Нефть — основа современной энергетики и промышленности. Из неё производят бензин, дизель, керосин, газ, мазут и множество других продуктов, в том числе посуду, косметику, одежду и много чего ещё. Этот процесс требует сложных технологий, включающих физические и химические методы, но, если не вдаваться в технические дебри, всё это очень интересно.
Всё топливо делается из сырой нефти, добываемой из-под земли. Перед переработкой сырая нефть проходит очистку от примесей: воды, солей, песка и механических частиц. Для этого сначала из неё удаляют все соли с помощью электрохимических установок, потом в специальных сепараторах, удаляют из нефти воду. И только после этого нефть поступает на установки первичной переработки. И дальше начинается магия.
Нефть нагревают до 350–400°C в ректификационной колонне, где компоненты разделяются по температуре кипения (это называется атмосферной дистилляцией):
Первыми испаряются газы (пропан-бутан), их забирают и используют как сырьё для химической промышленности или сжиженный газ (LPG), который потом продают на заправках и в баллонах.
Затем отделяется бензиновая фракция (температура кипения 35–180°C). Это ещё не готовый бензин, но уже основа для него, которая требует доработки и присадок. Потом бензин отправляется на автозаправки.
Третьим отделяется нафта (или лигроин), в котором содержатся углеводороды, которые лучше всего связываются в полимерные цепочки и позволяют изготовить большое количество конструкционных пластиков и синтетических тканей.
Четвертым отделяется керосин (180–240°C), который используется как топливо для реактивной авиации и бытовых приборов (раньше им заправляли керосиновые лампы).
Потом отделяется газойль (240–350°C). Это дизельная фракция, из которой, понятное дело, делают топливо для дизельных двигателей, печей, и много чего ещё.
И после всего этого остаётся мазут: тяжёлый остаток, который перерабатывают дальше или используют как котельное топливо для тепловых электростанций. При дальнейшей переработке мазут подвергают вакуумной перегонке (при пониженном давлении), чтобы избежать разложения молекул и получают из него масляные дистилляты — сырьё для всевозможных смазочных масел, в том числе моторных — и гудрон, используемый для производства битума (нужен при укладке асфальта) или как сырьё для коксования, который потом применяется в металлургии.
Проблема в том, что спрос на лёгкие типы топлива типа бензина превышает их выход при перегонке. Поэтому для увеличения объёма бензина используют всякие уловки типа каталитического крекинга, гидрокрекинга или риформинга.
В первом случае (каталитический крекинг) тяжёлые фракции (например, мазут) разбивают на лёгкие под высокими температурами с катализаторами. Это повышает выход бензина. При гидрокрекинге делают всё то же самое, только с добавлением водорода, который улучшает качество топлива и снижает содержание серы. Полученную таким образом серу потом используют в производстве удобрений.
Ну а дальше в дело вступает реформинг — это когда базовые бензиновые фракции обрабатывают для повышения октанового числа, получая высококачественный бензин.
В общем, практически безотходное производство. Всё пускается в дело. Процесс переработки нефти — вещь достаточно сложная и многоступенчатая, там участвуют и физические разделения, и химические превращения. Каждый этап направлен на получение максимума полезных продуктов: от топлива для транспорта до сырья для промышленности. Если в начале ХХ века переработка нефти была довольно грязной и вредной для экологии штукой (многое не шло в дело, а просто выбрасывалось в окружающую среду), то теперь нефтеперерабатывающие заводы сильно увеличили свою эффективность и на порядок снизили воздействие на окружающую среду, делая нефтепереработку более устойчивой.
Теперь, надеюсь, стало намного понятнее, что делают из нефти, как всё это работает и почему важно не только добывать нефть, но и перерабатывать её. Переработка — это не только бензин, как многие думают, но и основа для огромного количества сфер промышленности и производства. Если было интересно, подписывайтесь на мой Телеграм, а ниже я подобрал для вас ещё несколько интересных статей: