Финансовый кризис демонстрирует неприятную ситуацию: цены на нефть падают, но стоимость бензина увеличивается. Создание не требует собственного завода со сложными механизмами и специальных знаний - процесс производства бензина достаточно простой.
Как делают бензин в промышленности
Топливо для автомобилей вырабатывается из нефти, которая, в свою очередь, состоит из двух компонентов:
- Углерод - содержание около 85%;
- Водород - содержание около 15%.
Два необходимых компонента тесно связаны между собой. Они соединяются на молекулярном уровне, образуя углеводород. От количества одного из двух компонентов, а также сложности состава зависит категория жидкости.
Бензин из нефти добывают двумя способами - прямой перегонкой или крекингом. Второй процесс является более популярным, равно как и технологически совершенным, поэтому используется в промышленности.
Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти
Один баррель содержит 159 литров. При переработке этого объёма количество нефти увеличивается до 168 литров, из чего можно произвести:
- 102 литра бензиновой смеси;
- 30 л дизельной;
- 25 л авиационного топлива;
- 11 л нефтезаводского газа, получаемого после перегонки;
- 10 л нефтяного кокса - вторичный продукт;
- 5,6 л мазута, который используется для отопления дома или питания кораблей, локомотивов и генераторов;
- 4,5 л сжиженного газа;
- Полтора килограмма древесного угля;
- 12 баллонов газа пропан;
- Литр моторного масла.
Процесс прямой перегонки для создания бензина
Этот способ является самым простым и был открыть раньше других. Такой процесс отличается малым КПД перегонки нефти в топливо, но может быть воспроизведён самостоятельно.
Суть перегонки заключается в нагревании нефти. При высоких температурах по очереди испаряются требуемые элементы, в конечном итоге оставляя бензин. Процесс проходит в закрытой ёмкости, которая имеет особое атмосферное давление. Отвод газов происходит через специальную трубку. От температуры зависит состав получаемой смеси:
- При температуре 35–200°C производится бензин;
- При 150–305°C - керосин;
- При 150–360°C - .
Недостатки прямой перегонки нефти:
- Малый объём полученного топлива. Из одного барелля подготовленной нефти можно произвести примерно 25 л бензина - около 15% от изначального объёма.
- Полученное горючее имеет низкое октановое число (показатель, который говорит о способности топлива сопротивляться воспламенению при сжатии. Чем больше коэффициент, тем более устойчиво к детонации топливо) - порядка 50–60 единиц. Для его повышения до привычных 92–95 понадобится добавить множество присадок и спиртов.
Процесс перегонки давно устарел - для массового производства такой способ невыгоден. Тем не менее, этот процесс можно повторить самостоятельно, ведь он не требует дорогого оборудования и особых умений.
Риформинг
Высокотехнологический процесс, который используется для получения высококачественного бензина и прочего топлива, а также ароматических углеводородов. Он является очень сложным, но принцип таков: нефть разделяют на составляющие части с помощью химических реакций, уменьшая в ней количество воды и избавляясь от тех или иных соединений, делая смесь более простой, что и образует топливо.
Преимущества риформинга:
- Высокий КПД - бензина на выходе получается до 40–50% от первоначального объёма нефти. Это в среднем в три раза более эффективно, нежели перегонка. Так, из барреля получается около 80 литров горючего, что позволяет рациональнее расходовать ограниченную в количестве нефть.
- Более высокое октановое число, достигающее 80 единиц. Разумеется, такой бензин не может быть использован сразу, но он требует меньшего количества присадок, что позволяет сократить расходы при производстве, а сам бензин сделать более качественным и «натуральным».
Современные специалисты в области обработки нефти стремятся прийти к полному отказу от использования присадок. Для этого разрабатываются технологии вроде крекинга, платформинга и прочих.
Недостаток способа в плане производства бензина самостоятельно лишь один. Этот процесс является очень сложным, требуя точного контроля и серьёзной подготовки - оборудования и знаний.
Октановое число топлива
Чем больше показатель ОЧ, тем более безопасным для топливной системы является бензин. Горючее очень плохого качества создаёт риск взрыва двигателя. Для повышения октанового числа используются дополнительные компоненты:
- Спирты;
- Эфиры;
- Алкилы;
- Присадки, повышающие стойкость к замерзанию.
