utilizate într-o mare varietate de mașini și mecanisme în scopul lubrifierii, conservarii, etanșării, răcirii, îndepărtarea deșeurilor de prelucrare, etc. 6) Lubrifianți conductivi electric (paste) - utilizați pentru a proteja contactele electrice de coroziune și pentru a reduce rezistența de contact a contactelor. Lubrifianții conductivi electric sunt fabricați sub formă de grăsimi. 7) Lubrifianți cu grăsime (plastic) - utilizați în acele unități în care utilizarea lubrifianților lichizi este imposibilă structural.
- 56,00 KbProduse petroliere și domeniile lor de aplicare
PRODUSE PETROLIERE- amestecuri de diferite hidrocarburi gazoase, lichide si solide obtinute din petrol si gaze asociate petrolului. Ele sunt împărțite în următoarele grupuri principale:
Combustibil
Uleiuri de petrol
Solvenți petrolieri
Hidrocarburi solide
Bitumuri petroliere
Alte produse petroliere
Combustibilii includ gaze de hidrocarburi, benzină, combustibil pentru avioane, motorină, combustibil pentru cazan etc.
Uleiurile petroliere sunt distilate grele și fracțiuni reziduale de ulei care au fost supuse unei purificări speciale. Ele sunt împărțite în uleiuri lubrifiante și uleiuri speciale. Acestea din urmă sunt utilizate în scopuri tehnologice și în funcționarea mecanismelor. Acestea includ: izolație electrică - transformator, condensator, cablu; pentru sisteme hidraulice; în scopuri tehnologice - întăritori și absorbanți de lichide, dedurizatoare etc.; pentru farmacopee și parfumerie (uleiuri albe).
Fracțiile înguste de benzină și kerosen obținute prin distilarea directă a uleiului sunt utilizate ca solvenți. Solvenții sunt folosiți în industria cauciucului, pentru prepararea lipiciului, extragerea uleiurilor din semințe și turte, fabricarea lacurilor și vopselelor, la producerea clorurii de polivinil etc. Kerosenul de iluminat este o fracțiune de kerosen cu funcționare directă utilizată în lămpi de iluminat și luminoase și ca combustibil de uz casnic.
Hidrocarburile solide includ parafina, cerezina și ozocherita și amestecurile acestora cu uleiuri.
Bitumul sunt substanțe lichide solide sau vâscoase obținute din produse reziduale de rafinare a petrolului (din reziduuri după distilarea uleiurilor gudronate, din gudroane etc.).
Alte produse petroliere includ: cocs de petrol, grăsimi, negru de fum, hidrocarburi (benzen, toluen, xilen etc.), precum și acidol (inclusiv săpun naft), diverse fracțiuni de distilare a petrolului și produse de prelucrare a acestora (în special, alchilați). , rășini petroliere), etc.
De obicei, se face o distincție între produsele petroliere deschise și cele întunecate. Primele includ benzina pentru aviație și motor, benzina cu solvenți, combustibilul pentru reacție, kerosenul și motorina; cele din urmă includ păcură, precum și uleiurile distilate și gudronul obținut ca urmare a distilării acestuia.
Unele produse petroliere comerciale sunt produse direct din petrol sau diverse fracțiuni și reziduuri de petrol; Multe produse petroliere (de exemplu, benzină auto și de aviație, combustibili pentru cazane, uleiuri) sunt obținute prin amestecarea (compunerea) componentelor individuale-produse de rafinare a petrolului. Amestecarea componentelor vă permite să produceți un produs comercial de calitatea necesară și, în același timp, să utilizați rațional proprietățile fiecărei componente.
Produse finale de rafinare a petrolului
Rafinăriile amestecă produse petroliere, adaugă aditivii necesari, asigură depozitarea pe termen scurt și le pregătesc pentru încărcare pe camioane, șlepuri, nave și vagoane.
Combustibil gazos, precum propanul, este încărcat și transportat către consumatori sub formă lichidă sub presiune în vagoane specializate.
