Детская энциклопедия

Меню сайта











Новая жизнь нефти

Что такое нефть?

Теплотехник на этот вопрос ответит: пре­красное, высококалорийное топливо.

- Нет! — возразит химик.— Это ценнейшее сырье для получения множества химических веществ. Нефть — сложная смесь жидких угле­водородов, в которых растворены газообразные и некоторые другие вещества. Частый спутник нефти — нефтяной газ.

Чтобы только перечислить все продукты, которые химики получают теперь из нефти, потребуется не одна страница этой книги: коли­чество их достигает многих сотен!

Посмотрите на изображенное здесь необыч­ное дерево — «дерево нефти». Вы видите, какое оно ветвистое. Недаром еще Д. И. Менделеев говорил, что топить печь нефтью — это все равно что топить ее деньгами.

Как же получают все эти ценные продукты?

Вот один из способов — перегонка. Сущ­ность ее состоит в том, что нефть разделяют нагреванием на различные группы углеводо­родов — фракции. В каждую фракцию входят углеводороды, близкие друг другу по темпера­туре кипения. Первая фракция — это бензин, в нее входят наиболее летучие углеводороды. Затем идут лигроин, керосин, газойль, соляр, смазочные масла и масла специального назна­чения. Последняя фракция — мазут и гудрон.

В наше время перегонку нефти производят на трубчатых установках. Такая установка (она изображена на рис.) состоит из двух частей трубчатой печи, в которой нефть нагревается, и рек­тификационной колонны для разделения нефти на отдельные продукты.

Трубчатая печь выложена внутри огнеупор­ным кирпичом. В ней много соединенных между собой стальных труб; общая длина их дости­гает 1—2 км. Печь обогревается горящим мазу­том. Через трубопровод непрерывно с по­мощью насоса подается подогретая нефть. В трубопроводе она нагревается до 300—325° и в виде смеси жидкости и пара поступает в ректификационную колонну. Высота ее — как у десятиэтажного дома. Внутри этой колон­ны имеется несколько десятков (до 40) спе­циальных устройств — тарелок. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх, про­ходя через трубочки в тарелках, и, постепенно охлаждаясь, сжижаются.

Самые тяжелые углеводороды, кипящие при температуре выше 300°, собираются внизу.

Это мазут. Несколько выше, на первых тарелочках, превращаются в жидкость пары тех углеводородов, которые кипят при темпе­ратуре около 300°; они образуют соляровое масло. Более летучие углеводороды — кипящие при 200—250° — собираются еще выше и обра­зуют керосин. Из самого верха ректификацион­ной колонны получают бензин.

Такая установка работает непрерывно: в печь поступают все новые и новые порции нефти, а из колонны забирают получаемые на тарелках нефтепродукты. Они выводятся по специальным трубопроводам и идут на даль­нейшую переработку.

Из мазута дополнительной перегонкой полу­чают различные смазочные масла. Остается гудрон, идущий на асфальтирование дорог. Из некоторых сортов нефти выделяют парафин и вазелин.

Кроме перегонки, существуют также хими­ческие методы переработки нефти — крекинг (т. е. расщепление), пиролиз (разложение при высокой температуре) и др. Это очень выгодные способы. Перегонкой нельзя, например, полу­чить бензина больше, чем его содержится в сыром продукте (содержится его в среднем до 10%). А если применить химический способ, выход бензина из нефти возрастает в 2—3 раза.

И при крекинге, и при пиролизе нефть или одна из ее фракций перегоняется при тем­пературе, когда отдельные углеводороды раз­лагаются. Это дает возможность получать из тяжелых углеводородов более легкие. Напри­мер, нагревая мазут до температуры 400—500° и повысив давление до не­скольких десятков атмос­фер, можно получить из него бензин и керосин. Другими словами, при этом происходит распад моле­кул: тяжелые и сложные молекулы углеводородов, входящих в состав мазута, расщепляются на более легкие и менее сложные.

Существует несколько способов крекинга нефти и нефтепродуктов. Уста­новка для крекинга состоит из трубчатой печи, реактора, в котором расщепляются моле­кулы, колонны, где разделяются продук­ты расщепления, и насосов. Внешне такая установка похожа на трубчатые установки для перегонки нефти.

Часто крекинг-процесс ведут в присутствии катализаторов. При каталитическом кре­кинге из солярового масла, например, полу­чают до 80% высококачественного бензина и ке­росина. Причем если крекинг без катализатора ведется при очень высоком давлении — в 40— 50 атм (такой процесс называют термиче­ским крекингом), то при каталитическом крекинге достаточно всего 1 атм.

Разновидность крекинга представляет собой по существу и пиролиз. Это то же расщепление, но протекает оно при более высоких темпера­турах (600—800°) и почти при атмосферном дав­лении. В процессе пиролиза некоторые тяжелые углеводороды превращаются в аромати­ческие — бензол, толуол, ксилол и др.; кроме них, здесь получают нафталин, легко высыхаю­щие масла, подобные растительной олифе, и другие продукты. Сырьем служат преимущест­венно керосин и газойль.

Кроме того, как при пиролизе, так и при крекинге образуются легкие газообразные угле­водороды. Вещества, получающиеся при этих химических способах переработки нефти, час­тично могут распадаться далее. Так, октан распадается на бутан и бутилен, а бутан в свою очередь — на этан и этилен.

Для получения высококачественного бен­зина применяется метод риформинга. При этом методе молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем при каталитическом риформинге служит бензино-лигроиновая фракция нефти. Нагретая до 440— 520° в трубчатой печи, она под давлением по­дается в реакционную камеру, где находится катализатор. Отсюда продукты реакции посту­пают в ректификационную колонну, где они и разделяются.

Современные нефтеперерабатывающие заво­ды оснащены множеством автоматически дей­ствующих приборов и установок. Автоматы следят здесь и за давлением, и за температурой, и за уровнем жидкости в закрытых сосудах... Существуют заводы, где уже все управление процессами переработки «черного золота» пе­редано в руки «умных» машин. Человеку осталось там только наблюдение и наладка машин.

Газы крекинга и пиролиза служат теперь неисчерпаемым источником сырья. Из продуктов переработки нефти химики производят в на­стоящее время наиболее ценные виды синтети­ческих волокон: капрон, лавсан и др.

Углеводород пропилен составляет 1/5 часть газов крекинга. Из него получают очень важ­ный для промышленности продукт — ацетон, который используется при производстве цел­лулоида, искусственного шелка, глицерина, бездымного пороха, медицинских препаратов. Другой углеводород — продукт крекинга, бу­тилен — идет на изготовление искусственного каучука и пластмасс.

При выкачивании из земли нефти вместе с каждой ее тонной выделяется несколько тысяч кубических метров попутных углеводородных газов. Они содержат этан, пропан, бутан, ко­торые легко можно превратить в этилен, пропилен и бутилен. Полное их использование в качестве сырья современной химической про­мышленности — задача большой экономической важности.

В настоящее время нефтехимия дает почти четверть всей химической продукции. Так в наши дни началась новая жизнь «черного золо­та». Это ценнейшее природное ископаемое рас­крыло перед человеком все свои изумительные возможности «химического перевоплощения». Нефть — это синтетические каучуки и пластиче­ские массы, лекарства и ростовые вещества, ис­кусственная кожа и искусственная шерсть. Мате­риалы, получаемые из «черного золота», заме­няют медь и стекло, камень и сталь, хлопок и шерсть... Всего производных нефти насчиты­вают уже около 3 тысяч.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016