28.10.2019.
1
NAFTNO-PETROKEMIJSKI
PROIZVODI
Pregled procesa i proizvoda
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije
Zavod za tehnologiju nafte i petrokemiju
Zagreb, Savska cesta 16 / II
Naftni proizvodi se dobivaju njezinom preradom, izdvajanjem pojedinih skupina
sastavnica, prije svega destilacijskih frakcija s vrelištem u užem temperaturnom
području, tzv. destilati ili rafinati, koji se izravno mogu upotrebljavati, ili su sirovine
za niz drugih proizvoda, u tzv. sekundarnim procesima.
Preradba nafte obavlja se u složenim tehnologijskim cjelinama, rafinerijama,
koje se sastoje od većeg broja procesnih jedinica.
PRERADA NAFTE
Procesi prerade nafte mogu se razvrstati u sljedeće skupine:
a) procesi odvajanja (separacijski procesi),
b) procesi pretvorbe (konverzijski procesi),
c) procesi obradbe (procesi čišćenja).
28.10.2019.
2
PROCESI PRERADE NAFTE
I. Primarni: ne mijenja se ni veličina ni struktura molekula
ugljikovodika
To su procesi kojima se naftne sastavnice odvajaju prema fizikalnim svojstvima, bez
strukturnih promjena molekula nazočnih ugljikovodika.
1. Destilacija
a. Atmosferska
b. Vakuum
2. Ostali: apsorpcija, adsorpcija, stripiranje, ekstrakcija
PROCESI PRERADE NAFTE
II. Sekundarni: mijenja se veličina ili tip molekule (procesi
konverzije)
1. Cijepanje većih molekula u manje
a. Toplinsko krekiranje (Koking, Visbreaking)
b. Katalitičko krekiranje (FCC)
c. Hidrokrekiranje
2. Pregradnja molekula
a. Reformiranje (Platforming)
b. Izomerizacija
3. Povećanje molekulske mase
a. Alkilacija
b. Oligomerizacija
4. Obrada vodikom
a. Hidrodesulfurizacija, Hidrodenitrifikacija
b. Zasićenje „ = ” veza (olefini)
28.10.2019.
3
PODJELA RAFINERIJA
1. Jednostavni tip
– Atmosferska destilacija + Reformiranje + Rafinacija
2. Složeni tip
– 1. + Vakuum destilacija + Katalitičko krekiranje
3. Kompleksna rafinerija
– 1. + 2. + Proizvodnja mazivih ulja
4. Petrokemijska rafinerija
– 1. + 2. + 3. + Proizvodnja aromata (BTX)
Alkilacija
Izomerizacija Oligomerizacija
3
naftni plin
mlazno gorivo
dieselsko gorivo
H -obradba2
HDS
H -obradba2
plin
laki benzin
teški benzin
lako plinsko ulje
teško plinsko uljenafta
2
Reformiranje
teško loživo ulje
lako loživo ulje
naftni koks
Mije
šanje
motorni benzin
bazno mazivoulje
Odvajanje
osta
tak
ostatak
parafin
vakuumsko
plinsko ulje
vakuumski
destilat
Koksiranje
Lom viskoznosti
Deasfaltacija
Oksidacija bitumen
Dearomatizacija Deparafinacija
HDSa
FCC b
H-Krekiranje c
SLIKA: Temeljni procesi i proizvodi preradbe nafte:
1 – peć, 2 – atmosferska destilacija, 3 – vakuumska destilacija a hidrodesulfurizacija, b katalitičko krekiranje, c hidrokrekiranje
28.10.2019.
4
PROIZVODI
PR
OC
ES
I P
RIM
AR
NE
PR
ER
AD
E
PR
OC
ES
I S
EK
UN
DA
RN
E P
RE
RA
DE
I D
OR
AD
E
NAFTA
SUHI PLIN
UKAPLJENIPLIN
LAKIBENZIN
TEŠKIBENZIN
PETROLEJ
LAKO PLINSKO
ULJE
TEŠKOPLINSKO
ULJE
OSTATAK
SUHI PLIN
UKAPLJENI NAFTNI PLIN
MOTORNI BENZINI
AVIONSKI BENZINI
TEHNI BENZINIČKI
MLAZNO GORIVO
PETROLEJ
DIESELSKO GORIVO
MAZIVA ULJA
MAZIVE MASTI
PARAFIN
AROMATSKI UGLJIKOVODICI
BITUMEN
LOŽIVO ULJE
NAFTNI KOKS
OTAPALA
SUMPOR
NAFTA
BENZIN KEROZIN DIESEL MOTORNO
ULJE
28.10.2019.
