8.Первичная перегонка нефтей. Классификация установок первичной перегонки нефтей. Комбинированные установки.
Перегонка (дистилляция) – это процесс физического разделения нефти и газоконденсата на фракции, различающиеся друг от друга и от сырья температ-ми границами кипения. При перегонке не происходит хим. превращения углеводородов, не изменяется их молекулярный состав.
Установки первичной перегонки нефти предназначены для разделения её на фракции для последующей переработки или использования как компонентов товарных нефтепродуктов. На них вырабатываются смазочные масла, моторные топлива, сырье для вторичных процессов, для нефтехим.производства. От их работы зависят технико-экономические показатели процессов последующей переработки сырья, ассортимент и качество получаемых компонентов.
Процессы первичной перегонки проводят на атмосферных трубчатых (АТ), атмосферно-вакуумных трубчатых(АВТ) или вакуумных трубчатых(ВТ)установках. От направления использования фракций установки делятся на топливные, масляные, топливно-масляные. На установках АТ проводят неглубокую перегонку нефти с получением топливных фракций и мазута. На установках ВТ – перегонку мазута. Полученные продукты(гудрон,газойлевые и масляные фракции) используются как сырья вторичной переработки с получением смазочных масел, битумов, кокса, топлив и др.нефтепродуктов.
На установках комбинированного типа проводят процессы обезвоживания, обессоливания, вторичную перегонку и стабилизацию бензиновой фракции. К ним относят ЭЛОУ-АВТ, ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ-вторич.перегонка и др. Преимущество таких установок – это низкие капит. и эксплуатационные затраты в сравнением с уст.малой производительности, высокая производительность труда, широкий ассортимент получаемых фракций и разнообразие схем перегонки.
Установки at с однократным испарением и однократной ректификацией. Назначение. Принципиальная технологическая схема. Продукция.
Нефть пропускается сырьевым насосом через теплообменники и трубчатую печь в ректификационную колонну. При однократном испарении низкокипящие фракции, перейдя в пары, остаются в аппарате, снижают парциальное давление испаряющихся высококипящих фракций, что дает возможность вести перегонку при более низких температурах.
Благодаря влиянию легких фракций, применяя однократное испарение, можно снизить конец кипения перегоняемого сырья на 50—100°С по сравнению с постепенным испарением. При однократном испарении взаимно растворимых жидкостей и последующей конденсации паров получают две фракции: легкую, в которой содержится больше низкокипящих фракций, и тяжелую, в которой содержится меньше низкокипящих фракций, чем в исходном сырье.
Поэтому после однократного испарения нефтяные пары подвергаются ректификации.
В эвапорационном пространстве происходит однократное испарение нефти. Пары нефти затем разделяют ректификацией на целевые фракции, а из жидкости также с применением процесса ректификации удаляют легкокипящие фракции.
Рис.
15. Схема атмосферной перегонки с
однократным испарением нефти:
/ — нефть; // — газ; /// — бензин; iv —керосин; v—дизельная фракция; vi —мазут.
Достоинством схемы с однократным испарением является то, что легкие и тяжелые фракции испаряются совместно. Это способствует более глубокому отделению тяжелых компонентов при относительно низких (300—325C) температурах подогрева нефти. Установки однократного испарения компактны, имеют малую протяженность трубопроводов, требуют меньше топлива, чем другие установки.
Недостатки схемы с однократным испарением следующие:
1) при перегонке нефтей с повышенным (выше 15%) содержанием бензиновых фракций значительно увеличивается давление в теплообменниках и трубах печного змеевика, что приводит к необходимости применять более прочную и металлоемкую аппаратуру, увеличивать давление в линии нагнетания сырьевого насоса;
2) если на перегонку подается нефть, из которой плохо удалена вода, то это также приводит к повышению давления в печи и может вызвать повреждение фланцевых соединений печных труб;
3) если перегоняемая нефть недостаточно хорошо обессолена, то при ее нагреве в трубах печи будут отлагаться минеральные соли, из-за этого происходят местные перегревы в змеевиках печей, что в конечном итоге может приводить к аварии — прогару труб. Однако, чтобы достичь такой же глубины отбора дистиллятов, как при однократном испарении, нефть на установках двукратного испарения приходится нагревать до более высокой температуры (360—370 °С).
Однократное испарение широко применяется в настоящее время в промышленности. Например, разделение нефти осуществляется методом однократного испарения ее с последующей ректификацией паровой и жидкой фаз; при этом нагрев нефти проводится в трубчатых печах, а разделение на фазы — в секции питания ректификационной колонны.
Установки с однократным испарением (ОИ) применяются при перегонке стабильных нефтей с незначительным содержанием растворенных газов. Они обеспечивают минимальные энергозатраты и меньшую металлоемкость по сравнению с другими схемами. Существенный недостаток этих установок - отсутствие технологической гибкости для перевода на новое сырье и др. ассортимент продуктов, а также большие потери фракций, выкипающих до 350 °С, с мазутом
Применима для стабилизированных и хорошо обессоленных и обезвоженных нефтей. Кол-во растворенных газов (по С4 вкл.) должно быть ≤ 0,5 или 1,2%масс, содержание БФ ≤ от 12 до 15%масс, выход светлых фракций ≤45%масс.
Назначение – разделение нефти на фракции для последующей переработки или использования в качестве товарной продукции. Перегонка нефти осуществляется на атмосферных трубчатых (АТ) и атмосферно0вакуумных трубчатых (АВТ) установках. Установки АТ и АВТ часто комбинируются с установками обессоливания нефти и вторичной переработки бензинов.
Сырье и продукция. Сырьем является обессоленная нефть, полученная на установках и блоках ЭЛОУ. Продукция установки:
Углеводородный газ – выводится с установок в газообразном и жидком («головка стабилизации») виде, направляется для дальнейшей переработки на газофракционирующие установки, используется как топливо нефтезаводских печей;
Бензиновая фракция – выкипает в пределах 50 -1800С, используется как компонент товарного автомобильного бензин, сырье установок каталитического риформинга и пиролиза; подвергается вторичной перегонке для получения узких фракций;
Керосиновая фракция – выкипает в пределах 120-3150С, используется как топливо для реактивных и тракторных карбюраторных двигателей, для освещения, как сырье установок гидроочистки;
Дизельная фракция (атмосферный газойль) – выкипает в пределах 180-3600С, используется как топливо для дизельных двигателей и сырье установок гидроочистки;
Мазут – остаток атмосферной перегонки – выкипает выше 3500С, применяется как котельное топливо или сырье для установок гидроочистки и термического крекинга;
Вакуумные дистилляты (вакуумные газойли) – выкипают в пределах 350-5000С, используются как сырье каталитического крекинга и гидрокрекинга; на НПЗ с масляной схемой переработки получают несколько (2-3) вакуумных дистиллятов;
Гудрон – остаток атмосферно-вакуумной перегонки нефти, выкипает при температуре выше 5000С, используется как сырье установок термического крекинга, коксования производства битумов и масел.