Установки атмосферной перегонки нефти

Современные установки AT и АВТ обычно комбинируют с процес­сом обезвоживания и обессоливания.

Перегонку нефти на атмосферных установках AT или в атмосферных секциях комбинированных установок АВТ можно осуществлять несколькими способами:

1. Однократным испарением в трубчатой печи и разделением отгона в одной ректификационной колонне.

2. Двухкратным испарением и разделением в двух ректификационных колоннах — в колонне предварительного испарения с отделением легких бензиновых фракций и в основной колонне.

Перегонку нефти с однократным испарением осуществляют по следующей схеме (рис. 1). Сырая нефть, нагретая в теплообменниках 2 за счет тепла отходящих с установки продуктов, подается насосом I для обезвоживания и обессоливания в электродегидраторы 3, далее — в трубчатую печь 4, где происходит ее однократное испарение, а из нее — в атмосферную колонну 5, где осуществляется разделение на требуемые фракции. Такая технологическая схема перегонки нефти, как правило, применима для нефтей с низким содержанием светлых нефтепродуктов и незначительным содержанием растворенного газа.

Рис. 1. Схема перегонки нефти с однократным испарением

По этой схеме совместное испарение легких и тяжелых фракций способствует снижению температуры нагрева нефти перед подачей ее в ко­лонну. Для нефтей с большим содержанием растворенного газа и низкокипящих фракций, применение такой схемы перегонки сопряжено с труд­ностями, обусловленными: повышением давления на питательном на­сосе и соответственно во всех аппаратах до печи, в самой печи и в ректификационной колонне. Это потребует большего расхода металла на изго­товление аппаратуры в связи с необходимым увеличением толщины стенок оборудования, и вызовет неизбежное ухудшение погоноразделения.

В этом случае используют схему перегонки с двухкратным испарени­ем нефти и двумя ректификационными колоннами.

На рис. 2 представлена принципиальная схема атмосферной пере­гонки нефти на современных установках AT или АВТ.

Нефть, предварительно обезвоженная и обессоленная на блоке ЭЛОУ атмосферной трубчатой установки или атмосферно-вакуумной установки, насосом 1 подается в теплообменники 2 для нагрева до 220-230°С и далее — в колонну К-1, в сепарационном пространстве которой происходит разделение ее на пары и неиспарившийся остаток, стекающий в нижнюю часть колонны по тарелкам.

Для поддержания необходимого теплового режима низа колонны К-1 в нижнюю ее часть поступает поток нагретой в печи 6 полуотбензиненной нефти («горячая струя»). Поток паров из сепарационного про­странства колонны К-1, смешавшись с потоком паров, отпаренных из полуотбензиненной нефти, направляется в верхнюю часть колонны К-1, проходя ряд тарелок. На каждой тарелке за счет контакта стекающей с верха колонны флегмы, образованной за счет подачи холодного ороше­ния, с восходящим потоком паров происходит тепло- и массообмен, и пары, двигаясь вверх, все более облегчаются на каждой вышележащей тарелке и, пройдя все тарелки, достигают заданного качества. Как пра­вило, за счет этого удаляется примерно половина бензиновой фракции с концом кипения 130-140°С, которая вместе с газом конденсируется и охлаждается до температуры 40-45°С в конденсаторе-холодильнике 3 и, после смешения с более тяжелым бензином из колонны К-2, направляется на стабилизацию от растворенного в ней газа и далее на вторич­ную перегонку. На схеме колонны стабилизации и вторичной перегон­ки не показаны. Горячим насосом 4 полуотбензиненная нефть из колонны К-1 подается в трубчатую печь 6, где

нагревается до температуры 340-350°С и поступает в сепарационное пространство основной рек­тификационной колонны К-2, где вновь происходит процесс разделения на паровую и жидкую фазы, как и в колонне К-1.

Более тяжелая часть паров, конденсируясь на каждой тарелке, обогащает флегму высококипящими компонентами. Пройдя все тарелки, расположенные в нижней части колонны, жидкий остаток достигает заданного качественного состава по содержанию легкокипящих фракций, которое не должно превышать 4-6% на мазут. Обычно на практике принято ориентироваться на содержание фракций, выкипающих до 360°С

Вводимый вниз колонны перегретый водяной пар снижает парциальное давление нефтяных паров и способствует более полной отпарки легкокипящих компонентов из мазута.

С верха из колонны К-2 уходят пары бензина (и воды) с температурой конца кипения не более 180-190ºС. Регулирование качества по концу кипения осуществляют подачей бензинового орошения за счет возврате части охлажденного и сконденсированного в холодильнике-конденсато­ре 3 верхнего продукта колонны К-2. Этим достигается поддержание определенной температуры паров, уходящих с верхней тарелки, и соответственно качества бензиновой фракции.

С нижележащих тарелок концентрационной части колонны отбираются боковые потоки других нефтепродуктов в виде жидкостей. Верхние боковым потоком отбирают керосиновую фракцию, затем фракцию легкую дизельную и еще ниже более тяжелую дизельную. Для осуществления процесса ректификации в колонне требуется создание потока орошения или флегмы. Если создавать этот поток только за счет пoдaчи орошения в верхней части колонны (так называемого острого орошения), потребуется большой его расход, что приведет к нерациональным тепловым потерям, а также к значительному перерасходу воды и энергии для конденсации и охлаждения орошения. В целях недопущения этого применяют, так называемое, циркуляционное орошение.

Для осуществления циркуляционного орошения часть флегмы забирается с тарелки, проходит через теплообменник 2, отдает свое тепло потоку нефти, как правило для нагрева перед колонной К-1, и охладившись до заданной температуры, поступает на тарелку выше той, с которой забиралась флегма на охлаждение. При этом поддерживается определенный температурный режим на тарелке отбора флегмы и создаются условия, необходимые для поддержания потока флегмы на нижележащих тарелках. Циркуляционных орошений может быть несколько, вплоть до трех.

Основная часть флегмы с тарелки отбора орошения идет в качестве целевого продукта в отпарную колонну (стриппинг). Дело в том, что в целевом продукте, в результате недостаточно четкого разделения, могут находиться более легкокипящие фракции, т.е. происходит наложение фракций. Это значит, например, что в отбираемой керосиновой фракции может находиться некоторое количество тяжелой бензиновой фракции. При этом, без дополнительной ректификации качество керосина не будет соответствовать заданному, например, по температуре вспыш­ки. Требуемая температура вспышки керосина по ГОСТу должна быть не ниже 28°С в закрытом тигле. Присутствие тяжелой части бензиновой фракции понизит ее на несколько градусов. С целью доведения целевых продуктов до нужной кондиции применяют отпарные колонны. Отбираемая из колонны К-2 керосиновая фракция направляется в верхнюю часть отпарной колонны, например К-3/1, оборудованной 9-12 тарелка­ми. Поток керосина, стекая с тарелки на тарелку вниз стриппинга, встре­чается с потоком паров, движущихся вверх. Чтобы создать последний, в нижнюю часть стриппинга подают перегретый водяной пар с температурой перегрева выше конца кипения бензиновой фракции, присутствующей в керосине.

Из верхней части стриппинга в колонну К-2 отпаренные пары бензи­на вместе с водяным паром направляются в пространство между тарел­кой отбора и вышележащей тарелкой колонны К-2, а керосин приобре­тает необходимое качество. Для каждой боковой фракции, отбираемой из колонны К-2, имеется свой стриппинг. Их бывает, как правило, 2-3.