Article 45. Construction, Laying, and Operation of Underwater Pipelines and Cables.

The construction, laying, and operation of underwater pipelines and cables shall be carried out in accordance with the rules for safety and protection of the environment when constructing, laying, and operating underwater pipelines and cables, as approved by the Government of the Republic of Kazakhstan.

Переработка нефти и газа

 

Ознакомьтесь с терминологией настоящего урока, выпишите и заучите незнакомые слова

 

refinery	нефтеперерабатывающий завод (НПЗ)
process processing	обрабатывать обработка
gasoline	бензин // бензиновый; общее название ряда легких дистиллятов нефти
diesel fuel	дизельное топливо
jet fuel	топливо для реактивных двигателей
fraction	фракция
fractional distillation	фракционная перегонка
chemical processing	химическая обработка
conversion	химическое превращение
catalytic cracking	каталитический крекинг
coking	коксование
catalytic reforming	каталитический риформинг
alkylation	алкилирование
reforming	реформинг
high octane hydrocarbons.	высокооктановые углеводороды

 

Processing of Oil and Gas

As a raw product, crude oil is of limited use. Refineries must separate and process the mix of hydrocarbons which make up crude oil before they can be transformed into hundreds of useful products such as gasoline, diesel and jet fuels.

The first and most important step is to separate it into various component or fractions. This takes place in a fractionating column, also known as an atmospheric distillation tower.

This is a tall steel tower with perforated trays. Since each fraction has a different boiling range, a distillation tower is able to separate the various fractions using heat and cooling.

Heavier hydrocarbons boil at much higher temperatures than lighter hydrocarbons.

They settle in trays at the bottom of the tower closest to furnace. The lighter fractions collect at the top. Distillation is a continuous process which begins by heating crude oil in a furnace. Then it turns into a vapor. The vapor rises through perforations in the trays that are fitted with bubble caps. These caps force the vapor to pass through a previously liquefied fraction in the tray. This cools the vapor enough for it to shed that fraction. The remaining vapor repeats this process as it continues upwards. As each fraction reaches the tray where the temperature is just below its own boiling point, it condenses, liquefies and is drawn off the tray by pipes. A number of trays are needed to collect the liquids from each fraction.

The products of distillation can be divided into four categories

 

1 Gases and light gasoline	The gases (methane, ethane, propane and butane) are commonly used to fuel refinery furnaces while the light gasoline is routed to gasoline blending.
2 Light distillates (naphta, kerosene)	Naphta is used in the production of gasoline and petrochemicals. Kerosene is used as a jet fueland stove oil.
3 Middle distillates (light and heavy gas oils)	Light gas oils are made into jet, diesel and furnace fuels. Heavy gas oils undergo further chemical processing such as cracking to produce naphta and other products.
4 Residual products	Residual products are further processed to produce refinery fuels, heavy fuel oil, waxes, greasesand asphalt.

 

The next step is conversion. During this process fractions from distillation towers are transformed into streams (intermediate components) that eventually become finished products. The most widely used conversion method is called cracking because it uses heat and pressure to “crack” heavy hydrocarbon molecules into lighter ones. A cracking unit consists of one or more tall, thick-walled, bullet-shaped reactors and a network of furnaces, heat exchangers and other vessels.

Fluid catalytic cracking, or “cat cracking”, is the basic gasoline-making process. Using intense heat, low pressure and a powdered catalyst (a substance that accelerates chemical reactions), the cat cracker can convert most relatively heavy fractions into smaller gasoline molecules.

Hydrocracking applies the same principles but uses a different catalyst, slightly lower temperatures, much greater pressure and hydrogen to obtain chemical reactions..

Cracking and coking are not the only forms of conversion. Other refinery processes, instead of splitting molecules, rearrange them to add value. Alkylation, for example, makes gasoline components by combining some of the gaseous byproducts of cracking.

The process, which essentially is cracking in reverse, takes place in a series of large, horizontal vessels and tall, skinny towers that loom above other refinery structures. Reforming uses heat, moderate pressure and catalysts to turn naphtha, a light, relatively low-value fraction, into high- octane gasoline components.