Повышается октановое число разными способами
Ранее также использовался тетраэтилсвинец. Он отлично справлялся с работой, но негативно влиял на здоровье водителей и природы в целом, оседая в лёгких и вызывая рак. Разрешённые присадки позволяют создавать безопасное как , так и для экологии топливо как в лаборатории, так и самостоятельно.
Контроль качества. Проверка топлива
На территории каждого производства есть лаборатория. В ней отслеживается качество нефти и продуктов, получаемых из неё. Контролю подлежит каждый этап создания топлива от завоза сырья до окончательной смеси.
Конечная проверка бензина в лаборатории занимает три часа. Эксперты ориентируются на цвет, а также состав - топливо не должно содержать воду и примеси в количествах, превышающих норму. На вид бензин должен быть прозрачным и без осадка. Дизельное топливо может иметь желтоватый цвет.
Керосин проходит наиболее серьёзную проверку. Этот вид топлива используется в авиации, поэтому должен иметь . Производство посещает военный представитель, который следит за анализом керосина.
После лабораторных анализов топливо подвергается испытанию в специальном двигателе. Исследуемое топливо сравнивается с эталонным, которое имеет октановое число 100. В зависимости от того, насколько хорошо работает испытательный двигатель относительно эталонного, получают ОЧ произведённой партии топлива.
Самостоятельное производство бензина
Изучив процесс перегонки нефти можно понять, что необязательно обладать заводом и лабораторией для создания топлива. Его можно сделать на даче или в любом другом месте, используя простой агрегат и минимальные знания. Разумеется, начальное качество такого горючего оставит желать лучшего - его придётся доводить до кондиции различными присадками.
Что потребуется:
- Герметичная ёмкость с газоотводящей трубкой. Подойдёт любая железная бочка с плотной крышкой и приваренным отводом;
- Промышленный термометр, который будет следить за температурой внутри этого сосуда;
- Конденсатор - любая ёмкость, в которую при перегонке будет поступать газ из первой;
- Дистиллятор (подойдёт обыкновенный самогонный аппарат);
- Нагревающий элемент - подойдёт даже кухонная электрическая плита;
- Третья ёмкость, которая выполняет функцию водяного затвора;
- Нефть или отходы нефтепереработки (в том числе старые покрышки или отработанное масло).
Сбор установки
Подготовив все три ёмкости можно приступить к сборке. Первый сосуд (реторта) соединяется со вторым (конденсатором) посредством газоотводящей трубки. Эта конструкция является основной в процессе перегонки. Ёмкость конденсатора должна иметь шланг, который подсоединяется к трубке водяного затвора (одной из двух) - обе они располагаются под уровнем воды. Вторая трубка гидрозатвора соединяется с печью, на которую и ставится реторта. Такая конструкция является замкнутой и позволяет производить перегонку нефтепродуктов. Процесс должен проходить на открытом воздухе либо в помещении с мощной вытяжкой - пары бензина взрывоопасны!
В случае если обычную нефть найти не удалось, подойдут вторичные продукты. Это может быть мазут, отработанное машинное масло, старые покрышки и прочие отходы. Разумеется, используя такие материалы, итоговое количество топлива составит даже менее 15% от первоначального объёма.
Как использовать аппарат для перегонки
В реторту помещается нефть или её вторичные продукты. Ёмкость ставится на нагревание (если используется кухонная плита, то она обязательно должна иметь электрические конфорки - газовые создают риск воспламенения паров бензина). Конденсатор необходимо поставить в прохладное помещение (около +5°С). Если нет такой возможности, то нужно как минимум обложить трубку, соединяющую реторту и конденсатор обложить льдом.
Можно получить вполне пригодное топливо
Первую ёмкость необходимо нагреть в диапазоне температур 35–200°С. При превышении двухсот градусов получится не бензин, а другой вид топлива - дизельное или керосин. Через трубку в охлаждённую вторую ёмкость будет поступать газ, который при конденсации превращается в жидкость - основу бензина. Его пары поднимаются над нефтепродуктами в результате нагревания, так как они легче остальных веществ. В реторте останутся высококипящие составы: керосин, нефтяное масло и прочее.
