Нафта. Походження, склад, переробка
Нафта складається із суміші різних речовин (головним чином вуглеводнів) і тому не має визначеної крапки кипіння. На трубчатках нафту підігрівають до 300-325о. При такій температурі більш летучі речовини нафти перетворюються в пару.
Печі на нафтоперегінних заводах особливі. На вид вони схожі на вдома без вікон. Викладаються печі з кращої вогнетривкої цегли. Усередині, уздовж і поперек, тягнуться труби. Довжина труб у печах досягає кілометра.
Коли завод працює, по цих трубах з великою швидкістю – до двох метрів у секунду – рухається нафта. У цей час з могутньої форсунки в піч спрямовується полум'я. Довжина мов полум'я досягає декількох метрів.
При температурі 300-325об нафту переганяється не цілком. Якщо температуру перегонки збільшити, вуглеводні починають розкладатися.
Нафтовики знайшли спосіб перегонки нафти без розкладання вуглеводнів.
Вода кипить при 100об тоді, коли тиск дорівнює атмосфері, чи 760 мм. рт. ст. Але вона може кипіти, наприклад, і при 60о. Для цього треба лише понизити тиск. При тиску в 150 мм термометр покаже всего 60о.
Чим менше тиск, тим скоріше закипає вода. Те ж саме відбувається з нафтою. Багато вуглеводнів в умовах атмосферного тиску киплять тільки при 500о. Отже, при 325об ці вуглеводні не киплять.
А якщо знизити тиск, то вони закиплять і при більш низькій температурі.
На цьому законі заснована перегонка у вакуумі, тобто при зниженому тиску. На сучасних заводах нафта чи переганяється під атмосферним тиском, чи під вакуумом, найчастіше заводи складаються з двох частин – атмосферної і вакуумний. Такі заводи так і називаються атмосферно-вакуумні. На цих заводах виходять одночасно всі продукти: бензин, лігроїн, гас, газойль, мазут. Частин, що невипарувалися, при такій перегонці залишається набагато менше, ніж при атмосферній.
Дружніше відбувається випар нафти, коли в установку вводиться пара.
Складна і цікава робота ректифікаційної колони. У цій колоні відбувається не тільки поділ речовин по їх температурах кипіння, але одночасно виробляється додаткове багаторазове кип'ятіння рідини, що конденсується.
Колони робляться дуже високими – до 40 м. Усередині вони розділяються горизонтальними перегородками – тарілками – з отворами. Над отворами встановлюються ковпачки.
Суміш вуглеводних пар з печі надходить у нижню частину колони.
Назустріч невипарувався залишку нафти знизу колони подається перегріта пара. Ця пара прогріває залишок, що невипарувався, і захоплює із собою всі легкі вуглеводні нагору колони. У нижню частину колони стікає звільнений від легких вуглеводнів важкий залишок – мазут, а пари долають тарілку за тарілкою, прагнучи до верха колони.
Спочатку перетворюються в рідину пари з високими температурами кипіння. Це буде солярова фракція, що кипить при температурі вище 300о. Рідкий соляр заливає тарілку до отворів. Парам, що йдуть з печі, тепер їм приходиться проходити через шар соляру.
Температура пар вище температури соляру, і соляр знову кипить.
Вуглеводні, що киплять при температурі нижче 3000, відриваються від нього і летять нагору колони, на секцію гасових тарілок.
У солярі, що виходить з колони, тому немає чи бензину гасу.
У колонах буває 30-40 тарілок, розділених на секції. Через усі тарілки проходять пари, на кожній вони проходять через шар пар, що скондесувалися, і в проміжках між ними зустрічають падаючі з верхньої тарілки краплі зайвого, що не убрались на верхню тарілку конденсату.