Combustibil lichid are loc amestecarea (combustibil pentru automobile și aviație, kerosen, diverse tipuri de combustibil pentru turbine de aviație, motorină se obțin prin adăugarea de aditivi de culoare, detergenți, aditivi antidetonații, oxigenați și aditivi fungicizi în proporții adecvate). Livrat de camioane-cisternă, șlepuri, trenuri și autocisterne. Poate fi transportat către consumator prin conducte, de exemplu combustibil de aviație către un aeroport sau către un furnizor în conducte cu mai multe produse.
Lubrifianți(uleiuri ușoare de mașini, uleiuri de motor și diferiți lubrifianți sunt obținute prin adăugarea stabilizatorilor de vâscozitate în cantitățile necesare) sunt de obicei transportate în vrac la o stație de alimentare adiacentă.
Parafină, este folosit, printre altele, pentru ambalarea alimentelor congelate. Poate fi livrat în vrac pentru ambalare ulterioară în blocuri.
Sulf(sau acid sulfuric), produse secundare ale rafinării petrolului, pot fi conținute în cantități de până la câteva procente sub formă de incluziuni organice care conțin sulf. Sulf și acid sulfuric- materiale industriale utile. Acidul sulfuric este de obicei transportat și furnizat ca oleum precursor al acidului.
Gudron liber livrat la fabricile de ambalare pentru utilizare ulterioară în acoperișuri moi cu mai multe straturi, cu un strat de acoperire superior de beton gudron și alte nevoi.
Asfalt- folosit ca liant pentru piatra sparta la producerea betonului asfaltic, care se foloseste la constructia drumurilor etc. Se transporta si se livreaza in vrac.
Cocs de petrol, este utilizat în diferite produse din carbon, cum ar fi unele tipuri de electrozi și combustibili solizi.
Petrochimice sau materiile prime petrochimice sunt adesea trimise pentru prelucrare ulterioară. Produsele petrochimice pot fi olefine, precursorii acestora sau diferite tipuri de petrochimice aromatice.
Petrochimia are o gamă largă de aplicații. Ele sunt adesea folosite ca monomeri sau materii prime pentru fabricarea lor. Olefinele, cum ar fi alfa-olefinele și dienele, sunt adesea folosite ca monomeri, iar hidrocarburile aromatice pot fi, de asemenea, utilizate ca precursori ai monomerilor. Monomerii sunt apoi polimerizați în diferite tipuri de polimeri.
Materialele polimerice pot fi materiale plastice, elastomeri sau fibre. Unii polimeri sunt utilizați ca geluri și lubrifianți. Petrochimia găsește și aplicații ca solvenți sau materii prime pentru producerea lor, precursori pentru o gamă largă de substanțe precum fluide de motor, agenți tensioactivi pentru curățați etc.
Proprietățile fizico-chimice ale produselor petroliere
Pentru a evalua calitatea produselor petroliere, sunt determinate o serie de proprietăți fizice și chimice ale acestora.
Printre cele mai importante fizice proprietățile includ: vâscozitatea, densitatea și compoziția fracționată. Pentru a stabili acestea din urmă, produsele petroliere sunt distilate la o viteză strict definită dintr-un balon de forme și dimensiuni standard. Compoziția fracționată este prezentată ca o relație între temperatura vaporilor de produs petrolier din balon și cantitatea de condensat (produse petroliere condensate în frigider și colectate în recipient). Pentru benzină, de obicei sunt date cinci puncte: punctul inițial de fierbere și punctul de fierbere de 10%, 50%, 90% și 97,5% din combustibil. Pentru alte produse petroliere, de ex. combustibilii diesel, indică adesea cantitatea de substanță care fierbe la o anumită temperatură specificată, de ex. până la 360 °C Compoziția fracționată a uleiurilor se determină de obicei la presiune redusă (în vid) pentru a evita descompunerea fracțiilor cu punct de fierbere ridicat la temperaturile lor de fierbere.
