Yağ Arıtma Nasıl Çalışır?

{h1}

Tehlikelere rağmen, petrol rafinerileri mevcut haliyle toplum için gereklidir. Ham petrolün bütandan benzine herşeye nasıl dönüştüğünü öğrenin.

-I-n filmleri ve televizyon şovları - Dev, Oklahoma Crude, Mahşer, Beverly Hillbillies - zeminden fışkıran kalın siyah ham petrol veya sondaj platformunun görüntülerini gördük.

Fakat benzininizi -car'ınız için pompaladığınızda, muhtemelen bunun net olduğunu fark ettiniz.

Ve boya, plastik, ısıtma yağı, jet yakıtı, gazyağı, sentetik lifler ve lastikler de dahil olmak üzere yağdan gelen diğer birçok ürün var.

Ham petrol ile başlayıp benzinle ve diğer tüm ürünlerle nasıl sonuçlanabilir?

Bu makalede, bu farklı şeylerin tümünü üretmek için ham petrolün rafine edilmesinde yer alan kimya ve teknolojiyi inceleyeceğiz.

Ham petrol

-Ham petrol "işlenmemiş" petrolün terimidir, topraktan çıkan maddeler. Olarak da bilinir petrol. Ham petrol bir fosil yakıtyani milyonlarca yıl önce antik denizlerde yaşayan bitki ve hayvanların çürümesinden doğal olarak yapıldığı anlamına gelir - çoğu zaman ham petrol bulabileceğiniz yerler deniz yataklarıydı. Ham yağlar renk olarak değişiraçıktan tar-black'e, ve viskozitedesudan neredeyse katıya.

Ham yağlar, birçok farklı madde için yararlı bir başlangıç ​​noktasıdır çünkü içerdikleri hidrokarbonlar. Hidrokarbonlar, hidrojen ve karbon içeren moleküllerdir ve düz zincirlerden dallanmış zincirlere ve halkalara kadar çeşitli uzunluklarda ve yapılarda bulunurlar.

Hidrokarbonları kimyagerler için heyecanlandıran iki şey var:

  • Hidrokarbonlar çok miktarda içerir enerji. Benzin, dizel yakıt, parafin mumu gibi ham petrolden elde edilen şeylerin çoğu bu enerjiden faydalanır.
  • Hidrokarbonlar birçok farklı şekil alabilir. En küçük hidrokarbon metan (CH4), havadan daha hafif olan bir gazdır. 5 veya daha fazla karbon içeren daha uzun zincirler sıvıdır. Çok uzun zincirler balmumu veya katran gibi katı maddelerdir. Hidrokarbon zincirlerini kimyasal olarak çapraz bağlayarak, tupperware'de sentetik kauçuktan naylona kadar her şeyi plastikten alabilirsiniz. Hidrokarbon zincirleri çok yönlüdür!

Ana sınıfları ham yağlarda hidrokarbonlar Dahil etmek:

  • Parafinler Genel formül: Cn'H2n + 2 (n, 1 ila 20 arasında bir tam sayıdır) düz veya dallı zincirli moleküller, molekül örneklerine bağlı olarak oda sıcaklığında gazlar veya sıvılar olabilir: metan, etan, propan, bütan, izobütan, pentan, heksan
  • Aromatik Genel formül: C6'H5 - Y (Y, benzen halkasına bağlanan daha uzun, düz bir moleküldür) halka yapıları bir veya daha fazla halka ile birlikte altı karbon atomu içerir, karbonlar arasında alternatif çift ve tek bağlar ile tipik sıvılar şunlardır: benzen, naftalen
  • Napthenes veya sikloalkanlar Genel formül: Cn'H2n (n, 1 ila 20 arasında bir tam sayıdır) halka yapıları bir veya daha fazla halka içeren halkalar, sadece karbon atomları arasındaki tek bağlar, tipik olarak oda sıcaklığında sıvılar içerir: sikloheksan, metil siklopentan
  • Diğer hidrokarbonlar Alkenler Genel formül: Cn'H2n (n, 1 ila 20 arasında bir tam sayıdır), bir karbon-karbon çift bağ içeren doğrusal veya dallı zincirli moleküller sıvı veya gaz olabilir: etilen, büten, izobüten dienler ve Alkinler Genel formül: Cn'H2-n-2 (n, 1'den 20'ye kadar bir tam sayıdır) iki karbon-karbon çift bağ içeren doğrusal veya dallanmış zincirli moleküller sıvı veya gaz olabilir: asetilen, bütadienler