В процессе работы аппарата образуется не только газ, являющийся основой бензина, но и метан (а также пропан и бутан в меньших количествах). Именно поэтому нужна трубка, которая либо выводит углеводородные газы, либо направляет их в печь, если используется система сгорания.
Для того чтобы получить больше жидкости, следует остатки после первого процесса поместить в толстостенную герметичную ёмкость и нагреть до 450 градусов. Тяжёлые составляющие нефтепродуктов разложатся, а полученная субстанция может быть перегнана ещё раз. Этот процесс является упрощённой версией крекинга, который используют в промышленности.
Повышение октанового числа
Формально, жидкость, получаемая в конденсаторе, является бензином. Она имеет недостаточное октановое число, поэтому в качестве топлива не подходит. Так, бензин прямого перегона следует обогатить присадками (подойдёт даже тетраэтилсвинец - в малых количествах, которые требуются для работы одного автомобиля, он не представляет опасности). Полученный в итоге бензин можно использовать по прямому назначению, но он, скорее всего, не подойдёт для машин с чувствительной топливной системой - малое ОЧ вкупе с примесями просто испортит дорогое транспортное средство.
Что касается использования в простых и , которые имеют непривередливую топливную систему - самодельный бензин отлично для них подходит. Повышение октанового числа до нужного показателя происходит методом проб и ошибок, поэтому не стоит экспериментировать на чувствительных машинах.
Получение дизельного топлива и керосина самостоятельно происходит точно таким же образом, за исключением температуры нагрева в реторте. Эти виды горючего требуют 300 и 350 градусов по Цельсию соответственно.
Заключение
Современные предприятия, производящие топливо, устанавливают огромную наценку на свою продукцию. В целях экономии создавать бензин и другое горючее можно самостоятельно, используя старую, но простую систему - процесс прямой перегонки. При перегонке из вторичных нефтепродуктов можно рассчитывать на эффективность около 10% объёма.
Работы должны выполняться в проветриваемом помещении с мощной вытяжкой или на свежем воздухе. В целях соблюдения безопасности крайне не рекомендуется использование открытых источников огня - процесс нагрева ёмкостей должен происходить на плите с электрической конфоркой либо на печи.
Уникальную горючую смесь, сегодня используют для приведения в движение автомобилей с установленным двигателем внутреннего сгорания. Впервые бензин появился на территории современной России в 1823 году. Тогда его начали производить на примитивных перегонных установках, больше похожих на самогонный аппарат.
После удачных попыток переработки и ряда уникальных экспериментов, в городе Моздок был открыт первый завод по изготовлению бензина, керосина и других продуктов нефтехимии. С того момента, началась стремительно развиваться нефтепромышленность и каждый желающий имел возможность заправить свой автомобиль высококачественным бензином. И при каждой заправке своего автомобиля, посмотрев на это уникальное топливо, задаешь себе вопрос: «Так как же делают бензин?»
Интересный факт : в конце 19 века в Европе был создан первый двигатель внутреннего сгорания. Его создатель Готлиб Даймлер в тот момент начал настоящую революцию, в результате которой мы можем видеть каждый день такое разнообразие автомобилей и средств передвижения.
Из чего делают бензин?
Для производства бензина нужно из недр земли добыть чистую не загрязненную нефть . Для этого используют буровые установки и специальное оборудование, которое ее выкачивает на поверхность и заполняет цистерны для хранения. С помощью транспортных средств или трубопровода ее оправляют на специальный завод по переработке. Нефть проходит несколько этапов очистки и отделения от изначальной массы чистого высокооктанового бензина и других компонентов. В результате получают бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей. Готовый продукт отправляют для продажи во все уголки планеты.
На каждом заводе по переработке нефти, имеются специальные резервуары, в которых сырье сохраняется до дня производства бензина. Специальный трубопровод заполняет емкости свежей нефтью из скважин и при полном ее наполнении откачивает на этап очистки.
Нефть поступает в специальный аппарат для предварительной очистки от сторонних включений. В сырье добавляют воду и аккуратно перемешивают до получения однородной массы. Через содержимое бака пропускают электричество, в результате чего соли оседают на дно. Во время воздействия электричества, нефть промывается водой и очищается от солей на 90%. Чистую нефть по трубопроводу перегоняют на этап атмосферно-вакуумной перегонки и каталитический крекинг.