5
SUMPOR
VOSAK
28.10.2019.
6
BUTUMEN ASFALT
Pitch drop
experiment
28.10.2019.
7
TEMELJNI PROIZVODI
MOTORNI BENZINI
• Pogonska goriva za motore s unutarnjim izgaranjem u kojima se
goriva smjesa inicijalno pali električnom iskrom (Otto 1878).
• Složene smjese tekućih ugljikovodika (C5 do C10) s područjem
destilacije Tv = 30 do 200 °C i dodataka .
• Dobivaju se namješavanjem frakcija primarne i sekundarne
prerade nafte (procesi krekiranja, reformiranja, alkilacije,
izomerizacije itd.) i dodataka (aditiva).
Sastavnica Volumni udjel / % OB
1. Primarni benzin*
3 55···75
2. FCC-benzin 36 84···89
3. Reformat-benzin 34 86···96
4. Alkilat-benzin 12 90···95
5. Izomerizat-benzin 5 85···88
6. Polimerizat-benzin 5 90···93
7. Hidrokreking-benzin 2 85···87
8. Koking-benzin 1 60···70
9. MTBE (metil-terc-butil-eter) 2···10 107
TEMELJNI PROIZVODI
MOTORNI BENZINI
- Najvažnije karakteristike: oktanski broj i hlapivost (tlak,
odnosno napon para).
Oktanski broj (OB) - normirani brojčani pokazatelj kakvoće
motornog benzina s obzirom na jednolikost izgaranja
(antidetonatorska vrijednost).
Neujednačeno izgaranje - razlika u brzini oksidacije ugljikovodika,
nejednoliko izgaranje uz neravnomjernu promjenu tlaka i štetne
“udare”, odnosno lupanje motora.
Smjesa sporogorivog n-heptana (OB = 0) i brzo gorivog izooktana
(2,2,4-trimetilpentan) (OB = 100) – određivanje OB benzina.
28.10.2019.
8
TEMELJNI PROIZVODI
MOTORNI BENZINI
Oktanski broj (OB) Određivanje vrijednosti oktanskoga broja provodi se u jednocilindričnim
standardiziranim motorima s promjenljivom kompresijom.
IOB - istraživački oktanski broj, (engl. Research Octan Number, RON)
dobiven mjerenjem pri maloj brzini vrtnje motora (600 o min–1), a vrijednost
dobivena pri velikoj brzini vrtnje motora (900 o min–1), naziva se
MOB - motorni oktanski broj, (engl. Motor Octane Number, MON).
IOB > MOB
Vrijednost OB motornih benzina je u području 90···105.
Razvrstavaju se u regularni, normalni benzin (OB 91) i super, premium benzin
(OB 95 ili 98), ili druge dogovorene podjele.
TEMELJNI PROIZVODI
MOTORNI BENZINI
Oksigenati - povećanje oktanskoga broja benzina.
Neškodljivi kisikovi spojevi, tzv. s velikim vrijednostima OB.
Najpoznatiji metil-terc-butil eter (MTBE, OB = 110) odnosno metanol (OB =
115) ili etanol (OB = 115),
Njihov volumni udjel u benzinu ograničen do
ukupno 2,3 % sadržaja kisika.
Podešavanje vrijednosti OB - podešavanjem kemijskoga sastava,
- dodatcima (aditivima): olovni alkili
Pb(CH3)4 i Pb(C2H5)4 (TEO)
Pb (C H ) Pb + 4 CH CH2 5 4 3 2
.
28.10.2019.