-Bu tür hidrokarbon yapılarının örneklerini görmek için OSHA Teknik El Kitabına ve Petrol Rafinajı ile ilgili bu sayfaya bakınız.

Şimdi ham petrolde ne olduğunu biliyoruz, bundan ne yapabileceğimizi görelim.

Ham Petrol Bileşenleri

Ortalama olarak, ham yağlar aşağıdaki elementlerden veya bileşiklerden yapılır:

  • Karbon - 84%
  • Hidrojen - 14%
  • Sülfür -% 1 ila% 3 (hidrojen sülfür, sülfürler, disülfürler, element kükürt)
  • Azot -% 1'den az (amin gruplarına sahip bazik bileşikler)
  • Oksijen -% 1'den az (karbon dioksit, fenoller, ketonlar, karboksilik asitler gibi organik bileşiklerde bulunur)
  • madenler -% 1'den az (nikel, demir, vanadyum, bakır, arsenik)
  • tuzlar -% 1'den az (sodyum klorür, magnezyum klorür, kalsiyum klorür)

Ham Petrol'den

Bu içerik bu cihazda uyumlu değil.

Yağ arıtma prosesi, bir fraksiyonel damıtma kolonu ile başlar.

Ham petrol ile ilgili problem, hepsi birbirine karışmış yüzlerce farklı hidrokarbon türü içermesidir. Faydalı bir şey elde etmek için farklı hidrokarbon türlerini ayırmanız gerekir. Neyse ki, şeyleri ayırmanın kolay bir yolu var. petrol arıtma hepsi hakında.

Farklı hidrokarbon zincir uzunluklarının hepsi, giderek daha yüksek kaynama noktalarına sahiptir, böylece hepsi damıtma ile ayrılabilirler. Petrol rafinerisinde bu gerçekleşir - sürecin bir bölümünde ham petrol ısıtılır ve farklı zincirler buharlaşma sıcaklıklarından çıkarılır.Her bir farklı zincir uzunluğu, onu farklı bir şekilde yararlı kılan farklı bir özelliğe sahiptir.

Ham petrolün çeşitliliğini anlamak ve ham petrolün rafine edilmesinin toplumumuzda neden bu kadar önemli olduğunu anlamak için, ham petrolden gelen aşağıdaki ürünlerin listesini inceleyin:

Petrol gazı - Isıtma, pişirme, plastik yapımında kullanılır

  • küçük alkanlar (1-4 karbon atomu)
  • metan, etan, propan, bütan isimleriyle bilinen
  • kaynama aralığı = 104 dereceden az Fahrenheit / 40 santigrat derece
  • Genellikle LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) oluşturmak için basınç altında sıvılaştırılır.

neft veya ligroindir - Benzin yapmak için daha fazla işlenecek ara ürün

  • 5 ila 9 karbon atom alkanın karışımı
  • kaynama aralığı = 140 ila 212 derece Fahrenheit / 60 ila 100 derece Santigrat

Benzin - motor yakıtı

  • sıvı
  • alkanlar ve sikloalkanların karışımı (5 ila 12 karbon atomu)
  • kaynama aralığı = 104 ila 401 derece Fahrenheit / 40 ila 205 derece Santigrat

gazyağı - jet motorları ve traktörler için yakıt; diğer ürünleri yapmak için başlangıç ​​malzemesi