Первичная переработка
В аппарате для атмосферно-вакуумной перегонки, сырая нефть под воздействием повышенной температуры нагревается до состояния кипения и разделяется на компоненты. В результате, получают прямогонный бензин, который отправляют на экспорт и сырье, для дальнейшей обработки. После полного разделения, с помощью специальной системы трубопровода, бензин перекачивают на временное хранение, а сырье в вакуумный блок. Кипящее сырье нагревается еще сильнее, чтобы получить светлые нефтепродукты пригодные для дизельного топлива. Для выделения 92 и 95 фракций, сырье отправляют на этап каталитического риформинга и крекинга.
Вторичная переработка
По системе трубопровода, сырье поступает в аппарат каталитического риформинга. В нем происходит очистка от примесей и сторонних включений, в результате чего получают чистые фракции. Им присваивают октановые числа 95 или 92 и отправляют на этап смешивания. В другой части завода проводят процесс каталитического крекинга, в результате которого загрязненное сырье очищается от серы и сторонних включений. После полной очистки, жидкости с двух процессов смешивают и получают бензин.
Интересный факт : на одного человека на планете, на один день жизни уже добыто и переработано 2 литра сырой нефти, которую без проблем можно купить в виде бензина и заправить свой автомобиль.
Проверка качества
В специальной лаборатории проверяют нефть, сырье с разных этапов производства и готовый бензин на качество.
В случае нарушения технологического процесса продукция отправляется на дополнительную очистку или переработку.
Весь процесс переработки нефти заключается в том, чтобы вязкую жидкость расщепить на множество молекул. Легкие молекулы разделяют, в результате чего получают газы, дизельное топливо и бензин.
В России стоимость бензина с начала текущего года постоянно растет. Цены на автомобильное волнуют многих Россиян, так же как и качество продукта, который мы покупаем на АЗС. Для того чтобы узнать, как из «черного золота» производят 95-ый и 92-ой, давайте посетим Московский нефтеперерабатывающий завод.
Коротко о заводе
Сначала завод предназначался для получения топлива из бакинской нефти, затем прошла реконструкция, и было установлено новое оборудование. Сегодня производственная мощность предприятия составляет 12 млн тонн нефти ежегодно.
По всей территории предприятия (350 гектаров) и даже под землей протянуты трубы, по которым течет вода, нефть и другие необходимые компоненты. На заводе пропускной режим, выдается спецодежда, новичкам читается лекция по технике .
Не на все объекты предприятия открыт доступ журналистам и гостям, поэтому процессы переработки нефти можно увидеть далеко не всем.
Технология производства бензина
Схема производства бензина
Нефть проходит атмосферно-вакуумную перегонку, после чего и распределяется на процессы. Одна часть перерабатывается в бензин для экспорта, другая — дизель класса "Евро-3", а также для реактивных двигателей. Производство бензина делится на каталитический риформинг и крекинг, далее он перемешивается и разделяется на соответствующие виды.
Переработка и очистка нефти происходит в специальных резервуарах, а процесс этого отображается на компьютерных мониторах специалистов, которые следят за всем происходящим в своих комнатах. Каждые два часа оператор проверяет технику и приборы, так как могут сработать датчики давления , а на мониторе это не отразится.
На предприятии есть резервуарный парк с четырьмя базовыми хранилищами для сырья и четырьмя дополнительными меньшего размера. Остальные баки предназначены для товарной продукции и полукомпонентов, например, для мазута.
Резервуары для хранения нефти
Здесь хранится нефть, поступающая на предприятие по двум нефтепроводам, которая смешивается и немного отстаивается.
После смешивания и отстаивания «черное золото» подвергается первичной обработке, то есть обессоливанию и обезвоживанию. Для этого в резервуар добавляется вода, а потом на него воздействуют электричеством, благодаря чему лишние соли оседают на дно или стенки, то есть нефть промывается.
Система первичной переработки. Атмосферно-вакуумная перегонка
Далее идет атмосферно-вакуумная перегонка, где нефть подогревается и разделяется на виды. После первичного отбора выделяется прямогонный бензин, который экспортируется. Остальное сырье перерабатывается дальше. Остатки от такой перегонки поступают в вакуумный блок. Работа должна сопровождаться в спецодежде, перешив здесь на джаном .
