raffinerie de pétrole

Anacortes raffinerie ( Tesoro), à l'extrémité nord de Mars point sud-est de Anacortes, Washington

Une raffinerie de pétrole est un industriel usine de traitement où le pétrole brut est traité et raffiné en plus utile produits pétroliers, tels que essence, diesel carburant, base de l'asphalte, l'huile de chauffage, kérosène, et de gaz de pétrole liquéfié. Les raffineries de pétrole sont généralement de grandes tentaculaire industriels complexes avec une vaste tuyauterie courir partout, portant flux de fluides entre grande des unités de traitement chimique.

Opération

Le pétrole brut est séparé en fractions par distillation fractionnée. Les fractions dans la partie supérieure de la colonne de fractionnement inférieures ont des points d'ébullition que les fractions au fond. Les fractions lourdes sont souvent inférieurs fissurée en produits plus légers, les plus utiles. Toutes les fractions sont traitées en outre dans d'autres unités de raffinage.

("Brut") huile brute ou non transformé ne est pas utile dans la forme il se agit dans de la terre. Bien que "la lumière, douce" (faible viscosité, faible teneur en soufre) d'huile a été utilisé directement comme carburant du brûleur pour la propulsion des navires à vapeur, les éléments plus légers forment vapeurs explosives dans les réservoirs de carburant et il est donc très dangereux, spécialement dans des navires de guerre. Pour cela et pour de nombreuses autres utilisations, l'huile doit être séparée en plusieurs parties et raffinée avant l'utilisation dans combustibles et lubrifiants, et avant que certains des sous-produits peuvent être utilisés dans les procédés de pétrochimie pour former des matériaux tels que les plastiques , détergents, solvants , élastomères, et fibres telles que nylon et polyesters. Petroleum combustibles fossiles sont utilisés dans navire , automobile et avions moteurs. Ces différents des hydrocarbures ont des points d'ébullition , ce qui signifie qu'ils peuvent être séparés par distillation . Comme les éléments de liquides légers sont en grande demande pour une utilisation dans les moteurs à combustion interne, une raffinerie moderne convertir lourde hydrocarbures et les éléments gazeux plus légers dans ces produits de plus grande valeur à l'aide de processus complexes intensifs et de l'énergie.

La raffinerie de pétrole Haïfa, Israël est capable de traiter environ 9 millions de tonnes (66 millions de barils) de pétrole brut par an. Ses deux tours de refroidissement sont des repères sur les toits de la ville.

L'huile peut être utilisée en tant de différentes manières, car il contient des hydrocarbures de différentes masses moléculaires , des formes et des longueurs telles que des paraffines, aromatiques, naphtènes (ou cycloalcanes), les alcènes , des diènes, et alcynes. Les hydrocarbures sont des molécules de longueur variable et la complexité en seulement hydrogène et carbone atomes . Leurs différentes structures leur donnent leurs propriétés différentes et utilise ainsi. L'astuce dans le processus de raffinage du pétrole est séparer et purifier ces.

Une fois séparé et purifié de tout contaminant et les impuretés, le carburant ou de lubrifiant peuvent être vendus sans aucun autre traitement. Molécules plus petites telles que isobutane et propylène ou butylènes peuvent être recombinées pour répondre spécifique exigences d'octane des carburants par des procédés tels que alkylation ou, moins fréquemment, dimérisation. indice d'octane de l'essence peut également être améliorée par reformage catalytique, qui exclut l'hydrogène sur hydrocarbures pour produire des composés aromatiques, qui ont beaucoup plus élevée l'indice d'octane. Les produits intermédiaires tels que gazoles peuvent même être retraités à briser, une huile longue chaîne lourde en une courte chaîne légère, par diverses formes de craquage tels que craquage catalytique fluide, craquage thermique, et hydrocraquage. L'étape finale de la production d'essence est le mélange des carburants avec différents indices d'octane, pressions de vapeur, et d'autres propriétés pour répondre aux caractéristiques de produits.