 

Комментарий к теме

Отправимся в воображаемую экскурсию на НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) и для простоты будем считать, что он производит лишь бензин, керосин, дизельное и другие топлива, смазочные масла и кокс.

Всякий нефтеперерабатывающий завод состоит как бы из двух блоков: блока производства компонентов и блока смешения. В блок производства входят технологические установки; блок смешения − это, главным образом, резервуары и насосы. Рассмотрим сначала блок производства:

1) Обессоливание. Производственный цикл начинается с ЭЛОУ. Это сокращение означает “электрообессоливающая установка”. Для чего она нужна?

Как мы уже знаем, в нефти есть минеральные примеси, в том числе и соли: хлориды, сульфаты и др. В некоторых сортах нефти содержатся и минеральные кислоты. Все эти соединения необходимо выделить из нефти, так как они, во-первых, вызывают коррозию аппаратуры, а, во-вторых, являются каталитическими ядами, т. е. ухудшают протекание многих химических процессов последующей переработки нефти. И, наконец, в-третьих, соли не в лучшую сторону влияют на качество бензина, дизельного топлива и масел. После обессоливания нефть считается пригодной для дальнейшей переработки и поступает на первичную перегонку.

2) Смысл этого процесса довольно прост. Как и все другие соединения, любой жидкий углеводород нефти имеет свою темпе-ратуру кипения, т. е. (температуру, выше которой он испаряется).

И наоборот, если пары бензола охладить ниже температуры кипения, он снова превратится в жидкость. На этом свойстве и основана перегонка. Ректификационная колонна представляет собой высокий цилиндр, перегороженный множеством ректификационных тарелок. Их конструкция такова, что поднимающиеся вверх пары нефтепродуктов могут частично конденсироваться, собираться на этих тарелках и по мере накопления на тарелке жидкой фазы сливаться вниз через специальные сливные устройства. В то же время парообразные продукты продолжают пробулькивать через слой жидкости на каждой тарелке.

Температура в ректификационной колонне снижается от куба к самой последней, верхней тарелке. Если в кубе она, скажем, 380°С, то на верхней тарелке она должна быть не выше 35–40°С, чтобы сконденсировать и не потерять все углеводороды C, без которых товарный бензин не приготовить. Верхом колонны уходят несконденсировавшиеся углеводородные газы С–С. Все, что может конденсироваться, остается на тарелках.

Таким образом, достаточно сделать отводы на разной высоте, чтобы получать фракции перегонки нефти, каждая из которых кипит в заданных температурных пределах. Фракция имеет свое конкретное назначение и в зависимости от него может быть широкой или узкой, то есть выкипать в интервале 200 или 20 °С.

Как везде в технике, в нефтепереработке не любят лишних затрат. Поэтому нефть поначалу перегоняли на широкие фракции. Это, прежде всего, бензиновая фракция (прямогонный бензин); она кипит от 40–50 °С до 140–150 °С. Далее следует фракция реактивного топлива (140–240 °С), затем дизельного (240–350 °С).

В принципе нефть можно перегнать в одной колонне, отбирая фракции с расположенных на разной высоте тарелок. Но мы уже убедились, что это невыгодно как по затратам энергии, так и по затратам на оборудование. Поэтому на практике перегонку (или, как говорят специалисты, разгонку) проводят в нескольких колоннах. Обычно их пять.

На первой колонне выделяется легкая бензиновая фракция, которая затем конденсируется в специальном холодильнике-конденсаторе и уже в жидком виде отправляется в стабилизационную колонну.

3) Стабилизация. А теперь представьте себе путь бензина от нефтеперерабатывающего завода до автомобильного бака. Его многократно перекачивают из резервуара в резервуар, затем в железнодорожные цистерны, лотом в автоцистерны и т. д.