Стоит заметить, что на таком топливе машина еще не поедет.
Система первичной переработки включает множество ячеек с очень узкими трубами. После вакуумной и термической обработки из них выходят газы, дизель, бензин и другие компоненты.
В вакуумном блоке все кипящие компоненты снова подвергаются воздействию высоких температур, результатом чего становится выход светлых нефтепродуктов, которые пригодны для дизельного топлива.
Здесь будущий бензин снова очищается, после чего выходят фракции 92-ой и 95-ый. Однако это еще не последний этап производства.
Каталитический риформинг и крекинг
В установке каталитического риформинга бензиновым фракциям присваиваются октановые числа , то есть ярлыки 92 и 95.
Итак, начинается вторичная перегонка и каталитический риформинг. Большая часть продукта после атмосферно-вакуумной обработки поступает в систему каталитического крекинга. Данный процесс заключается в том, что тяжелая нефть (вяжущая смесь мутно-зеленоватого цвета) расщепляется. В жидкости со множеством молекул связи разрываются, и получаются вещества, где молекул немного, и они очень легкие. Из них выходят газовые фракции дизельного топлива и бензина.
Таким образом, в двух разных системах завода на нефть одновременно воздействуют химические процессы, относящиеся к вторичной переработке. При этом выделается дизель, бензин и газы.
Крекинг очищает нефть от серы, а риформинг наделяет жидкость октановым числом.
По специальным расчетам виды бензина и несколько компонентов перемешиваются между собой, и получается конечный продукт. По времени это примерно 6 часов, а со всеми необходимыми проверками — сутки.
Из 1 тонны нефти после переработки всего 72% продается, остальное называется мазутом. Из 72% примерно 30% приходится на дизель, 24% — на бензин, 11% — на авиационное топливо, 8% — на газ.
Контроль и проверка
На территории предприятия есть своя лаборатория, где проверяется и нефть, и продукты ее переработки. Специалисты лаборатории проверяют не только поступающее на завод сырье, но и продукты каждой стадии переработки.
Анализ бензина, например, занимает примерно три часа. Специалисты заявляют, что проверить качество бензина на запах невозможно, нужно в первую очередь обращать внимание на отсутствие примесей и воды.
Бензин должен быть прозрачный и чистый. А вот у дизельного топлива допускается слегка желтоватый оттенок.
Строже всего проверяется керосин. Для его контроля на завод приезжает военный представитель, ведь керосин используется и для военной техники, и в авиации.
Определить качество дизельного топлива или бензина на глаз практически невозможно. Специальные аппараты способны за несколько минут определить состав пробы.
В заключении
Еще один важный момент: в производственном ассортименте данного предприятия нет бензина Аи-98.
Они поставляют компаниям лишь 92 и 95, а те в свою очередь нелегально повышают его до 98.
Что касается экологичности дизеля, она уже соответствует всем требованиям и нормам «Евро-4». С 2012 года это будет применяться и к бензину. По словам представителей МНПЗ, переход на «Евро-5», станет возможным лишь к 2015 году, так как для этого требуется очень дорогостоящее оборудование.
Если рассматривать вопрос о том, из чего делают бензин, то, конечно, многие сразу могут сказать, что из нефти. Это утверждение верно, однако это лишь верхушка айсберга, а реальный процесс производства топлива гораздо сложнее.
Бензин на нефтезаводах
Итак, сразу стоит сказать, что процесс производства - это длительный, требующий терпения и знания химии процесс.
Производством бензина в России занимаются 32 Такое количество промышленных мощностей позволяет Российской Федерации поддерживать высокую марку топлива. Из чего делают бензин? Конечно же, начальным сырьем для производства этого является сырая нефть. Для примера можно взять нефти. Чтобы было понятнее, 1 баррель - это 159 литров. Также важно отметить, что при переработке сырой нефти ее объем постоянно увеличивается и достигает 168 литров. В итоге из этого объема можно получить следующее количество топлива:
- 102 литра обычного бензина.
- 30 литров дизельного топлива.
- 25 литров топлива, используемого авиацией.
- 11 литров нефтезаводского газа, который получается путем перегонки нефти.
- 10 литров вторичного продукта - нефтяного кокса.
