Комплекс по предмету “химия нефти и природного газа

Комплексная схема переработки нефти
Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки. 
Промышленные процессы переработки нефти можно условно подразделить на три основные стадии:
подготовка нефти - обессоливание, дегазация и обезвоживание;
первичная переработка - прямая (атмосферная) перегонка;
вторичная переработка - термические процессы (термический крекинг, коксование, пиролиз) и каталитические процессы (каталитический крекинг, риформинг , в том числе платформинг, гидрокрекинг)

Процессы подготовки обеспечивают нефти, поступающей на переработку, параметры, необходимые для получения более качественных конечных продуктов, а именно низкую влажность и концентрации солей, отсутствие растворенных газов (метана, сероводорода и т.д.).
Первичная переработка, то есть прямая перегонка (ректификация) рассматривается в теме "Природные источники углеводородов". Рассмотрим подробнее методы вторичной промышленной переработки нефти.
Термические процессы: термический крекинг, коксование
Термический крекинг - высокотемпературная переработка нефти и ее тяжелых фракций с целью получения продуктов с более короткой углеводородной цепью и меньшей молекулярной массой.
Расщепление молекул углеводородов протекает при высокой температуре (470−5500C) и повышенном (3-7 МПа) или пониженном (0,03-0,60 МПа) давлении. Процесс протекает медленно, при этом образуются преимущественно углеводороды с неразветвленной цепью. Промышленный термический крекинг проводится в специальных установках - реакторах:

Таким образом, продуктами термического крекинга являются:
легкие моторные и котельные топлива,
непредельные углеводороды,
высокоароматизированное сырье,
нефтяной кокс.
Однако, продукты термического крекинга содержат значительно больше олефинов и меньше ароматических углеводородов и соединений с разветвленными цепями. Поскольку в бензине, полученном в результате термического крекинга, наряду с предельными углеводородами, содержится много непредельных углеводородов, то такой бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки. Но, в то же время, повышенное содержание непредельных углеводородов делает бензин менее устойчивым при хранении, поскольку непредельные углеводороды легко окисляются и полимеризуются. При сгорании такого бензина могут засориться различные части двигателя.
Химические реакции при термическом крекинге протекают по свободно-радикальному механизму, сопровождающемуся гомолитическим разрывом одинарных связей, и носят цепной характер

Это приводит к образованию двойной связи в одном из продуктов реакции:

Коксование — разновидность глубокого термического крекинга, предусматривающая разложение при высокой температуре без доступа воздуха твердых и жидких горючих ископаемых с образованием летучих веществ и твердого остатка - кокса. 
Коксование нефтяного сырья предусматривает его глубокий термический крекинг, при 450−5400C Сырьем для коксования служат тяжелые остатки прямой перегонки нефти, крекинга и пиролиза.
При коксование происходят процессы деструкции (разрушения) и циклизации, конденсации и поликонденсации углеводородов, а также глубокого уплотнения высокомолекулярных соединений. При этом образуются газообразные, жидкие и твердые продукты:
углеводородные газы;
жидкие дистиллятные (бензиновые) фракции;
керосино-газойлевые фракции;
углеродистый остаток - коксовый "пирог"