  • sıvı
  • Alkanların (10 ila 18 karbon) ve aromatiklerin karışımı
  • kaynama aralığı = 350 ila 617 derece Fahrenheit / 175 ila 325 santigrat derece

Gaz yağı veya Dizel distilat - Dizel yakıt ve ısıtma yağı için kullanılır; diğer ürünleri yapmak için başlangıç ​​malzemesi

  • sıvı
  • 12 veya daha fazla karbon atomu içeren alkanlar
  • kaynama aralığı = 482 ila 662 derece Fahrenheit / 250 ila 350 santigrat derece

Kayganlaştırıcı yağ - Motor yağı, gres yağı ve diğer yağlayıcılar için kullanılır

  • sıvı
  • uzun zincirli (20 ila 50 karbon atomu) alkanlar, sikloalkanlar, aromatikler
  • kaynama aralığı = 572 ila 700 derece Fahrenheit / 300 ila 370 santigrat derece

Ağır gaz veya Akaryakıt - endüstriyel yakıt için kullanılır; diğer ürünleri yapmak için başlangıç ​​malzemesi

  • sıvı
  • uzun zincirli (20 ila 70 karbon atomu) alkanlar, sikloalkanlar, aromatikler
  • kaynama aralığı = 700 ila 1112 derece Fahrenheit / 370 ila 600 derece Santigrat

Yüzeyde kalan - kok, asfalt, katran, balmumu; diğer ürünleri yapmak için başlangıç ​​malzemesi

  • katı
  • 70 veya daha fazla karbon atomuna sahip çoklu halkalı bileşikler
  • kaynama aralığı = 1112 derece Fahrenheit / 600 santigrat derece daha büyük

Bu ürünlerin hepsinin farklı boy ve kaynama aralıklarına sahip olduğunu fark etmiş olabilirsiniz. Kimyacılar petrol rafine ederken bu özelliklerden yararlanırlar. Bu büyüleyici sürecin ayrıntılarını öğrenmek için sonraki bölüme bakın.

Sınav Köşesi

Petrol ve yağ üretimi konusundaki bilginizi -Oil Shale Quiz ile test edin.

Arıtma Süreci

Alacakaranlıkta petrol rafinerisi

Alacakaranlıkta petrol rafinerisi

Daha önce de belirtildiği gibi, bir ham petrol varilinde her türlü hidrokarbonun bir karışımı vardır. Yağ arıtma, her şeyi faydalı maddelere ayırır. Kimyagerler aşağıdaki adımları kullanırlar:

  1. Nesneleri çeşitli bileşenlere ayırmanın en eski ve en yaygın yolu ( fraksiyonlar), kaynama sıcaklığında farklılıkları kullanarak yapmaktır. Bu süreç denir kademeli damıtma. Temel olarak ham petrolü ısıtın, buharlaşmasına izin verin ve daha sonra buğuyu yoğunlaştırın.
  2. Daha yeni teknikler Kimyasal işleme Bazı kesimleri başkaları yapmak için bir süreçte dönüştürme. Örneğin, kimyasal işleme, daha uzun zincirleri daha kısa olanlara bölebilir. Bu, bir rafinerinin, benzin talebine bağlı olarak dizel yakıtını benzine çevirmesine izin verir.
  3. Rafineriler gerekir tedavi etmek kirleri çıkarmak için fraksiyonlar.
  4. Rafineriler birleştirmek İstenen ürünleri yapmak için çeşitli fraksiyonları (işlenmiş, işlenmemiş) karışımlara ayırır. Örneğin, farklı zincir karışımları farklı oktan derecelerine sahip gazolinler oluşturabilir.

Ürünler, benzin istasyonları, havaalanları ve kimyasal tesisler gibi çeşitli pazarlara ulaştırılıncaya kadar yerinde depolanır. Petrol bazlı ürünlerin yapılmasına ek olarak, rafineriler hava ve su kirliliğini en aza indirgemek için süreçlere dahil olan atıkları da işlemelidir.