Как делают бензин
Для того чтобы получить топливо, необходимо провести некоторое количество операций с сырой нефтью. Все дело в том, что начальный продукт состоит из смеси различных углеводородов. Также важно понимать, что каждая молекула этого вещества содержит различное количество именно атомов углерода. Если объяснять просто, то каждая из этих молекул имеет свой рост и вес.
Чтобы получить молекулы бензина, которые являются наиболее простыми и легкими, необходимо нагревать сырую нефть до тех пор, пока более сложные и тяжелые частицы не разорвутся до более простых - бензиновых. Другими словами, если отвечать на вопрос о том, как делают бензин, можно сказать, что его получают путем термообработки сырой нефти. Однако к этому процессу стоит добавить еще некоторые более мелкие процессы, вроде очистки и переработки.
Процесс производства
Если ответить на вопрос о том, из чего делают бензин, простым ответом - из нефти, то это не совсем верное утверждение, так как в этом топливе имеются и некоторые примеси, однако об этом позже.
Для получения топлива в первичном виде необходимо подвергнуть сырье первичной обработке. Под этой обработкой понимают очистку нефти от солей, а также примеси воды. Эти процессы осуществляются под воздействием электрического поля. Результатом этой процедуры является отделение воды от нефти, а также обессоливание до необходимого показателя. После окончания этой процедуры переходят к термической обработке нефти. Именно после таких процедур получаются такое топливо - бензин, газ, дизель.
Далее следует процедура каталитического риформинга. В течение именно этой процедуры полученный бензин после первичной обработки превращают в топливо, характеризующееся высоким октановым числом. Однако такие как 92-й или 95-й, получают путем смешивания разных компонентов, которые были получены в результате разных процессов переработки сырой нефти.
Октановое число
Если с вопрос о том, из чего делают бензин, стало все более-менее понятно, то, что такое октановое число знают совсем немногие. Всем известно, что название каждой марки бензина содержит буквенное, а также цифровое обозначение. Такие буквы, как А или же АИ, и указывают на метод определения октанового числа. А - моторный процесс, АИ - исследовательский. А вот цифры, которые идут после, и показывают на количественное содержание октанового числа в топливе.
Всем известно, что и нефть, и бензин - взрывоопасные вещества. Так как бензин из нефти получается путем ее переработки, то это свойство никуда не девается. Октановое число указывает на стойкость топлива к детонации. Другими словами, чем оно выше, тем выше безопасность марки топлива. Однако стоит понимать, что показатель этот относительный, и любая искра все равно станет причиной взрыва.
Основные свойства бензина
К основным свойствам бензина можно отнести такие его характеристики, как химический состав, а также способности к испарению, горению, воспламенению. Кроме этого можно еще выделить стойкость к детонации и активность коррозии.
Важно знать, что все физические и химические свойства бензинового топлива будут изменяться в зависимости от того, какое количество углеводородов и каких именно углеводородов в нем содержится. Для более наглядного примера можно взять за основу температуру замерзания для бензина. При обычной обработке показатель замерзания этой жидкости составляет -60 градусов по Цельсию. Однако при использовании дополнительных компонентов, эта цифра может достигать -71 градуса по Цельсию. Температура же испарения бензина - это 30 градусов. Чем выше поднимается этот показатель, тем быстрее будет происходить испарение. Также важно отметить, что количество паров топлива от 74 граммов до 123 граммов и более на один кубический метр уже будут образовывать взрывоопасную смесь.
Химические свойства
Для того чтобы рассматривать химические свойства и их стабильность у бензина, необходимо основываться на важнейшем показателе - времени, которое эти свойства остаются неизменными. Этот показатель является наиболее важным, так как при длительном хранении топлива наиболее легкие углеводороды начинают испаряться, что сильно снижает эксплуатационные характеристики жидкости в целом. По государственным стандартам Российской Федерации следует, что химический состав любой марки бензина от 92-й до 98-й оставался без изменений в течение пяти лет. Данный срок прописан с учетом хранения взрывоопасного топлива по всем правилам.