Все процессы транспортировки и хранения бензина ведутся под давлением – таковы требования техники безопасности. Но уплотнения оборудования не идеальны. Бензин то и дело непосредственно соприкасается с атмосферой, при этом происходит его испарение, а значит − потери. Они тем выше, чем больше давление насыщенных паров. Поэтому и нужна стабилизационная колонна, где в случае необходимости из бензина специально удаляли бы бутан, чтобы этот показатель укладывался в предусмотренные ГОСТом пределы.

Агрегаты первичной перегонки нефти получили название атмосферной или атмосферно- вакуумной трубчатки, поскольку они оборудованы трубчатыми печами для нагрева нефти. Иногда на нефтеперерабатывающих заводах, где переработка мазута не предусмотрена, вакуумная часть отсутствует.

На современных нефтеперерабатывающих заводах обычно работают атмосферные трубчатки или атмосферно-вакуумные трубчатки мощностью 6-8 мил. т. перерабатываемой нефти в год. Первая атмосферная колонна представляет собой сооружение диаметром, например, 7 метров в нижней и 5 метров в верхней части. Высота колонны − 51 метр. По существу, это два цилиндра, поставленные один на другой. И это еще не самая большая подобная установка.

Кроме обессоливания, обезвоживания и прямой перегонки на многих нефтезаводах есть еще одна операция переработки − вторичная перегонка. Ее еще зачастую называют четкой ректификацией. Задача этой технологии – получить узкие фракции нефти для последующей переработки.

Продуктами вторичной перегонки обычно являются бензиновые фракции, служащие для получения автомобильных и авиационных топлив, а также в качестве сырья для последующего получения ароматических углеводородов − бензола, толуола и др. Для чего нужна вторичная переработка?

Бензиновая фракция, полученная при перегонке сырой нефти (прямогонный бензин), не пригодна для использования в качестве топлива для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, поскольку обладает невысокими антидетонационными свойствами (октановое число не превышает 50). Для получения бензинов с хорошими характеристиками (октановое число 80–95) нужна дополнительная (вторичная) переработка нефтяных фракций. Эта переработка необходима для расщепления больших молекул в более мелкие. К деструктивной переработке относятся крекинг, реформинг и пиролиз. Следует подчеркнуть, что ключевую роль в нефтепереработке играет катализ.

Пиролиз, или термический крекинг, применяется для получения главным образом этилена, а также пропилена, бутенов и ароматических углеводородов. При пиролизе сырье (бензиновая фракция, лигроин) нагревается в трубчатых реакторах до 750–900 °C и моментально охлаждается (менее чем за 1 с). В результате пиролиза углеводороды с высокой молекулярной массой расщепляются в более легкие углеводороды.

Каталитический крекинг − один из основных процессов нефтепереработки. В качестве сырья в настоящее время используют так называемый вакуумный газойль (т/кип. до 500 °С), получающиеся в результате вакуумной перегонки мазута. Сырье при температуре 500 °С контактирует с катализатором, в качестве которого используются синтетические алюмосиликаты − цеолиты.

Бензин, получаемый в результате каталитического крекинга, обладает высоким октановым числом, поскольку в нем содержится больше разветвленных парафинов и ароматических углеводородов, т. е. структур, которые по сравнению с н-парафинами обладают гораздо лучшими антидетонациоными свойствами.

В настоящее время каталитический реформинг − это основной процесс нефтепереработки для получения ароматических углеводородов − бензола, толуола и ксилолов. В первоначальном варианте он применялся для превращения низкооктановых бензинов в высокооктановые. Сырьем для реформинга служат прямогонные фракции с температурой кипения 75–200 °С (нафта), бензиновые фракции деструктивных методов переработки нефти. В качестве катализаторов используются платина, палладий и родий. Наибольшее применение нашли платиновые катализаторы, в них платина в количестве 0,3–0,7 % наносится на оксид алюминия. Процесс каталитического реформинга проводится в токе водорода в температурном интервале 450–550 °С и при давлении от 10 до 35 атм.

