1.2. Характеристика сырья и готовой продукции
Сырьем для данной установки является нефть Нефть –это маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, обычно коричневого цвета с зеленоватым или другим оттенком, иногда почти черная, очень редко бесцветная.
Нефти состоят главным образом из углерода – 79,5 – 87,5 % и водорода –11,0 – 14,5 % от массы нефти. Кроме них в нефтях присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5– 8 %. В незначительных концентрациях в нефтях встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий и др. Их общее содержание не превышает 0,02 – 0,03 % от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоят нефти. Кислород и азот находятся в нефтях только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.
Продукты
Ассортимент нефтепродуктов, получаемых на установке АВТ обусловлен составом и свойствами нефти и ее фракций, а также потребностями в тех или иных нефтепродуктах.
Газ. Газы, растворенные в нефти в количестве 1,9% мас. на нефть, и полученные при первичной перегонке нефти, состоят в основном из пропана и бутанов. Они являются сырьем газофракционирующих установок и могут служить в качестве топлива (бытовой сжиженный газ).
Фракции н.к.-62 и 62-85оС имеют небольшое октановое число, поэтому направляется на установку изомеризации для повышения октанового числа.
Фракция 85-120оС служит в качестве сырья каталитического риформинга для получения бензола и толуола, а также для получения компонентов высокооктанового бензина.
Фракции 85-120 и 120-180оС служат в качестве сырья каталитического риформинга для получения компонентов высокооктанового бензина, а также может использоваться для получения компонента реактивного топлива.
Фракция 180-230оС. Данная фракция является компонентом реактивного и дизельного топлив.
Фракции 230-280оС и 280-350оС являются фракциями дизельного топлива. Цетановое число объединенной фракции 240 - 350оС равно 55. Температура застывания -12оС. Фракции могут использоваться как компонент летнего дизельного топлива. Для получения зимнего дизельного топлива объединенная фракция 230 - 350оС должна быть подвергнута депарафинизации.
Фракция 350-500оС - вакуумный газойль. Фракция может использоваться как сырье процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга для получения высокооктанового бензина.
Фракция, выкипающая при температурах выше 500оС - гудрон. Фракция используется как сырье установок термического крекинга, висбрекинга, коксования, производства битума.
1.3. Теоретические основы процесса
При глубоком обезвоживании некоторых нефтей, в пластовой воде которых содержится мало солей, происходит почти полное их удаление. Однако большинство нефтей нуждается в дополнительном обессоливании.
В некоторых случаях для обессоливания используется термохимический метод, но чаще применяется способ, сочетающий термохимическое отстаивание с обработкой эмульсии в электрическом поле. Установки последнего типа носят название электрообессоливающих (ЭЛОУ).
Ректификация - разделение жидких смесей на практически чистые компоненты, отличающиеся температурами кипения, путем многократного испарения жидкости и конденсации паров. Для ректификации обычно используют колонные аппараты, названные ректификационными колоннами, в которых осуществляется многократный контакт между потоками паровой и жидкой фаз. Назначение тарелок и насадок — развитие межфазной поверхности и улучшение контакта между жидкостью и паром. Тарелки, как правило, снабжаются устройством для перелива жидкости. Как в насадочных, так и в тарельчатых колоннах кинетическая энергия пара используется для преодоления гидравлического сопротивления контактных устройств и для создания динамической дисперсной системы пар — жидкость с большой межфазной поверхностью.
Движущая сила ректификации разность между фактическими и равновесными концентрациями компонентов в паровой фазе, отвечающими данному составу жидкой фазы. Парожидкостная система стремится к достижению равновесного состояния, в результате чего пар при контакте с жидкостью обогащается низкокипящими компонентами, а жидкость - высококипящими компонентами. Поскольку жидкость и пар движутся, как правило, противотоком (пар - вверх, жидкость - вниз), при достаточно большой, высоте колонны в ее верхней части можно получить практически чистый целевой компонент. В зависимости от температур кипения разделяемых жидкостей ректификацию проводят под различным давлением: атмосферным (т. кип. 30-150 °С), выше атмосферного (при разделении жидкостей с низкими температурами кипения, например сжиженных газов), в вакууме (при разделении высококипящих жидкостей для снижения их температур кипения).
В ректификационной колонне давление меняется по высоте аппарата в зависимости от гидравлических сопротивлений тарелок и отбойных устройств. Основная предпосылка для выбора давления – температурный режим процесса ректификации. Повышенное давление позволяет осуществить фракционирование при высоких температурах, что необходимо в случае разделение смесей, состоящих из компонентов с низкими температурами кипения (ректификация низкомолекулярных углеводородов).
Для разделения компонентов с высокой температурой кипения ректификацию нужно проводить при низких температурах, чтобы избежать разложения высокомолекулярных углеводородов при температуре их кипения. С этой целью ректификацию проводят в вакуумных колоннах, где температуры кипения снижают в зависимости от величины вакуума. Особенно распространены вакуумные колонны, применяемые на мазутоперегонных установках для получения масляных дистиллятов.