Мини-НПЗ
В настоящее время вопрос с производством и покупкой топливо стоит достаточно остро, так как ресурсы истощаются, а из-за этого цена на этот продукт все время увеличивается. В свете этих событий возникает вопрос, что же выгоднее покупать - бензин и другое топливо - или производить его самостоятельно. Важно понимать, что для большинства предприятий и компаний и расходы на топливо являются наиболее обширными. Именно в такой ситуации многие и приходят к рассмотрению идеи о мини-НПЗ. Этот вариант не кажется таким уж плохим, особенно если учитывать стоимость топлива и стоимость мини-НПЗ. Приобрести такой мини-завод может практический каждый крупный предприниматель, что уже говорить о, допустим, регионе целой страны.
Виды НПЗ
В настоящее время на рынке можно приобрести мини-завод по переработке нефти практически любого типа. Это является наиболее важным критерием, так как эксплуатировать эти промышленные мощности приходится в самых различных климатических условиях. По этой причине рынок насыщен самыми разными видами НПЗ. Присутствуют любые экземпляры, начиная от жаровыносливых и коррозионностойких, до "арктических" установок. Большой выбор среди мини-НПЗ позволяет осуществлять переработку сырого продукта практически в любых условиях.
Стоит отметить, что сами по себе также могут работать на разном топливе. Для их функционирования можно использовать природный или сжиженный газ, дизельное топливо, мазут, сырую нефть. Такой выбор топлива для работы самой фабрики предоставляет широкий спектр возможностей для эксплуатации объекта, а также позволяет удовлетворить какие-либо индивидуальные предпочтения по выбору рабочего горючего продукта.
Владимир Хомутко
Время на чтение: 4 минуты
А А
Как проходит процесс получения бензина из нефти?
Нефть является сложной смесью углеводородных соединений. В сыром виде она практически не применяется, и для того, чтобы получить нефтепродукты, пригодные для использования, её необходимо переработать. Суть заключается в разложении её на фракции и в дальнейшей их переработке.
Происходит переработка нефти с целью получения высококачественного топлива на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях, называемых НПЗ. Многим интересно было бы узнать, можно ли воспроизвести процесс получения бензина из нефти в домашних условиях и вообще, каким образом получают это топливо в современных условиях. Об этом мы и расскажем в этой статье.
Стоит сразу отметить, что помимо бензина из нефти получают еще много практически необходимых продуктов. К ним относятся дизельные моторные топлива, керосины, мазуты, смазочные и другие масла и многое, многое другое. Можно сказать, что это полезное ископаемое в современном мире используется со всей максимально возможной эффективностью.
Химически нефть на 80-85 процентов состоит из углерода и на 12-14-ть – из водорода. Остальное – это сернистые и азотистые соединения, немного кислорода и металлических примесей.
Углеводородные нефтяные соединения делятся на легкие и тяжелые, нафтеновые, парафиновые и ароматические, и так далее.
Нефть перегоняют в бензин с помощью целой серии химических температурных процессов. Так называемый прямогонный бензин получают путем прямой перегонки нефтяного сырья, и в дальнейшем полученные в результате этого технологического процесса фракции поступают на вторичную переработку, видов которой – достаточно много (каталитический риформинг, гидрокрекинг, каталитический и термический крекинг и так далее). Но – обо всем по порядку.
С помощью такой методики бензин начали получать на заре развития автомобилестроения. Сам процесс происходит в так называемых ректификационных колоннах, однако прямую перегонку можно осуществить и в домашних условиях, о чем мы поговорим несколько позднее.
Суть этого процесса заключается в том, что сырую нефти нагревают, и с постепенным повышением температуры она разделяется на фракции, имеющие различную температуру кипения.
Процесс может происходить как при атмосферном значении давления, так и в вакууме различной глубины.
В процессе ректификации из нефти при разных температурах испаряются летучие фракции, такие, как:
- бензиновая фракция (испаряется первым при температурах до 180-ти градусов);
- керосин (испарение происходит в температурном диапазоне от 150-ти до 305-ти градусов);
- дизельное топливо (температуры выкипания – от 180-ти до 360-ти градусов и выше).
Полученные бензиновые и другие пары охлаждаются и конденсируются обратно в жидкое состояние.
Сразу оговоримся, что такой способ обладаем массой существенных недостатков. К ним относятся:
- мало количество получаемого топлива (из одного литра сырья бензина таким образом выходит всего порядка 150-ти миллилитров);
- качество прямогонного бензина – очень низкое, с октановым числом в пределах от 50-ти до 60-ти единиц;
- чтобы довести прямогонный бензин до приемлемых качественных характеристик (до октанового числа выше 90-та единиц), необходимо большое количество разного рода присадок.