Presiunea (elasticitatea) vaporilor (proba principală pentru benzină) dintr-o bombă din oțel este, de asemenea, măsurată la un raport de volume de faze lichide și de vapori de 1:4 la 38 °C. De obicei, specificațiile tehnice limitează partea superioară. valoarea presiunii vaporilor, ca măsură de prevenire a formării de „blocuri de vapori” în sistemul de alimentare cu combustibil al motorului.
Determinați punctul de tulburare (pentru carburanți) la care cristalele de hidrocarburi cu punct de topire ridicat sau apă încep să se separe de combustibil; punctul de curgere (pentru uleiuri, combustibili reziduali pentru cazane, motorină și carburanți pentru avioane), la care produsul petrolier se îngroașă atât de mult în condiții experimentale încât nivelul său în eprubetă rămâne staționar timp de 1 minut când este înclinat la un unghi de 45o; punct de aprindere; temperatura de aprindere; temperatura de topire a produselor petroliere solide (parafină, ozocherită etc.), care corespunde momentului de solidificare completă (cristalizare) a produsului pretopit.
Culoarea caracterizează calitatea epurării produselor petroliere din rășinoase și alte substanțe colorate; în acest caz, culoarea produselor petroliere este comparată cu culoarea sticlei special colorate.
Ductilitatea, sau extensibilitatea, a bitumurilor caracterizează capacitatea acestora de a se întinde, fără a se rupe, în fire subțiri sub influența unei forțe aplicate; determinată în spec. dispozitiv (ductilometru) prin întinderea unei probe de bitum de formă standard la o anumită viteză la 25 °C.
La cea mai importantă substanță chimică Proprietățile produselor petroliere includ: conținutul de sulf, rășini, parafină și alți indicatori.
Conținutul de sulf este determinat în mai multe moduri. Pentru produsele petroliere ușoare, metoda lămpii este cea mai comună: o probă de produs petrolier este arsă într-o lampă de masă cunoscută; produsele de ardere sunt absorbite de o soluție titrată de NaHCO3, al cărei exces este titrat cu o soluție de HCl. Metoda este uneori folosită pentru produsele petroliere de culoare închisă, care sunt pre-diluate cu un produs petrolier ușor cu un conținut cunoscut de sulf. Mai des, o probă de produs petrolier de culoare închisă este arsă într-o bombă calorimetrică într-o atmosferă de O2, iar cantitatea de ioni SO42- formată este determinată gravimetric după precipitarea lor cu clorură de Ba. Prezența compușilor agresivi ai sulfului în produsele petroliere, în special sulful elementar și mercaptanii, este detectată printr-o schimbare a culorii plăcii de cupru după contactul acesteia cu produsul petrolier testat. Uneori folosesc așa-numitul test al medicului când observă o schimbare a culorii sulfului elementar sub influența produșilor de interacțiune cu Na2PbO2, mercaptanii și H2S prezenți în produsul petrolier.
Conținutul de rășini se determină prin izolarea acestora de produsele petroliere prin adsorbție pe un adsorbant solid (cel mai adesea pe silicagel), urmată de desorbție cu un extractant adecvat, un amestec de etanol și benzen. În unele uleiuri și combustibili reziduali grei se determină așa-numitele rășini accizabile - substanțe care pot reacționa cu concentratul de H2SO4 în condiții experimentale strict reglementate. În benzină, jet și motorină, cantitatea de gudron reală este determinată prin evaporarea unei părți din combustibil într-un curent de aer sau vapori de apă și cântărirea restului.
Conținutul de parafină este determinat după cum urmează: o porțiune cântărită a produsului petrolier este dizolvată într-un solvent adecvat, benzină, soluția este răcită la o temperatură de -20 până la -40 ° C și hidrocarburile solide sunt precipitate cu etanol sau propanol. Precipitatul este separat pe un filtru răcit la o temperatură dată, spălat cu un amestec de etanol și benzină pentru a îndepărta uleiul și dizolvat în eter de petrol. Acesta din urmă este distilat și reziduul este cântărit.