Нефтеперерабатывающие заводы Казахстана. В настоящее время в нашей стране функционируют три нефтеперерабатывающих завода (Атырауский, Павлодарский, Шымкентский) общей мощностью 18 млн т нефти в год и Казахский (Узень), Жанажольский, Тенгизский газоперерабатывающие заводы. Первенцем казахстанской нефтеперерабатывающей промышленности является Атырауский нефтеперерабатывающий завод (АНПЗ).

Сегодня это единственный НПЗ, расположенный в центре основных нефтяных месторождений с прямой поставкой сырой нефти по действующим системам нефтепроводов. Более современными считаются Павлодарский и Шымкентский нефтеперерабатывающие заводы, построенные для переработки смесей нефтей западносибирских месторождений. С этой целью в свое время был построен мощный нефтепровод Омск—Павлодар—Шымкент— Фергана—Чарджоу. Сегодня ПНПЗ может работать либо на западносибирской нефти, либо за счет обратной прокачки кумкольской нефти.

31 марта 2000 г. завершен процесс приобретения ОАО “Шымкентнефтеоргсинтез” (ШНОС) канадской компанией “Харрикейн Хайдрокарбонз Лтд.” (“PetroKazakhstan”). “PetroKazakhstan”

- это вертикально интегрированная нефтяная компания, занимающаяся разведкой и добычей нефти на месторождениях, расположенных в Кызылординской области, ее переработкой на Шымкентском НПЗ, а также маркетингом, транспортировкой и продажей нефти и нефтепродуктов.

 

Лексические упражнения

1. Переведите следующие предложения с английского языка на русский:

- Refineries must separate and process the hydrocarbons which make up crude oil before they can be transformed into gasoline, diesel or jet fuels.

- The most widely used conversion method is called cracking.

- Cracking takes large hydrocarbons and breaks them into smaller ones..

- The products of alkylation are high octane hydrocarbons.

- Alkylation makes gasoline components by combining some of the gaseous byproducts of cracking

- A cracking unit consists of one or more tall, thick-walled, bullet-shaped reactors and a network of furnaces, heat exchangers and other vessels.

3. Составьте свои вопросы к каждому параграфу текста.

4. Переведите следующую заметку с английского языка:

How to save gasoline costs?

If you have a car, you can save your money and also reduce environmental impacts in the following ways:

- ensure that your vehicle is properly tuned and lubricated;

- maintain recommended tire inflation;

- avoid sudden acceleration and obey speed limits;

- do not idle (ехать на холостом ходу) for long periods;

- choose correct grade of gasoline;

- compare fuel efficiency when buying vehicles.

Грамматика: герундий

Подобного явления нет в русском языке, он сочетает в себе свойства глагола со свойствами имени существительного. Образуется от любого глагола + ing:

He likes reading.

Может употребляться после предлогов:

He sent her a telegram instead of sending a letter.

Имеет формы времени и залога:

He likes being asked question.

Различие между инфинитивом и герундием заключается в том, что после глаголов to stop, to like, to love, to hate, to remember, to forget, to mean, to regret может употребляться как герундий, так и инфинитив. Однако нужно различать: герундий − это действие вообще:

When he saw his father enter the room he stopped smoking. - Когда он увидел, что отец вошел в комнату, он перестал курить.

Before entering his father’s cottage he stopped to smoke. – Прежде чем войти в дом отца, он остановился покурить.

Герундий всегда обозначает действие:

1) My hobby is playing computer games. – Я люблю играть в компьютерные игры.

2) He is busy with organizing the party. – Он занят организацией вечера.

3) Is it worth going there? – Туда стоит ехать?

4) What’s the point of doing this? – Какой смысл это делать?

5) Go on reading. – Продолжайте читать.

Комбинации с TO GO….

1) To go skiing – поехать кататься на лыжах.

2) To go dancing – пойти потанцевать.

3) To go shopping – пойти в магазин.

4) To go swimming – пойти поплавать.

Комбинации с TO DO….

1) To do the shopping – сходить/пойти в магазин.

2) To do the washing – стирать/постирать.

3) To do the ironing – гладить/погладить.