Les raffineries de pétrole sont de grandes usines à l'échelle, le traitement d'environ une centaine de milliers à plusieurs centaines de milliers de barils de pétrole brut par jour. En raison de la grande capacité, la plupart des unités sont actionnés en continu (par opposition au traitement par lots) à l'état d'équilibre ou un état stable pour environ longues périodes de temps (mois ou années). Cette grande capacité fait également optimisation des processus et Advanced Process Control très souhaitable.

Les principaux produits de raffineries de pétrole

La plupart des produits de transformation de l'huile sont généralement regroupés en trois catégories: distillats légers (GPL, essence, naphta), distillats moyens (kérosène, diesel), les distillats lourds et des résidus (mazout, les huiles lubrifiantes, cire, goudron). Cette classification est basée sur la façon dont le pétrole brut est distillé et séparé en fractions (appelée distillats et Résidu) comme on le voit sur le dessin ci-dessus.

• Gaz de pétrole liquéfié (GPL)
• L'essence (également appelée essence)
• Naphte
• Kérosène et connexes carburants pour avions
• Le carburant diesel
• Mazout
• Huiles lubrifiantes
• Paraffine
• Bitume et Goudron
• Le coke de pétrole

Unités de traitement communs trouvés dans une raffinerie

Le nombre et la nature des unités de traitement dans une raffinerie de déterminer son Indice de la complexité.

• unité de dessalage se lave le sel du pétrole brut avant son entrée dans l'unité de distillation atmosphérique.
• Unité de distillation atmosphérique distille pétrole brut en fractions. Voir Distillation continue.
• unité de distillation sous vide distille en outre fonds résiduels après la distillation atmosphérique.
• Naphte Unité d'hydrotraitement utilise l'hydrogène pour désulfurer naphta de distillation atmosphérique. Doit hydrotraiter naphta avant de l'envoyer à une unité de reformage catalytique.
• Unité de reformage catalytique est utilisé pour convertir les molécules de la gamme d'ébullition du naphta en octane plus élevé reformat (produit réformateur). Le reformat présente une teneur plus élevée en composés aromatiques, des oléfines et des hydrocarbures cycliques). Un sous-produit important du reformeur est un atome d'hydrogène libéré lors de la réaction catalytique. L'hydrogène est utilisé soit dans les hydrotraitement ou l'hydrocraqueur.
• Unité hydrotraitement de distillats desulfurizes distillats (comme le diesel) après distillation atmosphérique.
• Craquage catalytique fluide (FCC) unité à niveau fractions les plus lourdes en produits plus légers, les plus précieuses.
• Hydrocraqueur unité utilise de l'hydrogène pour mettre à jour fractions les plus lourdes en produits plus légers, les plus précieuses.
• Viscoréduction améliorations d'unités huiles résiduelles lourdes par thermiquement les craquage en plus légers les plus précieux produits de viscosité, réduits.
• Merox unité traite GPL, kérosène ou carburéacteur par oxydation mercaptans en organique disulfures.
• unités de cokéfaction ( cokéfaction retardée, cokéfaction fluide et flexicoker) processus d'huiles résiduelles très lourds dans l'essence et le carburant diesel, laissant coke de pétrole comme un produit résiduel.
• Unité d'alkylation produit composante indice d'octane élevé pour l'essence mélange.
• unité de dimérisation convertit oléfines en indice d'octane élevé composants de mélange d'essence. Par exemple, butènes peuvent être dimérisés en isooctène qui peut ensuite être hydrogéné pour former isooctane. Il ya aussi d'autres utilisations pour la dimérisation.
• Unité d'isomérisation convertit molécules linéaires à indice d'octane élevé molécules ramifiées pour le mélange à l'essence ou à nourrir unités d'alkylation.
• Unité de reformage à vapeur produit de l'hydrogène pour les hydrotraitement ou d'hydrocraquage.
• Liquéfiés unités de stockage de gaz pour le propane et gazeux semblables à pression suffisante pour maintenir sous forme liquide. Ce sont généralement des bateaux ou des balles sphériques (navires horizontales aux extrémités arrondies.
• Les réservoirs de stockage de pétrole brut et de produits finis, généralement cylindrique, avec une sorte de contrôle des émissions de vapeur et entouré par un terre berme pour contenir les déversements.
• Amine purificateur de gaz, Unité de Claus, et le traitement de gaz de queue pour convertir du sulfure d'hydrogène à partir de hydrodésulfuration en soufre élémentaire.
• unités utilitaires tels que les tours de refroidissement pour faire circuler l'eau de refroidissement, de chaudières pour la production de vapeur, systèmes d'air de l'instrument pour pneumatique soupapes de commande et un station électrique.
• la collecte des eaux usées et les systèmes de traitement comprenant des séparateurs API, flottation à air dissous (DAF) unités et un certain type de traitement supplémentaire (par exemple, un unité de traitement biologique des boues activées) à faire une telle eau approprié à une réutilisation ou d'élimination.
• Unités de raffinage au solvant utilisent solvant tel que crésol ou furfural pour éliminer les matières indésirables, principalement asphalténiques d'huile lubrifiante (ou diesel stock).
• Unités de déparaffinage au solvant supprimer les constituants cireux lourds vaseline à partir de produits de distillation sous vide.