В настоящее время для получения бензина высокого качества используются другие, более совершенные методики. Наиболее популярными из них являются каталитический и термический крекинги.
Каталитический и термический крекинг
Сразу оговоримся – в домашних условиях эти процессы воспроизвести нельзя, поскольку они достаточно сложны и требуют специального технологического оборудования. Чтобы не загружать вас сложной физико-химической терминологией, постараемся описать эти процессы, с помощью которых нефть перерабатывают в нефтепродукты, как можно более простым и понятным языком.
Суть любого крекингового процесса заключается в разложении нефтяных компонентов на составляющие под действием высоких температур и с применением катализаторов. Другими словами, сложные углеводородные соединения разлагаются на более простые, с меньшей молекулярной массой (например, бензины).
Несомненными достоинствами таких технологий являются:
Нередко крекинговые процессы в технологических линиях используют с другими современными технологиями – каталитическим риформингом, гидрокрекингом, изомеризацией и так далее. Все эти технологии преследуют одну цель – получение наиболее качественного топлива и увеличение глубины переработки нефтяного сырья.
Основные качественные характеристики бензинов
Основным показателем, характеризующим качеством бензинового топлива, является его октановое число, показывающее детонационную устойчивость бензина.
Другими словами детонационные процессы можно описать таким образом: в камере сгорания двигателя образуется топливно-воздушная смесь, пламя в которой распространяется с огромной скоростью – от полутора до двух с половиной тысяч метров в секунду; если значение давления в процессе этого воспламенения слишком большое, то образуются дополнительные перекиси, увеличивающие взрывную силу (детонацию), что крайне негативно сказывается на состоянии поршневой группы.
В настоящее время наибольшее распространение получили бензины, чье октановое число – 92, 95 и 98 единиц.
Стоит сказать, что в процессе эксплуатации детонационные процессы в двигателе могут быть спровоцированы не только топливом низкого качества, но и неисправностями самого двигателя. Неверное положение заслонки дросселя, неправильно настроенное зажигание, обедненная горючая смесь, перегрев, наличие в топливной системе нагаров и другие неисправности – все это может вызывать детонацию.
Для повышения значения октанового числа используются многочисленные присадки.
Это могут быть алкилы, эфиры, спирты, а также присадки, которые повышают устойчивость топлива к замерзанию. Ранее наиболее популярной присадкой был тетраэтилсвинец, который хорошо повышал октановое число, но был вреден для экологии окружающей нас среды. Оседая в легких человека, он значительно повышал риск возникновения раковых заболеваний. В настоящее время от его применения практически отказались, используя экологически чистые виды присадок.
Для получения домашнего бензина идеально подходит самогонный аппарат. Проблема остается одна – где взять сырую нефть? Этот вопрос оставим без ответа, а суть процесса перегонки нефти такова:
- берется герметичная емкость, оборудованная сверху газоотводной трубкой и высокотемпературным термометром для измерения внутренней температуры среды в емкости;
- сырая нефть заливается в емкость, которую герметично закрывают крышкой (газоотводная трубка должна быть опущена в другую емкость);
- емкость с сырьем начинают нагревать (лучше всего использовать электрические нагревательные приборы, поскольку использование газа чревато воспламенением горючей нефтяной смеси и взрывом);
- вторая емкость ставится в холодное помещение, температура в котором должна быть примерно + 5 градусов Цельсия (если такого помещения нет, тогда газоотводную трубку необходимо охладить (например, с помощью льда);
- после того, как температура в первой нагреваемой емкости достигнет значения 150-180 градусов (иногда достаточно и меньших значений) легкие бензиновые фракции начнут испаряться (чаще всего испарение начинается в пределах 100-120-ти градусов);
- поскольку либо вторая емкость, либо трубка значительно холоднее проходящих через неё нефтяных паров, происходит их конденсация, и во вторую емкость стекает уже жидкий бензин.
Вот и весь процесс получения прямогонного бензина.
Напоминаем, что его качество будет очень низким, и без добавления присадок использовать его по назначению нельзя.