9
TEMELJNI PROIZVODI
MOTORNI BENZINI
Vrijednosti istraživačkog oktanskoga broja (IOB) ugljikovodika
Ugljikovodik IOB
Ugljikovodik IOB
Parafini Aromati
n-Pentan 62 Benzen 99
2-Metilbutan (izopentan) 92 Toluen 124
n-Heksan 26 Etil-benzen 124
2-Metilpentan 83 o-Ksilen 120
2,3-Dimetilbutan 96 m-Ksilen 145
n-Heptan 0 p-Ksilen 146
2,2-Dimetilpentan 89 1-Metil-3-etil-benzen 162
2,2,4-Trimetilpentan (izooktan) 100 1,2,4-Trimetil-benzen 171
Olefini Nafteni
1-Penten 91 Ciklopentan 91
4-Metil-1-penten 96 Cikloheksan 83
3-Okten (trans) 73 Metilcikloheksan 104
TEMELJNI PROIZVODI
MOTORNI BENZINI
Vrijednosti istraživačkog oktanskoga broja (IOB) ugljikovodika
28.10.2019.
10
TEMELJNI PROIZVODI
DIZELSKA GORIVA
• Smjese petrolejske frakcije i frakcije lakog plinskog ulja
(C12 do C25) sa područjem destilacije Tv = 160 – 360 °C.
• Pogonska goriva za motore u kojima se goriva smjesa
samostalno pali u atmosferi vrućeg stlačenog zraka (R. Diesel
1897).
Cetanski broj (CB) - pokazatelj kakvoće, posebice sklonosti zapaljenja. Određuje
se usporedbom izgaranja referentne smjese ugljikovodika:
lako zapaljivi cetan (C16H34) (CB = 100) i teško zapaljivi -metilnaftalen (CB = 0,0).
TEMELJNI PROIZVODI
DIZELSKA GORIVA
Kakvoća dizelskoga goriva je propisana (EN 590):
gustoća 820∙∙∙840 kg m-3,
volumni udjel destilata do 340 oC > 95 vol. %,
sadržaj aromatskih ugljikovodika < 15 %,
sadržaj policikličkih aromatskih ugljikovodika < 2 %,
sadržaj sumporovih spojeva < 10 mg kg-1 (ppm) i
cetanski broj > 51.
Vrijednosti cetanskog broja ugljikovodika
Ugljkovodik CB Ugljikovodik CB
Benzen – 18 n-Oktan 64
Toluen 5 n-Dekan 75
n-Heksil-benzen 26 Cetan 100
n-Nonil-benzen 50 -Metilnaftalen 0
28.10.2019.
11
TEMELJNI PROIZVODI
LOŽIVA ULJA
• Koriste se kao goriva u industriji i domaćinstvima.
• Dobivaju se namiješavanjem plinskih ulja i ostataka primarne i
sekundarne prerade, teškog cikličkog ulja, aromatskog ekstrakta
dobivenog procesom ekstrakcije otapalima, itd.
• Razlikuju se destilacijska loživa ulja odnosno plinska ulja (posebno,
ekstra lako i lako), a nastaju izravno destilacijom, i ostatna loživa
ulja (naftni su destilacijski ostatci).
Destilacijska loživa ulja su manje gustoće i viskoznosti i malog udjela
sumporovih spojeva, a pretežito služe kao goriva za grijanje u
domaćinstvima, školama, športskim dvoranama i drugim javnim
ustanovama, malim industrijskim pećima i sušarama.
Ostatna se loživa ulja razlikuju prema svojstvima: laka, srednja i teška,
a nastaju frakcioniranjem naftnih destilacijskih ostataka.
TEMELJNI PROIZVODI
MAZIVA ULJA
• Složene smjese viših ugljikovodika, dobivenih miješanjem baznog
mineralnog ulja i odgovarajućih dodataka (aditiva) za poboljšanje
određenih svojstava:
- poboljšavala indeksa viskoznosti,
- snižavala (depresanti) stiništa,
- inhibitori oksidacije i korozije,
- detergenti i disperzanti karboniziranih taloga (depozita),
- dodatci koji utječu na podmazivanje sniženjem faktora trenja,
povećanjem čvrstoće mazivog sloja,
- smanjenjem trošenja i dr.
• koriste se za podmazivanje metalnih površina strojeva i uređaja, radi
smanjenja trenja i drugih štetnih posljedica; trošenje tarnih površina,
gubitak energije pri radu i pokretanju strojeva ili uređaja.
28.10.2019.
12
Disperzantni aditivi mazivih ulja
Moderni motori s unutrašnjim izgaranjem rade pri višim temperaturama kako bi
povećali toplinsku učinkovitost, intervali izmjene ulja su duži, količina ulja koja
cirkulira u motoru se smanjuje kako bi se smanjila veličina i težina motora.