Bir sonraki bölümde ham petrolü bileşenlerine nasıl ayırdığımızı ele alacağız.

Kademeli damıtma

Bir petrol rafinerisinde damıtma sütunları

Bir petrol rafinerisinde damıtma sütunları

Ham petrolün çeşitli bileşenleri farklı boyutlara, ağırlığa ve kaynama sıcaklıklarına sahiptir; Yani, ilk adım bu bileşenleri ayırmaktır. Farklı kaynama sıcaklıklarına sahip olduklarından, kolayca adlandırılan bir süreçle kolayca ayrılabilirler. kademeli damıtma. Fraksiyonel damıtma adımları aşağıdaki gibidir:

  1. Sen sıcaklık farklı kaynama noktalarına sahip iki veya daha fazla maddenin (sıvıların) yüksek bir sıcaklığa karışması. Isıtma genellikle yaklaşık 1112 derece Fahrenheit / 600 santigrat derece sıcaklıklara kadar yüksek basınçlı buhar ile yapılır.
  2. Karışım kaynarbuhar oluşturmak (gazlar); çoğu madde buhar fazına girer.
  3. buhar uzun bir sütunun altına girer (fraksiyonel damıtma kolonu) Bu tepsi veya tabak ile doldurulur. Tepsilerin içinde buharın geçmesine izin vermek için birçok delik veya kabarcık başlığı (bir soda şişesinde gevşek bir kapak gibi) vardır. Kolondaki buhar ve sıvılar arasındaki temas süresini arttırır ve kolonda çeşitli yüksekliklerde oluşan sıvıların toplanmasına yardımcı olurlar. Sütun boyunca bir sıcaklık farkı vardır (altta sıcak, üstte serin).
  4. buhar yükselir sütunta.
  5. Buhar kolondaki tepsilerden geçerken, soğur.
  6. Buhardaki bir madde, kolonun sıcaklığının o maddenin kaynama noktasına eşit olduğu bir yüksekliğe ulaştığında, yoğunlaştırmak bir sıvı oluşturmak için. (En düşük kaynama noktasına sahip madde, kolondaki en yüksek noktada yoğunlaşacaktır, daha yüksek kaynama noktalı maddeler, kolonda daha az yoğunlaşacaktır.).
  7. Tepsiler toplamak çeşitli sıvı fraksiyonları.
  8. Toplanan sıvı fraksiyonlar, daha fazla serinletici kondenserlere geçebilir ve daha sonra depolama tanklarına gidebilir veya başka kimyasal işleme için başka alanlara gidebilirler.

Fraksiyonel damıtma, bir kaynama karışımının kaynama noktalarındaki dar farkları ayırmak için yararlıdır ve rafinasyon işleminin en önemli adımıdır.

Bu içerik bu cihazda uyumlu değil.

Yağ arıtma prosesi, bir fraksiyonel damıtma kolonu ile başlar. Sağ tarafta, bir sonraki bölümde açıklanan çeşitli kimyasal işlemcileri görebilirsiniz.

Bileşenlerin çok azı piyasaya hazır fraksiyonel damıtma kolonundan çıkar. Birçoğu diğer fraksiyonları yapmak için kimyasal olarak işlenmelidir. Örneğin, damıtılmış ham petrolün sadece% 40'ı benzindir; Bununla birlikte, benzin petrol şirketleri tarafından yapılan başlıca ürünlerden biridir. Büyük miktarlarda ham petrolün sürekli olarak damıtılmasından ziyade, petrol şirketleri damıtma kolonundan diğer bazı fraksiyonları kimyasal olarak işleyerek benzini yaparlar; Bu işlem, her bir varil ham petrolünden elde edilen verimi arttırır.

Bir sonraki bölümde, bir fraksiyonu kimyasal olarak nasıl işlediğimize bakacağız.