Schéma de principe raffinerie type

L'image ci-dessous est un schéma Diagramme d'une raffinerie de pétrole typique qui illustre les différents procédés unitaires et le flux de courants de produits intermédiaires qui se produit entre la charge d'alimentation de pétrole brut d'entrée et les produits finaux finales. Le diagramme décrit un seul des centaines de configurations différentes des raffineries de pétrole. Le schéma ne comprend pas les installations de la raffinerie habituels fournissant les services publics tels que la vapeur, l'eau de refroidissement, et l'énergie électrique ainsi que les réservoirs de stockage de pétrole brut charge d'huile et pour les produits intermédiaires et les produits finis.

Diagramme d'écoulement schématique d'une raffinerie de pétrole typique

Il existe de nombreuses configurations de procédés autres que celle décrite ci-dessus. Par exemple, le unité de distillation sous vide peut également produire des fractions qui peuvent être raffinées en produits finals tels que: huile de broche utilisé dans l'industrie textile, l'huile de machines légères, l'huile de moteur et l'huile de cylindre à vapeur. Comme autre exemple, le résidu sous vide peut être transformé en un unité de cokéfaction pour produire du coke de pétrole.

produits finaux spécialisé

Ceux-ci seront mélanger différentes matières premières, mélanger des additifs appropriés, fournir le stockage à court terme, et se préparer pour le chargement en vrac dans des camions, barges, navires de produits, et de wagons.

• Combustibles gazeux tels que le propane , stockée et transportée sous forme liquide sous pression dans des wagons spécialisés aux distributeurs.
• Les combustibles liquides mélange (production automobile et aéronautique grades d'essence, le kérosène, divers carburants de turbines de l'aviation et les carburants diesel, en ajoutant des colorants, des détergents, des additifs antidétonants, des composés oxygénés et des composés anti-fongiques comme l'exige). Expédié par barge, ferroviaire et navire-citerne. Peut être expédié régional en dédié pipelines pour pointer les consommateurs, en particulier carburéacteur de l'aviation aux principaux aéroports, ou d'ambiance aux distributeurs dans les canalisations multi-produits en utilisant des séparateurs de produit appelé inspection de pipelines jauges («porcs»).
• Lubrifiants (produit des huiles de mitrailleuses légères, les huiles de moteur, et graisses, en ajoutant stabilisateurs de viscosité selon les besoins), généralement expédiés en vrac dans une installation d'emballage hors site.
• Cire (paraffine) utilisés pour l'emballage de les aliments congelés, entre autres. Peut être expédié en vrac à un site pour préparer comme des blocs emballés.
• Le soufre (ou acide sulfurique ), des sous-produits de l'élimination du soufre à partir du pétrole qui peuvent avoir jusqu'à un pour cent de soufre de couple comme composés soufrés organiques. Soufre et d'acide sulfurique sont des matériaux industriels utiles. L'acide sulfurique est généralement préparée et expédiée comme le précurseur de l'acide oleum.
• Masse tar expédition pour l'emballage de l'unité hors site pour une utilisation dans le goudron et gravier toiture.
• unité de asphalte. Prépare l'asphalte en vrac pour l'expédition.
• Coke de pétrole, utilisé dans les produits de spécialité de carbone ou combustible solide.
• Petrochemicals ou charges pétrochimiques, qui sont souvent envoyés à Petro usines de produits chimiques pour un traitement ultérieur dans une variété de façons. Les produits pétrochimiques peuvent être des oléfines ou leurs précurseurs, ou les différents types de pétrochimiques aromatiques.