Dodatna negativna strana – smanjuje se protok zraka oko motora kao rezultat
bolje aerodinamike.
Disperzantni aditivi mazivih ulja
Motorno ulje degradira tijekom upotrebe zbog oksidacije - dolazi do stvaranja taloga, naslaga, a oni
uzrokuju pad (gubitak) radnog tlaka i povećanu potrošnju ulja. Naslage mogu dovesti do prestanka
protoka ulja i onemogućiti podmazivanje.
Posljedica: povećano trošenje, porast temperature pa čak zatajenje motora.
28.10.2019.
13
Disperzantni aditivi mazivih ulja
Exhaust Gas Recirculation (EGR)
X-engineer.org
Disperzantni aditivi mazivih ulja
28.10.2019.
14
TEMELJNI PROIZVODI
PARAFINSKI VOSAK
Dobiva se deparafinacijom prilikom proizvodnje baznih mineralnih ulja.
Čvrsti parafin, cerezin, vazelin.
TEMELJNI PROIZVODI BITUMEN
- je koloidni sustav asfaltena, visokomolekulnih aromatskih ugljikovodika i
njihovih sumporovih, dušikovih i kisikovih spojeva i niskomolekulnih maltena.
- Proizvodi se oksidacijom vakuum ostataka nafte.
- Koristi se kao cestograđevni, industrijski, modificirani, bitumenske emulzije
(različite vrste izolacija i pokrivanja, elektroindustrija, industrija gume, itd.).
Najvažnija svojstva bitumena su:
viskoznost, indeks viskoznosti, penetracija, mekšište i točka loma.
28.10.2019.
15
TEMELJNI PROIZVODI BITUMEN
Asfalteni
Molecular structure of asphaltene proposed by Speight
Model of asphaltene molecules: a) the “continental” type, and b)
the “archipelago” type
TEMELJNI PROIZVODI KOKS
• Dobiva se procesom koksiranja iz teških sirovina (ostataka vakuum i atm. destilacije, visbreakinga, itd.)
• Dvije vrste:
- igličasti (premium) koks koristi se za izradu elektroda, koje se primjenjuju u proizvodnji aluminija i industriji čelika, a
- spužvasti (regular) koks niže kvalitete koristi se kao gorivo u termoelektranama.
28.10.2019.
16
TEMELJNI PROIZVODI KOKS
CAGR – Compound Annual Growth Rate
PROCESI PRERADE NAFTE
I. Primarni: ne mijenja se ni veličina ni struktura molekula
ugljikovodika
To su procesi kojima se naftne sastavnice odvajaju prema fizikalnim svojstvima, bez
strukturnih promjena molekula nazočnih ugljikovodika.
1. Destilacija
a. Atmosferska
b. Vakuum
2. Ostali: apsorpcija, adsorpcija, stripiranje, ekstrakcija
28.10.2019.
17
DESTILACIJA
1. Primarna = atmosferska = topping
vršna frakcija - plin + laki benzin
teški benzin
petrolej
lako plinsko ulje
teško plinsko ulje
350 - 400 0C
atmosferski ostatak
nafta
ATMOSFERSKA DESTILACIJA Proces destilacije pod atmosferskim tlakom - određuje i ukupni kapacitet
rafinerije.
Destilacijske kolone: do 40 m visine, f : 4 - 6 m.
laki benzin
sirovina(nafta)
ostatak
para
lako pl. ulje
para
teški benzin
teško pl. ulje
peć
str
iper
se
pa
rato
r
plin
pretok
izmjenjivači topline
Prosječni kapacitet 5 Mt/god. U velikim rafinerijama dest.
kolone su povezane paralelno (npr. Shell-Rotterdam - 5 dest.
postrojenja ukupnog kapaciteta 25 Mt/god).
• Zagrijana nafta (oko 350 °C - kod viših temperatura
počinje krekiranje) dozira se na 1/3 donjeg dijela
kolone uz ekspanziju (maks. 30 bara 1 bar) -
naglo isparavanje u “flesh” zoni destilacije.