Kimyasal işleme

Çatlama, büyük zincirleri daha küçük zincirlere ayırır.

Çatlama, büyük zincirleri daha küçük zincirlere ayırır.

Üç kesriden birini kullanarak bir kesiri diğerine değiştirebilirsiniz:

  • büyük hidrokarbonları daha küçük parçalara ayırmakçatlama)
  • daha küçük parçaları birleştirmek için daha küçük parçaları birleştirmekbirleşme)
  • İstenen hidrokarbonları yapmak için çeşitli parçaları yeniden düzenler (değişiklik)

çatlama

Çatlama, büyük hidrokarbonları alır ve bunları daha küçük olanlara ayırır.

Birkaç çeşit çatlama vardır:

  • termal - Büyük hidrokarbonları parçalara ayrılana kadar yüksek sıcaklıklarda (bazen yüksek basınçlar da) ısıtıyorsunuz. buhar - Yüksek sıcaklıkta buhar (1500 derece Fahrenheit / 816 santigrat derece), etan, bütan ve naftayı kimyasalları üretmek için kullanılan etilen ve benzene ayırmak için kullanılır. kuvvet kırıcı - damıtma kulesinden kalan ısı (900 derece Fahrenheit / 482 santigrat derece) ısıtılır, gaz yağı ile soğutulur ve bir damıtma kulesinde hızlı bir şekilde yanar (yanıp söner). Bu işlem, ağır yağların viskozitesini azaltır ve katran üretir. kok - damıtma kulesinden kalan kalıntı, ağır yağ, benzin ve naftaya girinceye kadar 900 derece Fahrenheit / 482 santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklara ısıtılır. İşlem bittiğinde, ağır, neredeyse saf bir karbon kalıntısı kalmaktadır (kok); Kok kokuculardan temizlenir ve satılır. Katalitik çatlama veya yeniden biçimlendirmede kullanılan fotoğraf nezaket Phillips Petrol Şirketi Katalizörleri
  • Katalitik - çatlama reaksiyonunu hızlandırmak için bir katalizör kullanır. Katalizörler arasında zeolit, alüminyum hidrosilikat, boksit ve silika-alümina bulunur. sıvı katalitik çatlama - Sıcak, sıvı bir katalizör (1000 derece Fahrenheit / 538 santigrat derece), dizel yağlara ve benzine ağır gaz yağını çatlar. hydrocracking - sıvı katalitik çatlamaya benzer, ancak farklı bir katalizör, daha düşük sıcaklıklar, daha yüksek basınç ve hidrojen gazı kullanır. Ağır yağ alır ve benzin ve gazyağı (jet yakıtı) içine girer.

Çeşitli hidrokarbonlar daha küçük hidrokarbonlara ayrıldıktan sonra, ürünler bunları ayırmak için başka bir fraksiyonel damıtma kolonundan geçer.

birleşme

Bazen, daha büyük olanları yapmak için daha küçük hidrokarbonları birleştirmeniz gerekir - bu süreç denir birleşme. Ana birleşme süreci denir katalitik reform ve düşük ağırlıktaki naftayı, kimyasal yapımında ve benzini karıştırmak için kullanılan aromatiklere birleştirmek için bir katalizör (platin, platin-renyum karışımı) kullanır. Bu reaksiyonun önemli bir yan ürünü hidrojen gazıdır, bu da ya hidrokraking için kullanılır ya da satılır.

Yağ Arıtma Nasıl Çalışır?: arıtma

Bir reformcu zincirleri birleştirir.

değişiklik

Bazen, bir kesirdeki moleküllerin yapıları, bir diğerini üretmek üzere yeniden düzenlenir. Genellikle, bu denilen bir işlem kullanılarak yapılır alkilasyonu. Alkilasyonda, propilen ve bütilen gibi düşük moleküler ağırlıklı bileşikler, hidroflorik asit veya sülfürik asit gibi bir katalizörün varlığında karıştırılır (birçok petrol ürününden kirliliklerin uzaklaştırılmasından elde edilen bir yan ürün). Alkilasyon ürünleri yüksek oktanlı hidrokarbonlarazaltmak için benzin karışımlarında kullanılan vurma (Ayrıntılar için "oktan ne demektir?").