Rezistența la oxidare a benzinei și a altor produse este caracterizată de valoarea inductanței. perioada-interval de timp în care produsul petrolier testat, situat într-o atmosferă de O2 sub o presiune de 0,7 MPa la 100 ° C, practic nu se oxidează. Stabilitatea la oxidare a unor carburanți este evaluată prin cantitatea de sedimente formate în timpul oxidării în fază lichidă într-un dispozitiv special timp de 4 ore la 150°C; uleiurile de motor sunt evaluate prin modificarea proprietăților mecanice ale unei pelicule subțiri de ulei localizate. pe o suprafață metalică în contact cu aerul la 260°C.
Activitatea corozivă a uleiurilor este evaluată prin modificarea masei (g/m2) a unei plăci metalice atunci când este expusă la uleiul de testat încălzit la 140°C timp de 50 de ore, al cărui strat este periodic în contact cu oxigenul atmosferic. Proprietățile corozive ale combustibililor sunt de obicei apreciate după prezența sau absența compușilor activi de sulf în ei, care se determină folosind o placă de cupru.
Capacitate de cocsificare- capacitatea unui produs petrolier de a forma un reziduu carbonic (cocs) atunci când produsul petrolier se evaporă într-un dispozitiv standard și în condiții de încălzire strict definite; determinată în principal pentru uleiuri de motor și cilindri, combustibili reziduali grei, 10% reziduuri din distilarea combustibililor diesel, precum și pentru materiile prime ale proceselor catalitice. si termice cracare, producere de cocs de petrol și bitum etc.
Înălțimea flăcării de nefumători caracterizează capacitatea de iluminare și încălzire a produselor petroliere ușoare (kerosen de iluminat, jet și motorină) atunci când sunt arse în lămpi, încălzite. dispozitive etc. Acest indicator depinde de compoziția chimică de grup a produselor petroliere și, mai ales, de conținutul de hidrocarburi aromatice. Proba de testat este arsă într-o lampă specială. structuri și măsurați înălțimea maximă a flăcării de nefumători.
Există, de asemenea, o serie de indicatori care determină proprietățile de consum ale produselor petroliere. Acestea includ, în special, indicatori ai rezistenței la detonare a benzinei (cifra octanică) și inflamabilitatea combustibililor diesel (cifra de cetanie).
Descrierea muncii
PRODUSE PETROLIERE - amestecuri de diferite hidrocarburi gazoase, lichide si solide obtinute din petrol si gaze asociate petrolului. Ele sunt împărțite în următoarele grupuri principale:
-Combustibil
-uleiuri de petrol
- solventi petrolieri
-hidrocarburi solide
Producția și rafinarea petrolului au ocupat timp de două secole un loc semnificativ în economia mondială. Acesta este un subiect important de care mulți oameni sunt interesați. Dar nu toată lumea știe ce domenii și aplicații ale petrolului există. Vom vorbi despre asta în acest articol.
Uleiul este aur negru
Uleiul, ca multe alte substanțe, a devenit cunoscut omului cu multe secole în urmă. Dar petrolul a fost supranumit „aur negru” pentru proprietățile sale neprețuite și capacitatea de a fi procesat. Ca urmare a rafinării petrolului, se obțin multe produse și materiale utile care și-au găsit aplicația în diverse domenii. Ce este această substanță?
Uleiul este un lichid inflamabil cu o structură uleioasă. În natură puteți găsi ulei de diferite culori. Da, în cele mai multe cazuri este un lichid maro închis sau negru, dar poate fi și galben, verde sau chiar alb (așa-numitul „ulei alb”). Această substanță constă din hidrocarburi lichide, elemente de azot, acizi organici și mulți alți compuși chimici.
Sfere și domenii de aplicare a uleiului
Aproape fiecare articol sau produs pe care îl folosim conține produse petroliere. Și pentru a demonstra acest lucru, vom descrie cele mai populare domenii și aplicații ale uleiului.
- Diferite tipuri de combustibil sunt produsul principal al rafinării petrolului. Rafinarea petrolului include multe procese complexe interconectate care produc combustibili lichizi (benzină, motorină, kerosen și păcură) și materii prime pentru prelucrare ulterioară.