Emplacement / localisation des raffineries de pétrole

Les principes de trouver un site de construction de raffineries sont similaires à ceux des autres usines de produits chimiques:

• Le site doit être raisonnablement loin des zones résidentielles.

• Équipements pour l'accès et les produits des matières premières de livraison aux marchés devraient être facilement disponibles.

• Traitement besoins énergétiques doivent être facilement accessibles.

• produit élimination des déchets ne devrait pas causer des difficultés.

Pour les raffineries qui utilisent de grandes quantités de vapeur industrielle et de l'eau de refroidissement, une source abondante d'eau est important. Pour cette raison, les raffineries de pétrole sont souvent situé (associés à un port) près des rivières navigables ou encore mieux sur un rivage de la mer. Soit sont des double objectif, faisant également disponible transports par voie fluviale ou pas cher par mer. Bien que les avantages du transport de pétrole brut par pipeline sont évidents, et le procédé est également souvent utilisés par les compagnies pétrolières de livrer de grandes produits de sortie tels que les carburants à leurs terminaux de distribution en vrac, la livraison de pipeline ne est pas pratique pour les petits produits de sortie. Pour ceux-ci, des wagons, des camions-citernes ou des barges peuvent être utilisés.

Il est utile de raffineries de sites dans les zones où il ya un espace abondant pour être utilisé par la même société ou d'autres, pour la construction d'usines pétrochimiques, de la fabrication de solvants (fin de fractionnement) plantes et / ou des plantes similaires pour permettre à ces accès facile à grand rendement produits de la raffinerie pour traitement ultérieur, ou des plantes qui produisent des additifs chimiques que la raffinerie peut avoir besoin de se fondre dans un produit à la source plutôt que sur les bornes de mélange.

La sécurité et les préoccupations environnementales

Miro raffinerie de Karlsruhe

Le processus de raffinage publie de nombreux produits chimiques différents dans l' atmosphère ; par conséquent, il existe substantielle pollution de l'air et les émissions un notable odeur accompagne normalement la présence d'une raffinerie. Mis à part les impacts de la pollution de l'air il ya aussi des eaux usées préoccupations, les risques de accidents industriels tels que les incendies et les explosions, et effets sur la santé du bruit en raison de le bruit industriel.

Le public a exigé que de nombreux gouvernements imposent des restrictions sur les contaminants que les raffineries de presse, et la plupart des raffineries ont installé l'équipement nécessaire pour se conformer aux exigences des organismes de réglementation de protection de l'environnement pertinents. Dans le États-Unis , il ya une forte pression pour empêcher le développement de nouvelles raffineries, et aucune grande raffinerie a été construite dans le pays depuis Marathon de Garyville, installation Louisiane en 1976. Cependant, de nombreuses raffineries existantes ont été étendues pendant ce temps. Restrictions et les pressions pour empêcher la construction de nouvelles raffineries de l'environnement peuvent aussi avoir contribué à la hausse des prix du carburant aux États-Unis. En outre, de nombreuses raffineries (plus de 100 depuis les années 1980) ont fermé en raison de l'obsolescence et / ou l'activité de fusion dans l'industrie elle-même. Cette activité a été rapporté au Congrès et dans les études spécialisées pas largement médiatisés.