Yağ Arıtma Nasıl Çalışır?: veya

Düzenleme Zincirleri

Şimdi çeşitli fraksiyonların nasıl değiştiğini gördük, fraksiyonların ticari ürünler yapmak için nasıl işlendiğini ve harmanlandığını tartışacağız.

Yağ Arıtma Nasıl Çalışır?: arıtma

Bir petrol rafinerisi tüm bu birimlerin birleşimidir.

Kesirleri İşleme ve Harmanlama

Rafine edilmiş petrol fraksiyonlarından üretilen plastikler

Rafine edilmiş petrol fraksiyonlarından üretilen plastikler

Damıtılmış ve kimyasal olarak işlenmiş fraksiyonlar, kükürt, azot, oksijen, su, çözünmüş metaller ve inorganik tuzlar içeren organik bileşikler gibi safsızlıkları gidermek üzere işlenir. Tedavi genellikle fraksiyonları aşağıdakiler aracılığıyla geçirerek yapılır:

  • bir sülfürik asit kolonu - doymamış hidrokarbonları (karbon-karbon çift bağları olanları), azot bileşiklerini, oksijen bileşiklerini ve kalıntı katıları (katran, asfalt) giderir
  • suyu çıkarmak için kurutma ajanları ile doldurulmuş bir emme sütunu
  • kükürt ve sülfür bileşiklerini uzaklaştırmak için sülfür muamelesi ve hidrojen-sülfür yıkayıcılar

Fraksiyonlar tedavi edildikten sonra soğutulur ve daha sonra çeşitli ürünler yapmak için birlikte karıştırılır:

  • Katkı maddeleri ile veya katkısız çeşitli kaliteler
  • çeşitli ağırlıklara ve kalitedeki yağlama yağları (ör., 10W-40, 5W-30)
  • çeşitli çeşitli derecelerde kerosen
  • Jet yakıtı
  • dizel yakıt
  • kalorifer yakıtı
  • plastikler ve diğer polimerler yapmak için çeşitli kalitelerden kimyasallar

Petrol rafineri ve petrol kimyasının büyüleyici dünyası hakkında daha fazla bilgi için, bir sonraki sayfadaki linkleri kontrol edin.


Video Takviyesi: Motor Temizleme Katkısı İle Yağ Değişimi Öncesi Motor İçi Temizliği Yapıyoruz.




Araştırma


Iki Güneş Ile Dünya Nasıl Olmalı?
Iki Güneş Ile Dünya Nasıl Olmalı?

Dev Sequoias Ve Redwoods: En Büyük Ve En Uzun Ağaçlar
Dev Sequoias Ve Redwoods: En Büyük Ve En Uzun Ağaçlar

Bilim Haberleri


Neden Tatlı Hayatı Seviyoruz
Neden Tatlı Hayatı Seviyoruz

Güç Üretmek Için Koşulan Yanardağların Enerjisi
Güç Üretmek Için Koşulan Yanardağların Enerjisi

Astronotlar Uzaydaki Banyoya Nasıl Gidiyor?
Astronotlar Uzaydaki Banyoya Nasıl Gidiyor?

Kanada'Da Ilaç Aşırı Doz Kümesi Opioid-Laced Cocaine Bağlı
Kanada'Da Ilaç Aşırı Doz Kümesi Opioid-Laced Cocaine Bağlı

Çocukların Zihinsel Sayı Çizgileri Matematik Belleğini Gösterir
Çocukların Zihinsel Sayı Çizgileri Matematik Belleğini Gösterir


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com