• Pare odlaze prema vrhu kolone preko plitica - na
svakoj se događa djelomična kondenzacija - teže
komponente odlaze prema dnu kolone - princip
rektifikacije
• Striperi - male frakc. kolone - izdvajanje
komponenata nižeg vrelišta u struji pregrijane
vodene pare.
28.10.2019.
18
Produkti atmosferske destilacije:
Bočne frakcije – sirovine za sekundarne procese prerade ili komponente za namješavanje gotovih proizvoda.
Atmosferski ostatak - sirovina za vakuum destilaciju.
Vrh kolone - odvajanje C1-C2 u sustav plina za loženje.
Kolona za stabilizaciju - razdvajanje frakcija ukapljenog naftnog plina (C3 - C4) i benzina (C5 -150 °C).
Kolona za depentanizaciju – razdvajanje frakcije (C5 -150 °C) - lagani benzin (C5 – 80 °C) + dio teškog benzina (80 - 150 °C).
Frakcija laganog benzina (C5 - 80 °C) – sirovina za proces izomerizacije.
Frakcija 80 - 150 °C + frakcija teškog benzina do 180 °C (bočna) – sirovina za proces katalitičkog reforminga.
ATMOSFERSKA DESTILACIJA
1. frakcija vrha kolone do 150 °C
2. teški benzin (150-180 °C)
3. petrolej (180-220 °C)
4. lako plinsko ulje (220-360 °C)
5. teško plin. ulje (360-420 °C)
6. atmosf. ostatak ( 420 °C)
DESTILACIJA
Zagrijavanje sirovine:
1. Izmjenjivači topline - predgrijavanje. Obično čelični cijevni snopovi u cilindričnom plaštu (nafta se zagrijava do 100 - 200 0C)
2. Cijevne peći (pipe-still).
Zone: konvekcije i radijacije
Goriva: ulje za loženje, rafinerijski plinovi, zemni plin
ulaz
plamenik
izlaz: ~3600C i 30 bara
konvekcijska sekcija, toplina se
prenosi s vrućih plinova izgaranja
radijacijska sekcija, toplina se
prenosi direktno plamenom
cijevi
cijevi O 100-200 mm
Osim zagrijavanja nafte prije atmosferske destilacije – cijevne peći služe i
za zagrijavanje:
- ostataka atmosferske destilacije - vakuum destilacija
- međuprodukata za: termički i katalitički kreking, reforming.
28.10.2019.
19
DESTILACIJA Rektifikacija
• Pare u koloni za destilaciju dolaze u dodir s već
kondenziranim parama (kondenzatom) -
izmjena tvari i energije.
• Parna faza postaje bogatija lakše hlapljivim
komponentama, a tekuća faza teže hlapljivim
komponentama.
• Rektifikacijske kolone - protustrujne kaskade
ravnotežnih stupnjeva odvajanja - na svakom
stupnju (plitici) postiže se ravnoteža, a o njihovu
broju i tipu ovisi djelotvornost razdvajanja.
vršni produkt
zona s
trip
iranja
refluks
sirovina
1
2
3
4
5
6
7
8
9
zona r
ektifikacije
produkt dna
para
destilat
Osnovne značajke kolone:
1. Pretok: dio vršnog produkta koji se nakon kondenzacije vraća u kolonu -
bolji međusobni kontakt parne i tekuće faze - veća oštrina frakcionacije
2. Broj teoretskih plitica: djelotvornost razdvajanja u procesu destilacije
ovisi o broju, razmaku i tipu plitica.
DESTILACIJA
Vrste plitica:
1. Plitice sa “zvonima”
• Na svakoj plitici raspoređena zvona na kojima se ostvaruje kontakt pare i
tekućine. Pare prolaze prema vrhu kolone kroz otvore, preko kojih je zvono
s prorezima. Brana na kraju plitice održava razinu tekućine na plitici - samo
vrh zvona viri iz tekućine. Tekućina preko prelijeva odlazi prema donjem
dijelu kolone.
• Ovakav tip plitica - najčešće u starijim tipovima postrojenja.
• Prednosti - dosta visoka djelotvornost i fleksibilnost s obzirom na promjene
kapaciteta kolone. Nedostatak - visoki troškovi, velika težina plitica.
para
kapljevina
kapljevina
para
28.10.2019.
20
DESTILACIJA
2. Plitice s ventilima
• Danas su češće u uporabi - posebno kod kolona većih kapaciteta.