Les préoccupations environnementales et de sécurité signifient que les raffineries de pétrole sont parfois situés à une certaine distance des grands centres urbains. Néanmoins, il existe de nombreux cas où les opérations de raffinage sont à proximité de zones peuplées et présentent des risques de santé tels que dans le Campo de Gibraltar, un état appartenant à la raffinerie espagnole près des villes de Gibraltar , Algeciras, La Linea , San Roque et Los Barrios avec une population combinée de plus de 300 000 résidents dans un 5-mile (8,0 km) de rayon et la raffinerie de CEPSA à Santa Cruz sur l'île de Tenerife, Espagne qui est implanté dans un centre-ville densément peuplée et à côté des deux seuls grands itinéraires d'évacuation dans et hors de la ville. En Californie s ' Comté de Contra Costa et Comté de Solano, un collier de rivage des raffineries et des usines chimiques associés sont adjacentes aux zones urbaines dans Richmond, Martinez, Pacheco, Concord, Pittsburg, Vallejo et Benicia, à des événements accidentels occasionnels qui nécessitent «refuge sur place" des ordres aux populations adjacentes.

Histoire

Premières raffineries de pétrole du monde ont été mis en place par Ignacy Lukasiewicz proximité Jaslo, Empire autrichien (aujourd'hui en Pologne ) dans les années 1854-1856, mais ils ont d'abord petite car il n'y avait pas de demande réelle pour le carburant raffiné. Comme Łukasiewicz de lampe à pétrole a gagné en popularité l'industrie du raffinage a augmenté dans la région.

La première grande raffinerie de pétrole ouverte à Ploieşti, Roumanie en 1856. Plusieurs autres raffineries ont été construites à cet endroit avec un investissement de États-Unis entreprises avant d'être repris par l'Allemagne nazie pendant la Seconde Guerre mondiale . La plupart de ces raffineries ont été lourdement bombardée par US Army Air Forces en Opération Tidal Wave, 1er août 1943 . Depuis, ils ont été reconstruits, et actuellement poser un peu une préoccupation environnementale.

Un autre exemple précoce est Oljeön, la Suède , aujourd'hui conservé comme un musée à l' UNESCO au patrimoine mondial Engelsberg. Il a commencé à fonctionner en 1875 et fait partie de la Écomusée de Bergslagen.

À une époque, la plus grande raffinerie de pétrole au monde a été prétendu être Ras Tanura, en Arabie Saoudite , détenue par Saudi Aramco. Pour la plupart du 20e siècle, la plus grande raffinerie du monde était le Abadan raffinerie à l'Iran . Cette raffinerie a subi des dommages au cours de la Guerre Iran-Irak. Le plus grand complexe de raffinerie au monde est le "Centro de Refinación de Paraguana" (CRP) exploité par PDVSA au Venezuela d'une capacité de 956 000 barils par jour de production (152 000 m ³ / j) (Amuay 635 000 b / j (101 000 m ³ / j), Cardón 305 000 b / j (48 500 m ³ / j) et Bajo Grande 16000 barils par jour ). Ulsan la raffinerie de SK Energy en Corée du Sud avec une capacité de 840 000 b / j (134 000 m ³ / j) et La raffinerie de Reliance Petroleum à Jamnagar, Inde avec 660 000 b / j (105 000 m ³ / j) sont les deuxième et troisième plus grand, respectivement.

Début des raffineries américaines transformés pétrole brut pour récupérer le kérosène. Autres produits (comme l'essence) étaient considérés comme des déchets et sont souvent déversés directement dans la rivière la plus proche. L'invention de l'automobile déplacé la demande d'essence et de diesel, qui demeurent les produits raffinés primaires aujourd'hui. Raffineries pré-datant de l'APE étaient très toxiques pour l'environnement. Une législation stricte a exigé que les raffineries sont conformes aux normes de l'air et la propreté de l'eau modernes. En fait, l'obtention d'un permis de construire même une raffinerie moderne avec un impact minimal sur l'environnement (autres que les émissions de CO ₂₎ est si difficile et coûteux qu'aucune nouvelle raffinerie n'a été construite (même si beaucoup ont été élargi) aux États-Unis depuis 1976 . En conséquence, certains pensent que cela peut être la raison pour laquelle les États-Unis est de plus en plus dépendants des importations d'essence fini, contrairement au pétrole brut incrémentale. D'autre part, des études ont révélé que l'accélération de l'activité de fusion dans le secteur du raffinage et de la production a réduit davantage la capacité, entraînant un resserrement des marchés aux États-Unis en particulier.