- Al doilea loc este ocupat pe bună dreptate de plastic (plastic). În fiecare zi folosim recipiente din plastic, diverse pungi și pungi din plastic. Toate sunt făcute din ulei. Plasticul este foarte convenabil, deoarece ia cu ușurință orice formă și are proprietăți utile pentru producția de articole de uz casnic.
- Țesături sintetice. In momentul de fata exista diferite fibre artificiale (nailon, acrilic, poliester) din care sunt confectionate hainele. Au proprietăți excelente pentru producerea unei game largi de articole de îmbrăcăminte, de la lenjerie intimă la pantofi.
- De asemenea, petrolul este folosit sub forma sa brută, neprocesată, pentru a construi conducte și linii electrice.
- Cauciucuri sintetice. Produsele petroliere servesc drept materii prime pentru producerea acestei substanțe. Ulterior, cauciucul este folosit la fabricarea anvelopelor pentru diferite vehicule.
- Panouri solare. Panourile pe care sunt aplicate fotocelule pentru transformarea energiei solare sunt realizate din produse petroliere.
- Produse alimentare. Ei au învățat să producă proteine sintetice din ulei, care a devenit un înlocuitor mai ieftin pentru proteinele animale. Rășinile de parafină, care sunt, de asemenea, derivate din petrol, sunt folosite pentru a produce gumă de mestecat.
Utilizarea uleiului în medicină și cosmetologie
De asemenea, medicina nu se poate lipsi de ulei. Multe medicamente sunt făcute din hidrocarburi - derivați ai produselor petroliere. Astfel de medicamente includ aspirina, salicilat de fenil, vaselina, streptocid, antibiotice, diverse antiseptice și substanțe antialergice.
Produsele cosmetice (lacuri de unghii, creioane de ochi și de buze, ruj) conțin propilenglicol, minerale și parabeni. Aceste substanțe sunt produse ale rafinării petrolului. De exemplu, rujurile conțin cerezină, parafine lichide și solide, care sunt și produse petroliere. Sunt adăugate pentru a hidrata pielea și pentru a crește durata de valabilitate, dând vâscozitate și consistența dorită produselor cosmetice.
Petrolul este o resursă solicitată în întreaga lume. După cum puteți vedea, este utilizat într-o varietate de domenii, de la industria combustibililor până la industria alimentară. Nu mai este posibil să ne imaginăm viața fără petrol și, cu siguranță, odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, domeniul și domeniul de aplicare al petrolului se vor extinde.
Veți afla pentru ce este folosit uleiul în acest articol.
Unde se foloseste uleiul?
Uleiul este un lichid natural, inflamabil foarte valoros, care și-a găsit aplicația largă într-o varietate de industrii.
Cum este folosit uleiul de oameni?
Uleiul este folosit în primul rând pentru producerea combustibilului lichid. Și anume: benzină, motorină, kerosen de aviație și păcură. Adică pentru tot ceea ce pune mașinile în mișcare.
Răspunzând la întrebarea în ce altă industrie este folosit uleiul, locul al doilea se află producția de plastic. Producția anuală de produse finite depășește 180 de milioane de tone. Te-ai gândit vreodată că frigiderul, corpurile sanitare, cablurile, articolele de papetărie și chiar jucăriile pentru copii au fost făcute prin prelucrarea produselor petroliere? Dar acest lucru este cu adevărat adevărat.
Ce industrii folosesc petrol?
* În medicină. Pe baza produselor petroliere se fac medicamente precum acidul salicilic, aspirina, acidul para-aminosalicilic, agenții antimicrobieni, medicamentele antialergice și chiar antibioticele.
* În cosmetologie și producția de bijuterii. Lacurile de unghii, fardurile de ochi, creioanele pentru sprâncene și ochi, bijuteriile, parfumurile și tot felul de vopsele sunt fabricate din subproduse petroliere.
* În producția de țesături sintetice– acril, nailon, lycra și poliester. Aceasta înseamnă că este foarte posibil ca acum să fii îmbrăcat în lenjerie intimă sau un costum de baie din ulei și să porți pantofi, o geantă și colanti fabricați din acesta.