|
Меню сайта
Статистика
|
Новая жизнь нефтиНовая жизнь нефтиЧто 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.
|
ПОИСК
Block title
|