• Izvedba: ventili su uronjeni u sloj tekućine koja pokriva pliticu. Otvaraju se pod tlakom para koje dolaze s donjeg dijela kolone, a zatvaraju kod pada tlaka - posljedica njihove težine i tlaka kojeg
stvara sloj tekućine iznad ventila.
kapljevina
para
DESTILACIJA
2. Vakuum destilacija (4 – 11 kPa)
laki
srednji
teški
ostatak
vakum ostatak - prizv. bitumena i lož ulja
sirov. za visbreaking i koking
uljni destilati - proizv. mazivih ulja +
sirovina za FCC
atm.
28.10.2019.
21
VAKUUM DESTILACIJA
Dvije temeljne namjene procesa:
1. Dobivaje vakuum destilata kao sirovine za katalitički kreking i
hidrokreking. Proizvod dna - vakuum ostatak - za dobivanje
bitumena ili kao sirovina za toplinske procese prerade: koking i
visbreaking.
2. Dobivanje kvalitetnih uljnih destilata koji su osnova za proizvodnju
mazivih ulja - bočni destilati VD2 (402-412 °C) VD3 (442-533 °C) –
nakon dorade (postupci ekstrakcije) – bazne mineralna ulja.
• Iznad 360 °C - krekiranje produkta atmosferske destilacije – daljnja destilacija
provodi se pri sniženom tlaku, kako bi se snizila temperatura vrelišta - vakuum
destilacija.
• Prije ulaska u vakumsku kolonu atm. ostatak zagrijava se na temp. 350-380 °C.
• Smjesa pare + tekućina ulazi u vakuum kolonu s pliticama (ventili i sl.) uz naglo
isparavanje.
• Tlak na vrhu kolone je ~ 4 kPa . Pri ovim uvjetima pare zauzimaju veći volumen, pa
su kolone većih dimenzija, promjera do 8,5 m, a kolona ima 20 - 25 plitica.
PROCESI KREKIRANJA
1. Toplinsko (termičko) krekiranje
• Krekiranje (cijepanje) ugljikovodika (CH) višeg vrelišta u CH nižeg vrelišta pri povišenim temperaturama.
• Najslabija veza je parafinska C-C veza (298 KJ/mol)
C-C >450°C C. + C
. (lančana reakcija)
Komercijalni procesi:
a) Lom viskoznosti (visbreaking): blaži oblik toplinskog krekiranja
Cilj: smanjenje viskoznosti i točke tečenja dest. ostataka -
poboljšanje kvalitete loživih ulja.
Produkti: plin, benzin, plinsko ulje, ostatak - loživo ulje.
28.10.2019.
22
PROCESI KREKIRANJA
b. Koksiranje: proizvodnja koksa, uz dobivanje manjih prinosa lakših
frakcija
Sirovina: atmosferski i vakuum ostatak + ostatak visbreakinga
Proces:
• Komorno, produženo koksiranje frakcioniranje +
• Koksiranje u fluidiziranom sloju kalcinacija
Proizvodi: plin, benzin, plinsko ulje, koks (20-30 %).
}
PROCESI KREKIRANJA
2. Katalitičko krekiranje (FCC)
• Cilj: krekiranje teških sirovina (vakuum plinsko ulje) u lakše i vrjednije produkte, reakcijama karbokationa u prisutnosti kiselih katalizatora (zeoliti).
Temeljne reakcije karbokationa:
• -cijepanje dugolančanog karbokationa
• izomerizacija
• dehidrogenacija naftena
Procesi:
• u fluidiziranom sloju katalizatora
• u pokretnom sloju katalizatora
Produkti: plin, benzin, cikličko ulje, ostatak
28.10.2019.
23
PROCESI KREKIRANJA
3. Hidrokrekiranje
Reakcije: krekiranje, izomerizacija, hidrogenacija – uklanjanje S i
N – zasićenost produkata, dosta izo parafina i naftena.
Cilj: dobivanje benzina iz plinskih ulja (u dva stupnja)
1. reaktor: hidrogenacija - katalizator: Ni (Co)+Mo/Al2O3
2. reaktor: krekiranje – kiseli katalalizator: zeolit
Frakcionacija: plin, benzin, plinsko ulje, ostatak - recirkulacija
PROCESI PREGRADNJE MOLEKULA
1. Katalitički reforming
Cilj: Benzin niskog O.B. benzin visokog O.B.
Reakcije:
• aromatizacija
• izomerizacija
• hidrokrekiranje
Proces:
Benzin (aromati 10 %, nafteni 30 %, parafini 60 %)
(frakcija: 75 - 190 °C)
Hidrodesulfurizacija (Ni(Co) – Mo / Al2O3)
Reforming: 3 reaktora, Pt + Re/Al2O3 (platforming)
Procesi: 1. s nepokretnim slojem katalizatora
2. s kontinuiranom regeneracijom katalizatora
28.10.2019.
24
PROCESI PREGRADNJE MOLEKULA
2. Izomerizacija
Proces konverzije (blagi reforming ) n – alkana ( pentan, heksan) u
izo – spojeve, zbog povećanja O.B. laganog benzina.
Ugljikovodik: pentan i-pentan heksan 2MP 2,3-DMB
O.B.: 62 92 25 75 103
Procesi:
1. Izomerizacija: C4 i C4 (alkilacija)
2. Izomerizacija: C5, C6 (frakc. laganog benzina C5 - 78 oC)
izomerizat (veći O.B)
PROCESI POVEĆANJA MOL. MASE
1. Alkilacija
Dobivanje i – alkana (alkilata) iz ugljikovodika u frakciji plina -
benzin najbolje kakvoće (bez aromata, O.B/ 92-96)
i – butan + olefin (etilen, propen, n-buten) izo – alkani
(izomeri heptana i oktana)
2. Oligomerizacija (Polimerizacija)
Sirovina: plinska frakc. (topl. krek. + FCC) benzin visokog O.B.
propen, buten C8, C12, C16 - alkeni
28.10.2019.
25
PROCESI OBRADE VODIKOM
• Procesi blage hidrogenacije uz potrošnju ~ 20 m3 H2 / m3 sirovine.
• Katalizator: (Ni(Co) – Mo / Al2O3)
1. Hidrodesulfurizacija RSH + H2 RH + H2S
R – S – R +2H2 2RH + H2S
2. Hidrodenitrifikacija
+ 5H2 pentan + NH3
3. Hidrodeoksigenacija R– COOH + 3H2 RCH3 + 2H2O
4. Hidrogenacija
C = C veza R CH = CH2 R CH2 – CH3
N
H2
OSTALI PROCESI OBRADE
1. Odvajanje S spojeva iz frakcije plina i lakog benzina:
• Merox proces: uklanja H2S, a merkaptane oksidacijom prevodi u
disulfide
1. Plin H2S + niskomolekularni merkaptani (tioli)
H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O
sol topiva u vodi
– Nakon odvajanja H2S plin odlazi na ekstrakciju merkaptana
sa NaOH
2. Laki benzin visokomolekularni merkaptani – nakon kolone za
ekstrakciju – dodatna rafinacija – slađenje
merkaptani u disulfide uz dodavanje zraka
NaOH
4 R – SH + O2 2R – S – S – R + 2H2O
alkil-merkaptan nekorozivni
28.10.2019.
26
OSTALI PROCESI OBRADE
2. Uklanjanje ugljikovodika (nepovoljan utjecaj na određena svojstva
produkata):
• Rafinacija otapalima (solventna ekstrakcija)
– Temelji se na razlici topljivosti pojedinih tipova ugljikovodika u
nekom otapalu.
– Miješanjem otapala s uljnom komponentom nastaju dvije faze:
1. uljna + malo otapala - rafinat
2. otapalo + CH koji se želi ukloniti – ekstrakt
– U praksi - često se koristi višestupnjevita protustrujna ekstrakcija
(kolone sa punilima, ventilima i sl.).
a. Deasfaltacija: uklanjanje asfalta i parafinskih voskova iz vakuum
destilata za proizvodnju baznih mazivnih ulja - poboljšavaju se
svojstva uljne komponente (viskoznost, točka tečenja, itd.)
OSTALI PROCESI OBRADE
b. Odvajanje aromata iz vakuum destilata za proizvodnju baznih
mazivih ulja - motorna ulja.
Aromati smanjuju indeks viskoznosti.
c. Odvajanje aromata iz petroleja – stvaraju čađu kod sagorijevanja
petroleja.